不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2017, 43(6): 875884 / ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw 本研究由国家公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203096), 国家科技支撑计划项目(2014BAD11B03), 国家现代农业产业技术体 系建设专项(NYCYTC-00510)和高校自主科技创新基金(2013PY001)资助。 This study was supported by the Special Fund for Agro-Scientific Research in the Public Interest (201203096), the National Key Technology R Accepted(接受日期): 2017-03-01; Published online(网络出版日期): 2017-03-24. URL: DOI: 10.3724/SP.J.1006.2017.00875 不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响 蒯 婕 1 左青松2 陈爱武3 程雨贵4 梅少华5 吴江生1 周广生1,* 1 华中农业大学植物科学技术学院, 湖北武汉 430070; 2扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 3湖北省油菜办 公室, 湖北武汉 430070; 4湖北省宜昌市农业科学研究院, 湖北宜昌 443004; 5武穴市农业局, 湖北黄冈 435400 摘 要: 为建立与油菜相匹配的高产高效栽培管理方式, 设置 3 种栽培模式即常规栽培(FP)、超高产栽培(SP)和高产 高效栽培(HH), 于 20132014 年在湖北枝江单季稻区用中熟油菜品种华双 5 号, 武穴双季稻区用早熟品种华早 291 选择不同肥力田块(高肥力、 低肥力)进行试验, 测定 3 种栽培模式下油菜生物量和生育期间的光能资源利用率、 产量、 田间倒伏等指标。结果表明, 与 FP 相比, 在高、低肥力下, SH 和 HH 均提高了各时期的光能截获率和光能利用效率, HH 模式薹肥施用比例高, 在后期光能截获率下降速率最低, 仍保持较高的光合面积, 有利于干物质的积累。 SH 模式 和 HH 模式下, 收获指数和产量均显著高于 FP 模式, 且以 SH 模式最高。 株高、 根冠比和抗折力均表现为 SHHHFP; 倒伏指数与倒伏角度的变化趋势较为一致, 在不同地力条件下均表现为 SH FP HH。综上, HH 模式的籽粒产量虽 略低于 SH 模式, 但不显著, 而后期倒伏显著降低。与 SH 模式相比, HH 模式通过增加种植密度, 减少氮肥投入和施 肥次数, 起到了“以密抗倒、以密省肥”的效果, 机械收获效率显著提高, 可实现高产高效栽培。 关键词: 油菜; 栽培模式; 产量; 倒伏; 光能利用 Effects of Different Cultivation Modes on Canola Yield and Lodging Related Indices KUAI Jie1, ZUO Qing-Song2, CHEN Ai-Wu3, CHENG Yu-Gui4, MEI Shao-Hua5, WU Jiang-Sheng1, and ZHOU Guang-Sheng1,* 1 College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2 Key Laboratory of Crop Genetics and Physi- ology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; 3 Hubei Department of Rape Production Management, Wuhan 430070, China; 4 Yichang Academy of Agricultural Sciences, Yichang 443004, China; 5 Wuxue Bureau of Agriculture, Huanggang 435400, China Abstract: To establish a reasonable cultivation and management mode matching canola production, three cultivation modes in- cluding farmers practice cultivation (FP), super high cultivation (SH) and high yield and high efficiency cultivation (HH) were adopted with middle-mature winter canola Huashuang 5 in single cropping rice region (Zhijiang) and early-mature winter canola Huazao 291 in double-rice cropping region (Wuxue) of Hubei province at high and low soil fertility levels. Biomass accumulation, radiation use efficiency (RUE), yield and lodging related indices were investigated and analyzed. The light inception rate (LIR) and RUE under SH and HH were higher than those under FP during whole growth period. The deceleration rate of LIR at the end of growth stage was least under HH as the rate of bolting nitrogen increased, which was benefit for biomass accumulation. The harvest index and yield of SH and HH were significantly higher than those of FP. Although HH had higher yield than SH, the dif- ference was not significant. The lodging index of HH was lower than that of SH which indicated that HH had higher lodging re- sistance. All these revealed that HH could achieve high yield and high lodging resistance with lower nitrogen cost compared with SH. It is concluded that the HH cultivation model can promote the mechanical harvesting efficiency by increasing lodging resis- tance and reducing nitrogen cost due to higher plant density. Therefore, HH should be encouraged to extend in the Yangtze River 876 作 物 学 报 第 43 卷 Valley in the future for increasing mechanical canola productivity. Keywords: Canola; Cultivation modes; Yield; Lodging; Radiation use efficiency 油菜既可为人类提供食用植物油, 也可作为畜 牧业的蛋白饲料来源1, 发展油菜生产意义重大。 油 菜生产中, 机械化收获能显著降低油菜成本、提高 生产效率。但目前我国的油菜机械化作业面积仍处 于较低水平2, 其主要原因是, 机械收获作业效率 较低且收获损失率居高不下。成熟期倒伏则是产生 该问题的重要因素3。合理的栽培管理措施和适宜 的温光水肥条件是油菜高产与抗倒相互协调的基 础2-3。当前全球气候多变的背景下, 温光等资源的 分配有更大的不确定性4-5; 同时油菜生产中肥料的 不合理施用不仅激化了高产与抗倒的矛盾, 而且也 造成了严重的环境污染和资源浪费。因此, 通过合 理的栽培措施来解决上述难题是实现油菜高产抗倒 相互协调的重要途径6。氮肥和密度是作物高产栽 培的重要途径, 同时也影响着作物倒伏的程度7。 光 照是作物生长的重要环境因子, 不同氮肥用量和种 植密度下, 作物群体结构不同, 导致光照拦截以及 光能利用率等的不同, 最终影响群体产量和抗倒伏 能力。通过适宜的施氮量和密度配置, 构建合理冠 层结构, 可提高作物光拦截量和光能利用率, 达到 增产的效果8。一定范围内, 增施氮肥, 可提高作物 光能利用率9, 但氮肥利用效率下降, 且过量施用 氮肥易导致植株旺长, 茎秆充实度下降, 增加倒伏 风险10, 倒伏后, 作物光能利用率下降11, 产量降 低, 且不利于机械收获。 一定范围内, 增加种植密度 可增加群体光合面积和光能利用率, 充分发挥作物 群体效应而提高产量6。 但我国油菜生产中, 种植密 度一般为 1530 万株 hm2, 与欧洲国家相比, 密度 偏低, 导致产量较低12。关于密度对作物倒伏的影 响, 多数认为, 密度增加, 倒伏加重13-14。如水稻密 度从 40 兜 m2增加到 160 兜 m2, 株高虽降低, 但 是倒伏指数增加, 抗倒性减弱15。而油菜相关研究 则表明, 一定范围内, 密度增加, 抗倒性增强16。因 此, 优化种植方式, 协同提高产量与抗倒性, 是油 菜生产的关键。油菜产量和抗倒性受肥料、种植 密度、播期和灌溉等诸多因素的影响。前人的研 究多集中在肥料、种植密度、播期等单一或两因 素的互作效应, 如何将上述因素整合成为优化栽 培模式及其对产量和倒伏的调控效应尚不清楚。本 试验通过研究高、低肥力水平下不同栽培模式对油 菜冠层光能截获和利用效率、根系生长发育及其对 产量和抗倒性的影响, 从光能吸收利用和干物质生 产的角度探讨提高油菜产量和抗倒性的可行性及进 一步的优化措施, 为油菜高产高效栽培技术的制定 提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 供试材料 试验于 20132014 年度在湖北武穴和枝江 2 个 肥力条件(高肥力和低肥力)下进行, 020 cm 土壤养 分见表 1。武穴试点油菜品种为早熟品种华早 291, 播期为 2013 年 9 月 25 日, 移栽期为 2013 年 11 月 9 日至 10 日, 2014 年 5 月 6 日 80%角果变黄时收获。 枝江试点油菜品种为中熟品种华双 5 号, 2013 年 10 月 7 日直播, 2014 年 5 月 12 日 80%角果变黄时收获。 1.2 试验设计 依据当地油菜生产现状, 结合前期试验研究基 础, 选择不同地力田块, 设常规栽培管理方式(FP)、 超高产栽培管理方式(SH)和高产高效栽培管理方式 (HH), FP 处理中, 设零氮对照区(CK)。完全随机区 组设计, 4 次重复, 小区面积 20 m2。N、P2O5、K2O 肥料分别为尿素(含 N 46%)、 过磷酸钙(含 P2O5 12%) 和氯化钾(含 K2O 60%)。 磷肥和钾肥用量均为 150 kg hm2; 硼砂用量为 7.5 kg hm2。磷、钾、硼肥均作基 肥施用。氮肥运筹和不同栽培模式参数配置见表 2, 其他田间管理同常规。 表 1 不同试点耕层 020 cm 养分状况 Table 1 Chemical properties of tested soil 低肥力 Low fertility 高肥力 High fertility 地点 Site 有机质 Organic C (g kg1) 全氮 Total N (g kg1) 碱解氮 Alkeline-N (mg kg1) 速效磷 Olsen P (mg kg1) 速效钾 Available K (mg kg1) 有机质 Organic C (g kg1) 全氮 Total N (g kg1) 碱解氮 Alkeline-N (mg kg1) 速效磷 Olsen P (mg kg1) 速效钾 Available K (mg kg1) 枝江 Zhijiang 17.45 1.23 90.87 6.01 100.53 21.32 1.63 113.27 6.71 115.72 武穴 Wuxue 14.78 0.99 76.38 6.49 71.10 19.46 1.44 90.23 7.36 84.88 第6期 蒯 婕等: 不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响 877 表 2 不同田间管理模式设计 Table 2 Schematic representation of experimental design and treatments 地点 Site 品种 Cultivar 种植方式 Planting pattern 栽培模式 Cultivation mode 密度 Density (Plant hm2) 氮肥用量 Nitrogen rate (kg hm2) 施肥比例(基肥:苗肥:薹肥) Fertilizer application ratio CK 90000 0 FP 90000 180 7:2:1 SH 120000 300 6:2:2 武穴 Wuxue 华早 291 Huazao 291 移栽 Transplanting HH 150000 225 5:0:5 CK 225000 0 FP 225000 180 7:2:1 SH 300000 300 6:2:2 枝江 Zhijiang 华双 5 号 Huashuang 5 直播 Direct-seeding HH 450000 225 5:0:5 CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern and high yield and high efficiency pattern. 1.3 测定内容与方法 1.3.1 关键生育时期群体透光率 用冠层分析仪 (SUNSCAN Canopy Analysis System)测定群体透光 率指标, 计算各小区光拦截量, 测定日期见表 3。 表 3 不同试验点生育进程差异 Table 3 Growth stages in two sites 地点 Site 初花期 Early flowering 终花期 End flowering 结实中期 Middle maturity 成熟期 Maturity 武穴 Wuxue 3 月 1 日 March 1st 3 月 27 日 March 27th 4 月 18 日 April 18th 5 月 6 日 May 6th 枝江 Zhijiang 3 月 12 日 March 12th 4 月 8 日 April 8th 4 月 25 日 April 25th 5 月 12 日 May 12th 1.3.2 成熟期农艺性状和产量 用冠层最高点至 子叶节连线与垂直方向夹角表示田间倒伏角度17。 人工收获面积为 16 m2的油菜, 晾晒 57 d 后脱粒、 扬净、晒干、称重, 得出各小区籽粒产量。从各小 区连续取样 15 株, 将植株带土挖出, 用流水冲洗根 系表面的土壤, 最大程度保持根系完整。考察株高、 根长、根鲜重、根颈粗。株高以子叶节至植株顶端 的高度表示; 根颈粗为游标卡尺测定的子叶节下 1 cm 粗度; 地上部鲜重为植株子叶节以上部鲜重; 根鲜重为子叶节以下部鲜重; 将根系及地上部置 105杀青 30 min、80烘干至恒重后, 测定干物质 量并计算根冠比。以 YYD-1 型茎秆强度测量仪(浙 江托普仪器有限公司生产)测定茎秆基部 10 cm 处抗 折力; 倒伏指数=(株高地上部分鲜重)/抗折力18。 按文献19: 营养器官花前贮藏物质转运量=开花期 营养器官干重成熟期营养器官干重; 营养器官花 前贮藏物质转运率 = (开花期营养器官干重成熟期 营养器官干重)/开花期营养器官干重100%。 1.4 统计分析 采用 SPSS 11.0 统计软件进行数据统计和方差 分析, 以最小显著差法(least significant difference, LSD)检验显著性, 显著性水平均为 0.05, 用 Origin 8.0 作图。 2 结果与分析 2.1 油菜光能利用率和干物质生产 枝江试点油菜各生育期均晚于武穴试点(表 3)。 按表 3 所示日期测定各期光照拦截率, 如图 1 所示。 各模式下, 随着生育时期的推进, 光照拦截率均呈 先下降后升高再降低的趋势, 在 CK 模式下尤为明 显。不同栽培模式下, 油菜各生育期光照拦截率差 异显著, 2 个试验点均表现为 SHHHFPCK, 且对 终花期拦截率的影响最大。以武穴试验点为例, 高 产田和低产田终花期光照拦截率均在 SH 模式下最 高, 较 FP 模式分别高出 12.53%和 10.74%。光照拦 截率在不同地力水平间亦存在差异, 2 个试验点均表 现为高产田低产田。由图 1 还可看出, 在结实中 期至成熟期, HH 栽培模式下的油菜光照拦截率降低 速率最低, 2 个试验点在不同土壤肥力条件下的表现 一致。 从表 4 看出, 不同生育时期, 油菜光能利用率 不同, 表现为初花期至终花期最低, 终花期至结实 中期最高, 而结实中期至成熟期次之。不同栽培模 式下, 油菜光能利用率差异显著, 2 个试验点高、低 878 作 物 学 报 第 43 卷 图 1 不同栽培模式下油菜关键生育时期光照拦截率差异 Fig. 1 Light interception rate of canola under different cultivation modes CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式; EAF、ENF、MOM 和 MAT 分 别表示初花期、终花期、结实中期和成熟期; *表示在 0.01 水平差异显著。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern and high yield and high efficiency pattern; EAF, ENF, MOM, and MAT represent early flowering, end flowering, middle of pod filling and maturity, respectively; * represents significant differ- ence at the 0.01 probability level. 产田均表现为 SHHHFPCK; 干物质累积量在不 同栽培模式下的变化趋势与光能利用率变化趋势基 本一致(表 5)。方差分析表明, 不同栽培模式对终花 期至结实中期的 RUE 和干物质累积量影响最大, 且 地力水平和栽培模式存在极显著的互作效应。以终 花期至结实中期为例, 与 FP 模式相比, SH 栽培模式 下, 光能利用率在武穴试验点低产田和高产田分别 高出 6.38%和 2.00%, 在枝江试验点则分别高出 7.19%和 8.02%; 干物质累积量在武穴试验点低产田 和高产田分别高出 19.39%和 24.82%, 在枝江试验 表 4 不同栽培模式下各关键生育时期油菜光能利用率 Table 4 Effect of cultivation mode on radiation use efficiency of canola 初花期至终花期 Early flowering to end flowering 终花期至结实中期 End flowering to middle of pod filling 结实中期至成熟期 Middle of pod filling to maturity 地力 Fertility level 栽培模式 Cultivation mode 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang 武穴 Wuxue枝江 Zhijiang武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang CK 0.63 b 0.79 d 0.88 d 1.01 d 0.76 c 0.91 c FP 0.99 a 0.95 ab 1.41 b 1.53 c 1.18 b 1.33 b SH 1.05 a 1.00 a 1.50 ab 1.64 b 1.31 a 1.49 ab 低肥力 Low fertility HH 1.00 a 0.93 abc 1.44 b 1.52 c 1.14 b 1.42 ab CK 0.70 b 0.84 cd 1.09 c 1.04 d 0.80 c 0.98 c FP 0.93 a 0.91 bc 1.50 ab 1.62 b 1.12 b 1.44 ab SH 1.04 a 0.97 ab 1.53 ab 1.75 a 1.28 a 1.58 a 高肥力 High fertility HH 1.00 a 0.88 bcd 1.63 a 1.72 a 1.13 b 1.51 a 方差分析 Analysis of variance 地力水平 Fertility level (FL) NS NS NS * NS NS 栽培模式 Cultivation mode (CM)* * * * * * 地力栽培模式 FLCM NS NS * * NS NS CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式。表中同一列中不同字母 表示 0.05 水平差异显著; *和*表示在 0.05、0.01 水平差异显著; NS 表示差异不显著。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern and high yield and high efficiency pattern. Values followed by different letters within a column are significantly different at 0.05 probability level; * and *, significant differences at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively; NS, no significant difference (P FPCK。而产量和收获指数在 SH 表现最高, 与SH相比, HH产量略低, 但差异不显著, 而收获指数在低肥力田块则显著降低(表 6)。 2.2 不同栽培模式对油菜根系生长的影响 由图 2 可知, 不施氮肥模式下, 根系生长受到 严重抑制, 干物质累积量最低; 其他模式下则表现 为 SHFPHH。 与 FP 相比, SH 模式下, 枝江试验点 单株根系干重在高肥力田和低肥力田分别增加 29.35%、29.35%, 在武穴试验点分别增加 26.96%和 28.13%。与 FP 相比, HH 模式下, 2 个试点不同肥力 条件下整体表现为降低的趋势, 降幅为 4.62% 18.51% (图 2-A)。不同栽培模式下油菜根长变化趋 势与根干重基本一致(图 2-B)。 2.3 油菜倒伏性状 油菜田间倒伏受栽培模式影响显著。如图 3 所示, 油菜不施氮肥条件下根颈最细; 与 FP 相比, SH 模式下, 油菜根颈粗增加, 枝江高肥力和低肥 力田分别增加了 12.78%和 8.81%, 武穴高肥力和 低肥力田分别增加了 22.53%和 21.09%; 与 FP 相 比, HH 模式下, 油菜根颈粗整体上有降低的趋势。 如表 7 所示, 油菜株高和抗折力在不施氮条件下 最低。不同栽培模式下, 株高、根冠比和抗折力均 表现为 SH HH FP。武穴试验点未发生倒伏, 因 此以枝江试验点为例。各栽培模式中以不施氮处 理倒伏最严重, 其次为 SH模式, HH模式下倒伏最 轻。与 FP 相比, SH 模式下, 油菜在高肥力田和低 肥力田倒伏角度分别增加 34.29%和 16.20%; HH 模式下, 油菜在高肥力田和低肥力田倒伏角度分 别减小 1.36%和 24.19%。倒伏指数与倒伏角度的 变化趋势较为一致, 在不同地力条件下均表现为 CKSHFPHH。 880 作 物 学 报 第 43 卷 第6期 蒯 婕等: 不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响 881 图 2 不同栽培模式对油菜成熟期根系干重(A)和主根长(B)的影响 Fig. 2 Root biomass of canola under different cultivation modes CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern, and high yield and high efficiency pattern. 图 3 不同栽培模式对油菜根颈粗的影响 Fig. 3 Root crown diameter of canola under different cultivation modes CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern, and high yield and high efficiency pattern. 3 讨论 施氮量和密度是调控产量和抗倒性的重要栽培 措施, 可调节群体结构和光合作用, 影响植株茎秆 与生殖器官间碳水化合物的积累与运转及茎秆结构 形态的建成, 进一步影响茎秆机械强度等抗倒伏关 键指标及最终的籽粒产量20。产量和抗倒性是两个 相互制约的因子。在一定范围内, 增施氮肥或增加 882 作 物 学 报 第 43 卷 表 7 不同栽培模式对油菜倒伏相关性状的影响 Table 7 Lodging related indices of canola under different cultivation modes 株高 Plant height (cm) 根冠比 Root/shoot ratio 抗折力 Snapping resistance (N) 倒伏角度 Lodging angle () 倒伏指数 Lodging index 地力 Fertility level 栽培模式 Cultivation mode 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang 武穴 Wuxue 枝江 Zhijiang CK 99.1 g 101.7 g 0.079 d0.066 d14.73 c 17.23 eND78.0 a 2.46 a 2.21 bc FP 149.4 e 155.9 e 0.148 c0.147 b82.83 b 89.63 cND58.5 c 2.33 ab2.04 c SH 162.0 b 164.6 c 0.165 abc 0.161 ab107.20 a 97.27 bND68.0 bc 2.26 ab2.26 bc 低肥力 Low fertility HH 155.4 d 159.8 d 0.153 bc0.169 a91.17 b 80.63 dND43.4 d 1.99 b 2.02 c CK 102.1 f 125.7 f 0.084 d0.089 c19.03 c 22.93 eND70.5 ab 2.50 a 2.81 a FP 156.6 d 190.6 b 0.153 bc0.146 b105.57 a 84.40 cdND48.3 d 2.16 ab2.60 ab SH 166.0 a 195.5 a 0.182 a0.167 a110.50 a 113.13 aND64.6 bc 2.50 a 2.73 ab 高肥力 High fertility HH 159.5 c 191.9 b 0.173 ab0.161 ab91.83 b 99.63 bND42.4 d 2.06 b 2.24 bc 方差分析 Analysis of variance 地力水平 Fertility level (FL) * * NS NS * * NDNS NS * 栽培模式 Cultivation mode (CM) * * * * * * ND* * * 地力栽培模式 FLCM * * NS NS NS * NDNS NS NS CK、FP、SH 和 HH 分别表示零氮对照区、农民习惯栽培模式、超高产栽培模式和高产高效栽培模式; 武穴试验点未发生倒伏, 无值。表中同一列中不同字母表示 0.05 水平差异显著; *和*表示在 0.05、0.01 水平上显著; NS 表示差异不显著。 CK, FP, SH, and HH represent no nitrogen, farmer pattern, super high yield pattern, and high yield and high efficiency pattern; ND, no data. Values followed by different letters within a column are significantly different at the 0.05 probability level; * and *, significant dif- ferences at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively; NS, no significant difference (P 0.05). 种植密度, 最终产量虽增加, 但是, 由于冠层重量 增加, 增加了后期倒伏的风险。 可见, 为提高油菜机 械生产效率, 同时提高产量和抗倒性, 需要将上述 栽培因素合理整合, 充分发挥其正向效应, 减弱其负 向效应, 以协同提高光能的截获利用、光合产物生产 及其转运分配效率, 协调高产和倒伏间的矛盾。 油菜产量和抗倒性均以干物质累积为基础。干 物质是光合作用的产物, 与作物产量密切相关21。 增施氮肥, 影响了群体光合特性22, 光合器官(叶片 与角果)发育较好, RUE 提高, 产量增加; 增加种植 密度后, 株距变小, 油菜个体之间对光照养分等的 竞争激烈, 个体发育受限制, 但单位面积株数增多, 群体数量的优势弥补了单株生产力的不足: 密植条 件下, 油菜单株产量降低, 但群体增产23; 此外, 种植密度可通过改变作物株型及冠层结构, 影响光 能拦截与利用, 最终 RUE 也增加24。因此, 随密度 增加, 产量显著增加。群体光能截获及 RUE 是干物 质形成的关键25, 可见, 增施氮肥或增加种植密度, 均可通过增加群体光能截获和 RUE 的提高, 促进光 合产物积累, 最终达到增产的效果26。与传统农民 习惯(FP)模式相比, 超高产(SH)模式增加了种植密 度和氮肥投入, 同时基肥比例减少, 薹肥比例增加。 SH 模式下油菜全生育期光能截获量和光能利用效 率显著提高, 有利于干物质累积。作物不同生育时 期的 RUE 不同27, 对氮肥、 密度的响应也存在差异。 初花至终花期, 是营养生长与生殖生长竞争激烈的 时期, 此时期增加 RUE, 有利于缓解营养生长和生 殖生长间的矛盾, 为油菜高产抗倒打下基础。本试 验中, 不同栽培措施对终花期至结实中期的光能利 用率影响最大, 此时正是油菜产量形成关键时期, 可显著影响产量。根系形态决定植株获得水分和养 分的能力, 因此根系是影响产量的重要器官, 且受 氮肥、密度影响显著28。反映根系状况的指标包括 根长、根表面积、平均根直径等29。一定范围内增 施氮肥使根长增加30, 随种植密度增加, 玉米根长 增加31, 大豆根长降低28。本试验条件下, SH 模式 促进了根系生长, 根系长度、根颈粗和干物质累积 量均增加, 有利于植株吸收土壤水分和矿质营养32, 最终整株干物质积累量显著增加, 收获指数增加, 籽粒产量显著提高。但是, SH 栽培模式下, 由于用 肥量增加过多, 株高增加, 茎秆密度实则降低, 抗 折力因此降低, 再加上冠层重量增加, 导致在 3 种 栽培模式下倒伏指数最高, 倒伏最严重, 降低了油 菜机械收获效益。 与肥料投入量偏高的 SH 模式相比, HH 模式适 当减少了氮肥用量和施肥次数, 并进一步提高种植 第6期 蒯 婕等: 不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响 883 密度, 因此个体间竞争加剧, 单株根系生长受阻, 表现为根长、根系干物质累积量降低, 结合 SH 和 FP 之间根系形态的差异, 说明油菜根系生长对密度 的响应存在一个阈值, 在该值之前, 根系长度和根 系干物质累积随密度的增加而增加, 即在 SH 模式 下, 根系生长较好, 超过该值之后, 根系长度和干 物质累积随密度的增加而降低, 这与王树丽等31研 究结果一致。但是从群体角度来讲, 高密度种植增 加了根层群体结构, 从而对土壤养分的吸收利用能 力更强33, 一定程度上缓解了个体间的养分竞争, 增加了群体产量。HH 模式下, 花前光能截获量和利 用效率虽然低于 SH 模式, 导致花前干物质积累较 少, 收获指数低, 但由于薹肥施用量增加, 花后叶 片衰老延缓, 成熟后期光能截获量降低速率低于 SH 模式, 从而促进了花后干物质积累, 群体干物质量 增加, 在一定程度上缩小了两种模式间的产量差异, 使 HH 模式的产量仅略低于 SH 模式, 但不显著。 此外, HH模式下, 油菜株高低于 SH模式, 茎秆抗折 力最大, 且由于高密条件下单株产量降低, 冠层重 量减轻, 倒伏角度、倒伏指数最小, 倒伏最轻。与 SH 模式相比, HH 模式适当减少了氮肥投入和施肥 次数, 但能获得相同水平的产量, 同时减轻了倒伏 风险, 提高了机械收获效率。 4 结论 与当地农民习惯栽培模式相比, 超高产栽培模 式和高产高效栽培模式增加了种植密度和施氮量, 提高了各时期的光能截获量和光能利用效率, 促进 了干物质的积累, 为增产和抗倒奠定了基础。超高 产栽培模式和高产高效栽培模式的籽粒产量均显著 高于当地农民习惯栽培模式和不施氮肥模式。高产 高效栽培模式增加了种植密度, 减少了施氮量和施 肥次数, 其籽粒产量虽然较超高产栽培模式略有降 低, 但不显著, 因氮肥投入量少, 施肥次数减少, 节 约了生产成本和劳动力, 后期倒伏也显著降低, 起 到了“以密抗倒、 以密省肥”的效果, 机械收获效益显 著提高, 实现了高产高效栽培。综合考虑籽粒产量 和抗倒性, 以“减肥、 增密”为技术特点的高产高效模 式为适应油菜机械收获的推荐栽培模式。 References 1 Mcansh J. 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