氮素水平與品種對直播冬油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

王銳 吳位仙 鄭衛(wèi)東

摘要：通過探討在我國西南地區(qū)開展的油菜輕簡化直播種植配套栽培技術(shù)，為指導(dǎo)西南地區(qū)冬油菜輕簡化生產(chǎn)提供依據(jù)。2015—2016年選用雜交品種華雜9號和常規(guī)品種中雙11號在銅仁學(xué)院試驗基地進行試驗，共設(shè)5個氮素水平梯度，分別為0、90、180、270、360 kg/hm2，探究直播油菜品種與氮素用量在我國西南冬油菜產(chǎn)區(qū)對冬油菜產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及相關(guān)農(nóng)藝性狀的影響。結(jié)果表明，氮素水平的增加對2個直播油菜品種植株的株高、莖粗、根頸粗和主花序長度等農(nóng)藝性狀參數(shù)的影響各異;氮素和品種的不同對產(chǎn)量構(gòu)成因子中的千粒質(zhì)量影響較大;2個品種千粒質(zhì)量隨氮素水平的提高整體增加，施氮量以 90 kg/hm2 為單位增加時，華雜9號和中雙11號的平均增加幅度分別為15.0%和30.6%;氮素水平與品種互作對籽粒產(chǎn)量影響較明顯，其最大增加幅度可達3.55倍;本研究中最高籽粒產(chǎn)量是 360 kg/hm2 氮肥處理下的華雜9號，達2 583.2 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：冬油菜;直播;氮素用量;產(chǎn)量;品種

中圖分類號：S634.306 ? 文獻標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0077-05

冬油菜是長江流域廣泛種植的最重要的油料作物，我國常年油菜種植面積約 670 萬hm2，其中長江流域的總產(chǎn)量和種植面積占80%左右[1-2]。作為冬季作物其不僅能培肥地力，涵養(yǎng)土壤，減少水土流失，同時能在冬季有效提高地面綠色植被覆蓋面積，起到改善生態(tài)環(huán)境的作用[3];目前長江流域的很多區(qū)域在發(fā)展鄉(xiāng)村旅游、精準(zhǔn)扶貧和鄉(xiāng)村振興過程中，油菜籽是飼料、肥料和食用油的重要原料，油菜花是發(fā)展鄉(xiāng)村旅游的主要組成部分[2]。在我國西南地區(qū)，相當(dāng)部分的油菜種植采用人工育苗移栽的方式，傳統(tǒng)的育苗移栽方式加重了油菜生產(chǎn)人工成本，影響了農(nóng)民種植油菜的積極性，使油菜種植向機械化和輕簡化方向發(fā)展是實現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)新跨越的關(guān)鍵[2，4-5]。油菜直播是發(fā)展輕簡化和機械化技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，在西南山區(qū)對適合直播的油菜品種進行配套技術(shù)研究，能夠為該區(qū)域發(fā)展輕簡化的油菜生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

我國油菜主產(chǎn)區(qū)的油菜產(chǎn)量對肥料投入的依存度在55%以上，充足的氮素水平能提高油菜的抗逆性，降低生育期內(nèi)植株的死亡率以及直播油菜的死亡率，同時氮肥的合理施用可以促進油菜個體的發(fā)育[3，6]。長江流域種植的冬油菜品種氮素吸收量較大，當(dāng)籽粒產(chǎn)量要達到1～4 t/hm2時，其地上部分氮素的吸收量為52.7～332.9 kg/hm2 [7-9];王寅等的研究表明，長江流域冬油菜的田間需氮量平均為 180 kg/hm2 [8，10-11]。巨曉棠等研究認為，江浙地區(qū)的冬油菜平均適宜氮肥用量為199 kg/hm2 [12];而在歐洲地區(qū)，英國的油菜生產(chǎn)指南要求冬油菜的春季氮素追施量為 175 kg/hm2，Smith等研究指出，油菜最佳氮素施用量為89～290 kg/hm2 [13];Wang等的研究發(fā)現(xiàn)，由于不同區(qū)域冬油菜品種、生育時期氣候和栽培條件的不同導(dǎo)致冬作油菜對氮素的需求量存在差異[14-15]。

氮肥是目前油菜生產(chǎn)中使用量最多的化學(xué)肥料[3，16]，以往針對西南地區(qū)直播油菜品種氮肥施用水平的研究相對較少。隨著我國人口城市化水平的不斷提高，輕簡化種植是西南地區(qū)發(fā)展油菜生產(chǎn)的主要方向[4-5，17]，從育苗移栽向直播種植的轉(zhuǎn)變是發(fā)展輕簡化種植的方式之一，針對我國西南油菜種植區(qū)，開展直播油菜品種的氮肥需求水平研究，能夠使該地區(qū)在發(fā)展油菜輕簡化生產(chǎn)過程中獲得目標(biāo)產(chǎn)量，同時又能減少氮肥的投入，對該區(qū)域油菜生產(chǎn)和脆弱的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境有重要的意義。

本研究以目前適合直播種植的油菜品種為研究對象，開展不同氮素水平對直播冬油菜品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響研究，探討適合我國西南地區(qū)輕簡化直播種植的油菜品種與氮素的最佳平均施用量以及二者的優(yōu)化組合，對如何將油菜高產(chǎn)高效的氮肥管理策略和農(nóng)業(yè)的輕簡化、機械化有機融合進行研究，為促進該區(qū)域新形勢油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試油菜品種為華雜9號（HZ9）和中雙11號（ZS11）。華雜9號是甘藍性三系雜交品種，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)選育提供;中雙11號屬冬性中熟甘藍性常規(guī)油菜，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所選育提供。

1.2 試驗設(shè)計及測定項目

試驗于2015—2016年在貴州省銅仁學(xué)院試驗基地（109°13′E，27°47′N）進行，海拔490 m，試驗地為沙礫土壤，采用直播種植方式種植油菜。前茬作物為水稻，前茬作物收獲后在耕整前采集被試大田表層0～20 cm土層土壤，風(fēng)干后測量其理化性質(zhì)。理化性質(zhì)為：銨態(tài)氮含量7.3 mg/kg、硝態(tài)氮含量4.8 mg/kg、速效磷含量6.3 mg/kg、速效鉀含量 58.2 mg/kg、有機質(zhì)含量 23.1 g/kg，pH值5.8。

試驗設(shè)2個品種，分別為華雜9號（HZ9）和中雙11號（ZS11）;每個品種設(shè)5個氮素水平處理，即施純氮0 kg/hm2（N0）、90 kg/hm2（N6）、180 kg/hm2（N12）、270 kg/hm2（N18）、360 kg/hm2（N24）;每個小區(qū)面積為10 m2（長5 m、寬2 m），每個互作處理組合設(shè)3次小區(qū)重復(fù)，采用裂區(qū)設(shè)計，共30個小區(qū)。整地后除氮素外，P2O5（90 kg/hm2）、K2O（90 kg/hm2）、硼砂（7.5 kg/hm2）在播種前作基肥一次性施入;氮素按5個不同處理分2次施入，其中50%作基肥同其他肥料一樣在播前施入，剩余50%在2015年12月下旬作越冬臘肥追施。本試驗于2015年10月5日直播播種，每小區(qū)播種8行，行距 20 cm，在3葉期間苗，5葉期定苗，留苗密度為30萬株/hm2。

收獲時，每小區(qū)在中間行選擇長勢均勻、有代表性的10株油菜進行考種，測量株高、莖粗、根頸粗、分枝部位高度、坐果高度、有效分枝數(shù)、單株角果數(shù)、主莖角果數(shù)等，將考種后的植株裝入網(wǎng)袋后在室內(nèi)通風(fēng)處掛藏風(fēng)干后脫粒，并于2016年4月30日除去2邊行后收割全小區(qū)地上部分，裝入大網(wǎng)袋中帶回室內(nèi)風(fēng)干后脫粒，測量籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量等參數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010進行簡單數(shù)據(jù)運算與表格繪制，SAS 8.0軟件進行重復(fù)間顯著性分析檢驗與方差統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素水平與品種對直播冬油菜植株農(nóng)藝性狀的影響

由表1可以看出，不同氮素水平處理直播冬油菜品種植株的農(nóng)藝性狀差異較大。從單因素水平看，本試驗中的2個品種間除了主花序長度沒有顯著差異外，其他的農(nóng)藝性狀都有顯著差異;5個氮素水平對除坐果高度和分枝部位高度以外的5種農(nóng)藝性狀均產(chǎn)生顯著影響。

由表1可知，氮素水平和品種間互作與單因素對油菜農(nóng)藝性狀的影響效果不盡相同。雙因素互作對油菜植株根頸粗和主花序長度的影響達極顯著水平，從不施氮處理（N0）到施純氮360 kg/hm2的處理（N24），隨著肥力水平的增加，根頸粗整體增大，華雜9號從8.49 mm增至9.99 mm，中雙11號從7.42 mm增至 12.84 mm;試驗中，品種因素對根頸粗的影響更大，華油雜9號在5個處理間的根頸粗增加了1.50 mm，增幅為17.67%，中雙11號增加了5.42 mm，增幅達73.05%;氮素水平對主花序長度的影響在2個品種上相似，即隨施氮量的增加，華雜9號從37.06cm增至46.67cm，中雙11號從34.41 cm增至51.53cm，同樣是中雙11號的增幅（49.75%）大于中油雜9號（27.71%）。氮素水平與品種互作對植株株高和莖粗的影響達顯著水平，表現(xiàn)為隨著氮素水平的提高，植株高度變大，其最大值是N24處理下的華雜9號，達 132.44 cm，試驗中華雜9號品種的株高普遍高于中雙11號;根頸粗的變化趨勢與株高相似，但最大值是N24處理下的中雙11號，達12.84 mm。氮素水平與品種互作對分枝部位、坐果高度和有效分枝數(shù)3個農(nóng)藝性狀的影響不顯著。

2.2 氮素水平與品種對直播冬油菜產(chǎn)量相關(guān)構(gòu)成因子的影響

由表2可以看出，品種的不同僅對千粒質(zhì)量產(chǎn)生極顯著的影響，氮素水平的變化卻能對除每角粒數(shù)外的其他產(chǎn)量構(gòu)成因子產(chǎn)生極顯著影響，二者互作對分枝角果數(shù)、千粒質(zhì)量、總角果數(shù)產(chǎn)生顯著或極顯著影響，對其他產(chǎn)量構(gòu)成因子影響不顯著。

品種與氮素水平互作對千粒質(zhì)量影響為：品種相同時千粒質(zhì)量隨氮素水平的提高而增加，當(dāng)施氮量從N0增加到N6時，華雜9號和中雙11號的千粒質(zhì)量分別提高了4.89%和7.53%;施氮量從N6到N12時，華雜9號降低了0.73%，中雙11號增加了7.46%;施氮量從N12到N18時，華雜9號和中雙11號的千粒質(zhì)量分別提高了6.88%和3.66%;施氮量從N18到N24時，華雜9號和中雙11號的千粒質(zhì)量分別提高了3.37%和9.08%。綜上，施氮量對千粒質(zhì)量的影響為施氮量以90 kg/hm2為單位增加時，華雜9號和中雙11號的平均增加幅度分別為15.0%和30.6%。千粒質(zhì)量在不施氮處理（N0）時最小，華雜9號和中雙11號分別為2.987、3.879 g，在N24處理時取得最高值，分別為3.436、5.068 g;就產(chǎn)量構(gòu)成因子千粒質(zhì)量而言，氮素水平對中雙11號的影響更大。氮素水平與品種互作可以提高千粒質(zhì)量，中雙11號在N24處理下的千粒質(zhì)量比華雜9號在N0處理下增加了69.67%;在N0處理下，中雙11號的千粒質(zhì)量比華雜9號高29.86%，N6處理下中雙11號千粒質(zhì)量比華雜9號高33.13%，N12處理下中雙11號千粒質(zhì)量比華雜9號高44.12%，N18處理下中雙11號千粒質(zhì)量比華雜9號高39.77%，N24處理下中雙11號千粒質(zhì)量比華雜9號高47.50%。雙因素互作對總角果數(shù)和分枝角果數(shù)的影響規(guī)律一致，2品種均在N0處理下總角果數(shù)和分枝角果數(shù)最少，N24處理時角果數(shù)最多。

2.3 氮素水平與品種對直播冬油菜產(chǎn)量的影響

由表3可以看出，氮素水平、品種及二者互作對油菜的籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量、主莖分枝的籽粒產(chǎn)量比值均影響顯著，對收獲指數(shù)的影響不顯著。

由表3可知，從氮素水平與品種的互作影響看，籽粒產(chǎn)量的最低值是N0處理下的中雙11號，僅 567.3 kg/hm2，最高籽粒產(chǎn)量是N24處理下的華雜9號，達2 583.2 kg/hm2，后者是前者的4.55倍;生物產(chǎn)量最高值是N24處理下的華雜9號，達8 395.30 kg/hm2，生物產(chǎn)量最小值是中雙11號的N0處理，為2999.2 kg/hm2。分析氮素水平對產(chǎn)量的影響可知，華雜9號生物產(chǎn)量最高值比不施氮肥處理N0增加了1.449倍，中雙11號的生物產(chǎn)量最大值（N24處理）比不施氮處理N0增加了0.667倍;在同樣的施氮處理下，N0、N6、N12、N18、N24處理時中雙11號的生物產(chǎn)量分別比華雜9號低12.49%、52.34%、45.49%、50.80%、40.44%;綜上，肥力水平在互作效應(yīng)中的貢獻率較大，最大影響幅度可達144.94%，品種的影響幅度僅為12.49%～52.34%。主莖籽粒產(chǎn)量與分枝籽粒產(chǎn)量的比值受氮素水平和品種互作影響很大，N0處理下，華雜9號、中雙11號的比值分別為12.25、24.29，當(dāng)施氮量增加到180 kg/hm2（N12）以后，比值小于2，在施氮量為 360 kg/hm2 時，比值最小，分別為0.83、0.61。收獲指數(shù)受氮素水平和品種的影響無統(tǒng)計學(xué)上意義，隨氮素使用量的增加，華雜9號和中雙11號的收獲指數(shù)整體增大，分別從0.204增至0.308、從0.184增至0.310。

2.4 不同品種與氮素水平下油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因子間的相關(guān)性分析

由表4可知，株高、莖粗與籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，株高、莖粗與籽粒產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)分別為0.775 8、0.729 2。單株角果數(shù)與籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)分別為0.743 0、0.549 8，達到統(tǒng)計學(xué)的極顯著水平，氮素與品種對單株角果數(shù)影響而造成產(chǎn)量相應(yīng)的變化。

3 結(jié)論與討論

3.1 氮素水平與品種對直播冬油菜植株農(nóng)藝性狀的影響

本研究中氮素水平與品種互作對油菜植株生長過程中農(nóng)藝性狀的影響主要是增加了植株的根頸粗、莖粗和株高，在適度范圍內(nèi)，這些農(nóng)藝性狀是植株良好生長的基礎(chǔ)，為其他性狀指標(biāo)提供一些基礎(chǔ)條件。在相同的環(huán)境條件下，這些農(nóng)藝性狀指標(biāo)的提高能夠為油菜植株個體承載更多的生物量，能夠為植株提供更多同化物積累和生殖生長后期同化物合理轉(zhuǎn)移分配的可能，從而為獲得較高的生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量積累物質(zhì)基礎(chǔ)[11，13，17]。本研究中根頸粗、莖粗分別與收獲指數(shù)、分枝角果數(shù)、單株角果數(shù)、有效分枝數(shù)等因子呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系，有效分枝數(shù)、分枝角果數(shù)、單株角果數(shù)、莖粗分別與籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量呈現(xiàn)極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系，這些農(nóng)藝性狀隨施氮量和品種改變的變化趨勢證明了油菜生產(chǎn)要獲得較高的產(chǎn)量，須要通過各種措施調(diào)控油菜群體長勢，也就是使其生長性狀達到農(nóng)民常說的搭好豐產(chǎn)架的標(biāo)準(zhǔn)，而株高、莖粗和根莖粗等農(nóng)藝性狀正是搭好豐產(chǎn)架的主要特征參數(shù)[5，7，17]。

3.2 氮素水平與品種對直播冬油菜產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

本研究結(jié)果證明，氮素水平與品種互作對油菜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素和相關(guān)農(nóng)藝性狀的影響較大。在氮素水平和品種互作影響效應(yīng)中，相對與不同氮素水平處理而言，不同品種處理對油菜有效角果數(shù)影響相對較小， 在互作效應(yīng)中占主導(dǎo)作用的是氮素用量，這一結(jié)論已在諸多研究[3，7，18]中得到驗證，而本研究發(fā)現(xiàn)，不同品種在同相同氮素用量條件下，角果數(shù)的增加幅度有較大變化。

本研究中千粒質(zhì)量的變化受品種的影響更大，這可能因為千粒質(zhì)量是一個受特定基因控制和外界生長栽培環(huán)境影響的性狀[19-23]。而氮素適宜投入量和油菜對氮素的利用率受到土壤肥力、施肥技術(shù)、作物品種、氣候因子、栽培管理措施等諸多因素的影響[3，21，24-26]。本試驗設(shè)置5個氮素施用量處理，施氮量從0 kg/hm2增加到最大施氮量 240 kg/hm2，油菜生物產(chǎn)量一直呈現(xiàn)遞增的趨勢，這可能與西南地區(qū)土壤肥力有一定的相關(guān)性，該區(qū)域的土壤含沙量相對較高，影響了該種植區(qū)土壤的保肥保水能力，對氮素的利用效率可能低于長江中下游油菜種植區(qū)。左青松等對長江中下游油菜種植區(qū)的研究認為，較合適的施氮量為150～180 kg/hm2，超過這一限度繼續(xù)增施氮素，籽粒產(chǎn)量會下降[7-11]，本研究沒有呈現(xiàn)這一變化趨勢，可能主要與該區(qū)域農(nóng)田的背景土壤氮素水平和土壤類型有關(guān)。

本研究選用1個具有代表性雜交品種和1個常規(guī)品種與氮素用量進行互作研究，盡管品種有一定的代表性，但本研究的相關(guān)結(jié)果還須通過更多的品種進行試驗驗證，特別是適合西南地區(qū)進行輕簡化和機械化種植的品種，也需要從農(nóng)藝性狀、生理指標(biāo)、群體光能利用效率與產(chǎn)量等性狀間在生理生態(tài)機制上可能存在的內(nèi)在聯(lián)系進行論證和探討。

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