摘要:空间分布是决定油菜密植潜力的重要因素,但有关密度与行距配置对油菜产量及其构成因素的调控研究相对薄弱,使得生产中缺乏通过密度与行距配置优化挖掘油菜密植潜力的理论依据。为探明油菜品种秦优797在黄淮地区高产创建的最佳栽培密度及行距配置,设计3种播种行距、5种播种密度共计15个密度与行距配置处理,对秦优797农艺性状、冻害指数、产量及产量构成三要素等进行测定。结果表明:密度对油菜单株角果数、角粒数、千粒重均有显著影响,随密度增加整体呈下降趋势;在一定密度范围内,油菜产量随着播种密度增加而增加,超过密度阈值,产量逐渐降低;在黄淮地区油菜品种秦优797播种密度为45万株/hm2,行距为40cm时产量最高,可达4554.31kg/hm2,此时株高137.10cm,一次有效分枝数7.40个,单株角果数221.70个,能充分发挥其群体优势,达到高产高效的目的。
关键词:秦优797;栽培密度;行距;冻害指数;产量;农艺性状
Effect of Density and Row Spacing on Yield-Related Traits of
Rapeseed Variety Qinyou 797
MIAO Pinggui1,REN Junrong1,JIANG Lixia1,ZHANG Zhi1,LI Dianrong1,
ZHANG Yazhou2,YANG Jianli1,WANG Jinghong1,CHEN Miaomiao1
(1Hybrid Rapeseed Research Center of Shaanxi,Yangling 712100,Shaanxi;
2Shaanxi Hongyuan Seed Industry Co.,Ltd.,Yangling 712100,Shaanxi)
油菜是我国的主要油料作物,菜籽油约占国产植物油总量50%左右,在国内食用油供给方面占有重要地位[1-2]。我国食用植物油自给严重不足,并且随着人口的不断增长,油料危机日趋严重。高油高产油菜新品种对提升油菜产能,促进油菜产业的稳定、绿色高效发展,保障百姓“油瓶子”安全和助力乡村振兴具有重要意义。密度是影响农作物产量的主要因素,合理的栽培密度能有效增加农作物产量,协调个体与群体矛盾,使产量三要素达到合理的群体结构,是建立高产高效群体结构的重要环节[3-5]。适宜的行距可发挥植株的个体潜能,合理利用光能,提高产量。
秦优797是陕西省杂交油菜研究中心选育的化学诱导两系杂交种,2022年通过国家非主要农作物品种登记,登记编号:GPD油菜(2022)610248,品质双低,含油量46.7%~48.5%;参加陕西省油菜区域试验,陕南组2年产量均居第1位,关中组比对照秦优7号增产6.51%;参加国家长江下游区域试验,比对照沣油737增产9.0%;属于高产、高油、多抗、宜机收的油菜品种,并且在具备高产、高油特性的基础上,还兼具抗病、抗倒伏、株型紧凑、抗裂角等适宜机械化作业的特点,目前在黄淮地区的推广面积为2万hm2。配套实施密植高产栽培技术,将会促进油菜产业的进一步发展,对保障群众“油瓶子”安全、助力乡村振兴具有重要意义。因此,本试验开展秦优797在黄淮流域最佳栽培密度与行距配置的探究试验,以充分发挥其高产、高油、多抗优势,为品种快速大面积推广提供理论依据及技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料 供试材料为油菜品种秦优797,由陕西省杂交油菜研究中心提供。
1.2 试验地概况 试验地位于陕西省杨凌示范区陕西省杂交油菜研究中心试验田(34°20′N,108°08′E),温带大陆性气候,无霜期211d,年平均降雨量635.0mm,年平均温度12.9℃。试验地土壤为黄土,有机碳含量8.15g/kg,全氮含量0.94g/kg,全磷含量0.83g/kg,全钾含量20.43g/kg。
据杨凌气象局统计资料显示,杨凌示范区2023年为平水年,油菜生育期内(2022年9月至2023年5月)降雨量为458.4mm,降雨量呈现季节性分配不均(图1)。2023年平均温度13.8℃,略高于多年平均温度。油菜生育期内水热资源匹配良好,未出现明显气象灾害,气象条件总体利于油菜生长。
1.3 试验设计 试验采用裂区设计,主区为3种播种行距,裂区为5种播种密度。行距处理分别为H1(30cm)、H2(40cm)、H3(50cm),密度处理分别为M1(15万株/hm2)、M2(30万株/hm2)、M3(45万株/hm2)、M4(60万株/hm2)、M5(75万株/hm2),共15个处理组合。每个处理3次重复,小区面积15.5m2。试验材料于2022年9月23日播种,2~4叶期间苗,4~5叶期定苗,2023年5月28日收获,其他田间管理同常规大田。
1.4 测定指标 成熟期每小区随机取样10株考种,测定株高、有效分枝高度、一次有效分枝数、主花序长度、主花序有效角果数、单株角果数、一次分枝角果数、角粒数、千粒重等指标。油菜成熟后,全区收获并计算折合每hm2产量。油菜越冬后,按照国家油菜区域试验冻害监测方法进行冻害调查。
1.5 数据分析 用Excel 2016、SPSS 27.0统计分析软件对试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同密度与行距配置对秦优797农艺性状的影响 由表1可知,行距、密度与行距互作效应对秦优797主要农艺性状均无显著影响,但密度对株高、一次有效分枝数、主花序长度有显著影响。由表2可知,播种行距相同时,秦优797株高、一次有效分枝数、主花序长度随密度增加整体呈下降趋势,M1最大。在H1播种行距下,有效分枝高度随密度的增加呈波动变化,M4最大;在H2行距下,有效分枝高度先增加后减少,M3最大;H3行距下,有效分枝高度呈波动变化,M5最大。
播种密度相同时,行距对秦优797主要农艺性状的影响存在差异。在M1密度下,株高随行距的增加而增加,H3最大;在M2密度下,株高先降低后升高,H3最大;在M3、M5密度下,株高逐渐降低,最大值均为H1;在M4密度下,株高先升高后降低,H2最大。在M1、M2、M3密度下,有效分枝高度随行距的增加而增加,最大值均为H3;在M4、M5密度下,有效分枝高度先降低后升高,最大值分别为H1、H3。在M1、M2密度下,一次有效分枝数先降低后升高,最大值分别为H1、H3;在M3、M4密度下,一次有效分枝数先升高后降低,最大值均为H2;在M5密度下,一次有效分枝数逐渐降低,H1最大。在M1、M2密度下,主花序长度先降低后升高,最大值分别为H3、H1;在M3、M4、M5密度下,主花序长度先升高后降低,最大值均为H2。
2.2 不同密度与行距配置对秦优797产量构成要素的影响 油菜产量由单株角果数、角粒数、千粒重三要素构成。由表3可知,行距对主花序有效角果数和单株角果数无显著影响,但对一次分枝角果数、角粒数、千粒重有显著影响;密度、密度与行距互作效应对主花序有效角果数、一次分枝角果数、单株角果数、角粒数、千粒重均有显著或极显著影响。
由表4可知,行距相同时,单株角果数、角粒数随密度的增加呈下降趋势,最大值均为M1。在H1、H3行距下,千粒重随着密度的增加而减小,在H2行距下,千粒重呈波动变化,整体上有下降趋势,M1最大。在H1行距下,主花序有效角果数随着密度的增加先降低后升高,M1最大;在H2、H3行距下,主花序有效角果数逐渐降低,M1最大。在H1、H3行距下,一次分枝角果数随着密度增加而降低,M1最大;在H2行距下,一次分枝角果数呈波动变化,整体上有下降趋势,M1最大。
播种密度相同时,在M1密度下,主花序有效角果数、单株角果数和一次分枝角果数均先降低后增加,H1最大;在M2、M3、M4、M5密度下,主花序有效角果数、单株角果数和一次分枝角果数均先增加后降低,H2最大。在M1~M4密度下,角粒数均先降低后增加,最大值分别为H3、H3、H1、H3;在M5密度下,角粒数随行距增加而增加,H3最大。在M1~M5密度下,千粒重均先降低后增加,最大值均为H3。
2.3 不同密度与行距配置对秦优797产量的影响 密度与作物产量密切相关。行距相同时,产量随播种密度的增加整体上呈先增加后降低的趋势(图2)。在H1、H2播种行距下,M3产量最高,每hm2产量分别为4105.25kg、4554.31kg;在H3行距下,M4产量最高,为4404.07kg。行距不同时,在M1、M2密度下,产量先降低后增加,H1最高,每hm2产量分别达3925.14kg、3941.85kg;在M3密度下,产量先增加后降低,H2最高,为4554.31kg;在M4密度下,产量随行距增加而增加,H3最高,为4404.07kg;在M5密度下,产量先降低后增加,H3最高,为3732.18kg。所有密度与行距配置中,H2M3产量最高,其次是H3M4,H2M5最低。
2.4 不同密度与行距配置对秦优797冻害的影响 冻害会抑制油菜的生长发育,延缓植株生长速度。受冻害的油菜植株会出现叶片枯黄、萎蔫、变软等症状,情况严重会导致植株死亡。低温会导致油菜根系受损,影响植株的养分转移及水分利用率,进而影响油菜的产量。由表5可知,密度与行距对秦优797冻害有显著或极显著影响,密度与行距的交互作用对冻害指数无显著影响。
由图3可知,随着播种密度的增加,油菜的冻害指数在行距H1和H3中整体呈现逐渐升高的趋势。在H1行距下,M5的冻害指数最高,为81.67,M1最低,为41.67,M1~M3差异不显著,但均显著低于M4和M5;在H2行距下,M5的冻害指数最高,为91.11,其次是M2,为77.22,M1最低,为43.33,M1、M3和M4间差异不显著,但均显著低于M2和M5;在H3行距下,M5的冻害指数最高,为64.44,M1最低,为36.67,M1和M2差异不显著,但均显著低于M3、M4和M5。
由图4可知,在M1密度下,H2的冻害指数最高,为43.33,H3最低,为36.67,H1~H3差异不显著;在M2密度下,H2的冻害指数最高,为77.22,H3最低,为43.33,H1、H3均显著低于H2;在M3密度下,H3的冻害指数最高,为61.11,H1最低,为46.11,H1、H2间差异不显著,但均显著低于H3。在M4密度下,H1的冻害指数最高,为78.89,H2最低,为43.33,H1~H3均差异显著。在M5密度下,H2的冻害指数最高,为91.11,H3最低,为64.44,H1~H3均差异显著。
3 讨论与结论
研究表明,油菜的株高、一次有效分枝数、主花序长度随播种密度的增加而降低[6-7]。本研究中,秦优797的株高、一次有效分枝数、主花序长度、单株角果数、角粒数整体随密度的增加而减少,由于处理H1M4、H1M5、H2M2、H2M5、H3M3、H3M4、H3M5冻害严重,导致其对应农艺性状、产量构成要素部分略有差异。有效分枝高度因密度不同存在差异,这可能是因为播种密度增加时,油菜植株对水分、光照、养分等的竞争加剧,不利于个体生长发育,从而导致性状表现不佳。密度一定,播种行距对油菜单株角果数影响不显著,但对角粒数、千粒重影响显著。因此,合理的播种行距能够保证植株个体间有充足空间,提高光能利用效率,促进田间透风、减少田间病虫害的发生,有利于植株物质积累和作物根系生长,增强作物抗倒伏能力,促进作物生长发育。
不同行距与密度配置对油菜产量影响较大。本试验结果表明,在一定密度范围内,产量随着播种密度增加而增加,但当播种密度超过45万株/hm2,产量逐渐减少。这是因为行距相同,密植效应强化了油菜群体的个体竞争,使得单株角果数、角粒数及千粒重减小,造成单株产量降低,但通过增加单位面积收获株数来补偿下降的单株产量,可在一定程度上获得高产[8],超过一定范围后,植株透光率减少,植株底层光照不足,严重影响群体下层光合作用,此时单位面积株数的增加已不能弥补单株产量降低带来的减产。
油菜是我国主要粮油作物之一,黄淮地区及其以北的冬油菜种植区域因冻害制约着油菜产业发展。播种行距一定,随着播种密度的增加,油菜的冻害指数也有增加。这是因为播种密度过大时,油菜植株个体生长发育不良,苗期容易形成弱苗、高脚苗,高脚苗的根颈延伸出地面、甚至高出地面,更容易遭受寒流侵害。因此,适宜的播种行距和播种密度对油菜抵御冻害十分重要。
综合各农艺性状及产量表现,黄淮地区推广油菜品种秦优797在生产中想要实现高产,建议播种密度为45万株/hm2,行距为40cm,此时可充分发挥群体优势,达到高产高效的目的。
参考文献
[1]甘国渝,邹家龙,陈曦,朱海,金慧芳,李继福.中国油菜生产格局与施肥研究现状.湖北农业科学,2022,61(1):5-11
[2]姜丽霞,任军荣,张智,缪平贵.收获期对不同熟期油菜品种产量及品质的影响.中国种业,2023(9):100-104
[3]贾志锋.施氮量和播种密度对高寒区燕麦种子产量及其相关性状的影响研究.兰州:甘肃农业大学,2022
[4]段秋宇,廖方全,刘士山,蒲晓斌,牛应泽,吴永成.种植密度及行距配置对直播油菜农艺性状和产量品质的影响.四川农业大学学报,2017,35(2):167-171
[5]蒯婕,李真,汪波,刘芳,叶俊,周广生.密度和行距配置对油菜苗期性状及产量形成的影响.中国农业科学,2021,54(11):2319-2332
[6]袁圆,汪波,周广生,刘芳,黄俊生,蒯婕.播期和种植密度对油菜产量和茎秆抗倒性的影响.中国农业科学,2021,54(8):1613-1626
[7]王锐,李京,胡立勇.不同株行配置与密度对油菜产量的影响.中国农学通报,2011,27(16):273-277
[8]王玉,赵财,樊志龙,苟志文,胡发龙,殷文,柴强.行距及密度影响玉米密植潜力的干物质累积和产量构成机制.中国生态农业学报:中英文,2020,28(5):652-661
(收稿日期:2024-06-18)
基金项目:陕西省重点研发计划项目(2023-YBNY-039);陕西省农业协同创新与推广联盟项目(LM202311)
通信作者:姜丽霞