优化肥药模式对贵州喀斯特山区直播冬油菜产量及经济效益的影响

关键词 直播冬油菜； 肥药模式； 喀斯特山区； 产量； 经济效益

中图分类号 S565.4 ； S363 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2024）03-0194-09

冬油菜是贵州省重要的油料作物，贵州省冬油菜常年种植面积在49.33 万hm²以上（http：//hgk.guizhou.gov.cn/publish/tj/2019/zk/indexch.htm），发展冬油菜生产对维持和促进贵州省粮油安全和经济发展具有重大意义。随着冬油菜产业的发展，由于连年追求过高的产量和经济效益，重化肥轻有机肥、过量施用化肥农药等不合理栽培问题愈发严重［1］，使得原本基础地力就很薄弱的喀斯特黄壤质量进一步恶化［2］，并导致冬油菜产量和品质以及土壤养分利用率降低，严重制约贵州冬油菜产业的可持续发展。因此，解决冬油菜高产和合理肥药模式的平衡问题，构建冬油菜高产高效的栽培模式十分重要。目前，我国在多种作物上开展了高产高效栽培模式的研究并取得一系列成果。褚光等［3］采用“减少播量、培育壮秧，增密减氮、前氮后移，轻度干湿交替灌溉”等关键栽培技术，优化水稻栽培模式，实现了肥水利用效率的提高，增加了水稻产量。丁锦峰等［4］通过“适量增密、适度减肥、前氮后移、精准施肥”的高效协同栽培模式实现了稻茬小麦高产、氮肥高效。曹玉军等［5］研究表明，“增加密度、氮肥减量分次施用，配套秋季深翻、夏季深松”的高产高效模式，可以实现春玉米产量和氮效率的同步提高。柳燕兰等［6］的研究表明，“全膜覆盖垄沟种植、控制株距、减少密度、减施缓释尿素40% 并有机替代”能够实现提高水分和养分利用效率，实现马铃薯增产和资源高效利用协同发展。同时，长江流域冬油菜高产栽培技术研究也取得较大进展，王寅等［7］研究表明在30 万株/hm2种植密度、秸秆还田和加强病虫草害防治的基础上进行优化施肥，可保障直播冬油菜产量和养分吸收效率的协同提升。贵州喀斯特黄壤区农业种植区气候立体，不同地区气候不同，共分为4 个油菜种植区［8］，同时地形较为特殊，平原较少，山区丘陵较多，冬油菜机械化操作程度相对较低，不宜直接引入长江中下游冬油菜种植发达地区的高效栽培模式，需科学合理建立满足贵州喀斯特山区的直播冬油菜高产高效种植模式。2018—2020 年，在国家化肥农药减施重点研发专项及贵州省粮油绿色高产高效技术推广项目的资助下，贵州省农作物技术推广总站联合贵州省农业科学院油料研究所及各生态区油菜生产大县，持续开展贵州喀斯特山区冬油菜化肥农药减施技术集成与示范工作，在明确稻田油菜、旱地油菜养分需求规律的基础上，结合贵州省农业科学院油料研究所于2018 年颁布的《油菜机耕分厢定量直播栽培技术规程》［9］，开展了直播氮高效抗逆冬油菜品种筛选［10］、种子包衣［11］、定量直（机）播［12］、秸秆还田与增施有机肥［13］、一次性缓控释肥应用［14］、诊断追肥和综合除草防虫防病等单项技术研究，形成了“油菜缓控释肥专用肥应用及有机补充/替代＋病虫绿色高效防控＋优化栽培”模式的浅耕分厢定量直播冬油菜化肥农药施用技术模式。为验证该模式的可行性，2018—2020 年在贵州省油菜主产区黔中亚区和黔东亚区的11 个县（市区）进行了大田试验，探究不同肥药模式对贵州喀斯特山区直播冬油菜生长、产量和经济效益的影响，旨在为贵州喀斯特山区直播冬油菜高产高效肥药模式的推广应用提供理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1）油菜品种。水旱轮作是贵州省重要的农作物种植模式，由于油菜-水稻轮作茬口紧，本研究供试冬油菜品种均为通过贵州区域登记的耐渍与养分高效、抗（耐）病性好、适宜机械化收获的中早熟油菜品种，包括黔油早2 号（由贵州省农业科学院油料研究所选育）、阳光131（由中国农业科学院油料作物研究所选育）和油研早18（由贵州省农业科学院油菜研究所选育）等，各地区根据具体情况选择相应品种（表1）。

2）肥料。常规复合肥（14-16-15），由贵州西洋肥业有限公司生产；宜施壮油菜专用缓释肥（25-7-8），由湖北宜施壮农业科技有限公司生产；尿素（含N46%），由贵州赤天化股份有限公司生产。

3）农药。高效氟吡甲禾灵（10.8%）、草除灵（30%）、高效氟氯氰菊酯（10%）、咪鲜胺（45%～50%）、草除灵（30%）、精喹禾灵乳油（8.8%）和多菌灵可湿性粉剂（25%～60%），市购。

1.2 试验设计

田间试验于2018—2019 年和2019—2020 年分别在贵州省11 个冬油菜主产县（市、区）进行，均位于黔中黔东黔北油菜区，其中贵州省贵阳市开阳县，遵义市播州区、绥阳县和余庆县，毕节市黔西市和金沙县，安顺市西秀区和平坝区，黔南州瓮安县，位于黔中黔东黔北油菜区黔中亚区；铜仁市碧江区和黔东南州黎平县，位于黔中黔东黔北油菜区黔东亚区。试验区土壤均为贵州喀斯特黄壤区。各试验点土壤基础理化性质见表2。

1）2018—2019年。采用大区无重复试验设计，每个大区面积为100 m²，设4 个处理：T1，传统肥药模式，即根据11个县市实际调查情况结合贵州省农民普遍种植方式和传统栽培措施确定。具体操作：秸秆不还田，油菜移栽密度10.5 万株/hm²；采用常规复合肥作为基肥，用量为600.0 kg/hm²，越冬期追施尿素150.0 kg/hm²，蕾薹期追施尿素150 kg/hm²（纯养分投入分别为N 222.0 kg/hm²，P₂O₅ 96.0 kg/hm²，K₂O 90.0 kg/hm²）；移栽苗7～8 叶期时，喷施30% 草除灵悬水剂0.90 L/hm² 和8.8% 精喹禾灵乳油0.75L/hm²除草；初花期，用25% 多菌灵可湿性粉剂4.50kg/hm2 防治菌核病。T2，优化肥药模式，即通过优化施肥施药和秸秆覆盖还田实现化肥农药的科学施用，具体操作：秸秆粉碎还田，抢墒机械浅耕开沟起厢；采用人工或者机械在起好的厢面上定量种肥同播（条播），肥料采用宜施壮油菜专用缓释肥，用量为750.0 kg/hm²，油菜播种量为6.0 kg/hm²，播种前采用40% 溴酰·噻虫嗪种子处理悬浮剂进行种子包衣，越冬期追施尿素60.0 kg/hm²（纯养分投入分别为N214.5 kg/hm²、P2O5 52.5 kg/hm²、K₂O 60.0 kg/hm²）；油菜5～7 叶期，用10.8% 高效氟吡甲禾灵乳油0.375L/hm²＋30% 草除灵悬浮剂0.525 L/hm²复配喷施茎叶除草；油菜初花期-青荚期用2.5% 高效氯氟氰菊酯0.450 L/hm²＋45% 咪鲜胺0.525 L/hm² 喷雾防治蚜虫和菌核病，与T1 相比，优化肥药模式总养分投入量减少19.9%，农药投入量减少69.5%。T3，优化肥药模式下不施用化肥，即不施用任何化肥，其他栽培措施同T2 处理。T4，优化肥药模式下不喷施农药，即不喷施任何农药，其他栽培措施同T2 处理。具体投入量见表3。

2）2019—2020 年。采用大区无重复试验设计，每个大区面积为100 m²，设4 个处理，所有处理均与2018—2019 年处理相同。各处理完全随机排列。

1.3 测定项目

1）冬油菜生长性状及产量构成因子调查。于5 月初冬油菜成熟收获前7～10 d，每处理选取生长一致且有代表性的植株10 株，测定株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度和角果密度等生长性状指标，同时调查单株角果数、每角粒数和千粒重等产量构成因子。其中，密度调查采用1 m2 样方尺调查。

2）冬油菜产量。冬油菜收获时，各个小区油菜籽实收实打。各个小区油菜籽风干至恒质量，换算含水量，依据各小区油菜籽含水量依次折算各个小区油菜籽产量。计算收获指数、化肥农学效率、农药防治效率、产投比。

采用Excel 2007 进行数据统计分析，LSD 法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理的冬油菜生长性状

由表4 可知，不同处理的冬油菜生长性状存在差异。与T1 处理相比，由于种植方式不同，2018—2019 年T2 处理的株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度和角果密度分别比T1 处理低9.8%、26.4%、10.9%、10.2%、24.2%，2019—2020 年分别比T1 处理低9.5%、28.3%、12.8%、10.9%、23.9%。而当T2处理下不施用化肥（T3）或者不喷施农药（T4）时，冬油菜生长指标均低于T1 处理，且以T3 处理最低，2018—2019 年T3 处理的株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度和角果密度分别仅为138.6 cm、0.79cm、5.3 个、5.43 cm 和0.90 个/cm，2019—2020 年T3处理的株高、茎粗、一次有效分枝数、角果长度和角果密度分别仅为137.3 cm、0.77 cm、5.2 个、5.41 cm和0.87 个/cm。说明当肥药模式优化后，施用化肥和喷施农药均为必要条件，其中化肥作用大于农药。

2.2 不同处理的冬油菜产量

由表5 可见，优化肥药模式能提高冬油菜产量。2018—2019 年，与T1 处理相比，T2 处理冬油菜平均产量达到2 224.4 kg/hm²，增加10.1%；收获指数为0.339，增加3.3%；表明通过优化化肥和农药的施用，11 个冬油菜主产县市区冬油菜产量均呈显著增加趋势，高于传统肥药模式。而当T2 处理下不施用化肥（T3）或者不喷施农药（T4）时，冬油菜产量和收获指数均显著低于T2 处理，且以T3 处理最低，平均产量和收获指数分别仅为1506.4 kg/hm² 和0.322，说明优化肥药模式不施用化肥或不喷施农药，均不能达到冬油菜产量要求，其中化肥作用显著大于农药。与T1 处理相比，T3 和T4 处理的冬油菜产量分别降低25.4%、3.1%。与2018—2019 年试验结果相似，2019—2020 年，与T1 处理相比，T2 处理冬油菜产量达到2 103.3 kg/hm²，增加3.7%；收获指数为0.342，增加3.3%，表明当化肥和农药优化施用后，冬油菜产量和收获指数均优于传统肥药模式。

2.3 不同处理的冬油菜产量性状

直播冬油菜产量取决于种植密度、单株角果数、每角粒数和千粒重，而种植方式是直接影响种植密度、单株角果数、每角粒数和千粒重的重要因素。由表6 可知，由于T2 处理冬油菜为直播种植方式，2a单株角果数、每角粒数和千粒重均显著低于T1 处理，其中2018—2019 年分别降低39.6%、24.0%、6.6%，2019—2020 年分别降低38.8%、20.6%、6.6%，但是由于优化了化肥和农药，保证了冬油菜成活率，2 a 平均密度分别达到31.4 万株/hm2和30.9万株/hm²，比T1 处理显著增加199.0% 和194.2%，产量高于T1 处理。而当T2 处理下不施用化肥（T3处理）或者不喷施农药（T4 处理）时，冬油菜产量性状下降，2018—2019 年T3 处理冬油菜密度、单株角果数、每角粒数和千粒重分别为21.2 万株/hm²、76.0个、15.3 个和3.01 g；2019—2020 年分别为20.8万株/hm²、75.1 个、14.7 个和2.98 g。

2.4 不同处理化肥和农药的利用率

由表7 可知，优化肥药模式通过集成和优化化肥与农药施用方法，在化肥和农药减施的情况下，可以提高化肥农学效率和农药防治效果。2018—2019年，T2 处理化肥农学效率为2.20 kg/kg，较T1 处理显著增加74.6%。在农药防治效率方面，T2 处理农药防治效率为141.82 kg/kg，比T1 处理高13.08 倍；2019—2020 年，T2 处理化肥农学效率为2.14 kg/kg，较T1 处理显著增加39.6%。在农药防治效率方面，T2 处理农药防治效率为106.23 kg/kg，显著高于T1处理。以上结果表明，优化肥药模式通过优化肥料和农药的施用，提高了化肥和农药的利用效率，进而增加了冬油菜产量。

2.5 不同处理冬油菜的经济效益

进一步分析冬油菜经济效益（表8），优化肥药模式能有效减少化肥和农药的投入成本，增加冬油菜经济效益。T2 处理总成本投入为5 835 元/hm²，较T1 处理低21.6%，主要是由于T2 处理冬油菜种植方式为直播，节省了移栽劳动力；同时T2 处理优化了化肥和农药施用量和施用次数。T2 处理由于优化和集成化肥和农药的施用方法，在化肥和农药减施的情况下，冬油菜产量和产值较T1 处理均有增加的趋势，2 a产值分别为11 121.8和10 516.4元/hm²，分别平均增加1 020 和371.6 元/hm²。T2 处理2 a 冬油菜平均净收益分别为5 286.8 和4 681.4 元/hm²，分别高于T1 处理2 625.0 和1 976.6 元/hm²，实现了节本增收。T2 处理2 a 平均产投比分别为1.906 和1.802，分别高于T1 处理40.3% 和32.1%。

3 讨论

贵州省是我国唯一没有平原支撑的省份，大型机械推广较难，导致冬油菜种植仍然以人工为主，同时由于劳动力向城市转移，造成冬油菜栽培模式由传统育苗移栽向直播方向转变，因此如何使直播冬油菜获得高产成为贵州喀斯特山区冬油菜良性发展的关键；同时由于贵州省夏季作物秸秆资源丰富［15］，通常会被焚烧处理，如不能科学合理利用，不仅造成资源浪费，还对环境造成污染。贵州气候立体，不同地区气候不同，油菜生长环境也不同，共分为4 个油菜种植区域［7］，由于黔中黔东黔北油菜区为贵州油菜生长的适宜区，是贵州油菜籽发展的重点产区，因此，本研究在该区域11 个冬油菜主产县市区进行了大田试验。值得注意的是，本试验均布置在水旱轮作区，由于油菜-水稻轮作茬口紧，本试验所选品种均为中早熟油菜品种，未能体现优化肥药模式对中晚熟油菜品种的影响，因此，在未来的研究中应注重油菜品种的选择。另外，本研究主要集中在黔中黔东黔北油菜区，并未涉及黔南油菜区、黔西北油菜区和黔西油菜区，主要原因是黔南油菜区和黔西北油菜区生态环境属油菜生长的次适宜区，油菜种植面积较小，单产较低；黔西油菜区冬季气温低，霜冻危害严重，影响油菜的正常生长发育，不宜发展秋播油菜，但可利用夏秋有利条件，开展杂交油菜的亲本繁殖和制种鉴定，因此，在未来的研究中应将本优化肥药模式推广至黔南油菜区、黔北油菜区和黔西油菜区并加以验证。

合理施用化肥和农药是冬油菜绿色高效、高产稳产的重要保障因素［16-18］。本试验条件下，与T1 处理相比，T3 和T4 处理的冬油菜产量分别降低25.4%和3.1%，说明化肥和农药仍是影响冬油菜产量形成的关键因子，其中化肥最重要。当秸秆还田以及优化施用化肥和农药后，总养分投入量减少19.9%，农药投入量减少69.5%，2 a T2 处理冬油菜平均产量分别达到2224.4 kg/hm²和2103.3 kg/hm²，高于T1 处理10.1% 和3.7%，达到稳产或略微增产的目的，同时节本增收2625.0 元/hm²和1 976.6 元/hm²，实现节本增效，说明通过科学合理地调整化肥和农药的施用，可以达到冬油菜增产稳产的目标。但本研究冬油菜产量也略低于长江中下游地区［7，19-20］，可能是由于地形（喀斯特山区）和气候（光照、气候等）差异的原因导致。因此，在以后的研究中，应注重地形和气候因素对冬油菜产量和养分资源利用影响的研究。本研究中发现，11 县市区的冬油菜产量不尽相同，优化肥药模式处理中油菜产量最高为平坝区（2 682.0kg/hm²），最低为瓮安县，仅为1 686.0 kg/hm²，相差996.0 kg/hm²，可能是由于不同地区的基础地力不同造成的，基础地力较高的试验点冬油菜产量较高；同时相同地区不同年份的冬油菜产量差异不大，说明气候因素引起的差异不大。值得注意的是，T4 处理冬油菜产量较T1 处理仅减产3.1%，这可能是由于贵州地区特有的喀斯特山区气候导致冬油菜病虫害发病率较轻有关，相对而言，由于喀斯特山区油菜病虫灾害发生较轻，对油菜籽产量影响较小。优化肥药模式可以使冬油菜增产稳产，达到减肥增效的目的，同时冬油菜高产高效栽培模式是多项技术共同集成的综合管理模式，如何使各项技术发挥最大优势，应进一步深入研究冬油菜高产高效栽培技术，最终实现冬油菜产量与资源高效利用的协同发展，形成理论体系并为贵州喀斯特山区冬油菜产业的发展提供理论和实践基础。

本试验通过集成“油菜缓控释肥专用肥应用及有机补充/替代+病虫绿色高效防控+优化栽培”贵州喀斯特山区冬油菜优化肥药模式，减少了化肥和农药施用量，提高了资源利用效率，具有减肥减药增效的效果，同时能保证直播冬油菜稳产增产，节本增效，实现贵州喀斯特山区冬油菜轻简化种植，具有较大的应用推广潜力。

（责任编辑：张志钰）