直播油菜密度对植株农艺性状和产量的影响

李银水，余常兵，胡小加，谢立华，张树杰，车 志，廖祥生，廖 星

（中国农业科学院油料作物研究所，农业部油料作物生物学重点开放实验室，湖北 武汉 430062）

油菜直播栽培不需要育苗，移栽，省工、省力；直播油菜还具有主根系发达、抗倒伏能力强等优点[1]。密度是影响油菜合理种植结构、协调源库生理性状的重要因子[2]，适宜群体结构是作物高产的基础，直播油菜因个体生产能力差，应适当密植发挥群体优势[3]。已有研究报道，直播油菜的合理密度为25 万～45 万株/hm2[1，4-5]；在免耕和迟播条件下因土壤紧实度大、根系生长及养分吸收受杂草竞争等因素影响，适宜栽培密度可以高达60 万株/hm2[6]。油菜产量形成是多种农艺因子综合作用的结果[7]，各种农艺因子通过直接或间接作用对目标产量产生影响[8-9]。试验以10 个甘蓝型油菜品种为材料，研究直播油菜不同密度对主要农艺性状和产量的影响，阐明各种农艺因子与产量之间的相关性以及对产量构成的相对重要性，以期为充分挖掘直播油菜的高产潜力提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2009～2010年在湖北省武穴市大金镇进行，试验田块地势平坦，肥力中等且均匀，土壤类型为沙壤土，排灌方便，前茬为早熟晚稻。参试油菜品种（系）10 个，分别编号为1～10，均由中国农业科学院油料作物研究所提供。

1.2 试验设计

试验采用二因素裂区试验设计，主因素为栽培密度（4 个密度分别为9、18、27、36 万株/hm2），副因素为品种，3 次重复。播种前施48%（16%-16%-16%）的复合肥750 kg/hm2，进口高效持力硼4.5 kg，混合开沟深施作底肥；油菜苗期、薹肥各追肥1次，每次分别追施尿素、氯化钾187.5 kg/hm2，施用方法均为对水浇施。

前茬晚稻2009年10月15日收割，油菜茬10月18日播种。小区面积5.0 m2，播种时按不同品种不同密度定好播种量，将种子与少量干细沙均匀后开沟条播，每小区播4 行，播后覆盖一薄层有机肥。10月25日出苗，先后间苗3 次，冬至前按各小区的密度定足苗数（即每小区定实苗数45、90、135、180 株）。小区产量实打实收，于2010年5月13日收获。其他管理按照高产栽培技术要求进行。

1.3 考种项目及方法

油菜收获前，各小区随机取地上部代表性植株6 株，考查株高、分枝高度、主轴长、一级有效分枝数、单株角果数和每角粒数。

1.4 数据计算及统计分析

通径系数的计算方法[7-9]

直接通径系数：Piy＝bi×（Sxi÷Sy），bi为偏回归系数，Sxi为xi的标准差，Sy为y 的标准差；间接通径系数：Pijy＝rij×Piy，rij为xi和xj的相关系数；剩余通径系数：，R2为多元回归方程的决定系数。试验数据在Excel 2003 中处理，方差分析采用DPSv-3.01 软件统计。

2 结果与分析

2.1 栽培密度对直播油菜农艺性状及产量的影响

表1 结果表明，提高栽培密度，能显著提高油菜分枝部位，显著减少主轴长、一级有效分枝数、单株角果数和每角粒数。从试验的整体结果来看，与低密度处理（9 万株/hm2）相比，高密度处理（36 万株/hm2）10 个油菜品种的分枝部位增加了24～41 cm，平均增加34.3 cm（平均增幅达87.7%）；主轴长除了2、3 号品种略有增加外，其余8 个品种减少5～18 cm，平均减少10.6 cm（平均减幅为21.8 %）；一级分枝数减少2～5 个，平均减少3.4 个（平均减幅达40.0%）；单株角果数减少145～244 个，平均减少198 个（平均减幅达52.9%）；每角粒数减少4.7～8.6 粒，平均减少6.3 粒（平均减幅达30.8%）。再从产量结果来看，提高栽培密度能显著提高油菜籽产量，10 个品种的籽实产量均以36 万株/hm2处理最高（平均达2 974.7 kg/hm2），与9 万株/hm2处理相比分别提高244.1～532.3 kg/hm2，平均提高405.4 kg/hm2（平均增幅为15.8%）。

表1 栽培密度对直播油菜农艺性状及产量的影响

2.2 主要农艺性状与直播油菜产量间的相关分析

对7 个农艺因子密度（x1）、株高（x2）、分枝高度（x3）、主轴长（x4）、一级分枝数（x5）、单株角果数（x6）、每角粒数（x7）与产量进行相关分析，结果（表2）表明栽培密度和分枝高度与产量极显著正相关，相关系数分别为0.804 9**和0.726 7**，一级分枝数、单株角果数和每角粒数与产量极显著负相关，相关系数分别为－0.759 4**、－0.778 2**和－695 6**。再从栽培密度与其它因子的相互作用来看，栽培密度与分枝高度极显著正相关，与主轴长、一级分枝数、单株角果数和每角粒数极显著负相关。可以看出，栽培密度的改变会引起其它农艺因子的改变，进而影响产量。7 个因子与产量间的回归方程为：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=11.730 2**），说明所分析的7 个因子决定了油菜产量变异的71.96%，误差占28.04%。

表2 主要农艺性状与直播油菜产量间的相关系数

2.3 主要农艺性状与直播油菜产量间的通径分析

在多元回归的基础上进行通径分析（表3），可以看出，密度对产量的直接通径系数为较大的正值（P1→y=0.634 0），此外它还通过分枝高度（P1→3→y=0.196 4）和一级分枝数（P1→5→y=0.242 9）的间接正效应对产量产生影响；分枝高度对产量的直接通径系数只有0.230 3，但它通过密度（P3→1→y=0.560 4）和一级分枝数（P3→1→y=0.218 0）对产量产生间接正效应，成为产量第二大正影响因子；单株角果数和每角粒数对产量的直接通径系数虽为正值（P6→y=0.056 7、P7→y=0.206 4），但两者通过密度、分枝高度和一级分枝数对产量的间接作用都为负值，综合结果是两者对产量的发挥起较大的负效应（∑P6y=-0.778 2、∑P7y=-0.695 6）；一级分枝数对产量的直接通径系数为负值（P5→y=-0.324 4），并通过密度和分枝高度的间接负作用进一步消弱产量，对产量的综合作用达-0.759 4。可以看出，通过提高栽培密度来增加分枝高度，抑制一级分枝数可以充分发挥直播油菜的产量潜力。

表3 主要农艺性状与直播油菜产量间的通径系数

3 小结与讨论

研究结果表明，栽培密度对直播油菜产量产生显著影响，在相同地力和同等肥料投入条件下，提高栽培密度油菜产量平均增加15.8%。说明提高栽培密度可以有效提高油菜产量。

通径分析是在多元回归的基础上将相关系数加以分解，通过直接通径、间接通径及总通径系数来反应自变数对因变数直接作用的度量[7]；将各性状与产量进行通径分析，能全面、深刻地了解各性状如何直接、间接地对产量产生作用[8]。7 个农艺因子与产量间的相关及通径分析结果表明：栽培密度和分枝高度与产量极显著正相关，对产量发挥起正效应，其原因可能与直播条件下小群体大个体以及大群体小个体均不利于产量的发挥[1]，密度增加后虽个体性状下降，但能改善群体性状[10]和植株分枝位点提高，分枝数减少，籽粒饱满，成熟度较一致[11]等因素有关。一级分枝数与产量极显著负相关，对产量发挥起负效应，则可能与油菜生理特性有关，油菜分枝能力较强，只要所需的光、温、水、肥等条件适宜，植株的大多数腋芽都能伸长而形成分枝，但由植株上部腋芽发育而成的分枝，接受的光照条件好，分枝短、经济系数高，而位于植株下部的分枝长，经济系数却很低[4]；另外，一级分枝数的增加还会引起二级分枝数的增加，在一定程度上影响了中上部通风透光条件，不仅降低光能利用率，还会加重病虫害[12]。单株角果数和每角粒对产量的直接作用是积极的（P6→y=0.056 7、P7→y=0.206 4），综合作用却是负效应（∑P6y=-0.778 2、∑P7y=-0.695 6），主要是由它与栽培密度、分枝高度和一级分枝数对产量的间接负作用导致。已有研究报道，结角层虽是油菜后期主要光合器官，在籽粒产量形成过程中发挥着比叶更重要的作用[13]，但只有栽培密度适宜，单位面积角果数和角果皮面积达最大时油菜产量才会最高[2]，而结角层是否合理受诸多因素影响。再从栽培密度与各因子间的相关分析结果来看，密度与分枝高度极显著正相关，与一级分枝数、单株角果数和每角粒数极显著负相关，由此可见，迟直播油菜高产量潜力可以通过合理密植来控制个体生长，压缩下位低效分枝，充分发挥主序和上部高效分枝的生产力来实现[4]。

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