薹花期不同地下水位对油菜产量及养分吸收的影响

邹娟　朱建强　吴启侠等

摘要：蕾薹期至花期是油菜（Brassica napus L.）对水分的敏感期，为明确油菜此时期合适的地下水位，给油菜生产的农田排水降渍提供理论依据，在蕾薹期利用测筒装置研究4个不同地下水埋深（0、30、50、70 cm）对油菜产量及养分吸收的影响。结果表明，0、30和70 cm地下水埋深显著降低了油菜地上部各器官产量；从产量构成因子看，蕾薹期地下水造成油菜减产的主要原因是单株角果数的显著下降；0 cm水埋深处理在收获指数、氮、磷、钾养分积累量及子粒养分积累比例等指标上均明显低于其他处理；50 cm地下水埋深对油菜产量及养分吸收无明显影响。综合考虑产量效应及开沟降渍的生产成本，湖北省稻茬油菜田的适宜地下水埋深应控制在30～50 cm。

关键词：油菜（Brassica napus L.）；地下水位；产量；养分吸收

中图分类号：S565.4；S634.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）19-4666-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.003

Abstract： In order to examine the suitable water table for rapeseed （Brassica napus L.） during the stage of bud-blooming， Test-pit experiment was conducted to study the effects of different water table （0， 30， 50 and 70 cm up to the soil surface） during bud-blooming on rapeseed yield and nutrient uptake. The results indicated that rapeseed yield was obviously decreased by 0， 30 and 70 cm. From the analysis of yield component， the yield decline of those water table treatments was due to significant decrease in the number of siliques per plant. Harvest index， nutrition accumulation of nitrogen（N）， phosphorus （P）， potassium （K） and seed accumulation rate by 0 cm were significantly lower than other water table treatments. The yield and nutrient uptake were not affected dramatically by 50 cm water table. Considering the yield effect and cost of ditching， the suitable water table during bud-blooming was 30～50 cm for rice stubble rapeseed in Hubei province.

Key words： rapeseed（Brassica napus L.）； water table； yield； nutrient uptake

湖北省是中国油菜（Brassica campestris L.）主产省份，其油菜播种面积占全国播种面积的1/6左右，且油菜单产高于全国平均水平[1]。同时，由于湖北省油菜生产主要是水旱轮作尤其是稻茬免耕种植模式，水稻收获后土壤黏重、地下水位高、排水困难，且春季气候湿润多雨，容易田间积水造成油菜湿害[2，3]。湿害是湖北省油菜高产稳产的限制因子之一，常年发生面积约占总面积的20%[4]。研究表明，湿害胁迫下，根际缺氧，根系活力下降，根对水分和养分的主动吸收能力减弱，氮、磷、钾等养分吸收量下降，植株生长缓慢，最终导致作物减产[5，6]。然而，有关地下水位对油菜产量及养分吸收影响的研究尚鲜见报道。针对湖北省油菜生产模式和气候特点，在土层1.0 m内设置4个不同的地下水位，研究雨水较多的薹花期不同地下水位对油菜产量及养分吸收的影响，明确油菜薹花期的适宜地下水位，为生产中排涝降渍提供理论依据，以实现湖北省油菜高产、高效生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2013年10月至2014年5月在湖北省荆州市长江大学农学院试验基地涝渍测筒区进行。测筒封底，其面积0.44 m2、深115 cm、内径71 cm。测筒内土壤为中壤，取自旱地，按等容重分层回填，其土壤pH 8.65，有机质含量11.42 g/kg，全氮1.20 g/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷11.81 mg/kg，全钾11.58 g/kg，速效钾85.24 mg/kg。供试油菜为华中农业大学选育的双低甘蓝型品种华油杂15号，于2013年10月6日苗床播种，11月6日每盆移栽生长一致的壮苗4株。肥料用量按大田N 180 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2、硼砂7.5 kg/hm2[7]，其中磷肥和硼砂均作基肥1次施用，氮、钾肥分基肥、越冬肥和薹肥3次施用，比例分别为60%、20%和20%。肥料分别用尿素（N含量为46%）、过磷酸钙（P2O5含量为12%）、氯化钾（K2O含量为60%）和硼砂（B含量为11%）。

1.2 试验设计

在油菜抽薹至开花期（2014年3月8～22日）进行水位处理，设置的地下水埋深分别是0、30、50、70 cm，同时采用大田正常水分管理（保持田间持水率的70%～80%）的测筒为对照。每处理和对照重复3次，进行随机试验设计。

1.3 测定项目

油菜收获时，考察株高、茎粗、第一分枝高、一级有效分枝数、主花序长度、主花序角果数、单株总角果数、每角粒数、每角长度及千粒重等性状指标，待风干后测定单株产量，并按根、茎叶、角壳、子粒等器官分开，计算收获指数，烘干后测定其氮、磷、钾养分含量。

植株全氮磷钾用浓H2SO4-H2O2联合消煮，流动注射分析仪（德国SEAL，AA3）测全氮和全磷，火焰光度计测全钾[8]。

以油菜各项测度指标为依据，用下列公式计算其受湿害影响的相对大小[9]。

RIR=（Vc-Vt）/Vc×100%

式中：RIR为相对湿害指数；Vc为对照区作物某一指标测定值；Vt为作物同一指标在处理区的测定值。

2 结果与分析

2.1 地下水位对油菜生长性状的影响

成熟期油菜生长性状调查结果（表1）显示，地下水埋深0 cm处理油菜生长明显受到抑制，油菜株高、茎粗、一次有效分枝数、主花序长度等生长性状均显著低于其余处理，单株角果数降幅最为显著，地下水埋深30、50、70 cm及对照处理单株角果数较0 cm处理增加2.91～3.94倍。除地下水埋深0 cm处理外，其余3处理在一次有效分枝数、主花序角果数、每角粒数、每角长度及千粒重等指标上与对照处理无明显差异，但地下水埋深70 cm处理单株角果数比对照处理少158.25个，差异显著。

2.2 地下水位对油菜各器官生物学产量的影响

从表2结果可以看出，薹花期4个不同地下水埋深均不同程度地降低了油菜各器官的干物质量。在0～50 cm范围内随地下水埋深的增加各器官干物质量均呈现上升趋势，当地下水埋深达到70 cm时，干物质量有所降低。以子粒产量为例，50 cm水埋深单株子粒产量达到42.71 g，而0 cm水埋深仅5.96 g，0、30和70 cm水埋深子粒产量较对照分别下降了39.66、9.09和13.66 g/株，50 cm水埋深与对照无明显差异。表2结果还显示，水埋深0 cm时，油菜收获指数（子粒占地上部干物质重的比例）仅为0.12，与其他处理间差异显著，说明渍水显著影响干物质从营养器官向子粒的转移与分配。

2.3 地下水位对油菜养分吸收的影响

2.3.1 对植株养分含量的影响 油菜各器官氮、磷和钾养分含量结果如表3所示。从表3可以看出，地下水埋深对各器官P、K含量的影响相对较小，而对N含量的影响较大。0 cm水埋深与对照处理相比，根、茎秆、角壳和子粒中氮含量分别增加了68.02%、51.62%、32.71%和5.89%，30～70 cm水埋深油菜各器官氮、磷和钾含量与对照无明显差异。0 cm水埋深油菜各器官氮素含量增加的原因可能是渍水后干物质减少的比例大于养分积累量减少的比例，导致养分浓缩，使植株的养分含量高于其余处理。

2.3.2 对植株养分积累量的影响 表4为油菜各器官养分积累量，结果表明，各处理N、P2O5和K2O积累量顺序为CK≈50 cm水埋深>30 cm水埋深>70 cm水埋深>0 cm水埋深。养分积累量的变化趋势与油菜干物质量的趋势相同，说明本试验条件下，油菜养分积累量主要受生物量影响。

根据表4结果可计算养分在不同器官中的分配比例，可知0 cm水埋深子粒氮、磷和钾积累量分别占总量的62.68%、57.23%和5.97%，低于其他处理子粒养分所占比例，其余4个处理子粒氮、磷、钾所占比例分别为80.58%～82.35%、72.09%～74.55%、12.01%～12.52%，说明渍水影响养分由营养器官向子粒的转移。

2.4 不同地下水埋深下油菜相对湿害指数

分别以产量构成因子单株总角果数、每角粒数、千粒重、单株子粒产量及氮、磷、钾养分积累量为测度指标，计算油菜相对湿害指数。结果表明，随着地下水埋深从近地表降到地表以下50 cm，各指标相对湿害指数依次变小，继续增加水埋深至70 cm，相对湿害指数有增加趋势。

3 小结与讨论

蕾薹期至花期是油菜水分敏感期，此时期在土壤水分长时间饱和（即充分受渍）情况下，土壤缺氧，油菜根系活力下降，影响了营养元素吸收，且地上部叶片光合速率下降，物质积累转运降低[10]，导致渍害解除后的恢复生长缓慢，干物质积累及向子粒转运的比例减少，油菜收获指数明显降低，减产显著。在产量构成因子中，水分对单株角果数的影响最大，其次是每角粒数和千粒重。

作物对养分的吸收利用与土壤养分状况及根系吸收养分的能力等有关[11]。本研究结果表明，地下水位0 cm时，氮、磷和钾各器官总养分积累量及子粒中养分积累比例显著低于其余处理，说明渍水影响油菜对氮、磷和钾素的吸收和转运。其原因可能有以下几点：一是渍水后由于土壤缺氧，引起根系细胞线粒体呼吸功能紊乱、有氧呼吸降低、糖酵解加速，进而主动吸收能量不足、根系吸收能力降低；二是叶片气孔关闭、蒸腾作用降低，导致养分向地上部的转运及分配改变；另外，渍水后，根际土壤氧化还原电位降低，CO2分压升高，土壤养分状况亦随之改变[12-15]，从而影响油菜后期对养分的吸收和利用。

以不同指标计算油菜湿害指数，表明在地下水埋深0～50 cm范围内，湿害指数呈降低趋势，地下水埋深至70 cm时，湿害指数增加。综合考虑渍害影响及随地下水位的下降，开沟难度及成本相应增加，在油菜薹花期宜通过开沟、缩小厢面等适当的排水管理将地下水埋深控制在30～50 cm。

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