李和平 李積銘 李愛國 武軍艷 宋聰敏 申彥平 楊莉

（1. 河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所 河北省農(nóng)作物抗旱研究實驗室，衡水 053500；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，蘭州 730070；3. 桃城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，衡水 053500）

地下水超采指對地下水的深度開發(fā)利用，導(dǎo)致地下水水位下降、淺層地下水含水層疏干、地面沉降與裂縫、咸水界面下移、咸水入侵、地方病等［1-2］。河北省黑龍港地區(qū)中南部低平原區(qū)地下水嚴(yán)重超采，目前超采區(qū)面積已達(dá)6.7×104km2，占河北省平原區(qū)面積的92%［3］。其中衡水市、滄州市位于河北省超采水區(qū)的中心部位。從衡水市范圍的用水情況來看，全市農(nóng)業(yè)灌溉用水量消耗最大，總計1.78×109m3，占比95.25%；工業(yè)用水量為6.5×107m3，占比3.5%；生活用水消耗最少，用水量2.3×107m3，占比1.3%［4］。河北省低平原區(qū)的主要種植作物是冬小麥，冬小麥的春灌和冬灌占農(nóng)業(yè)用水量的70%以上［5］。因此，近幾年河北省地下水超采的治理模式包括了農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，調(diào)整措施包括適度減少利用地下水灌溉的冬小麥的種植面積、實施休耕輪作等［6-9］。選擇能夠替代冬小麥的節(jié)水型作物減少灌溉用水，或篩選新的冬季覆蓋作物已迫在眉睫。

油菜可作冬季覆蓋作物、飼料作物、蔬菜作物、綠肥作物、觀賞作物和蜜源作物，是能夠多功能利用的高效作物。油菜作為冬季覆蓋作物，在北方可實現(xiàn)冬季農(nóng)田95%的覆蓋度，減少春季農(nóng)田起沙量，同時增加農(nóng)田有機(jī)物質(zhì)［10-12］。魏靜等［13］的研究表明，翻壓冬油菜可提高土壤有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量及土壤微生物含量，有利于提高下茬作物產(chǎn)量。在旱作蘋果園中覆蓋油菜，能夠改善蘋果園低耗水生育期土壤水分環(huán)境，增加土壤儲水量，有利于果樹生長發(fā)育，緩解水分供需矛盾［14］。因此，以油料作物為主，開發(fā)油菜多功能利用，可以提高農(nóng)田種植效益［15］。油菜產(chǎn)業(yè)在河北省低平原區(qū)的興起時間較短，缺少相關(guān)研究。本試驗引種12個不同抗寒性的白菜型冬油菜品種，對冬油菜在河北省低平原區(qū)的適應(yīng)性進(jìn)行評價分析，通過設(shè)定不同的播種時間探討冬油菜在河北省的適宜播期，篩選適宜當(dāng)?shù)卦耘嗟亩筒似贩N，旨在為選擇替代冬小麥的節(jié)水型作物提供參考，為冬油菜在當(dāng)?shù)氐暮侠矸N植提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

12個不同冬油菜品種信息如表1所示。

表1 試驗材料Table 1 Plant materials

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所試驗站，位于河北省深州市護(hù)駕遲鎮(zhèn)旱作節(jié)水試驗站，地勢平坦，海拔高度為21 m，多年平均氣溫12.8℃，多年平均年日照時數(shù)為2 509.4 h，平均無霜期188 d，降水主要集中在6-8月，平均降水量358.4 mm，占全年降水量的70%左右，多年平均蒸發(fā)量為1 785.4 mm。試驗地塊土壤為輕壤質(zhì)底黏潮土，田間持水率為27%（W/W），土壤為黏質(zhì)壤土，有機(jī)質(zhì)含量12.8 g/kg、堿解氮65.5 mg/kg、速效磷17.6 mg/kg和速效鉀134 mg/kg。油菜全生育期灌水量為25 mm。油菜全生育期當(dāng)?shù)亟邓俊⑵骄鶜鉁丶白畹蜏囟纫妶D1。

2017-2019年，播期試驗設(shè)6個處理：T1（9月5日）、T2（9月11日）、T3（9月17日）、T4（9月23日）、T5（9月29日）和T6（10月5日）。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2（5 m×4 m）。

1.2.2 測定、記載項目與方法 生長特性：越冬前8葉期記錄葉片生長習(xí)性，測定苗期根莖、地上鮮重、地下鮮重，計算根冠比［16］。生育期記載：參照伍曉明等［17］的方法進(jìn)行。越冬率：調(diào)查各處理小區(qū)冬前苗數(shù)、冬后苗數(shù)，隨機(jī)調(diào)查小區(qū)中兩行的冬前、冬后苗數(shù)，計算平均值及越冬率。越冬率=冬后苗數(shù)/冬前苗數(shù)。農(nóng)藝性狀測定參照伍曉明等［17］的方法進(jìn)行。按小區(qū)收獲、脫粒，統(tǒng)計小區(qū)產(chǎn)量，折合為單位面積產(chǎn)量，并計算畝產(chǎn)量。

圖1 2017-2019年油菜生育期當(dāng)?shù)亟邓?、平均氣溫及最低溫度分布Fig. 1 Local rainfall distribution, average temperature and low temperature in 2017 to 2019 during rape growth period

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel和SPSS軟件分析試驗數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

2.1 不同冬油菜的生長特征

圖2 冬油菜返青苗期Fig. 2 Winter rapeseed greening up

表2 不同冬油菜的生長特征統(tǒng)計Table 2 Growth characteristics of different winter rapeseeds

表2 續(xù)表

引種的12個品種均匍匐生長，生長點凹陷，葉片顏色深綠。降溫后，葉片開始變黃、干枯，至越冬期地上部分全部干枯，僅留根系存活于土壤中，返青后生長點重新生長出新葉（圖2）。從T1至T6播種期，各品種根頸直徑與根冠比逐漸降低；T6的根頸直徑顯著降低（表2）。16RTS309、15QX60、隴油8號、隴油9號、隴油12號及16QD-15的根頸直徑及根冠比相對較高。

2.2 不同冬油菜的生育期及越冬率的變化

通過對6個不同播種時間不同冬油菜的生育期和越冬率進(jìn)行統(tǒng)計（表3），各品種T1至T4播期越冬率無顯著差異，T5處理越冬率開始降低，T6越冬率顯著降低。T5處理各品種幼苗均未生長至10葉期，可見T5（9月29日）之后播種冬油菜，油菜幼苗較小，不利于其安全越冬。各品種播期不同，但收獲期相同，即播種越遲生育期越短，有利于作物復(fù)種。返青期均在3月7日左右，但盛花期相差較大（3月26日-4月15日）；其中衡油8號（3月26日）和天油4號（4月8日）盛花期較早，其他10個品種盛花期相近（4月12日左右）。同一品種的不同播種時期對其返青后的各個生育時期的影響并不明顯。因此，可以利用此結(jié)果將盛花期不同的品種調(diào)整種植來延長油菜的觀花時間。

表3 不同冬油菜的生育期及越冬率統(tǒng)計Table 3 Growth period and overwintering rate of different winter rapeseeds

表3 續(xù)表

2.3 不同冬油菜的干物質(zhì)積累及產(chǎn)量變化

通過對不同冬油菜的干物質(zhì)積累及產(chǎn)量統(tǒng)計（表4），各品種T1播期產(chǎn)量不是最高，可見，播種早冬油菜產(chǎn)量不一定高。各品種均表現(xiàn)為T2及T3處理小區(qū)平均產(chǎn)量最高，T4處理逐漸降低，T6播期產(chǎn)量顯著降低。說明T5（9月29日）之后播種冬油菜，不利于冬油菜干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的提高。天油178、衡油6號、隴油9號、天油142產(chǎn)量較高，16RTS309、16QD367、隴油8號的產(chǎn)量相對較低，這與其在大田的生長特性有關(guān)，16RTS309、16QD367、隴油8號返青后生長緩慢，盛花期較遲（表3），盛花期-成熟期時間較短，干物質(zhì)積累時間較短，導(dǎo)致期產(chǎn)量較低。

2.4 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量與越冬率、根頸直徑呈極顯著正相關(guān)性，與播期呈極顯著負(fù)相關(guān)性。即油菜播種較早、根頸直徑粗、越冬率高則產(chǎn)量高（表 5）。

表4 不同冬油菜的產(chǎn)量統(tǒng)計Table 4 Yield of different winter rapeseeds

2.5 聚類分析

利用產(chǎn)量、越冬率、根頸直徑對所有材料進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。12個材料被分為2大類，Ⅰ類包括天油178、天油142、衡油6號和隴油9號，4個品種產(chǎn)量均較高；Ⅱ類包括天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、衡油8號、16QD367和隴油8號，其中，天油4號、15QX60、隴油12號為1個亞類，產(chǎn)量稍低于Ⅰ類品種，16RTS309、衡油8號、16QD367為1個亞類，產(chǎn)量均較低。隴油8號單獨1類，產(chǎn)量最低（圖3）。

3 討論

在河北衡水，冬油菜適宜在9月11日至9月29日之間播種，播種太早油菜生育期較長，不利于復(fù)種，產(chǎn)量也未見顯著增加；播種太遲，油菜幼苗較小，影響越冬，產(chǎn)量降低。冬油菜在河北衡水種植4月初開花，5月底收獲，促進(jìn)了鄉(xiāng)村旅游與養(yǎng)蜂業(yè)發(fā)展，可作為當(dāng)?shù)刂饕木坝^植物、冬春季覆蓋作物及復(fù)種倒茬作物［18-19］，且冬油菜5月下旬收獲，較當(dāng)?shù)匦←準(zhǔn)斋@早10-15 d，有利于下茬作物的生長且茬口布局更為靈活。本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似［20-22］。

表5 相關(guān)性分析Table 5 Correlations analysis

圖3 參試材料的聚類分析Fig.3 Cluster analysis of test materials

本研究采用的品種均為強(qiáng)冬性白菜型冬油菜品種，大田生長均匍匐生長、生長點凹陷，與孫萬倉等［23］研究結(jié)果相同。12個參試品種可分為2類，天油178、天油142、衡油6號、隴油9號適宜當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，越冬率高、長勢較強(qiáng)、產(chǎn)量較高，可作為當(dāng)?shù)氐闹饕茝V品種。第2類天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、16QD367越冬率高但現(xiàn)蕾抽薹較遲、灌漿時間短，并遇到后期的高溫，導(dǎo)致產(chǎn)量較低；而衡油8號與其相反，現(xiàn)蕾抽薹早、長勢較弱、產(chǎn)量較低。其中隴油8號單獨為1個亞類，其根頸直徑大、根冠比高、現(xiàn)蕾抽薹遲，灌漿期遭遇高溫逼熟，收獲期與其他品種相差2 d左右，導(dǎo)致其產(chǎn)量低。因此推斷該品種冬性較強(qiáng)，可向衡水以北地區(qū)推廣種植。冬油菜在河北地下水超采區(qū)的應(yīng)用，為該區(qū)開發(fā)了一種新的冬季覆蓋作物，減輕了土壤風(fēng)蝕，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境；同時為北方地下水超采區(qū)與東北黑土地生態(tài)保護(hù)、發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)提供了重要科技支撐。

4 結(jié)論

天油178、天油142、衡油6號、隴油9號4個品種在河北衡水的抗寒性強(qiáng)、產(chǎn)量高，能夠很好的適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，可直接作為栽培品種在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用。天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、16QD367、隴油8號等品種抗寒性強(qiáng)，但春季返青后發(fā)育慢，導(dǎo)致灌漿期遭遇高溫逼熟，產(chǎn)量較低，可以考慮向衡水以北地區(qū)引種試驗。