田正書,趙凱琴,賀 斌,張云云,董云松,鐵琳梅,劉亞俊,劉應(yīng)楠,谷 源,符明聯(lián)*
(1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所,昆明650205;2臨滄市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,云南臨滄677099)
油菜是我國主要的油料作物之一,合理的增加肥料施用量是提高油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施[1]。很多研究表明,油菜施用化肥后增產(chǎn)效果顯著,氮、磷、鉀肥的配合施用能明顯促進油菜的生長,顯著提高油菜籽粒的產(chǎn)量[2~6]。合理的種植密度能在一定范圍內(nèi)協(xié)調(diào)個體與群體的矛盾,充分利用地力和光能[7,8,14]。目前有關(guān)種植密度的研究相當一部分是針對直播油菜,認為種植密度在45萬株/hm2左右增產(chǎn)效果最顯著,但是有關(guān)移栽油菜施肥量與密度之間相互關(guān)系的研究報道尚少[9~13]。在針對直播油菜種植密度和施肥量的研究中,試驗設(shè)計以普通的田間試驗為主,缺少合理專業(yè)的多因素試驗方案。本研究采用L9(34)正交設(shè)計方案,旨在探索‘云油雜12號’在臨滄主產(chǎn)區(qū)適宜的種植密度、施肥水平及產(chǎn)量情況,集成在臨滄生態(tài)條件下的油菜高產(chǎn)栽培技術(shù),為大面積推廣提供科學(xué)依據(jù)。
供試品種為‘云油雜12號’,由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所提供?!朴碗s12號’是云南省的主推品種,生長勢強,株高適中,結(jié)角密度高,成熟期一致,籽粒外觀商品性好;含油量高,芥酸和硫甙含量符合國家雙低標準;產(chǎn)量較高。
試驗安排在臨滄市海拔1710 m的臨翔區(qū)博尚鎮(zhèn)碗窯村,前茬作物為烤煙,種植方式采用育苗移栽(2016年9月27日人工挖翻碎土平墑播種育苗,10月25日人工撈溝移栽)。試驗采用L9(34)正交設(shè)計方案,隨機區(qū)組排列,3次重復(fù),9個處理,共27個小區(qū)。小區(qū)面積7.5 m2(3.0 m×2.5 m),行距0.5 m,每小區(qū)5行。四周設(shè)有保護行6行以上,收獲計產(chǎn)不除邊行,管理同一般油菜種植田。
密度設(shè)3個水平:7.5萬株/hm2(A1)、11.25萬株/hm2(A2)、15.0萬株/hm2(A3)。
供試肥料:尿素(N,46%)、普鈣(P2O5,≧12%)、硫酸鉀(K2O,51%)。尿素(以純氮計)設(shè)3個水平:207 kg/hm2(B1)、310.5 kg/hm2(B2)、414.0 kg/hm2(B3);普鈣設(shè) 3個水平:36.0 kg/hm2(C1)、72.0 kg/hm2(C2)、108.0 kg/hm2(C3);硫酸鉀設(shè) 3個水平:分別是 76.5 kg/hm2(D1)、114.75 kg/hm2(D2)、153.0 kg/hm2(D3)。氮肥 20%、磷肥 50%、鉀肥50%作為底肥施用;氮肥50%作為苗肥施用;氮肥30%、磷肥50%、鉀肥50%作為薹花肥施用。各試驗處理的種植密度和肥料配比見表1。
成熟時,每小區(qū)隨機取5株進行考種,測量株高、有效分枝部位、一次有效分枝數(shù)、主花序有效長、單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量。收獲時,對每個小區(qū)進行實收計產(chǎn)。
數(shù)據(jù)處理采用Excel2007,所有數(shù)據(jù)分析均在DPS7.05下進行,多重比較采用Duncan新復(fù)極差法。
表1 ‘云油雜12號’的種植密度與肥料配比Table 1 Planting density and fertilizer ratio of‘Yunyouza 12’
從表2可以看出,不同種植密度和施肥水平下,油菜株高的變化幅度為164.4~183.8 cm,有效分枝部位的變化幅度為8.2~38.8 cm,有效分枝數(shù)的變化幅度為5.2~7.8,主花序長的變化幅度為42.6~55.4 cm,主花序有效角果數(shù)變化幅度為45.4~57.0,各處理間均呈顯著差異(p<0.05)。
從多重比較結(jié)果可以看出(表2),在相同密度下,油菜的株高和分枝部位隨著肥料用量(以氮磷鉀施肥總量計)的增加而增高的規(guī)律較明顯,株高的差值為5.7 cm,分枝高度的差值為5.0 cm;主花序長隨著肥料用量的增加而減小,差值為8.3 cm。在相同肥料梯度下,株高和分枝高度隨著種植密度的增加而增加,且減小幅度在A1、A2密度下大于A3;但有效分枝數(shù)的變化規(guī)律不顯著。在肥料用量恒定的情況下,株高和分枝高度隨著種植密度的增加而增加,株高的差值為7.0 cm,分枝高度的差值為24.2 cm。主花序長隨著種植密度的增加而減小,最大差值為5.2 cm。綜合比較來看,株高和分枝部位最高的處理在 A3B3C3D1,其高度分別為183.8 cm和 38.8 cm;分枝數(shù)最多的處理在A1B3C1D3,為7.8個;主花序有效長最高的處理在A1B2C2D1,其長度為55.4 cm。
相比之下,相同施肥條件不同密度下,株高和分枝高度的最大差值為5.7 cm和5.0 cm,明顯低于相同密度不同施肥條件下的7.0 cm和24.2 cm;但相同密度不同施肥條件下的主花序長為8.3 cm,其減小幅度大于相同施肥條件不同密度下的5.2 cm。即在本試驗處理范圍內(nèi),除一次有效分枝數(shù)外,種植密度對油菜主要性狀的影響大于施肥量。
表2 不同種植密度和施肥水平下油菜主要性狀比較Table 2 Com parison ofmain characters of rapeseed under different fertilizer amount and planting density
由表3可以看出,不同種植密度和施肥量對油菜單株有效角果數(shù)的影響達到顯著水平。A2B1C1D1處理單株有效角果數(shù)最多為1609.0個;A1B1C3D2處理最少為500.2個,兩處理間單株有效角果數(shù)差值達1108.8個。A1B3C1D3的每角粒數(shù)最多為17.7粒;A3B1C2D3的最少為13.2粒,兩處理間每角粒數(shù)差值達4.5粒。A1B1C3D2和A2B1C1D1處理的千粒重最大為5.1 g,A1B3C1D3的千粒重最小為4.3 g。A1B3C1D3處理的單株產(chǎn)量最高,千粒重最低,每角粒數(shù)最高,單株有效角果數(shù)排第二。
在相同密度下,隨著施肥量的增加單株有效角果數(shù)和單株產(chǎn)量呈先降低后增加的趨勢,每角粒數(shù)和千粒重隨施肥量的變化規(guī)律不明顯。在低密度(7.5萬株/hm2)條件下,施肥量較高(氮磷鉀施肥總量高于603.0 kg/hm2)時單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)和單株產(chǎn)量達到極值,分別為1094.8個、17.7粒和68.9 g;在高密度(15.0萬株/hm2)下,施肥量中等偏低(氮磷鉀施肥總量低于461.25 kg/hm2)時三者達到極值,分別為764.2個、15.9粒和53.5 g。
在相同施肥量下,肥料用量偏低時,單株有效角果數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量隨著密度的增加先增后降,A2密度下達到極大值,為1609.0個、5.1 g和56.2 g;每角粒數(shù)隨著密度的增加而增加,A3密度下每角粒數(shù)達到極大值,為15.9粒。肥料用量偏高時,單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)和單株產(chǎn)量隨著密度的增加而降低,A1密度下達到極大值,為797.5個、16.4粒和53.6 g;千粒重隨著密度的增加而增加,A3密度下到極大值,為4.9 g。說明在高肥力高密度條件下反而不利于單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)的積累,從而影響產(chǎn)量的形成。
表3 不同種植密度和施肥水平下油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素比較Table 3 Com parison of yield com ponents of rapeseed under different fertilizer amount and p lanting density
各處理間,單株有效角果數(shù)的差異顯著高于每角粒數(shù)和千粒重。在低密度高肥力下(密度7.5萬株/hm2,氮磷鉀施肥總量高于603.0 kg/hm2),單株有效角果數(shù)的極值顯著大于高密度中等肥力(密度15.0萬株/hm2,氮磷鉀施肥總量低于461.25 kg/hm2)條件的極值。但低密度高肥力和高密度中等肥力條件對每角粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量的影響不顯著。
極差分析表明,影響油菜產(chǎn)量的關(guān)鍵因子是B(氮肥用量)和A×D互作;其次是C(磷肥用量)、A×C互作和A×B互作;A(種植密度)和D(鉀肥用量)的影響較?。ū?)。由方差分析結(jié)果可以看出,B(氮肥用量)、C(磷肥用量)、A×B互作、A×C互作、A×D互作各水平間差異顯著,但A(種植密度)、D(鉀肥用量)各水平間差異不顯著(表5)。由此可見,油菜產(chǎn)量與氮肥用量、磷肥用量顯著相關(guān);而且種植密度與NPK之間的互作對油菜產(chǎn)量存在顯著影響。
對各試驗因子的平均數(shù)以及A×B互作、A×C互作、A×D互作處理組合的平均數(shù)進行分析得知,油菜形成高產(chǎn)的最適宜條件是A2B3C2D2組合(即種植密度11.25萬株/hm2,氮肥用量414.0 kg/hm2,磷肥用量72.0 kg/hm2,鉀肥用量114.75 kg/hm2),剛好是試驗設(shè)計中產(chǎn)量最高的處理(表6)。因此,在臨滄移栽油菜產(chǎn)區(qū),為獲得較高產(chǎn)量,建議每公頃種植11.25萬株,氮肥用量在414.0 kg,磷肥用量在72.0 kg,鉀肥用量在114.75 kg為宜。
表4 極差分析結(jié)果Table 4 The result of range analysis
表5 正交試驗方差分析結(jié)果(完全隨機模型)Table 5 Orthogonal design analysis of variance(comp letely stochastic model)
表6 不同種植密度和施肥水平下的油菜產(chǎn)量Table 6 Effects of different p lanting density and fertilization rates on rape yield
油菜是一種生育期較長的大田作物,在它整個生育期內(nèi),其生長發(fā)育受到自身基因型、外界環(huán)境及多種栽培因素的影響。油菜的株高、分枝高度和分枝數(shù)等形態(tài)特征與氮磷鉀等肥料的施用量關(guān)系密切。肖慶生等研究發(fā)現(xiàn),油菜的主花序長、總角果數(shù)、千粒重與氮肥用量顯著相關(guān);每角果粒數(shù)、實際產(chǎn)量與鉀肥用量顯著相關(guān);但磷肥與各性狀間關(guān)系不顯著[14]。曾宇等認為,改變施肥量與密度對經(jīng)濟性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因素均可產(chǎn)生顯著影響,但改變密度對單株有效分枝數(shù)及角果數(shù)的影響更大[15]。本試驗研究發(fā)現(xiàn),除一次有效分枝數(shù)外,種植密度間的差異對油菜主要性狀的影響大于施肥量的差異。各處理間,單株有效角果數(shù)的差異顯著高于每角粒數(shù)和千粒重,且低密度高肥力和高密度中等肥力條件對每角粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量的影響不顯著。
要通過改變栽培措施來提高籽粒產(chǎn)量不能靠單一的改善密度或肥料投入,需要兩者結(jié)合起來。曾宇等研究發(fā)現(xiàn),籽粒產(chǎn)量隨施肥量、密度的增大而增加,增加施肥量的增產(chǎn)幅度大于增加密度;施肥水平較低時,提高密度的增產(chǎn)作用更為顯著[15]。本研究發(fā)現(xiàn),氮肥、磷肥用量及種植密度與各肥料間的互作效應(yīng)對油菜產(chǎn)量的影響顯著;種植密度為11.25萬株/hm2、氮肥用量414.0 kg/hm2、磷肥用量72.0 kg/hm2、鉀肥用量114.75 kg/hm2時,油菜產(chǎn)量最高為4669.05 kg/hm2。因此在降低肥料用量的情況下,為保證產(chǎn)量可以適當增加密度,以密促肥,達到節(jié)本增效的目的。
油菜的株高和分枝部位隨著種植密度和肥料用量(以氮磷鉀施肥總量計)的增加而增高;主花序長隨著種植密度和肥料用量的增加而減小。相同施肥條件不同密度下,株高和分枝高度的最大差值為5.7和5.0 cm,明顯低于相同密度不同施肥條件下的7.0和24.2 cm;除一次有效分枝數(shù)外,種植密度間的差異對油菜主要性狀的影響大于施肥量差異。在低密度高肥力(7.5萬株/hm2,氮磷鉀施肥總量高于603.0 kg/hm2)下,單株有效角果數(shù)的極大值顯著大于高密度中等肥力條件的極大值。但低密度高肥力和高密度中等肥力條件(密度15.0萬株/hm2,氮磷鉀施肥總量低于461.25 kg/hm2)對每角粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量的影響不顯著。
本試驗油菜產(chǎn)量最高的組合是A2B3C2D2(即種植密度11.25萬株/hm2,氮肥用量414.0 kg/hm2,磷肥用量 72.0 kg/hm2,鉀肥用量 114.75 kg/hm2);氮肥、磷肥用量及種植密度與各肥料間的互作效應(yīng)對油菜產(chǎn)量的影響顯著。因此,在降低肥料用量的情況下,為保證產(chǎn)量可以適當增加密度,以密促肥,達到節(jié)本增效的目的。在臨滄移栽油菜產(chǎn)區(qū),為獲得較高產(chǎn)量,建議每公頃種植11.25萬株,氮肥用量在414.0 kg,磷肥用量在72.0 kg,鉀肥用量在114.75 kg為宜。