優(yōu)化肥藥模式對貴州喀斯特山區(qū)直播冬油菜產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

關(guān)鍵詞 直播冬油菜； 肥藥模式； 喀斯特山區(qū)； 產(chǎn)量； 經(jīng)濟效益

中圖分類號 S565.4 ； S363 文獻標識碼 A 文章編號 1000-2421（2024）03-0194-09

冬油菜是貴州省重要的油料作物，貴州省冬油菜常年種植面積在49.33 萬hm²以上（http：//hgk.guizhou.gov.cn/publish/tj/2019/zk/indexch.htm），發(fā)展冬油菜生產(chǎn)對維持和促進貴州省糧油安全和經(jīng)濟發(fā)展具有重大意義。隨著冬油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于連年追求過高的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，重化肥輕有機肥、過量施用化肥農(nóng)藥等不合理栽培問題愈發(fā)嚴重［1］，使得原本基礎(chǔ)地力就很薄弱的喀斯特黃壤質(zhì)量進一步惡化［2］，并導(dǎo)致冬油菜產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤養(yǎng)分利用率降低，嚴重制約貴州冬油菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，解決冬油菜高產(chǎn)和合理肥藥模式的平衡問題，構(gòu)建冬油菜高產(chǎn)高效的栽培模式十分重要。目前，我國在多種作物上開展了高產(chǎn)高效栽培模式的研究并取得一系列成果。褚光等［3］采用“減少播量、培育壯秧，增密減氮、前氮后移，輕度干濕交替灌溉”等關(guān)鍵栽培技術(shù)，優(yōu)化水稻栽培模式，實現(xiàn)了肥水利用效率的提高，增加了水稻產(chǎn)量。丁錦峰等［4］通過“適量增密、適度減肥、前氮后移、精準施肥”的高效協(xié)同栽培模式實現(xiàn)了稻茬小麥高產(chǎn)、氮肥高效。曹玉軍等［5］研究表明，“增加密度、氮肥減量分次施用，配套秋季深翻、夏季深松”的高產(chǎn)高效模式，可以實現(xiàn)春玉米產(chǎn)量和氮效率的同步提高。柳燕蘭等［6］的研究表明，“全膜覆蓋壟溝種植、控制株距、減少密度、減施緩釋尿素40% 并有機替代”能夠?qū)崿F(xiàn)提高水分和養(yǎng)分利用效率，實現(xiàn)馬鈴薯增產(chǎn)和資源高效利用協(xié)同發(fā)展。同時，長江流域冬油菜高產(chǎn)栽培技術(shù)研究也取得較大進展，王寅等［7］研究表明在30 萬株/hm2種植密度、秸稈還田和加強病蟲草害防治的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化施肥，可保障直播冬油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收效率的協(xié)同提升。貴州喀斯特黃壤區(qū)農(nóng)業(yè)種植區(qū)氣候立體，不同地區(qū)氣候不同，共分為4 個油菜種植區(qū)［8］，同時地形較為特殊，平原較少，山區(qū)丘陵較多，冬油菜機械化操作程度相對較低，不宜直接引入長江中下游冬油菜種植發(fā)達地區(qū)的高效栽培模式，需科學合理建立滿足貴州喀斯特山區(qū)的直播冬油菜高產(chǎn)高效種植模式。2018—2020 年，在國家化肥農(nóng)藥減施重點研發(fā)專項及貴州省糧油綠色高產(chǎn)高效技術(shù)推廣項目的資助下，貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站聯(lián)合貴州省農(nóng)業(yè)科學院油料研究所及各生態(tài)區(qū)油菜生產(chǎn)大縣，持續(xù)開展貴州喀斯特山區(qū)冬油菜化肥農(nóng)藥減施技術(shù)集成與示范工作，在明確稻田油菜、旱地油菜養(yǎng)分需求規(guī)律的基礎(chǔ)上，結(jié)合貴州省農(nóng)業(yè)科學院油料研究所于2018 年頒布的《油菜機耕分廂定量直播栽培技術(shù)規(guī)程》［9］，開展了直播氮高效抗逆冬油菜品種篩選［10］、種子包衣［11］、定量直（機）播［12］、秸稈還田與增施有機肥［13］、一次性緩控釋肥應(yīng)用［14］、診斷追肥和綜合除草防蟲防病等單項技術(shù)研究，形成了“油菜緩控釋肥專用肥應(yīng)用及有機補充/替代＋病蟲綠色高效防控＋優(yōu)化栽培”模式的淺耕分廂定量直播冬油菜化肥農(nóng)藥施用技術(shù)模式。為驗證該模式的可行性，2018—2020 年在貴州省油菜主產(chǎn)區(qū)黔中亞區(qū)和黔東亞區(qū)的11 個縣（市區(qū)）進行了大田試驗，探究不同肥藥模式對貴州喀斯特山區(qū)直播冬油菜生長、產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響，旨在為貴州喀斯特山區(qū)直播冬油菜高產(chǎn)高效肥藥模式的推廣應(yīng)用提供理論和實踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1）油菜品種。水旱輪作是貴州省重要的農(nóng)作物種植模式，由于油菜-水稻輪作茬口緊，本研究供試冬油菜品種均為通過貴州區(qū)域登記的耐漬與養(yǎng)分高效、抗（耐）病性好、適宜機械化收獲的中早熟油菜品種，包括黔油早2 號（由貴州省農(nóng)業(yè)科學院油料研究所選育）、陽光131（由中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所選育）和油研早18（由貴州省農(nóng)業(yè)科學院油菜研究所選育）等，各地區(qū)根據(jù)具體情況選擇相應(yīng)品種（表1）。

2）肥料。常規(guī)復(fù)合肥（14-16-15），由貴州西洋肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；宜施壯油菜專用緩釋肥（25-7-8），由湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)；尿素（含N46%），由貴州赤天化股份有限公司生產(chǎn)。

3）農(nóng)藥。高效氟吡甲禾靈（10.8%）、草除靈（30%）、高效氟氯氰菊酯（10%）、咪鮮胺（45%～50%）、草除靈（30%）、精喹禾靈乳油（8.8%）和多菌靈可濕性粉劑（25%～60%），市購。

1.2 試驗設(shè)計

田間試驗于2018—2019 年和2019—2020 年分別在貴州省11 個冬油菜主產(chǎn)縣（市、區(qū)）進行，均位于黔中黔東黔北油菜區(qū)，其中貴州省貴陽市開陽縣，遵義市播州區(qū)、綏陽縣和余慶縣，畢節(jié)市黔西市和金沙縣，安順市西秀區(qū)和平壩區(qū)，黔南州甕安縣，位于黔中黔東黔北油菜區(qū)黔中亞區(qū)；銅仁市碧江區(qū)和黔東南州黎平縣，位于黔中黔東黔北油菜區(qū)黔東亞區(qū)。試驗區(qū)土壤均為貴州喀斯特黃壤區(qū)。各試驗點土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)見表2。

1）2018—2019年。采用大區(qū)無重復(fù)試驗設(shè)計，每個大區(qū)面積為100 m²，設(shè)4 個處理：T1，傳統(tǒng)肥藥模式，即根據(jù)11個縣市實際調(diào)查情況結(jié)合貴州省農(nóng)民普遍種植方式和傳統(tǒng)栽培措施確定。具體操作：秸稈不還田，油菜移栽密度10.5 萬株/hm²；采用常規(guī)復(fù)合肥作為基肥，用量為600.0 kg/hm²，越冬期追施尿素150.0 kg/hm²，蕾薹期追施尿素150 kg/hm²（純養(yǎng)分投入分別為N 222.0 kg/hm²，P₂O₅ 96.0 kg/hm²，K₂O 90.0 kg/hm²）；移栽苗7～8 葉期時，噴施30% 草除靈懸水劑0.90 L/hm² 和8.8% 精喹禾靈乳油0.75L/hm²除草；初花期，用25% 多菌靈可濕性粉劑4.50kg/hm2 防治菌核病。T2，優(yōu)化肥藥模式，即通過優(yōu)化施肥施藥和秸稈覆蓋還田實現(xiàn)化肥農(nóng)藥的科學施用，具體操作：秸稈粉碎還田，搶墑機械淺耕開溝起廂；采用人工或者機械在起好的廂面上定量種肥同播（條播），肥料采用宜施壯油菜專用緩釋肥，用量為750.0 kg/hm²，油菜播種量為6.0 kg/hm²，播種前采用40% 溴酰·噻蟲嗪種子處理懸浮劑進行種子包衣，越冬期追施尿素60.0 kg/hm²（純養(yǎng)分投入分別為N214.5 kg/hm²、P2O5 52.5 kg/hm²、K₂O 60.0 kg/hm²）；油菜5～7 葉期，用10.8% 高效氟吡甲禾靈乳油0.375L/hm²＋30% 草除靈懸浮劑0.525 L/hm²復(fù)配噴施莖葉除草；油菜初花期-青莢期用2.5% 高效氯氟氰菊酯0.450 L/hm²＋45% 咪鮮胺0.525 L/hm² 噴霧防治蚜蟲和菌核病，與T1 相比，優(yōu)化肥藥模式總養(yǎng)分投入量減少19.9%，農(nóng)藥投入量減少69.5%。T3，優(yōu)化肥藥模式下不施用化肥，即不施用任何化肥，其他栽培措施同T2 處理。T4，優(yōu)化肥藥模式下不噴施農(nóng)藥，即不噴施任何農(nóng)藥，其他栽培措施同T2 處理。具體投入量見表3。

2）2019—2020 年。采用大區(qū)無重復(fù)試驗設(shè)計，每個大區(qū)面積為100 m²，設(shè)4 個處理，所有處理均與2018—2019 年處理相同。各處理完全隨機排列。

1.3 測定項目

1）冬油菜生長性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因子調(diào)查。于5 月初冬油菜成熟收獲前7～10 d，每處理選取生長一致且有代表性的植株10 株，測定株高、莖粗、一次有效分枝數(shù)、角果長度和角果密度等生長性狀指標，同時調(diào)查單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子。其中，密度調(diào)查采用1 m2 樣方尺調(diào)查。

2）冬油菜產(chǎn)量。冬油菜收獲時，各個小區(qū)油菜籽實收實打。各個小區(qū)油菜籽風干至恒質(zhì)量，換算含水量，依據(jù)各小區(qū)油菜籽含水量依次折算各個小區(qū)油菜籽產(chǎn)量。計算收獲指數(shù)、化肥農(nóng)學效率、農(nóng)藥防治效率、產(chǎn)投比。

采用Excel 2007 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，LSD 法檢驗差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的冬油菜生長性狀

由表4 可知，不同處理的冬油菜生長性狀存在差異。與T1 處理相比，由于種植方式不同，2018—2019 年T2 處理的株高、莖粗、一次有效分枝數(shù)、角果長度和角果密度分別比T1 處理低9.8%、26.4%、10.9%、10.2%、24.2%，2019—2020 年分別比T1 處理低9.5%、28.3%、12.8%、10.9%、23.9%。而當T2處理下不施用化肥（T3）或者不噴施農(nóng)藥（T4）時，冬油菜生長指標均低于T1 處理，且以T3 處理最低，2018—2019 年T3 處理的株高、莖粗、一次有效分枝數(shù)、角果長度和角果密度分別僅為138.6 cm、0.79cm、5.3 個、5.43 cm 和0.90 個/cm，2019—2020 年T3處理的株高、莖粗、一次有效分枝數(shù)、角果長度和角果密度分別僅為137.3 cm、0.77 cm、5.2 個、5.41 cm和0.87 個/cm。說明當肥藥模式優(yōu)化后，施用化肥和噴施農(nóng)藥均為必要條件，其中化肥作用大于農(nóng)藥。

2.2 不同處理的冬油菜產(chǎn)量

由表5 可見，優(yōu)化肥藥模式能提高冬油菜產(chǎn)量。2018—2019 年，與T1 處理相比，T2 處理冬油菜平均產(chǎn)量達到2 224.4 kg/hm²，增加10.1%；收獲指數(shù)為0.339，增加3.3%；表明通過優(yōu)化化肥和農(nóng)藥的施用，11 個冬油菜主產(chǎn)縣市區(qū)冬油菜產(chǎn)量均呈顯著增加趨勢，高于傳統(tǒng)肥藥模式。而當T2 處理下不施用化肥（T3）或者不噴施農(nóng)藥（T4）時，冬油菜產(chǎn)量和收獲指數(shù)均顯著低于T2 處理，且以T3 處理最低，平均產(chǎn)量和收獲指數(shù)分別僅為1506.4 kg/hm² 和0.322，說明優(yōu)化肥藥模式不施用化肥或不噴施農(nóng)藥，均不能達到冬油菜產(chǎn)量要求，其中化肥作用顯著大于農(nóng)藥。與T1 處理相比，T3 和T4 處理的冬油菜產(chǎn)量分別降低25.4%、3.1%。與2018—2019 年試驗結(jié)果相似，2019—2020 年，與T1 處理相比，T2 處理冬油菜產(chǎn)量達到2 103.3 kg/hm²，增加3.7%；收獲指數(shù)為0.342，增加3.3%，表明當化肥和農(nóng)藥優(yōu)化施用后，冬油菜產(chǎn)量和收獲指數(shù)均優(yōu)于傳統(tǒng)肥藥模式。

2.3 不同處理的冬油菜產(chǎn)量性狀

直播冬油菜產(chǎn)量取決于種植密度、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重，而種植方式是直接影響種植密度、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重的重要因素。由表6 可知，由于T2 處理冬油菜為直播種植方式，2a單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重均顯著低于T1 處理，其中2018—2019 年分別降低39.6%、24.0%、6.6%，2019—2020 年分別降低38.8%、20.6%、6.6%，但是由于優(yōu)化了化肥和農(nóng)藥，保證了冬油菜成活率，2 a 平均密度分別達到31.4 萬株/hm2和30.9萬株/hm²，比T1 處理顯著增加199.0% 和194.2%，產(chǎn)量高于T1 處理。而當T2 處理下不施用化肥（T3處理）或者不噴施農(nóng)藥（T4 處理）時，冬油菜產(chǎn)量性狀下降，2018—2019 年T3 處理冬油菜密度、單株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重分別為21.2 萬株/hm²、76.0個、15.3 個和3.01 g；2019—2020 年分別為20.8萬株/hm²、75.1 個、14.7 個和2.98 g。

2.4 不同處理化肥和農(nóng)藥的利用率

由表7 可知，優(yōu)化肥藥模式通過集成和優(yōu)化化肥與農(nóng)藥施用方法，在化肥和農(nóng)藥減施的情況下，可以提高化肥農(nóng)學效率和農(nóng)藥防治效果。2018—2019年，T2 處理化肥農(nóng)學效率為2.20 kg/kg，較T1 處理顯著增加74.6%。在農(nóng)藥防治效率方面，T2 處理農(nóng)藥防治效率為141.82 kg/kg，比T1 處理高13.08 倍；2019—2020 年，T2 處理化肥農(nóng)學效率為2.14 kg/kg，較T1 處理顯著增加39.6%。在農(nóng)藥防治效率方面，T2 處理農(nóng)藥防治效率為106.23 kg/kg，顯著高于T1處理。以上結(jié)果表明，優(yōu)化肥藥模式通過優(yōu)化肥料和農(nóng)藥的施用，提高了化肥和農(nóng)藥的利用效率，進而增加了冬油菜產(chǎn)量。

2.5 不同處理冬油菜的經(jīng)濟效益

進一步分析冬油菜經(jīng)濟效益（表8），優(yōu)化肥藥模式能有效減少化肥和農(nóng)藥的投入成本，增加冬油菜經(jīng)濟效益。T2 處理總成本投入為5 835 元/hm²，較T1 處理低21.6%，主要是由于T2 處理冬油菜種植方式為直播，節(jié)省了移栽勞動力；同時T2 處理優(yōu)化了化肥和農(nóng)藥施用量和施用次數(shù)。T2 處理由于優(yōu)化和集成化肥和農(nóng)藥的施用方法，在化肥和農(nóng)藥減施的情況下，冬油菜產(chǎn)量和產(chǎn)值較T1 處理均有增加的趨勢，2 a產(chǎn)值分別為11 121.8和10 516.4元/hm²，分別平均增加1 020 和371.6 元/hm²。T2 處理2 a 冬油菜平均凈收益分別為5 286.8 和4 681.4 元/hm²，分別高于T1 處理2 625.0 和1 976.6 元/hm²，實現(xiàn)了節(jié)本增收。T2 處理2 a 平均產(chǎn)投比分別為1.906 和1.802，分別高于T1 處理40.3% 和32.1%。

3 討論

貴州省是我國唯一沒有平原支撐的省份，大型機械推廣較難，導(dǎo)致冬油菜種植仍然以人工為主，同時由于勞動力向城市轉(zhuǎn)移，造成冬油菜栽培模式由傳統(tǒng)育苗移栽向直播方向轉(zhuǎn)變，因此如何使直播冬油菜獲得高產(chǎn)成為貴州喀斯特山區(qū)冬油菜良性發(fā)展的關(guān)鍵；同時由于貴州省夏季作物秸稈資源豐富［15］，通常會被焚燒處理，如不能科學合理利用，不僅造成資源浪費，還對環(huán)境造成污染。貴州氣候立體，不同地區(qū)氣候不同，油菜生長環(huán)境也不同，共分為4 個油菜種植區(qū)域［7］，由于黔中黔東黔北油菜區(qū)為貴州油菜生長的適宜區(qū)，是貴州油菜籽發(fā)展的重點產(chǎn)區(qū)，因此，本研究在該區(qū)域11 個冬油菜主產(chǎn)縣市區(qū)進行了大田試驗。值得注意的是，本試驗均布置在水旱輪作區(qū)，由于油菜-水稻輪作茬口緊，本試驗所選品種均為中早熟油菜品種，未能體現(xiàn)優(yōu)化肥藥模式對中晚熟油菜品種的影響，因此，在未來的研究中應(yīng)注重油菜品種的選擇。另外，本研究主要集中在黔中黔東黔北油菜區(qū)，并未涉及黔南油菜區(qū)、黔西北油菜區(qū)和黔西油菜區(qū)，主要原因是黔南油菜區(qū)和黔西北油菜區(qū)生態(tài)環(huán)境屬油菜生長的次適宜區(qū)，油菜種植面積較小，單產(chǎn)較低；黔西油菜區(qū)冬季氣溫低，霜凍危害嚴重，影響油菜的正常生長發(fā)育，不宜發(fā)展秋播油菜，但可利用夏秋有利條件，開展雜交油菜的親本繁殖和制種鑒定，因此，在未來的研究中應(yīng)將本優(yōu)化肥藥模式推廣至黔南油菜區(qū)、黔北油菜區(qū)和黔西油菜區(qū)并加以驗證。

合理施用化肥和農(nóng)藥是冬油菜綠色高效、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保障因素［16-18］。本試驗條件下，與T1 處理相比，T3 和T4 處理的冬油菜產(chǎn)量分別降低25.4%和3.1%，說明化肥和農(nóng)藥仍是影響冬油菜產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因子，其中化肥最重要。當秸稈還田以及優(yōu)化施用化肥和農(nóng)藥后，總養(yǎng)分投入量減少19.9%，農(nóng)藥投入量減少69.5%，2 a T2 處理冬油菜平均產(chǎn)量分別達到2224.4 kg/hm²和2103.3 kg/hm²，高于T1 處理10.1% 和3.7%，達到穩(wěn)產(chǎn)或略微增產(chǎn)的目的，同時節(jié)本增收2625.0 元/hm²和1 976.6 元/hm²，實現(xiàn)節(jié)本增效，說明通過科學合理地調(diào)整化肥和農(nóng)藥的施用，可以達到冬油菜增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標。但本研究冬油菜產(chǎn)量也略低于長江中下游地區(qū)［7，19-20］，可能是由于地形（喀斯特山區(qū)）和氣候（光照、氣候等）差異的原因?qū)е?。因此，在以后的研究中，?yīng)注重地形和氣候因素對冬油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分資源利用影響的研究。本研究中發(fā)現(xiàn)，11 縣市區(qū)的冬油菜產(chǎn)量不盡相同，優(yōu)化肥藥模式處理中油菜產(chǎn)量最高為平壩區(qū)（2 682.0kg/hm²），最低為甕安縣，僅為1 686.0 kg/hm²，相差996.0 kg/hm²，可能是由于不同地區(qū)的基礎(chǔ)地力不同造成的，基礎(chǔ)地力較高的試驗點冬油菜產(chǎn)量較高；同時相同地區(qū)不同年份的冬油菜產(chǎn)量差異不大，說明氣候因素引起的差異不大。值得注意的是，T4 處理冬油菜產(chǎn)量較T1 處理僅減產(chǎn)3.1%，這可能是由于貴州地區(qū)特有的喀斯特山區(qū)氣候?qū)е露筒瞬∠x害發(fā)病率較輕有關(guān)，相對而言，由于喀斯特山區(qū)油菜病蟲災(zāi)害發(fā)生較輕，對油菜籽產(chǎn)量影響較小。優(yōu)化肥藥模式可以使冬油菜增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，達到減肥增效的目的，同時冬油菜高產(chǎn)高效栽培模式是多項技術(shù)共同集成的綜合管理模式，如何使各項技術(shù)發(fā)揮最大優(yōu)勢，應(yīng)進一步深入研究冬油菜高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，最終實現(xiàn)冬油菜產(chǎn)量與資源高效利用的協(xié)同發(fā)展，形成理論體系并為貴州喀斯特山區(qū)冬油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論和實踐基礎(chǔ)。

本試驗通過集成“油菜緩控釋肥專用肥應(yīng)用及有機補充/替代+病蟲綠色高效防控+優(yōu)化栽培”貴州喀斯特山區(qū)冬油菜優(yōu)化肥藥模式，減少了化肥和農(nóng)藥施用量，提高了資源利用效率，具有減肥減藥增效的效果，同時能保證直播冬油菜穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，節(jié)本增效，實現(xiàn)貴州喀斯特山區(qū)冬油菜輕簡化種植，具有較大的應(yīng)用推廣潛力。

（責任編輯：張志鈺）