播期对河北省超采水区白菜型冬油菜越冬率及产量的影响

李和平 李积铭 李爱国 武军艳 宋聪敏 申彦平 杨莉

（1. 河北省农林科学院旱作农业研究所 河北省农作物抗旱研究实验室，衡水 053500；2. 甘肃农业大学，兰州 730070；3. 桃城区农业农村局，衡水 053500）

地下水超采指对地下水的深度开发利用，导致地下水水位下降、浅层地下水含水层疏干、地面沉降与裂缝、咸水界面下移、咸水入侵、地方病等［1-2］。河北省黑龙港地区中南部低平原区地下水严重超采，目前超采区面积已达6.7×104km2，占河北省平原区面积的92%［3］。其中衡水市、沧州市位于河北省超采水区的中心部位。从衡水市范围的用水情况来看，全市农业灌溉用水量消耗最大，总计1.78×109m3，占比95.25%；工业用水量为6.5×107m3，占比3.5%；生活用水消耗最少，用水量2.3×107m3，占比1.3%［4］。河北省低平原区的主要种植作物是冬小麦，冬小麦的春灌和冬灌占农业用水量的70%以上［5］。因此，近几年河北省地下水超采的治理模式包括了农业种植结构调整，调整措施包括适度减少利用地下水灌溉的冬小麦的种植面积、实施休耕轮作等［6-9］。选择能够替代冬小麦的节水型作物减少灌溉用水，或筛选新的冬季覆盖作物已迫在眉睫。

油菜可作冬季覆盖作物、饲料作物、蔬菜作物、绿肥作物、观赏作物和蜜源作物，是能够多功能利用的高效作物。油菜作为冬季覆盖作物，在北方可实现冬季农田95%的覆盖度，减少春季农田起沙量，同时增加农田有机物质［10-12］。魏静等［13］的研究表明，翻压冬油菜可提高土壤有效磷、速效钾等养分含量及土壤微生物含量，有利于提高下茬作物产量。在旱作苹果园中覆盖油菜，能够改善苹果园低耗水生育期土壤水分环境，增加土壤储水量，有利于果树生长发育，缓解水分供需矛盾［14］。因此，以油料作物为主，开发油菜多功能利用，可以提高农田种植效益［15］。油菜产业在河北省低平原区的兴起时间较短，缺少相关研究。本试验引种12个不同抗寒性的白菜型冬油菜品种，对冬油菜在河北省低平原区的适应性进行评价分析，通过设定不同的播种时间探讨冬油菜在河北省的适宜播期，筛选适宜当地栽培的冬油菜品种，旨在为选择替代冬小麦的节水型作物提供参考，为冬油菜在当地的合理种植提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料

12个不同冬油菜品种信息如表1所示。

表1 试验材料Table 1 Plant materials

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设在河北省农林科学院旱作农业研究所试验站，位于河北省深州市护驾迟镇旱作节水试验站，地势平坦，海拔高度为21 m，多年平均气温12.8℃，多年平均年日照时数为2 509.4 h，平均无霜期188 d，降水主要集中在6-8月，平均降水量358.4 mm，占全年降水量的70%左右，多年平均蒸发量为1 785.4 mm。试验地块土壤为轻壤质底黏潮土，田间持水率为27%（W/W），土壤为黏质壤土，有机质含量12.8 g/kg、碱解氮65.5 mg/kg、速效磷17.6 mg/kg和速效钾134 mg/kg。油菜全生育期灌水量为25 mm。油菜全生育期当地降水量、平均气温及最低温度见图1。

2017-2019年，播期试验设6个处理：T1（9月5日）、T2（9月11日）、T3（9月17日）、T4（9月23日）、T5（9月29日）和T6（10月5日）。随机区组排列，重复3次，小区面积20 m2（5 m×4 m）。

1.2.2 测定、记载项目与方法 生长特性：越冬前8叶期记录叶片生长习性，测定苗期根茎、地上鲜重、地下鲜重，计算根冠比［16］。生育期记载：参照伍晓明等［17］的方法进行。越冬率：调查各处理小区冬前苗数、冬后苗数，随机调查小区中两行的冬前、冬后苗数，计算平均值及越冬率。越冬率=冬后苗数/冬前苗数。农艺性状测定参照伍晓明等［17］的方法进行。按小区收获、脱粒，统计小区产量，折合为单位面积产量，并计算亩产量。

图1 2017-2019年油菜生育期当地降水量、平均气温及最低温度分布Fig. 1 Local rainfall distribution, average temperature and low temperature in 2017 to 2019 during rape growth period

1.2.3 数据分析 采用Excel和SPSS软件分析试验数据。

2 结果

2.1 不同冬油菜的生长特征

图2 冬油菜返青苗期Fig. 2 Winter rapeseed greening up

表2 不同冬油菜的生长特征统计Table 2 Growth characteristics of different winter rapeseeds

表2 续表

引种的12个品种均匍匐生长，生长点凹陷，叶片颜色深绿。降温后，叶片开始变黄、干枯，至越冬期地上部分全部干枯，仅留根系存活于土壤中，返青后生长点重新生长出新叶（图2）。从T1至T6播种期，各品种根颈直径与根冠比逐渐降低；T6的根颈直径显著降低（表2）。16RTS309、15QX60、陇油8号、陇油9号、陇油12号及16QD-15的根颈直径及根冠比相对较高。

2.2 不同冬油菜的生育期及越冬率的变化

通过对6个不同播种时间不同冬油菜的生育期和越冬率进行统计（表3），各品种T1至T4播期越冬率无显著差异，T5处理越冬率开始降低，T6越冬率显著降低。T5处理各品种幼苗均未生长至10叶期，可见T5（9月29日）之后播种冬油菜，油菜幼苗较小，不利于其安全越冬。各品种播期不同，但收获期相同，即播种越迟生育期越短，有利于作物复种。返青期均在3月7日左右，但盛花期相差较大（3月26日-4月15日）；其中衡油8号（3月26日）和天油4号（4月8日）盛花期较早，其他10个品种盛花期相近（4月12日左右）。同一品种的不同播种时期对其返青后的各个生育时期的影响并不明显。因此，可以利用此结果将盛花期不同的品种调整种植来延长油菜的观花时间。

表3 不同冬油菜的生育期及越冬率统计Table 3 Growth period and overwintering rate of different winter rapeseeds

表3 续表

2.3 不同冬油菜的干物质积累及产量变化

通过对不同冬油菜的干物质积累及产量统计（表4），各品种T1播期产量不是最高，可见，播种早冬油菜产量不一定高。各品种均表现为T2及T3处理小区平均产量最高，T4处理逐渐降低，T6播期产量显著降低。说明T5（9月29日）之后播种冬油菜，不利于冬油菜干物质积累及产量的提高。天油178、衡油6号、陇油9号、天油142产量较高，16RTS309、16QD367、陇油8号的产量相对较低，这与其在大田的生长特性有关，16RTS309、16QD367、陇油8号返青后生长缓慢，盛花期较迟（表3），盛花期-成熟期时间较短，干物质积累时间较短，导致期产量较低。

2.4 相关性分析

相关性分析表明，产量与越冬率、根颈直径呈极显著正相关性，与播期呈极显著负相关性。即油菜播种较早、根颈直径粗、越冬率高则产量高（表 5）。

表4 不同冬油菜的产量统计Table 4 Yield of different winter rapeseeds

2.5 聚类分析

利用产量、越冬率、根颈直径对所有材料进行系统聚类分析。12个材料被分为2大类，Ⅰ类包括天油178、天油142、衡油6号和陇油9号，4个品种产量均较高；Ⅱ类包括天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、衡油8号、16QD367和陇油8号，其中，天油4号、15QX60、陇油12号为1个亚类，产量稍低于Ⅰ类品种，16RTS309、衡油8号、16QD367为1个亚类，产量均较低。陇油8号单独1类，产量最低（图3）。

3 讨论

在河北衡水，冬油菜适宜在9月11日至9月29日之间播种，播种太早油菜生育期较长，不利于复种，产量也未见显著增加；播种太迟，油菜幼苗较小，影响越冬，产量降低。冬油菜在河北衡水种植4月初开花，5月底收获，促进了乡村旅游与养蜂业发展，可作为当地主要的景观植物、冬春季覆盖作物及复种倒茬作物［18-19］，且冬油菜5月下旬收获，较当地小麦收获早10-15 d，有利于下茬作物的生长且茬口布局更为灵活。本研究结果与前人的研究结果相似［20-22］。

表5 相关性分析Table 5 Correlations analysis

图3 参试材料的聚类分析Fig.3 Cluster analysis of test materials

本研究采用的品种均为强冬性白菜型冬油菜品种，大田生长均匍匐生长、生长点凹陷，与孙万仓等［23］研究结果相同。12个参试品种可分为2类，天油178、天油142、衡油6号、陇油9号适宜当地的气候条件，越冬率高、长势较强、产量较高，可作为当地的主要推广品种。第2类天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、16QD367越冬率高但现蕾抽薹较迟、灌浆时间短，并遇到后期的高温，导致产量较低；而衡油8号与其相反，现蕾抽薹早、长势较弱、产量较低。其中陇油8号单独为1个亚类，其根颈直径大、根冠比高、现蕾抽薹迟，灌浆期遭遇高温逼熟，收获期与其他品种相差2 d左右，导致其产量低。因此推断该品种冬性较强，可向衡水以北地区推广种植。冬油菜在河北地下水超采区的应用，为该区开发了一种新的冬季覆盖作物，减轻了土壤风蚀，保护了当地的生态环境；同时为北方地下水超采区与东北黑土地生态保护、发展旱作农业提供了重要科技支撑。

4 结论

天油178、天油142、衡油6号、陇油9号4个品种在河北衡水的抗寒性强、产量高，能够很好的适应当地的气候条件，可直接作为栽培品种在当地推广应用。天油4号、15QX60、陇油12号、16RTS309、16QD367、陇油8号等品种抗寒性强，但春季返青后发育慢，导致灌浆期遭遇高温逼熟，产量较低，可以考虑向衡水以北地区引种试验。