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密度对油菜品种机械化收获特性的影响
来源: 中国农学通报,2012,28(3):71-74 作者:董晓芳等 阅读次数: 1896 

   摘 要: 为了分析适宜高密度种植的油菜的重要农艺性状与产量关系的差异,为机械化高密度油菜种植提供借鉴,以不同分枝类型油菜品种为试验材料,对种植密度对油菜花期、抗倒伏性、产量的影响进行研究。结果表明,油菜的花期因为密度的增加而缩短,即开花期时间相对集中,油菜茎秆变细、茎秆抗折断力显著减弱、有效分枝的上移集中。与此同时,单位长度抗折力距呈现先增高后又降低的趋势,种植密度在44.98万株/hm2时达到最大,抗倒伏能力最强。因此,在现有栽培密度15.0万株/hm222.5万株/hm2的基础上,适当增加种植密度到44.98万株/hm2左右,油菜花期相对集中,缩短油菜上下部角果成熟时间上差异,茎秆单位长度抗折力距增高,更加抗倒,油菜茎秆变细、有效分枝的上移集中、株型更加紧凑,均有利于机械化收割。

    关键词: 油菜;密度;机械化收割;植株特性

0引言

    油菜是中国最主要的油料作物,是中国食用油的主要来源。据统计,中国大面积种植的油菜适合机械作业的性能较差。特别是中国南方的移栽油菜由于株型大、分枝多、角果易开裂,给机械收获造成很大困难,收割的速度和效率低,实际损失率约为10-15%,迫切需要实现油菜机械化。由于生产手段落后,生产成本高,比较效益低,严重影响了农民的积极性,制约油菜产业发展。由于油菜是无限花序,角果成熟不一致,单株油菜各部位角果成熟期相差较大,联合收割时,未充分成熟部位的角果脱粒困难,造成不易脱净而导致损失率较高,高密度栽培可以促进花期集中、成熟期相对一致有利降低产量损失,密植油菜是通过提高群体有效角果数来实现增产的。宋稀等研究认为,与常规密度种植的油菜相比,高密度种植油菜的选育应重点加强对结角密度和主花序有效角果数的选择,努力提高单株有效角果数和每角粒数并适当减少无效分枝数。Leach等对甘蓝型冬油菜的研究结果表明,在高密度种植下,有效分枝数减少,单株角果数下降且千粒重增加。王俊生等苗期叶片上挺、成株期茎枝夹角小的紧凑型油菜适宜较高密度种植,有利于植株光合作用、生长发育和籽粒产量形成。为此,笔者遵循农机与农艺相结合的指导思想,结合杂交油菜为主的生产特点,对直播油菜花期、茎秆、产量及产量构成因素定量化研究,找出适应于机械化收获的密度指标。选用3种不同分枝类型油菜品种,进行不同种植密度对参试品种花期、产量性状和茎秆抗倒伏性状的研究,旨在探讨不同种植密度对油菜的生长特性和植株性状的影响,为适宜油菜机械化作业提供科学依据。

1 材料与方法

11试验材料

    试验品种为33B,“金裕油1号”由郑州大学植物基因工程与遗传改良实验室提供。“高优980是河南省遂平县农业科学实验站提供。

12试验设计

    试验于2009-2010年度在郑州大学试验基地进行。试验田前茬为小麦,土壤为淤积型垆土,肥力中上等且均匀一致。整地时施用尿素150 kghm2,二铵19715 kghm2,硫酸钾3715 kghm2,其余管理同一般油菜试验田。在油菜成熟前每小区拔取均匀一致的l0株性状考种,同时按小区收获计产,抽样进行品质指标测定。试验采用随机区组设计,每小区种6行,行长5.0 m,行距0.3 m,株距随品种预设密度变化,3次重复,小区面积9 m2,四周设保护行。主区为品种(33B,“高优980,“金裕油1号”),副区为密度(15万株/hm245万株/hm275万株/hm2105万株/hm2)

13 测定项目

试验中详细记载各区油菜的初花期、终花期。成熟期每小区取10株考种,包括株高、茎粗、茎秆折断力、有效分枝数、有效分枝高度、单株有效角果数、角粒数、千粒重、单株产量等。

测定子叶节上方10 cm处油菜茎秆周长作为茎粗(cm)。选取子叶节上方10 cm的茎秆,两端分别架在两支架问,在茎秆正中部悬挂沙袋,不断向沙袋内缓缓加沙,直到茎秆折断,这时沙和沙袋的最大重量即为茎秆抗折力。

2结果与分析

21不同密度处理对花期的影响                                                       

    由表1(表略)可知,油菜的花期长度总体上表现随着种植密度的增加呈缩短的趋势,但花期缩短的程度并不大,大约在1.55天以内。花期的差异仍然主要表现品种自身花期特性上,如33B和“金裕油1号”2个品种的花期随着密度的增加而缩短1.66天和2.67天,“高优980的花期在不同密度下变化只有0.33天。由此可以看出,随密度变化对油菜花期具有一定的影响,适当增加种植密度可在一定程度上提高油菜成熟一致性,有利油菜机械化收获作业,但利用密度调整花期效果不是十分明显。

22不同密度处理对油菜植株性状的影响

    由表2(表略)看出,随着种植密度的增加,株高呈现先增高后又降低的趋势。当密度由15.0万株/hm2增加至45.0万株/hm2时,株高呈增加趋势;在此基础上再增加密度时,株高又呈降低的趋势。与此同时,随着种植密度增加各油菜品种茎粗显著降低,变幅在3.655.05 cm,极差达到1.40 cm,一次有效分枝起点高度显著提高,变幅为16.2472.00 cm,极差为55.76 cm。表明当密度提高时植株个体发育受到影响,植株高度降低、油菜茎秆变细,有效分枝的上移集中,使油菜株型更紧凑,因此,在现有栽培密度15.0万株/hm2左右的基础上增加种植密度,使油菜株型更加紧凑、高中等偏矮更有利于机械化收割。

    由表2还可以看出,随着密度的增加,茎秆折断力显著减弱,茎秆单位长度抗折力也急速下降,这会不会增加油菜倒伏风险?进一步的分析表明,密度不断提高使茎秆变细、单株抗折断能力显著减弱,但同时单株负重也在显著减轻,即单株产量显著下降,若以茎秆单位长度抗折力距综合指标来看,单位长度抗折力距呈现先增高后又降低的趋势,45.0万株/hm2时达到最大,表现为抗倒伏能力最强。油菜在目前稀疏种植时(15.0万株/hm2左右),个体植株发育良好,茎粗和单株茎秆抗折断力均很高,并不宜于收割的机械化。随着群体密度的适当增加到45.0万株/hm2左右时,茎秆单位长度抗折力距呈现增高趋势,表现更为抗倒,由于油菜的群体效应,茎粗和茎秆最大抗折断力显著降低,有利于机械化收割。

23种植密度对油菜产量及产量构成因素的影响

    不同种植密度对小区产量及产量构成因素的影响如表3(表略)。随着种植密度从15.0万株/hm2提高到105.0万株/hm2,小区产量呈现先增高后又降低的趋势,75.0万株/hm2达到最大。而单株产量则呈现先降低后又增高的趋势,75.0万株/hm2达到最大,变幅为16.535.99 g,极差为10.54 g。而单株角果数变幅为590.72124.02个,极差近5倍,尤其以密度由15.0万株/hm2增加至45.0万株/hm2时,单株角果数下降迅速。

    由表3(表略)可知:不同种植密度对千粒重和角粒数的影响总体上表现升降波动的现象,但变化趋势正好相反,干粒重先减后增再减,角粒数则先增后减再增。有效分枝数则随种植密度的增加相应的一直减少,变幅在13.14~4.70个之间,极差为8.44个。因此稀植下的油菜因植株高大,分枝较多,枝条密集,密植可以有效抑制有效分枝数有利于机械化收割。

3结论与讨论

    由于中国油菜生产机械化程度低、劳动力成本高,严重制约了油菜生产效益和农民种植积极性的提高,成为制约油菜产业国际竞争力、影响油菜种植面积稳定与持续发展的瓶颈。油菜花序属于无限花序,每株一生可以形成数百至上千朵花蕾,开花结角期很长,这就造成植株不同部位的果荚成熟不一致,容易形成过熟的果荚开裂落粒、未成熟的青果荚脱不尽的现象。

    随着密度的增加,茎秆折断力显著减弱,茎秆单位长度抗折力也急速下降,群体郁闭而容易造成倒伏。马霓等研究显示,直播油菜高密度种植引起的1次分枝长度短、分枝夹角小,单株角果数、每角粒数和千粒重太低都会导致倒伏。本试验中当密度提高时植株个体发育受到影响,植株高度降低、油菜茎秆变细,有效分枝的上移集中,使油菜株型更紧凑,而且随着群体密度的适当增加到45.0万株/hm2时,茎秆单位长度抗折力距呈现增高趋势,也表现更为抗倒。因此,在现有栽培密度15.0万株/hm2的基础上适当增加种植密度,由于油菜的群体效应,茎粗和茎秆最大抗折断力显著降低,使油菜株型更加紧凑、高中等偏矮,单位长度抗折力距呈现提高,既有利于抗伏,更有利于机械化收割。提高油菜生产机械化程度、降低劳动力成本,要以油菜生产效益和农民种植积极性的提高为根本目标,所以单产水平一直是油菜生产的核心。有研究表明,油菜单株产量与全株角果数、一次有效分枝数及千粒重呈极显著正相关,与每角粒数呈极显著负相关。本试验结果显示,随着密度的增加,小区产量呈现先增高后又降低的趋势,75.0万株/hm2达到最大,所以适当增加群体密度会更有利于增产增收。

    加拿大、欧洲等油菜生产大国油菜生产全部采用直播方式,直播密度在每公顷30.037.5万株,以群体赢得产量,单株生长量不高,主要以一次分枝和主轴为主,适合机械化收割,机收损失率可以控制在5%以下。中国油菜生产以直播、育苗移栽2种方式,直播密度在15-22.5万株/hm2,育苗移栽密度在8.012.0万株/hm2,低的甚至在7.07.5万株/hm2,以个体促产量,单株生长量大,茎秆粗壮,一次分枝和二次分枝交叉缠绕,株高

1.6~2.0 m,机械收割速度和效率低下,损失率都在10%以上 。综上所述,在现有栽培密度15.0万株/hm2的基础上适当增加种植密度到45.0万株/hm2,油菜花期相对集中,缩短油菜上下部角果成熟时间差异,茎秆单位长度抗折力距呈现增高更加抗倒,油菜茎秆变细、有效分枝的上移集中、株型更加紧凑,均有利于机械化收割。

适宜高密度种植的品种,各重要的农艺性状发生了显著的变化。一般认为,密植条件下的油菜株高有所降低,分枝数减少,分枝部位增高,单株有效角果数减少,主花序产量占单株产量的比例提高,而对于每角粒数和千粒重的变化,与前人研究结果不尽一致。本试验表明,提高密度种植时花期因为密度水平的增加而缩短约11.5天,密度提高使花期相对集中,对缩短油菜上下部角果成熟时间差异,即提高油菜成熟一致性产生有利影响。在目前中国适合于机械化收获的油菜品种比较缺乏的条件下,通过相应种植技术的提高,重点克服机械化收获时因植株倒伏和植株偏高导致机械收获操作困难,以及因角果成熟不一致、易裂角导致菜籽损失率高等问题,达到花期集中、抗倒伏、强抗裂角、株高中等偏矮等适合于机械化收获特征特性。

油菜收获机械化是一项系统工程,如果有配套的农艺相结合,将能更加显著地提高效率,农机与农艺相结合是发展油菜机械化收获的必经之路。现阶段,在种植方式上通过油菜密植可使油菜的茎秆变细,有效分枝少,分枝起点高,分枝长度短,开花结角相对集中,这将非常有利于油菜联合收获机的使用。从长远看,还是要同步进行适合机械化收获的油菜品种的改良,选育紧凑型植株、细秆、少分枝、分枝起点高、抗裂夹、抗倒伏和抗()菌核病。本研究遵循农机与农艺相结合的指导思想,结合北方油菜以直播种植方式为主的生产特点,找出适应于机械化收获的一些定性指标,以提高油菜的适收性能,并为油菜机收配套种植农艺条件提供参考依据。

    参考文献()

 基金资助: 国家支撑计划“高油高产机械化专用油菜新品种培育”(2010BAD01B02; 河南省重大攻关项目“优质油菜新品种选育和产业化开发”(072101110300; 郑州大学大学生创新实验项目“适于机械化收割的油菜种植模式的建立”(2009cxsy050

 

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