鄂东晚收稻田油菜两种飞播种植模式的产量及效益比较

田贵生，周志华，程应德，吴海亚，赖细巧，陈玲英，任 涛，鲁剑巍

（1武穴市农业农村局，湖北武穴 435400；2华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070）

0 引言

油菜是中国重要的油料作物之一，自2015年油菜临储收购政策取消以后，国内油菜籽价格持续下跌，油菜种植户种植意愿降低，种植面积减少[1]。国内油菜产业面临着生产成本上升以及产品价格下滑的压力，主要原因是油菜经营规模过小、机械化程度低致使油菜籽生产成本相对过高，市场竞争力不足[2]。王汉中院士[3]对中国油菜产业的发展历史进行了回顾，提出在新的历史时期必须推动以“三高”（高油、高产、高效）为标志的中国油菜产业发展的第四次飞跃来应对新的挑战。鄂东地区是湖北省油菜生产主产区之一，而水稻-油菜轮作是该地区的主要种植制度[4]。由于传统育苗移栽油菜虽然具有茬口调节性好、稳产等优点，但存在种植过程繁琐，用工量大等缺点，尤其是近十多年来农村劳动力不足，以精耕细作为特征的人工育苗移栽种植方式成本过高而收益较低[5]，逐渐不为农民所接受，而轻简、省力、收益好的机械飞播种植方式则日益受到青睐，已发展成为当前该地区油菜生产的重要种植方式[6]。随着农用无人机的应用不断普及和稻草还田推行力度的加强，稻草直接还田在该地区飞播油菜中逐渐普及。长期秸秆还田不仅有利于土壤有机质、速效养分得到提高，还有利于土壤理化性状得到有效改善、协调土壤水肥气热等生态条件，为农作物生长发育提供了必需的养分和有利的环境[7-8]。而气象条件对长江流域油菜生长的影响研究[9-10]结果表明，油菜的气象产量与温度、日照、日较差呈正相关，与降水呈负相关，其中温度相关性最大，其次是日照和降水。加快创新秸秆还田机械，加大秸秆还田技术的宣传和培训力度，走生物气象技术和农艺与农机相结合的技术道路，达到省时、省工、增效和降低作业成本的综合效果[11-12]。近年来，油菜“谷林飞播秸秆全量还田”种植模式在湖北省多点大面积示范后，不仅能提高冬油菜养分吸收量和产量，还对土壤含水量的保持和缓解土壤干旱具有积极的作用[13-14]。其中在武穴市大面积示范后，实现了迟茬稻田油菜生产成本控制在4500元/hm2、油菜籽产量达到3000kg/hm2、种植纯效益达到7500元/hm2的目标[15-16]。随着鄂东地区优质杂交稻推广种植面积不断扩大，先后出现了水稻收获时间迟、油菜播种茬口紧、稻草离田难度大、稻田土壤湿度大、机械作业质量差等问题，导致油菜籽单产水平低，影响油菜种植的经济效益，严重打击了农民种植油菜的积极性，因此充分利用水稻收获前2～3天窗口期的稻田墒情，进行油菜飞播，是解决稻-油轮作茬口矛盾和秸秆还田难的重要技术措施。本研究利用两年的油菜免耕飞播和旋耕飞播种植模式的产量及效益比较，探究两种飞播种植模式对冬油菜产量及效益的影响，以期明确鄂东晚收稻田油菜适宜的种植模式，为完善冬油菜轻简化生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区域概况

田间试验分别于2019年10月—2020年5月及2020年10月—2021年5月两个年度在湖北省武穴市余川镇周国村开展，供试土壤为花岗片麻岩母质发育的红壤性水稻土，土壤肥力中等偏上。第1个年度的2019年10月1日至30日的降雨量为36.2 mm、10月15日至25日的有效积温为202.3℃，该时期属于高温干旱少雨气候；第2个年度的2020年10月1日至30日的降雨量为80.6 mm、10月15日至25日的有效积温为179.4℃，该时期属于低温寡照多雨气候。

1.2 试验设计

2019—2020年度和2020—2021年度的油菜田间试验地块面积分别为0.17 hm2和0.20 hm2，均采用将田块一分为二设置2个试验处理，分别为（1）油菜免耕飞播处理，（2）油菜旋耕飞播处理，油菜品种均为‘华早291’。

2019—2020年度2个处理的操作过程为：（1）油菜免耕飞播种植模式于10月15日用大疆1P-RTK无人机播种，播种量为5.25 kg/hm2；10月18日用久保田4LZ-4型履带收割机收割水稻，留茬高度30 cm，稻草粉碎长度10～15 cm，稻草全量粉碎覆盖抛撒还田；10月20日施肥（“宜施壮”25-7-8油菜专用肥600 kg/hm2）、开沟做厢（用1KJ-35圆盘开沟机开沟，搭配80马力拖拉机，厢宽2 m、沟宽25 cm、沟深25 cm，对厢头不通畅沟系进行人工疏通，用工量为6个/hm2）；（2）油菜旋耕飞播种植模式于10月18日用久保田4LZ-4型履带收割机收割水稻，留茬高度30 cm；10月20日人工移走田面的稻草（用工量为7.5个/hm2）；10月25日采用东方红（一拖）1GQN-250ZG旋耕机整地、施肥（同上）、开沟做厢（同上）；10月26日用大疆1P-RTK无人机播种，播种量为6.75 kg/hm2，播种后用无人机喷施35%异松·乙草胺600 mL/hm2进行封闭除草。

2020—2021年度2个处理的操作过程为：（1）油菜免耕飞播种植模式于10月10日用大疆1P-RTK无人机播种，播种量为5.25 kg/hm2；10月12日用久保田4LZ-4型履带收割机收割水稻，留茬高度30 cm，稻草粉碎长度10～15 cm，稻草全量粉碎覆盖抛撒还田；10月15日施肥（“宜施壮”25-7-8油菜专用肥600 kg/hm2）、开沟做厢（用1KJ-35圆盘开沟机开沟，搭配80马力拖拉机，厢宽2 m、沟宽25 cm、沟深25 cm，对厢头不通畅沟系进行人工疏通，用工量为6个/hm2）；（2）油菜旋耕飞播种植模式于10月10日用久保田4LZ-4型履带收割机收割水稻，留茬高度30 cm；10月18日人工移走田面的稻草（用工量为7.5个/hm2）；10月21日采用东方红（一拖）1GQN-250ZG旋耕机整地、施肥（同上）、开沟做厢（同上）；10月22日用大疆1P-RTK无人机播种，播种量为6.75 kg/hm2，播种后用无人机喷施35%异松·乙草胺600 mL/hm2进行封闭除草。

除以上操作外，在初花期均利用无人机喷施45%咪鲜胺570 mL/hm2防治菌核病，并在冬季和春季进行田间管理（主要是疏通排水沟），平均用工4.5个/hm2。除样方外，大田收获分别为2020年5月21日和2021年5月19日采用4LZY-1.5油菜联合收割机收获油菜。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤含水量 针对2019—2020年度的高温干旱少雨气候，在油菜越冬期（冬至日）对每个处理采用3个S形采样方法采集耕层(0～20 cm)土壤样品，按照“四分法”选取1 kg新鲜土样用大型铝盒带回实验室，按照实验室常规方法称重法进行土壤含水量测定[17]。

1.3.2 苗情调查 于油菜越冬期（冬至日），对每个处理采用3个1 m2的样点调查有效株数、每点选取10株有代表性的植株调查单株绿叶数；同时针对2020—2021年度则是低温寡照多雨气候，补充调查油菜冻害发生情况。植株样品装入网袋带回实验室自然风干后称重，计算生物量。

1.3.3 产量构成因子调查 油菜成熟期收获前每个处理采用3个1 m2的样点调查有效株数、每点选取10株有代表性的植株，装入网袋后带回实验室调查单株角果数和每角粒数，待自然风干后，测算油菜籽粒千粒重。

1.3.4 产量收获 油菜收获时每个处理按3个样点进行实收测产，各点面积为15 m2，以各样点实际收获产量平均计产。

1.3.5 产值测算 记载油菜整个生产过程中的各个环节的物资投入、机械和用工成本，并调查实际价格，计算产值和毛收入。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2019进行基础数据的整理和分析，采用SPSS 20进行数据统计分析，最小显著法(LSD)检验数据的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 晚收稻田油菜两种飞播种植模式对产量和产量构成因子的影响

两年的晚收稻田两种飞播种植模式下的油菜产量差异显著（表1）。与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕飞播种植模式油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm2，平均增幅为25.7%。通过对比分析两种种植模式下油菜产量构成因子，与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕飞播种植模式的单株角果数平均增加20.85个/株，平均增幅为28.6%。

表1 晚收稻田两种飞播种植模式下油菜产量构成因子

2.2 晚收稻田油菜两种飞播种植模式对冬至苗情的影响

两年的晚收稻田两种飞播种植模式下的油菜冬至苗情差异显著（表2）。与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕飞播种植模式油菜越冬期生物量平均增加768.5 kg/hm2、平均增幅为13.7%，绿叶数平均增加0.5片/株、平均增幅为8.5%。通过对比分析两种种植模式下的越冬期土壤含水量和冻害指数，与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕飞播种植模式2019—2020年越冬期土壤含水量提高了2.8百分点，2020—2021年越冬期冻害指数降低了3个单位。

表2 晚收稻田两种飞播种植模式下油菜冬至苗情

2.3 晚收稻田油菜2种飞播种植模式对经济效益的影响

两年的晚收稻田2种飞播种植模式下油菜效益比较结果（表3）。与旋耕飞播相比，免耕飞播的油菜产值平均增加3023元/hm2，毛收入平均增加4523元/hm2，主要原因是免耕飞播减少了秸秆离田、种子农药用量、旋耕整地和除草防病4个方面投入，平均分别减少600、150、600、150元/hm2，共计减少1500元/hm2。

表3 晚收稻田两种飞播种植模式下油菜效益比较

3 讨论

3.1 两种飞播种植模式对油菜产量和产量构成因子的影响

施肥配合秸秆还田可促进油菜对养分的吸收积累，达到增产的效果。与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕秸秆全量粉碎还田的飞播种植模式油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm2，平均增幅为25.7%。分析增产原因可知，免耕飞播种植模式的单株角果数平均增加20.85个/株，平均增幅为28.6%，说明免耕飞播种植模式主要是通过提高油菜单株角果数来提高产量，与刘秋霞等[18]研究结果一致。郑伟等[19]研究结果表明谷林套播油菜共生期延长，有利于提高套播油菜出苗密度和个体生长发育。通过对比分析两种种植模式下油菜冬至苗情，免耕飞播种植模式利用了水稻和油菜共生期，使得油菜越冬期生物量平均增加768.5 kg/hm2、平均增幅为13.7%，绿叶数平均增加0.5片/株、平均增幅为8.5%。

3.2 两种飞播种植模式对油菜冬至苗情的影响

随着气候变化和栽培方式的改变，油菜种植受气候变化的影响日益凸显。从油菜整个生育期来看，长江中游二熟区主要受气温、积温、降水量和太阳辐射的影响；长江中游三熟区的限制因子为气温和积温，分析结果发现油菜的气象产量年际间的波动很大[20]。本研究通过分析两个年度油菜越冬期气象数据可知，第一个年度的越冬期降雨量为36.2 mm、有效积温为202.3℃，该时期属于高温干旱少雨气候；第二个年度的越冬期降雨量为80.6 mm、有效积温为179.4℃，该时期属于低温寡照多雨气候。因此与旋耕整地飞播种植模式相比，免耕飞播种植模式2019—2020年越冬期土壤含水量提高了2.8个百分点，2020—2021年越冬期冻害指数降低了3个单位。说明稻草粉碎抛撒还田，在寒冷季节可以提高油菜越冬期抵御极端气候带来的伤害，在干旱年份可以保持土壤墒情，同时由于免耕飞播比旋耕整地飞播提早播种十来天，能有效利用冬前的有效光温资源，从而确保油菜安全越冬，促进油菜早发。

3.3 两种飞播种植模式对油菜经济效益的影响

在相同茬口条件下，与油菜旋耕飞播相比，免耕飞播稻草全量还田减少了稻草晾晒打捆离田、旋耕整地做厢和播后封闭除草等环节，不仅播期提早了10天左右，而且直接生产成本两年平均降低了1500元/hm2，既有效缓解了油菜播期茬口紧张的矛盾，又使得油菜生产纯收入有所增加。

本研究主要创新点有3个：（1）结合两年当地霜冻程度和当地降雨量评价了晚收稻田油菜两种飞播种植模式对产量和冬至苗情的影响；（2）明确了免耕飞播种植模式利用水稻和油菜共生期，提高了油菜出苗密度和个体生长发育，从而构建了高产群体；（3）免耕飞播种植模式采用了免耕、机械化、油菜专用肥等多项融合技术，控制了油菜生产的成本投入，实现了冬油菜轻简化生产。

4 结论

免耕飞播种植模式具有明显的高产和高效优势。免耕飞播不仅改善了油菜生长、降低了油菜生产成本，还提高了油菜产量和效益，对稳定油菜种植面积和提高种植效益具有积极作用。与旋耕飞播相比，两年免耕飞播的油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm2，增产率平均为25.7%，增产的主要原因是单株角粒数显著增加，平均增幅为28.6%；两年免耕飞播的油菜产值平均增加3023元/hm2，毛收入平均增加4523元/hm2，主要原因是免耕飞播减少了秸秆离田、种子农药用量、旋耕整地和除草防病四个方面投入，两年共计平均减少1500元/hm2。因此，在鄂东晚收稻田推广应用油菜免耕飞播种植模式，可以增加油菜产量和效益，实现节本增效。