直播油菜密度對(duì)植株農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

李銀水，余常兵，胡小加，謝立華，張樹(shù)杰，車 志，廖祥生，廖 星

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，農(nóng)業(yè)部油料作物生物學(xué)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430062）

油菜直播栽培不需要育苗，移栽，省工、省力；直播油菜還具有主根系發(fā)達(dá)、抗倒伏能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[1]。密度是影響油菜合理種植結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)源庫(kù)生理性狀的重要因子[2]，適宜群體結(jié)構(gòu)是作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)，直播油菜因個(gè)體生產(chǎn)能力差，應(yīng)適當(dāng)密植發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)[3]。已有研究報(bào)道，直播油菜的合理密度為25 萬(wàn)～45 萬(wàn)株/hm2[1，4-5]；在免耕和遲播條件下因土壤緊實(shí)度大、根系生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收受雜草競(jìng)爭(zhēng)等因素影響，適宜栽培密度可以高達(dá)60 萬(wàn)株/hm2[6]。油菜產(chǎn)量形成是多種農(nóng)藝因子綜合作用的結(jié)果[7]，各種農(nóng)藝因子通過(guò)直接或間接作用對(duì)目標(biāo)產(chǎn)量產(chǎn)生影響[8-9]。試驗(yàn)以10 個(gè)甘藍(lán)型油菜品種為材料，研究直播油菜不同密度對(duì)主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，闡明各種農(nóng)藝因子與產(chǎn)量之間的相關(guān)性以及對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成的相對(duì)重要性，以期為充分挖掘直播油菜的高產(chǎn)潛力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2009～2010年在湖北省武穴市大金鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗(yàn)田塊地勢(shì)平坦，肥力中等且均勻，土壤類型為沙壤土，排灌方便，前茬為早熟晚稻。參試油菜品種（系）10 個(gè)，分別編號(hào)為1～10，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主因素為栽培密度（4 個(gè)密度分別為9、18、27、36 萬(wàn)株/hm2），副因素為品種，3 次重復(fù)。播種前施48%（16%-16%-16%）的復(fù)合肥750 kg/hm2，進(jìn)口高效持力硼4.5 kg，混合開(kāi)溝深施作底肥；油菜苗期、薹肥各追肥1次，每次分別追施尿素、氯化鉀187.5 kg/hm2，施用方法均為對(duì)水澆施。

前茬晚稻2009年10月15日收割，油菜茬10月18日播種。小區(qū)面積5.0 m2，播種時(shí)按不同品種不同密度定好播種量，將種子與少量干細(xì)沙均勻后開(kāi)溝條播，每小區(qū)播4 行，播后覆蓋一薄層有機(jī)肥。10月25日出苗，先后間苗3 次，冬至前按各小區(qū)的密度定足苗數(shù)（即每小區(qū)定實(shí)苗數(shù)45、90、135、180 株）。小區(qū)產(chǎn)量實(shí)打?qū)嵤?，?010年5月13日收獲。其他管理按照高產(chǎn)栽培技術(shù)要求進(jìn)行。

1.3 考種項(xiàng)目及方法

油菜收獲前，各小區(qū)隨機(jī)取地上部代表性植株6 株，考查株高、分枝高度、主軸長(zhǎng)、一級(jí)有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算及統(tǒng)計(jì)分析

通徑系數(shù)的計(jì)算方法[7-9]

直接通徑系數(shù)：Piy＝bi×（Sxi÷Sy），bi為偏回歸系數(shù)，Sxi為xi的標(biāo)準(zhǔn)差，Sy為y 的標(biāo)準(zhǔn)差；間接通徑系數(shù)：Pijy＝rij×Piy，rij為xi和xj的相關(guān)系數(shù)；剩余通徑系數(shù)：，R2為多元回歸方程的決定系數(shù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel 2003 中處理，方差分析采用DPSv-3.01 軟件統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 栽培密度對(duì)直播油菜農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

表1 結(jié)果表明，提高栽培密度，能顯著提高油菜分枝部位，顯著減少主軸長(zhǎng)、一級(jí)有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)。從試驗(yàn)的整體結(jié)果來(lái)看，與低密度處理（9 萬(wàn)株/hm2）相比，高密度處理（36 萬(wàn)株/hm2）10 個(gè)油菜品種的分枝部位增加了24～41 cm，平均增加34.3 cm（平均增幅達(dá)87.7%）；主軸長(zhǎng)除了2、3 號(hào)品種略有增加外，其余8 個(gè)品種減少5～18 cm，平均減少10.6 cm（平均減幅為21.8 %）；一級(jí)分枝數(shù)減少2～5 個(gè)，平均減少3.4 個(gè)（平均減幅達(dá)40.0%）；單株角果數(shù)減少145～244 個(gè)，平均減少198 個(gè)（平均減幅達(dá)52.9%）；每角粒數(shù)減少4.7～8.6 粒，平均減少6.3 粒（平均減幅達(dá)30.8%）。再?gòu)漠a(chǎn)量結(jié)果來(lái)看，提高栽培密度能顯著提高油菜籽產(chǎn)量，10 個(gè)品種的籽實(shí)產(chǎn)量均以36 萬(wàn)株/hm2處理最高（平均達(dá)2 974.7 kg/hm2），與9 萬(wàn)株/hm2處理相比分別提高244.1～532.3 kg/hm2，平均提高405.4 kg/hm2（平均增幅為15.8%）。

表1 栽培密度對(duì)直播油菜農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

2.2 主要農(nóng)藝性狀與直播油菜產(chǎn)量間的相關(guān)分析

對(duì)7 個(gè)農(nóng)藝因子密度（x1）、株高（x2）、分枝高度（x3）、主軸長(zhǎng)（x4）、一級(jí)分枝數(shù)（x5）、單株角果數(shù)（x6）、每角粒數(shù)（x7）與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果（表2）表明栽培密度和分枝高度與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.804 9**和0.726 7**，一級(jí)分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)與產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為－0.759 4**、－0.778 2**和－695 6**。再?gòu)脑耘嗝芏扰c其它因子的相互作用來(lái)看，栽培密度與分枝高度極顯著正相關(guān)，與主軸長(zhǎng)、一級(jí)分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)。可以看出，栽培密度的改變會(huì)引起其它農(nóng)藝因子的改變，進(jìn)而影響產(chǎn)量。7 個(gè)因子與產(chǎn)量間的回歸方程為：y=2 199.91+11.19 x1+0.10 x2+2.78 x3+2.13 x4-33.55 x5+0.13 x6+13.63 x7（R2=0.719 6，F(xiàn)=11.730 2**），說(shuō)明所分析的7 個(gè)因子決定了油菜產(chǎn)量變異的71.96%，誤差占28.04%。

表2 主要農(nóng)藝性狀與直播油菜產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)

2.3 主要農(nóng)藝性狀與直播油菜產(chǎn)量間的通徑分析

在多元回歸的基礎(chǔ)上進(jìn)行通徑分析（表3），可以看出，密度對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為較大的正值（P1→y=0.634 0），此外它還通過(guò)分枝高度（P1→3→y=0.196 4）和一級(jí)分枝數(shù)（P1→5→y=0.242 9）的間接正效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響；分枝高度對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)只有0.230 3，但它通過(guò)密度（P3→1→y=0.560 4）和一級(jí)分枝數(shù)（P3→1→y=0.218 0）對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生間接正效應(yīng)，成為產(chǎn)量第二大正影響因子；單株角果數(shù)和每角粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)雖為正值（P6→y=0.056 7、P7→y=0.206 4），但兩者通過(guò)密度、分枝高度和一級(jí)分枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量的間接作用都為負(fù)值，綜合結(jié)果是兩者對(duì)產(chǎn)量的發(fā)揮起較大的負(fù)效應(yīng)（∑P6y=-0.778 2、∑P7y=-0.695 6）；一級(jí)分枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為負(fù)值（P5→y=-0.324 4），并通過(guò)密度和分枝高度的間接負(fù)作用進(jìn)一步消弱產(chǎn)量，對(duì)產(chǎn)量的綜合作用達(dá)-0.759 4?？梢钥闯觯ㄟ^(guò)提高栽培密度來(lái)增加分枝高度，抑制一級(jí)分枝數(shù)可以充分發(fā)揮直播油菜的產(chǎn)量潛力。

表3 主要農(nóng)藝性狀與直播油菜產(chǎn)量間的通徑系數(shù)

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，栽培密度對(duì)直播油菜產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響，在相同地力和同等肥料投入條件下，提高栽培密度油菜產(chǎn)量平均增加15.8%。說(shuō)明提高栽培密度可以有效提高油菜產(chǎn)量。

通徑分析是在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)加以分解，通過(guò)直接通徑、間接通徑及總通徑系數(shù)來(lái)反應(yīng)自變數(shù)對(duì)因變數(shù)直接作用的度量[7]；將各性狀與產(chǎn)量進(jìn)行通徑分析，能全面、深刻地了解各性狀如何直接、間接地對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生作用[8]。7 個(gè)農(nóng)藝因子與產(chǎn)量間的相關(guān)及通徑分析結(jié)果表明：栽培密度和分枝高度與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，對(duì)產(chǎn)量發(fā)揮起正效應(yīng)，其原因可能與直播條件下小群體大個(gè)體以及大群體小個(gè)體均不利于產(chǎn)量的發(fā)揮[1]，密度增加后雖個(gè)體性狀下降，但能改善群體性狀[10]和植株分枝位點(diǎn)提高，分枝數(shù)減少，籽粒飽滿，成熟度較一致[11]等因素有關(guān)。一級(jí)分枝數(shù)與產(chǎn)量極顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)產(chǎn)量發(fā)揮起負(fù)效應(yīng)，則可能與油菜生理特性有關(guān)，油菜分枝能力較強(qiáng)，只要所需的光、溫、水、肥等條件適宜，植株的大多數(shù)腋芽都能伸長(zhǎng)而形成分枝，但由植株上部腋芽發(fā)育而成的分枝，接受的光照條件好，分枝短、經(jīng)濟(jì)系數(shù)高，而位于植株下部的分枝長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)系數(shù)卻很低[4]；另外，一級(jí)分枝數(shù)的增加還會(huì)引起二級(jí)分枝數(shù)的增加，在一定程度上影響了中上部通風(fēng)透光條件，不僅降低光能利用率，還會(huì)加重病蟲(chóng)害[12]。單株角果數(shù)和每角粒對(duì)產(chǎn)量的直接作用是積極的（P6→y=0.056 7、P7→y=0.206 4），綜合作用卻是負(fù)效應(yīng)（∑P6y=-0.778 2、∑P7y=-0.695 6），主要是由它與栽培密度、分枝高度和一級(jí)分枝數(shù)對(duì)產(chǎn)量的間接負(fù)作用導(dǎo)致。已有研究報(bào)道，結(jié)角層雖是油菜后期主要光合器官，在籽粒產(chǎn)量形成過(guò)程中發(fā)揮著比葉更重要的作用[13]，但只有栽培密度適宜，單位面積角果數(shù)和角果皮面積達(dá)最大時(shí)油菜產(chǎn)量才會(huì)最高[2]，而結(jié)角層是否合理受諸多因素影響。再?gòu)脑耘嗝芏扰c各因子間的相關(guān)分析結(jié)果來(lái)看，密度與分枝高度極顯著正相關(guān)，與一級(jí)分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，由此可見(jiàn)，遲直播油菜高產(chǎn)量潛力可以通過(guò)合理密植來(lái)控制個(gè)體生長(zhǎng)，壓縮下位低效分枝，充分發(fā)揮主序和上部高效分枝的生產(chǎn)力來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。

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