陈鹏运
(陕西荣华农业科技有限公司 西安710065)
油菜是湖南主要冬季作物, 常年种植面积126.7 万hm2左右, 占全国油菜种植面积的18%以上,位居全国首位。 近年来,在湖南省委省政府油菜生产“北稳西进南扩”发展战略的指导下,湘中、湘南新区扩大种植面积, 湖南油菜生产在实现省内全境覆盖的基础上面积不断提升。
湖南属内陆省份, 气候为具有大陆性特点的亚热带季风湿润气候[1]。 地理环境特殊,北部为洞庭湖平原,东西两边分别有南北走向的罗霄山脉、武陵山脉, 呈东西走向的南岭山脉横亘在湖南和两广的边界,形成了一个三面环山、北面开口的马蹄形地貌,这种特殊的地理条件对湖南季风气候有着明显的影响,尤其是南岭的存在,使得北方南下的冷空气受阻于湖南上空并形成冷空气垫,这对湖南冬季严寒、阴雨日数及冰冻的频繁发生、 春秋季节低温阴雨的持续发生都有直接影响, 夏季盛行的偏南风在翻越南岭后产生焚风效应,强化了湖南夏季的炎热高温。 此外,湖南地处青藏高原东侧,在西风环流中,巨大高耸的青藏高原位于上风方, 越过高原的气流不时扰动湖南上空,影响湖南天气。 湖南独特的地理条件导致了其天气复杂多变,灾害频发,成为全国气象灾害最严重的省份之一,对农业生产影响巨大。
影响湖南油菜生产的主要气象灾害主要表现为播种期的干旱或渍涝、苗期渍害或干旱、冬季的霜冻与冰雪、薹花期的倒春寒与长时间阴雨、角果发育期的阴雨与高温逼熟等[1-7]。 秋旱、冬干及春季阴雨,是湖南油菜产量不稳定的重要影响因素。
湖南干旱呈现明显的季节性,6 月下旬以后,受西太平洋副热带高压控制,进入晴热少雨季节。 多年平均降水为250~350 mm, 而水分蒸发量达500 mm以上,导致夏秋干旱。 一般年份干旱发生分为两个阶段,第一阶段为6 月底至7 月下旬,第二阶段为8 月中下旬至9 月下旬。 其中7 月底至8 月上旬,常因热带气旋(台风)等影响而产生降水,使旱情稍有缓和。部分年份因受副热带高压长期控制, 出现大范围的夏秋连旱。 湖南是一个干旱多发的省份,每年都有地区发生干旱, 尤以湘中一带为重, 秋旱或秋冬连旱是影响湖南油菜播种面积稳定与苗期生长的主要因素之一。 根据湖南省96 个气象站点的资料[1],1961-2013 年湖南逐年干旱发生站次比为7.3%~92.7%,平均站次比达46.6%。特别是2000 年以来,干旱更有加重的趋势,除2002 年无明显干旱外,其余年份基本都为中到大旱,如 2003 年、2007 年、2009 年、2013 年。平均每2 年发生一次大旱, 大旱年份全省耕地受灾面积达到耕地面积的1/3 以上。
湘中的衡阳及周边地区 (衡阳中北部、 邵阳东部、娄底东南部、湘潭南部、永州东北部及长沙、怀化的部分地区) 干旱发生年次频率较高, 干旱年次在65%以上。 湖南东部和中南部大部分地区(包括湘江流域、资水中上游、沅江中游,洞庭湖区中东部)干旱发生年次频率为50%以上。 湘东南山区、湘西南、洞庭湖区西部干旱中等发生, 干旱年次频率在35%~50%, 湘西北山区为干旱低发区, 干旱年次频率在35%以下。大旱发生频率最高的地区同样也是在干旱发生较多的衡阳及周边地区, 大旱发生频次占干旱的50%~60%。 干旱强度大且持续时间长。 衡邵盆地以及沅江中上游河谷地带年均干旱天数在55 d 以上,衡阳县年均干旱天数更是长达68 d 之多。全省约有一半地区干旱最长持续天数在100 d 以上,以夏秋连旱为主,近85%以上的干旱始发于7 月上中旬,一直持续到10 月底,少部分持续到12 月。
1.1.1 干旱对湖南油菜播种的影响 湖南干旱期也正值气温最高时期,气温高、蒸发量大、干旱持续时间长,对作物生长影响大。 近50 年来,湖南年均作物干旱受灾面积和成灾面积分别占耕地面积的23%和10%。湖南油菜生育期间,降水量由北向南逐渐增多,湘北约700 mm,湘中为750 mm,湘南800 mm,湘西650 mm 左右。降水日数 95~120 d,北少南多。但降水主要集中在冬春季节, 冬前降水较少,200~250 mm,约占油菜全生育期降水量的30%。 9 月中旬至10 月下旬油菜播种期间, 湘西降水量151 mm, 洞庭湖区134 mm,衡邵盆地降水量为113 mm,加之伏旱造成的土壤水分严重缺失, 秋旱或秋冬连旱严重影响湖南油菜适期播种及苗期生长。 因此,抗旱播种、保湿出苗、一播全苗是湖南油菜播种期的关键技术。
1.1.2 干旱对油菜苗期生长的影响 油菜苗期适宜的土壤水分为田间最大持水量的70%~80%。 苗期缺水,导致水分和养分供应不足,油菜长势较差,并产生红叶等症状。
影响湖南油菜生长的连阴雨(连续5 d 以上阴雨天气)主要有秋季连阴雨(影响油菜播种出苗及苗期生长)、薹花期连阴雨和结荚成熟期连阴雨。
1.2.1 阴雨与渍害对油菜播种与苗期生长的影响湖南油菜播种期连阴雨发生频率为4%~40%[5]。 以湘西北山区最多,湘中地区次之,湘南最少。 湘西北部分地区在33%(3 年一遇),湘南个别地区在10%(10 年一遇)以下。其他大部分地区连阴雨发生频率在10%~20%。 湖南油菜播种期气候以秋旱少雨为主,连阴雨对油菜播种的影响相对较小,但也在部分年份发生,如2020 年。 秋季连阴雨主要影响前茬作物的收获及油菜的适时播种。 甘蓝型油菜苗期和角果期对湿害最为敏感,薹期次之,花期耐湿性较强。 油菜种子发芽至出苗阶段, 适宜的土壤水分为田间最大持水量的70%左右(含水量约20%),幼苗期如遇阴雨寡照,田间水分过多, 会影响油菜根系发育, 导致烂根死苗。据胡启山调查,土壤含水量为34.8%时,烂根死苗率分别为36.6%和29.1%, 土壤含水量为42.8%时,烂根死苗率分别达96.1%和91.0%。 湖南以稻田油菜为主,且丘陵山地为湖南主要地貌,丘陵山区田块潜育化严重,冷浸田多。 加上湖南稻田大多重灌轻排,田间排水条件与设施较差, 渍水难以排出。 部分年份,冬季连阴雨也是湖南油菜生产的一大灾害,渍害造成油菜根系发育不良,烂根死苗,幼苗长势差。 同时受渍田块草害发生严重,如遇冬季低温,渍害与冻害、草害多重危害叠加发生,严重影响油菜产量。 当前, 渍害已成为影响湖南油菜生产面积扩大与单产提升的一大主要危害。
1.2.2 薹花期阴雨对湖南油菜生产的影响 3 月为湖南多雨季节,雨日多且降雨量大。 据湖南省96 个气象站1961-2010 年基本气象资料[1],油菜开花期低温阴雨发生频率以湘东、湘中北最多,年次率在50%以上(2 年一遇),部分地区年次率在60%以上(3 年两遇)。 年平均雨日数15.2~19.5 d,洞庭湖区雨日数为16.3 d,湘西为18.2 d,衡阳地区为19.0 d 左右。长时间阴雨易导致油菜授粉结实不良。 油菜花粉在室温条件下,其授粉能力能保持3 d 左右,但在田间条件下一般仅1 d 时间。 油菜的雌蕊在开花后2 d 内受精能力最强,开花4~5 d 后受精能力急剧下降。 开花期空气相对湿度以70%~80%为宜,空气湿度过高或过低均不利于油菜开花、授粉受精与结实。 春雨一般伴随低温寒潮, 薹花期阴雨往往与低温叠加影响油菜生长。 油菜开花期适宜温度12~20℃, 最适温度14~18℃,气温在10℃以下,开花数量显著减少,当气温降低至5℃以下时,油菜停止开花。若遇0℃以下的低温或冰雪天气,会导致油菜冻害,幼荚、幼蕾死亡脱落,产生分段结实现象。 因此,花期阴雨对油菜夺取高产影响明显。 此外,薹花期阴雨多,田间湿度大,油菜菌核病易暴发,引发次生灾害。 因此,湖南油菜薹花期应特别注重田间清沟排渍, 以及初花期对菌核病的防治工作。
1.2.3 角果发育期阴雨对湖南油菜生产的影响 湖南油菜花荚期(3~5 月)降雨量较大,330~430 mm,占油菜全生育期降水量的50%左右, 且雨日较多,40 d左右,占总雨日数的40%以上。 湖南油菜角果发育期连阴雨发生频率36%~88%,呈现南部大于北部的分布规律, 以湘中以南地区最多, 年次率在67%以上(3 年两遇)。 常宁、新田、桂阳、汝城等地达到 80%以上(5 年 4 遇)。 湘北年次率相对较低在 50%以下。 油菜籽粒充实期相对耐渍, 光照缺乏的影响比雨水更大。 油菜籽粒内所积累的养分,40%左右来自于绿色角果皮的光合产物, 如遇连续阴雨, 将导致光合不足,影响籽粒灌浆成熟,粒重减轻,油分降低。 角果发育期适宜的土壤水分为最大持水量的60%~80%,接近成熟前,以田间最大持水量的60%左右为宜。 花荚期阴雨过多,如再加上施氮过多,易引起贪青倒伏,并增加病害。
1.2.4 收获期阴雨对油菜生产的影响 5 月上中旬湖南油菜自南往北进入收获期, 而此时湖南正值雨季,5 月上中旬洞庭湖区雨日数为10.5 d,湘西11.6 d,衡阳11.5 d。 雨日过多严重影响油菜适期收获,并引起籽粒发芽霉变、品质下降。 因此,抓住晴好天气适时收获,并采用机械收获、机械烘干是该阶段的主要技术措施。
油菜角果及种子形成适宜温度为20℃左右,过低则成熟慢,日均温15℃以下则不能正常成熟,过高则易高温逼熟,籽粒千粒重及含油量下降。
5 月湖南油菜相继进入收获期,湘中、湘南5 月上旬收获,湘北、湘西5 月中旬收获。 油菜生产周期中,角果发育期4 月平均气温16~20℃,适宜油菜生长发育。 但5 月上中旬日均温逐渐超过20℃以上,对油菜籽粒灌浆不利,易造成高温逼熟(附表)。
附表 湖南各月气温变化概况
油菜全生育周期在日均温22℃以下完成, 冬油菜要求的平均温度下限为10℃, 最冷月平均温度下限为-5℃。 油菜苗期具有很强的抗寒能力, 叶片在-5~-3℃时受冻,-8~-7℃时冻害较重。
湖南年平均气温16.0~18.5℃。 最冷月1 月平均温度4~7℃,能很好地满足油菜春化需求且冻害不严重。 湖南冬季(12 月至翌年2 月)日最低温≤-3℃的年概率为40%~72%,年平均出现天数为0.82~2.74 d。油菜苗期遇-5℃以下低温的年概率为12%~34%,年平均出现天数为0.24~0.60 d。 以湘中、湘南较轻,湘西和洞庭湖区稍重。
在湖南尽管严重冻害发生概率不大, 但越冬期间遇寒冷天气时, 也会导致油菜叶片受冻、 苔茎冻裂、叶柄断裂等,严重霜冻会导致油菜叶片枯斑等症状产生。 因此,湖南油菜生产上务必抓好苗期管理,如培育壮苗越冬、追施腊肥、清沟排渍等,增强油菜抗冻能力。
湖南油菜花期(3 月)易受倒春寒影响,年出现5 d 以上气温≤5℃的概率为46%~82%,年均出现天数为6.1~8.8 d。 以湘中、湘南稍轻,湘西和洞庭湖区相对较重。 倒春寒经常伴随阴雨、大风,对油菜开花结实、幼荚发育影响较大,导致分段结实及倒伏。 因此,在油菜薹花期田间管理上,应注重排渍与防止倒伏。
湖南油菜全生育期日照时数为570~910 h,从地域分布来看,湘北较多,湘西较少。 从油菜全生育期来看,冬前日照相对充裕,占油菜整个生育期日照数的50%左右, 对油菜苗期生长有利; 越冬期日照渐少,春后雨日增多,油菜花荚期为湖南阴雨较多的时段,常年日照百分率不足30%,而花荚期又是油菜产量和品质形成的关键时期, 光照不足严重影响油菜结实、籽粒灌浆与成熟,造成千粒重下降,产量偏低。同时,由于光照不足,油菜茎秆柔弱,容易倒伏及发生病害。 因此,花荚期的阴雨寡照天气是影响湖南油菜单产提升的危害之一, 也是湖南油菜产业发展必须慎重对待的一个问题。
油菜为长日照作物,但冬油菜属弱感光类型,对长日照不敏感。 但部分对长日照敏感的油菜品种引入湖南省秋播,由于不能满足其对光周期的需求,生育期较长且生长发育缓慢,因此,引种加拿大及欧洲等地甘蓝型春油菜品种时应予以注意。
根据湖南省作物研究所2019 年、2020 年对湖南省种子市场的初步调研, 目前湖南省市面上销售的油菜品种数达300 余个。 其中,湘北环洞庭湖区及衡阳市是湖南油菜种子市场品种最为丰富的区域。 丰富的品种数为筛选适应不同种植模式、 不同地理环境的优质、高产品种奠定了基础。
季节矛盾紧张的稻稻油三熟制产区、 稻—油双优栽培模式,水稻收获期在10 月中下旬,播种期偏迟,对于油菜秋冬发不利,推荐选用前期发育较快的品种,三熟制模式考虑翌年4 月下旬接茬早稻,选用早熟品种。
为防高温逼熟, 两熟制产区推荐选用中熟或中熟偏早品种,生育期偏长的晚熟品种不推荐使用,部分晚熟品种可在湘西北、 湘西南及雪峰山区等海拔稍高、气温偏低区域经试验后应用。
湿害比较严重的地区,筛选耐湿性、抗病性强的品种应用于生产。
秋旱、阴雨渍涝(上茬作物不能及时收获、田块不能及时耕整)直接影响油菜能否适时播种、一播全苗、油菜苗期生长发育及农户的种油积极性。 因此,确保适时播种、 一播全苗及幼苗的健康生长是此时的关键。
2.2.1 机械开沟免耕直播 在秋旱严重、 田块又无法灌水的情况下,不提倡翻耕播种,以免加速表土水分散失,影响种子发芽。 水稻收获时,尽量使用带碎草功能的收割机,将秸秆粉碎后均匀抛撒田间,成堆的稻秆人工撒开或将其抱出田外。 采用人工或喷播机械将油菜种子和基肥均匀撒在田间, 然后用开沟机按厢宽1.5~1.8 m 开沟, 沟土均匀抛撒于厢面覆盖种子与底肥。 利用水稻收获后田间的水分及稻草、沟土覆盖保水, 促使油菜种子发芽。 用种量 (300~350 g/亩)较机械精量直播增加100 g/亩左右,以防水分不足带来的发芽与出苗损失,确保播种密度2.5 万~3.0 万株/亩。
2.2.2 无人机飞播 应对播种期秋旱或阴雨导致田块渍涝无法及时翻耕的播种新技术[8]。 前茬水稻收获前10 d 左右排水晒田。 无人机飞播可在水稻收获前后3 d 内进行。 水稻收获前播种用种量400 g/亩,水稻收获后播种用种500 g/亩,无人机飞行高度3 m 左右。水稻机收时留茬高度40 cm 左右、秸秆粉碎至5~10 cm,抛撒于田面,可配合人工覆盖。 在水稻收割、油菜播种后7 d 内亩施40 kg 油菜专用肥。 播种、施肥后,采用机械开沟,厢宽1.5 m 左右,厢沟深20 cm左右,腰沟围沟稍深,三沟相通。
2.2.3 机械起垄直播 应对播种期阴雨及田间排水不畅导致的田间湿度过大, 苗期渍害严重田块的播种新技术[9]。 采取湖南农业大学研制的2BYL-220 型油菜垄作直播联合播种机, 厢面宽80 cm, 厢沟宽15 cm,沟深20~30 cm,采用窄垄深沟,有利于排干渍水,减轻渍害对油菜种子发芽及苗期生长的影响。
2.2.4 机械移栽 应对秋季阴雨导致前茬作物收获期推迟, 或三熟制产区前茬作物收获偏迟导致油菜不能适时直播, 因播期偏迟引起冬前苗势较差, 或因秋旱导致油菜直播困难等问题, 采用育苗移栽方式,将油菜播期提早近一个月时间,以利充分利用冬前积温和光照,促进油菜苗期生长,从而获得高产。当前应用较好的油菜机械移栽技术为毯状苗移栽技术[10-11]。 通过床土配置、秧苗化控等技术,形成秧苗矮壮、高密度、能提、卷而不散的毯状苗,满足移栽机快速高效栽插对秧苗的要求: 密度4 500~5 500 株/m2,28 cm×58 cm 规格的秧盘每盘苗数 730~900 株,移栽时苗龄3.5~4.0 叶,苗高8~10 cm。移栽机械以乘坐式水稻高速插秧机为主体,加挂油菜高速移栽机,一次性完成开窄沟、取苗、栽插、覆土、镇压和施水等作业,移栽密度可达1 万株以上,解决了南方地区人工移栽密度偏低的问题,为夺取高产奠定了基础。 作业效率为0.33~0.53 hm2/h, 极大地提高了油菜移栽效率,解决了目前农村劳动力不足,以及移栽油菜劳动力成本过高的问题。
针对湖南秋雨与春雨绵绵、 油菜苗期渍害严重的问题,在油菜种植过程中,尽量避开冷浸田与排水不畅的田块,同时,田块耕整时确保三沟相通,并在油菜生产全程中注重清沟排渍。
针对湖南稻田普遍重灌轻排, 水稻收获后需排水晒田时间长,影响油菜播种的问题,在水稻收获前10 d 左右开始晒田,在整地过程中,加深并疏通围沟与腰沟,以利排水。 或采取机械起垄、窄垄深沟的种植方式。
湿度较大的田块草害与病害严重, 形成复合重叠危害。 因此,需注重草害与病害的防控。