作物杂志, 2025, 41(3): 225-232 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.031

生理生化·植物营养·栽培耕作

氮肥和播种量配置对无人机飞播油菜产量形成的影响

杨泽鹏,, 万柯均, 郑盛华, 敖玉琴, 马明坤, 万学, 李珊珊, 宋昕, 王昌桃, 陈尚洪, 刘定辉, 陈红琳,

四川省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部西南山地农业环境重点实验室,610066,四川成都

Effects of Nitrogen Fertilizer and Seeding Amount Configuration on Yield Formation of Rapeseed by Aerial Seeding

Yang Zepeng,, Wan Kejun, Zheng Shenghua, Ao Yuqin, Ma Mingkun, Wan Xue, Li Shanshan, Song Xin, Wang Changtao, Chen Shanghong, Liu Dinghui, Chen Honglin,

Institute of Agricultural Resources and Environment, Sichuan Academy of Agricultural Sciences /Key Laboratory of Southwest Mountain Agricultural Environment, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Chengdu 610066, Sichuan, China

通讯作者: 陈红琳,主要从事油菜高产栽培生理生化研究,E-mail:chenhl0107@163.com

收稿日期: 2024-03-16   修回日期: 2024-04-10   网络出版日期: 2024-09-25

基金资助: 2024年农业重大技术协同推广计划
国家现代农业产业技术体系四川油菜创新团队项目(sccxtd-2023-03)
国家重点研发计划(2018YFD0200903)

Received: 2024-03-16   Revised: 2024-04-10   Online: 2024-09-25

作者简介 About authors

杨泽鹏,主要从事作物养分资源管理与绿色种植技术研究,E-mail:zepengyang@126.com

摘要

分析无人机飞播油菜不同氮肥水平和播种量下群体生长发育、产量形成和氮素利用等方面的差异以及氮肥和播种量协同增产机制,确定四川丘陵区稻茬飞播油菜适宜的施氮量和播种量,为提升四川丘陵区迟播油菜产量潜力和油菜高产高效栽培提供理论依据。2020-2021年度在四川省绵阳市安州区开展大田试验,以不施氮、播种量3.5 kg/hm2(N0S3.5)为对照,设置2个纯氮水平处理135(N135)、180 kg/hm2(N180)和2个无人机播种量处理3.0(S3.0)、4.5 kg/hm2(S4.5)。结果表明,等氮量或等播量条件下,无人机飞播油菜籽产量随播种量的增加或氮肥施用量的增加均呈增加趋势。在施氮量180 kg/hm2、播种量4.5 kg/hm2时产量达到最高,为3143.05 kg/hm2,分别较N135S3.0、N135S4.5和N0S3.0处理显著增产16.50%、14.93%和69.86%(P<0.05),较N180S3.0处理增产13.7%,其氮肥表观利用率和氮肥农学率达到最大。高氮条件下合理增加播种量能够显著提高油菜生育期内的群体绿叶数和LAI,有效促进油菜群体分枝数、角果数、干物质积累速率的提高,延长干物质积累时间,增加干物质和氮素总量,实现油菜高产群体构建和产量和氮肥利用率的协同提高。因此,四川丘陵区无人机飞播生产上宜采用施氮量180 kg/hm2和播种量4.5 kg/hm2的配置。

关键词: 油菜; 无人机飞播; 施氮量; 播种量; 产量构成因素; 氮肥利用

Abstract

In order to determine the appropriate rate of nitrogen application and sowing rate for rice stubble sown rapeseed in hilly area of Sichuan, as well as to provide a theoretical basis to enhance the yield potential of late sown rapeseed in the hilly area of Sichuan and the high-yield and high-efficiency cultivation of rapeseed. We did this by analyzing the differences in population growth and development, yield formation, and nitrogen utilization under various nitrogen fertilizer levels and sowing rates of rapeseed sown by unmanned aerial vehicles (UAVs). During 2020-2021, a field trial was conducted in Anzhou district, Mianyang city, Sichuan Province. No N application and sowing rate of 3.5 kg/ha (N0S3.5) were used as the control, and two treatments with pure N levels: 135 kg/ha (N135) and 180 kg/ha (N180), and two treatments with unmanned aerial seeding: 3.0 kg/ha (S3.0) and 4.5 kg/ha (S4.5) were set. The results showed that the rapeseed yield increased with the increase of sowing amount or nitrogen application amount under the condition of equal nitrogen amount or equal sowing amount. The highest yield of 3143.05 kg/ha was attained at 180 kg/ha N application and 4.5 kg/ha sowing rate, which was significantly increased by 16.50%, 14.93% and 69.86% (P < 0.05) over N135S3.0, N135S4.5 and N0S3.0 treatment, respectively, and by 13.7% over N180S3.0 treatment. Nitrogen fertiliser apparent utilisation and nitrogen fertiliser agronomic rate reached the maximum. Under the condition of high nitrogen, reasonable increase of seeding amount can significantly improve the population green leaf number and LAI during the growth period of rape, effectively promote the increase of branch number, cornering number and dry matter accumulation rate of rape population, prolong the dry matter accumulation time, increase the total dry matter and nitrogen, and realize the construction of high-yield rape population and the synergic improvement of yield and nitrogen utilization rate. Therefore, 180 kg/ha nitrogen fertilizer and 4.5 kg/ha nitrogen fertilizer and sowing amount should be used in the production of UAV flying sowing in Sichuan hilly area.

Keywords: Rapeseed; Unmanned aerial seeding; Nitrogen application rate; Seeding rate; Yield components; Nitrogen fertilizer utilization

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本文引用格式

杨泽鹏, 万柯均, 郑盛华, 敖玉琴, 马明坤, 万学, 李珊珊, 宋昕, 王昌桃, 陈尚洪, 刘定辉, 陈红琳. 氮肥和播种量配置对无人机飞播油菜产量形成的影响. 作物杂志, 2025, 41(3): 225-232 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.031

Yang Zepeng, Wan Kejun, Zheng Shenghua, Ao Yuqin, Ma Mingkun, Wan Xue, Li Shanshan, Song Xin, Wang Changtao, Chen Shanghong, Liu Dinghui, Chen Honglin. Effects of Nitrogen Fertilizer and Seeding Amount Configuration on Yield Formation of Rapeseed by Aerial Seeding. Crops, 2025, 41(3): 225-232 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.031

油菜是我国食用油的主要来源,提升油菜产量对保证国家食用油安全具有重要意义[1-2]。多年来,四川稻油生产进入了“双迟模式”,水稻、油菜的茬口衔接矛盾日益突出。受常年“华西秋雨”的影响,土壤黏重易涝,大型地面播种机械难以行走,主要靠人工撒播、移栽或小型播种机作业,而劳动力紧张、机械化不足常导致油菜播种环节推迟,成为制约当地稻油周年产量提升的关键问题[3-4]。无人机体型小,操控灵活,可以实现航迹规划和自动导航飞行,能在地面机械难以进入的场所进行作业,运用无人机在丘陵区开展油菜飞播作业,具有高通过性、高稳定性和高作业效率等多种优势,对缓解油菜迟直播问题具有重要应用价值[5]

构建合理的群体结构是提高资源利用效率和作物生产潜力的关键[6]。播种方式和播种量影响油菜的生长发育,进而影响油菜光合利用、生物量以及群体结构,这三者是油菜产量形成和高效群体构建的重要因素。前人[7]对油菜直播的研究结果表明,播种量偏低使得油菜出苗密度低,个体优势明显,但群体发展受限;密度增加使群体叶面积指数增加,同时油菜结角层离地高度增加,结角层厚度降低,有利于机械化收获。但播种量高容易导致出苗密度过高,下层叶片受光少,光合能力减弱,造成减产[8-10]。合理施肥具有提高油菜生物量、分枝数、角果数、籽粒产量与收获指数等方面的作用[8-9,11-13]。因此,合理密度下的适宜氮素管理有利于作物利用自身系统调节光合作用,维持光合参数以及光系统酶的调节功能,从而增强作物群体对高密的容纳能力[14]

丘陵地区油菜生产对无人机播种的需求日益明显,而适应无人机飞播油菜的播种量和施肥量研究较少,且油菜因飞播装置不与地面土壤产生接触,无法完成地面机具开沟、覆土,籽粒落入土壤颗粒间隙,播种质量、出苗密度及养分需求与地面机具的播种方式截然不同,无法用地面机具的适宜播种量指导无人机飞播播种量[15-16]。目前在油菜飞播技术研究中,前人对江汉平原谷林套种飞播[3,7,10,17-19]、稻草还田免耕飞播[16,20-21]的参数开展了相关研究,而对四川区域飞播油菜播种量和施肥量的研究鲜见。本研究在化肥减量增效的背景下,在常规施氮(180 kg/hm2)减量25%前提下增设施氮量135 kg/hm2,与农户习惯人工直播(3.0 kg/hm2)的基础上增加50%增设播种量4.5 kg/hm2,系统分析播种量与施肥量对飞播油菜产量和氮素利用的影响,为飞播技术的集成应用和优化四川丘陵区油菜高产高效栽培技术体系提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020-2021年在四川省绵阳市安州区秀水镇龙泉村进行,该地位于四川盆地西北部,属中亚热带湿润季风气候区,干湿季节分明。全年气候温和,雨量充沛,日照较足,无霜期长,年均气温16.3 ℃,年均降水量为1261 mm,年均日照为1058.7 h,年均蒸发量1084.26 mm。2020年10月-2021年6月的日均温及降水量等气象信息见图1。试验田前茬作物为水稻,试验地0~20 cm土壤耕层理化性质:pH 5.5、有机质43.04 g/kg、全氮2.20 g/kg、速效磷11.16 mg/kg、速效钾69.25 mg/kg。

图1

图1   试验点2020年10月-2021年6月油菜生育期日均温和日降水量

Fig.1   Daily mean temperature and daily rainfall during the reproductive period of rapeseed at the test site from October 2020 to June 2021


1.2 试验设计

供试油菜品种为‘德新油88’,由四川同路农业科技有限责任公司提供。试验以不施氮0 kg/hm2、播种量3.5 kg/hm2(N0S3.5)为对照,设置2个纯氮水平处理135(N135)、180 kg/hm2(N180)和2个播种量处理3.0(S3.0)、4.5 kg/hm2(S4.5)。各小区磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)统一用量90 kg/hm2。为保证飞播效果,采用大区无重复试验,共5个大区,每个大区面积300 m2,取样时将每个大区平均划分为3小块,即3个重复。供试肥料中氮肥为尿素(含N 46%)、磷肥为过磷酸钙(含P2O5 12%)、钾肥为氯化钾(含K2O 60%),氮、磷、钾肥全部一次性基施。拖拉机旋耕后油菜于2020年10月18日采用极飞P20无人机飞播,2021年5月4日收割、5月10日脱粒。其他管理措施与大田管理一致(表1)。

表1   试验设计

Table 1  Experimental design kg/hm2

处理TreatmentNP2O5K2O播种量Seeding rate
N0S3.0090903.0
N180S3.018090903.0
N180S4.518090904.5
N135S3.013590903.0
N135S4.513590904.5

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1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤样品采集与分析

采用多点采样法采集耕层(0~20 cm)土壤,按照鲍士旦《土壤农化分析》[22]测定土壤pH、有机质、全氮、速效磷和速效钾等指标。

1.3.2 植株密度

分别于苗期(65 d)、蕾薹期(124 d)、盛花期(137 d)和成熟期(198 d)调查5个大区,每个大区选取1 m2样方,调查植株密度。

1.3.3 生长发育动态指标

分别于苗期、蕾薹期和盛花期选取大区内各小区植株9株,记录绿叶数,并量取每株所有绿叶的长和宽,计算单株叶面积指数(LAI)。

1.3.4 产量及其构成因素

油菜成熟后,在5个大区各小区选取长势均匀的代表性植株9株进行调查,包括有效分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重等性状指标。收获时油菜籽实收实打,现场测定水分,产量以9%的含水量进行折算[7]

1.3.5 干物质积累量和养分含量

结合生长发育动态指标和产量及其构成因素指标取样,将植株按时期分为根、叶、花、茎枝、角果壳和籽粒等部分,将相同部位混合成一个样品,烘干后称取干物质重,磨细、过筛后用于氮、磷、钾养分含量测定[17,23]

1.3.6 干物质积累过程拟合

以油菜飞播后的天数为自变量,分别以播种后0、65、124、137和198 d干物质积累量为因变量,用Logistic方程对干物质进行拟合[24]

1.4 数据处理

相关参数计算公式如下:

单叶叶面积(cm2)=长(cm)×宽(cm)×0.75
叶面积指数(LAI)=单株叶面积(cm2)×单位土地面积内株数/单位土地面积(m2
干物质积累量(kg/hm2)=密度(株/hm2)×单株干物质积累量(g)/1000
氮累积量(kg/hm2)=籽粒氮含量×籽粒干物质量+角果壳氮含量×角果壳干物质量+茎秆氮含量×茎秆干物质量
氮肥农学利用率(kg/kg)=(施氮区籽粒产量−无氮区籽粒产量)/施氮量
氮肥表观利用率(kg/kg)=(施氮区氮素积累量−无氮区氮素积累量)/施氮量

使用IBM SPSS Statistics 22.0软件进行描述性统计分析,以评估每个参数的平均值和标准差,使用Duncan新复极差法分析不同处理间差异显著性。使用Origin 2022绘图。

2 结果与分析

2.1 氮肥和播种量对飞播油菜成熟期产量及其构成因素的影响

表2可知,N180S4.5处理油菜产量最高,分别较N135S3.0、N135S4.5和N0S3.0处理显著增产16.50%、14.93%和69.86%,较N180S3.0处理增产13.68%。N135S3.0、N135S4.5和N180S3.0处理间产量差异均不显著。等氮量(N180)条件下,随播种量的增加,油菜群体分枝数、角果数和产量均呈上升趋势;高氮条件下,N180S4.5分枝数较N180S3.0处理显著增加37.23%。等播量条件下,随施氮量的增加,群体角果数和产量呈上升趋势;高播量条件下N180S4.5较N135S4.5处理的群体分枝数、角果数分别显著上升了29.30%、28.25%。

表2   油菜成熟期产量及其产量构成因素的影响

Table 2  Effects of yield and its components of rapeseed at maturity stage

处理
Treatment
分枝数
Number of branches (/m2)
角果数
Number of siliques (/m2)
每角粒数
Number of seeds per silique
千粒重
1000-seed weight (g)
产量
Yield (kg/hm2)
N0S3.045.00c1421.25c17.52b4.31a1627.70c
N180S3.0235.83b5789.06ab21.16a4.27a2764.80ab
N180S4.5323.63a6504.86a21.40a4.29a3143.05a
N135S3.0259.99ab4865.00b21.16a4.29a2697.95b
N135S4.5250.30b5072.18b20.94a4.28a2734.78b

同列不同小写字母表示不同处理在0.05水平上差异显著,下同。

Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different treatments at 0.05 level, the same below.

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2.2 氮肥和播种量对飞播油菜群体绿叶数和叶面积指数动态特征的影响

图2结果表明,随着油菜从苗期、蕾薹期直到花期生育进程的推进,植株群体绿叶数和LAI整体呈上升趋势。其中高氮高播量N180S4.5处理在油菜蕾薹期和盛花期的绿叶数与LAI均最高,N0S3.0最低。等氮量条件下,不同时期油菜群体绿叶数、LAI随播种量的增加而增加,其中N180S4.5处理在苗期、蕾薹期、盛花期分别较N180S3.0处理增加了12.61%~48.69%和5.59%~40.01%;等播量条件下,氮肥增加对油菜群体绿叶数和LAI的提升效果明显,N180S4.5处理在薹期、盛花期分别较N135S4.5处理增加了14.34%~36.95%和29.78%~ 62.85%。

图2

图2   油菜群体绿叶数和叶面积指数的动态特征

Fig.2   Dynamic characteristics of the number of green leaves and leaf area index in rapeseed populations


2.3 氮肥和播种量对飞播油菜群体干物质积累特征的影响

2.3.1 油菜干物质积累的动态特征

图3可知,随生育进程的推进,油菜群体干物质积累量变化趋势呈S型曲线,氮肥施用量和播种量影响油菜群体干物质积累量。成熟期,施氮处理群体干物质积累量表现为N180S4.5>N180S3.0>N135S3.0>N135S4.5,分别较N0S3.0处理提高了130.45%、91.02%、84.24%和79.44%。等氮量条件下,成熟期N180S4.5的群体干物质积累量较N180S3.0处理提高20.64%(P<0.05),N135S3.0和N135S4.5处理差异不明显;等播量条件下,增加施氮量使油菜群体干物质积累量呈明显上升趋势,成熟期N180S4.5处理的群体干物质积累量较N135S4.5处理显著提高28.43%(P<0.05),N180S3.0和N135S3.0处理差异不明显。

图3

图3   油菜群体干物质积累的动态特征

Fig.3   Dynamic characteristics of dry matter accumulation in rapeseed populations


2.3.2 油菜干物质动态特征值

通过Logistic回归方程计算油菜干物质积累动态特征值。由表3可知,油菜干物质最大积累量以N180S4.5处理较高,且最大积累速率为1.65 g/(m2·d),较N0S3.0提高了166.13%。等氮量条件下,播种量增加,干物质最大积累时期、快速积累期T1和T2均有延后趋势;等播量条件下,施氮量增加,干物质最大积累时期、快速积累期T1和T2亦有延后趋势,且快速积累持续期(T)有延长趋势。播种量为4.5 kg/hm2时增加施氮量,干物质最大积累速率加快,持续时间增加。

表3   油菜群体干物质积累动态特征值

Table 3  Dynamic characteristic value of dry matter accumulation of rapeseed populations

处理
Treatment
Wmax
(g/m2)
Vmax
[g/(m2·d)]
Tmax
(d)
T1
(d)
T2
(d)
T
(d)
回归方程
Regression equation
决定系数
Coefficient of determination (R2)
N0S3.0543.390.62140.23132.05148.4116.36y=543.39/(1+6.42E+09e-0.1610x)0.99451
N180S3.01037.881.33131.66123.85139.4815.63y=1037.88/(1+4.33E+09e-0.1685x)0.99472
N180S4.51252.121.65133.28125.77140.7815.01y=1252.12/(1+1.43E+10e-0.1754x)0.99709
N135S3.01001.051.38134.16127.02141.3014.28y=1001.05/(1+5.63E+10e-0.1845x)0.99525
N135S4.5974.951.28134.54127.10141.9814.88y=974.95/(1+2.21E+10e-0.1770x)0.99253

Wmax:最大积累量;Vmax:最大积累速率;Tmax:最大积累速率出现时间;T1:快速积累期起始时期;T2:快速积累期终止时期;T:快速积累持续期。

Wmax: maximum accumulation; Vmax: maximum accumulation rate; Tmax: time of maximum accumulation rate; T1: onset of the rapid accumulation period; T2: end of the rapid accumulation period; T: duration of rapid accumulation.

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2.4 氮肥和播种量对飞播油菜氮吸收利用的影响
2.4.1 油菜氮素累积及分配的变化特征

表4可知,施氮量和播种量对油菜群体氮素累积吸收分配有显著影响。N180S4.5处理的群体氮素积累量最高,分别较N135S3.0和N135S4.5处理显著增加30.82%和14.85%,较N180S3.0处理增加5.38%。等氮量条件下,播种量增加对油菜成熟期群体氮素积累量有提升作用,但差异不显著;等播量条件下,施氮量增加显著提高了油菜群体氮素积累量,N180S4.5较N135S4.5处理显著增加24.14%,N180S3.0较N135S3.0处理显著增加21.03%。从氮素分配比例来看,籽粒氮素的分配比例随施氮量的增加均呈下降趋势。

表4   油菜成熟期群体氮素累积及分配特征

Table 4  Characteristics of nitrogen accumulation and partitioning of rapeseed populations at maturity stage

处理
Treatment
氮素积累Nitrogen accumulation (kg/hm2)氮素分配比例Nitrogen distribution ratio (%)
整株
Whole plant
茎枝
Stem and branch
角果壳
Shell
籽粒
Seed
茎枝
Stem and branch
角果壳
Shell
籽粒
Seed
N0S3.065.64d7.74c7.50c50.40b11.86a11.23ab76.91a
N180S3.0129.17ab23.28a15.31ab90.57a18.00a11.85ab70.16b
N180S4.5136.12a20.60a17.82a97.69a15.12a13.10a71.77ab
N135S3.0104.05c13.58bc11.05bc79.42a13.01a10.55ab76.44a
N135S4.5112.47bc18.72ab10.92bc82.83a17.10a9.62b73.28ab

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2.4.2 油菜氮肥利用率变化特征

图4可知,N180S4.5处理的氮肥表观利用率最高,分别较N180S3.0、N135S3.0和N135S4.5处理增加10.96%、37.60%和12.85%,与N135S3.0差异显著。等氮量条件下,随播种量的增加,油菜氮肥表观利用率和农学利用率逐渐增加,其中N180S4.5处理的氮肥农学利用率最高,分别较N180S3.0、N135S3.0和N135S4.5处理增加33.25%、6.14%和2.60%,与N180S3.0处理差异显著;等播量条件下,油菜氮肥表观利用率和氮肥农学利用率随施氮量增加均呈增加趋势,但差异不显著。

图4

图4   油菜氮肥利用率

不同小写字母表示不同处理在0.05水平上差异显著。

Fig.4   Nitrogen fertilizer utilization in rapeseed

Different lowercase letters indicate significant differences between different treatment at 0.05 level.


3 讨论

作物高产取决于适宜的种植密度和优良的单株生产力,适宜的施氮量是进一步提高作物产量的关键措施[25]。油菜是需氮较多的作物,油菜的高产需以较多的氮素供应为保证[26-27]。氮肥和密度配置通过调节油菜生长环境改变油菜的株型和冠层分布,从而影响油菜对光的截获与吸收[10,12,28]。探明作物生育期内LAI的动态变化对揭示作物产量形成和掌握高产群体调控指标尤为重要。油菜群体冠层结构是否合理很大程度上取决于株间光照状况,而LAI是影响株间光照水平的最大因子。本研究发现,N180S4.5处理飞播油菜在苗期到盛花期具有较高的绿叶数和LAI。适当增施氮肥能提高油菜前期的光合生产能力,从而在后期获得更高的有效分枝数和角果数,良好的群体结构能协调植株源流库关系,畅通同化物的运输,从而有较快的干物质积累速率[29-31]。在高施氮量条件下,适度增加播种量(从3.0 kg/hm2增加到4.5 kg/hm2)进一步提高油菜植株源的供应和潜在的库容,并显著提高油菜干物质积累速率和延长干物质积累时间,使得油菜群体在生长后期仍能维持较高的光合和物质生产能力,为油菜稳产高产创造条件[31-32]

油菜产量形成是由单位面积角果数、每角粒数和千粒重3个因素共同决定,其中影响最大的是单位面积角果数[32-33]。本研究表明,施氮量和播种量对油菜产量及其构成因素有明显的调控作用,且高氮量、高播量是通过提高群体有效角果数来实现增产的。在高密度种植下,油菜个体和群体的竞争增大,只有保证单位面积上有足够的有效角果数并减少千粒重和每角粒数的下降幅度,才算协调好产量构成要素关系,使飞播油菜形成合理的群体结构,从而获得高产[12]。吴永成等[11]研究得出,增施氮肥能增加直播油菜株高、一次分枝数和单株角果数;随着施氮量增加,单位面积角果数、籽粒产量明显提高,且较高的种植密度(300 000~450 000株/hm2)可以明显增加迟直播油菜的籽粒产量。曾宇等[29]研究得出,增加施氮量能促进个体发育及增加单株分枝数与角果数,进而增加产量;而增加密度则可以增加群体主茎数与分枝数,从而提高产量与品质。高密度下,单株产量因单株荚数减少而降低,但群体产量提高[8,30,34]。本研究结果与以上研究相近。本研究还发现,N135S4.5和N180S3.0处理间产量差异不显著,这是由于合理增密弥补了因减施氮肥引起的群体角果数减少,能有效调节作物的冠层结构,提高作物对光、温、养分的利用率,协调源流库关系,从而充分发挥作物的增产潜力。适当提高密度,可以达到“以密减氮”的效果[20,35]

氮肥利用率是评价氮肥施用后被吸收利用的关键指标[36]。前人[9-10,34,37-39]关于适播条件下施氮量、施氮方式和氮肥品种等对油菜氮素吸收及氮肥利用率的影响展开了研究。随着施氮量的增加,油菜成熟期氮素积累总量增加,但转移到籽粒中的氮素降低。蒯婕等[40]研究认为,高密度种植(450 000~600 000株/hm2)比低密度种植(150 000~300 000株/hm2)节约22.9%~30.6%的氮肥用量,同时氮肥利用率显著增加,“以密省肥”效果显著。这与本研究中N180S4.5处理中氮素表观利用率最高的结果一致。

已有研究[11,26,30,40]表明,在一定范围内增施氮磷肥和提高种植密度有助于油菜产量的提高,但超过一定限度后,增施肥料和提高种植密度反而导致减产。本研究结果发现,籽粒产量随施氮量、播种量的增大而增加,且高氮量投入和高播量配置(N180S4.5)能较大幅度提高籽粒产量,这与王翠翠等[20]和付三雄等[26]研究结果相近。这可能由于合理的氮、磷肥施用量和适宜的种植密度因具体环境条件和品种特性而异,今后,将系统开展四川不同生态区域施氮量和飞播播种量的田间试验,为四川丘陵区油菜高产高效栽培提供理论和技术支撑。

另外,生产上播期推迟的油菜播种后出苗率降低,田间杂草增加,杂草与植株之间产生肥料竞争,生长发育后期易出现倒伏,对此可增加肥料施用量,以起到“以苗压草”的增收效果[41]。综上,生产上在选用耐密植、抗倒性强的品种基础上,应重视氮肥与密度配置,以肥促长,以密省肥。

4 结论

籽粒产量随施氮量、播种量的增大而增加,且高氮量投入和高播量结合能较大幅度提高籽粒产量。同时,合理密植条件下适当增加施氮量能够显著改善油菜生育期内的生长特性,有效促进油菜群体分枝数和角果数的提高,并提高油菜干物质积累速率和延长干物质积累期,增加干物质和氮素总量,最终提高产量和氮肥利用率。四川丘陵区无人机油菜飞播生产上宜采用施氮量180 kg/hm2和播种量4.5 kg/hm2的配置。

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不同含油量油菜品种的养分吸收积累与利用效率特征

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【目的】比较不同含油量油菜品种养分吸收累积动态变化,明确高含油量油菜对氮磷钾养分的需求及利用特征,为发挥油菜高产油潜能、提高养分利用效率提供理论依据。【方法】于2019—2021年通过田间和盆栽试验,分析高含油量油菜品种(中油杂19,简称Z19)和普通含油量对照品种(华油杂12,简称H12和华油杂62,简称H62)不同生育时期生物量、氮磷钾积累量的动态变化以及成熟期产油量、养分利用率的差异,探讨高含油量油菜品种养分需求特征。【结果】两年试验结果均表明Z19的籽粒产量显著低于H62(8.5%—20.4%),但与H12差异不大,而含油量显著高于H12和H62(10.1%—26.7%)。监测2020—2021生长季田间试验和盆栽试验中植株生物量和养分动态变化,结果表明不同生育时期Z19生物量均低于H62,在角果期前与H12没有显著差异,角果期和成熟期Z19生物量不同程度地高于H12。田间试验花期后和盆栽试验整个生育期Z19植株氮含量均低于H12和H62,钾含量在整个生育期内均不同程度高于H12和H62,磷含量没有一致性差异。不同生育时期Z19的氮积累量比H62低19.2%—29.0%,盆栽试验的Z19比H12低9.8%—13.1%;Z19的钾积累量与H62无显著差异,但除花期外比H12高7.4%—39.2%。Z19磷素积累量介于H62与H12之间,田间试验中显著高于H12,盆栽试验中显著低于H62。Z19的氮素生理利用效率及产油效率高于H12和H62,钾素生理利用效率低于H12和H62,但钾素产油效率没有显著差异,3个品种的磷素生理利用效率没有显著差异,而Z19的磷素产油效率显著高于H12。<sup>15</sup>N标记表明,花期前3个品种氮肥利用效率没有显著差异,花期开始Z19氮肥利用率低于H12和H62。【结论】高含油量油菜品种Z19的钾需求量较高,氮素生理利用效率较高且需求量相对较少,磷需求量及利用率无明显差异。在农业生产中,相对普遍油菜品种,高含油量油菜品种更要重视钾肥的施用,但可以适当调减氮肥用量。

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DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.21.006      [本文引用: 2]

【目的】研究共生期对谷林套播油菜苗期生长及产量构成的影响,为南方三熟制地区谷林套播油菜共生期确定提供参考。【方法】以油菜品种赣油杂5号和丰油730为材料,设置油稻共生期12 d、10 d、7 d、5 d、3 d、0 d(CK)6个处理,于2012&mdash;2014年进行大田试验。【结果】(1)共生期延长有利于提高油菜出苗期密度,但较长的共生期导致油菜密度后期急剧下降,降幅随着共生期延长而增加,成苗率和成株率随共生期延长先增加后下降。油菜成熟期密度以共生5 d处理最大,与0 d(CK)处理相比,成苗率和成株率分别提高0.97%和5.98%,而12 d共生期处理成苗率和成株率分别下降19.20%、19.35%。(2)共生期显著影响套播油菜苗期生长发育,油菜总叶数、绿叶数、根颈粗、单株干重等个体指标随共生期延长而增加,叶面积指数和群体干重等群体指标随着共生期延长呈现先增加后逐渐下降趋势。(3)套播油菜成熟期的一次分枝数、单株角果数、主序角果数、每角粒数、千粒重、单株干重、单株产量等产量相关性状与共生期关系密切。其中,共生期与一次分枝数、单株角果数、主序角果数、千粒重、单株产量、单株干重等产量性状极显著正相关、与每角粒数极显著负相关。(4)套播油菜单株产量随着共生期延长而增加,油菜单位面积产量随着共生期的延长呈先增后降趋势,以共生5 d产量最高;相比于CK,两年度分别增产20.48%和22.35%,增产效果显著。(5)共生期显著影响油菜生育进程,相比于套播处理,CK油菜全生育期明显缩短,差异主要发生在出苗至蕾薹期,现蕾后发育进程差异不明显。【结论】共生期延长有利于提高套播油菜出苗密度和个体生长发育,但成苗率和成株率低,造成成熟期密度不足而导致减产,共生期缩短出苗密度小,且因播期晚,个体生长发育较差,最终影响产量形成。因此本区域内谷林套播油菜共生期以3&mdash;7 d为宜,5 d为最佳,共生期过长或太短均不利于南方三熟制地区套播油菜高产群体的构建。

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通过分析中、高产旱地花生不同单粒精播种植密度下个体和群体质量、养分吸收等方面的差异, 研究单粒精播增产机制, 以确定中、高产旱地适宜的单粒精播密度, 为花生高产高效栽培提供理论依据。2018年和2019年在山东平度(PD)选取高产旱地、济阳(JY)选取中产旱地, 开展大田试验。设3个单粒精播密度处理, 为27.8、23.8和20.8万株 hm<sup>-2</sup>, 株距分别为9.0 cm、10.5 cm和12.0 cm, 编号为SS<sub>9.0</sub>、SS<sub>10.5</sub>和SS<sub>12.0</sub>; 双粒播种株数27.8万株 hm<sup>-2</sup>, 株距18 cm, 记为DS<sub>18.0</sub>。结果表明, 与双粒播种(DS<sub>18.0</sub>)相比, 单粒精播栽培提高了叶片叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(P<sub>n</sub>)、叶面积指数(leaf area index, LAI), 且LAI峰值较高和持续时间长。单粒精播发挥了单株干物质生产潜力, 提高了群体干物质最大积累速率6.1%~20.7%, 实现了干物质的快速积累。对于高产旱地平度, 成熟期群体干物质积累量大小为SS<sub>12.0</sub>&gt;SS<sub>9.0</sub>&gt;SS<sub>10.5</sub>&gt;DS<sub>18.0</sub>, 而中产旱地济阳为SS<sub>9.0</sub>&gt;SS<sub>12.0</sub>&gt;SS<sub>10.5</sub>&gt;DS<sub>18.0</sub>; 与DS<sub>18.0</sub>相比, 单粒精播栽培群体干物质积累量提高5.4%~14.9%。单粒精播栽培促进了单株和群体对N、P、K、Ca的吸收和积累, 增加了N和P养分向荚果中分配比例, 提高了肥料利用效率。高产旱地中单粒精播栽培通过提高个体生产力, 增加单株饱果个数和百果重, 实现了群体增产13.6%~19.1% (2018年)和15.5%~23.8% (2019年), 适宜单粒精播密度为20.8万株 hm<sup>-2</sup>。中产旱地, 单粒精播促进个体健壮和形成高密度的群体优势是实现增产的关键, 增幅8.4%~19.4% (2018年)和13.9%~ 27.8% (2019年), 适宜密度为27.8万株 hm<sup>-2</sup>。综上, 高产旱地群体质量和养分吸收量均优于中产旱地。单粒精播栽培模式可充分发挥中、高产旱地花生单株生产潜力, 促进光合产物积累和养分吸收利用, 改善了中、高产旱地花生群体质量, 表现为&#x0201c;强源&#x0201d; &#x0201c;畅流&#x0201d; &#x0201c;壮库&#x0201d;, 提高了荚果产量和收获指数, 实现了花生高产高效。

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为探究不同熟期油菜在施氮量和密度互作下的干物质积累、分配、对籽粒贡献与产量效应,以不同熟期(早熟和晚熟)油菜品种为试验材料,于2015-2016年在简阳进行品种、氮肥与密度三因素多水平的田间试验。结果表明,密度对干物质积累、分配和对籽粒贡献的影响总体均大于施氮量。在密度和氮肥互作效应下,干物质积累量的改变量总体上表现为成熟期&#x0003E;花末期&#x0003E;盛花期&#x0003E;初花期&#x0003E;苗期,且随着施氮量的增加而增加,随着密度的增大而显著减少,其中晚熟品种对密度和施氮量的变化更为敏感;干物质分配率在花期前、花期、成熟期最大差异分别表现在叶片、茎秆、角果。在相应生育期,随着密度的增大,叶片分配率显著递减,而茎秆、角果的分配率则显著递增;干物质贡献量随着密度增大而减少,晚熟品种较早熟品种的降幅大,随着施氮量增加晚熟品种干物质贡献量呈上升趋势,早熟品种干物质贡献量花前呈上升趋势,花后呈先增加后下降趋势(除低氮处理外)。在低氮(120 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>)、中氮(240 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>)下,随着密度的增大,产量呈先上升后下降趋势;高氮(360 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>)条件下,随着密度增大,产量显著递增;早熟品种的产量在中氮(240 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>)下达到最高,平均为2 244.75 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>;晚熟品种的产量在高氮(360 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>)下达到最高,平均为2 472.15 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>;早熟品种最佳密肥组合为240 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>和30~45万株&#x000b7;hm<sup>-2</sup>,晚熟品种最佳密肥组合为360 kg&#x000b7;hm<sup>-2</sup>和30~45万株&#x000b7;hm<sup>-2</sup>。综上,氮肥和密度主要通过改变干物质积累量和花后干物质贡献量来影响产量,晚熟品种更易通过调节氮肥和密度等手段实现高产量。本研究结果为不同熟期油菜氮肥及密度管理提供了理论依据。

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【目的】在晚稻-油菜套种模式下,稻茬高度对套种油菜田土壤蓄水保墒、套种油菜出苗及生长发育均具有重要影响。本研究旨在探求适宜套播油菜出苗、生长发育及高产的晚稻机收留茬高度,为实现农艺、农机高效有机结合提供参考。【方法】试验于2014&mdash;2016年在江西省南昌市进贤县江西省红壤研究所进行,以丰油730为试验材料,在大田条件下设4个稻茬高度(20、30、40、50 cm)。通过测定套播油菜成苗率、成株率、越冬期和盛花期农艺性状、叶片叶绿素含量、根系活力、产量及构成因素,比较分析晚稻不同留茬高度对套播油菜生长发育、产量的影响。【结果】(1)在20&mdash;50 cm范围内,留茬高度增加有利于提高套播油菜出苗期密度,且成苗率和成株率随着留茬高度增加先增加后下降,以留茬40 cm处理最大,成熟期密度也相对较大。与留茬20 cm、30 cm处理相比,留茬40 cm处理成苗率和成株率分别提高了13.73%、7.09%和13.18%、7.23%,与留茬50 cm处理差异不大;(2)留茬高度显著影响套播油菜生长发育。油菜总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗、单株干重等个体指标及顶部3片全展叶叶绿素含量和根系活力随留茬高度增加而下降,最大叶长随留茬高度增加而增加,叶面积指数和群体干重等群体指标随着留茬高度增加先增加后下降;(3)套播油菜单株产量随着留茬高度增加而下降,单位面积产量随着留茬高度增加先增加后下降,以留茬高度40 cm产量最高;相比产量最低的留茬20 cm处理,增产18.92%,增产效果显著。留茬高度与套播油菜成熟期的一次分枝数、单株角果数、主序角果数、千粒重、单株干重、单株产量等产量相关性状关系密切,均达到极显著或显著负相关。【结论】留茬过低,成苗率和成株率低,尽管个体生长发育较好,但成熟期密度不足不利于高产群体构建;留茬过高,成苗率和成株率显著提高,但个体生长发育偏弱,不能发挥群体生长优势,最终影响产量形成。在4个稻茬高度下,留茬高度以40 cm为宜,套播油菜群体生长和产量表现优势明显。

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在相同茬口条件下,比较油菜两种飞播种植模式的产量及效益,为鄂东地区晚收稻田油菜轻简化生产提供技术支撑。以冬油菜为试材,通过两年的田间试验,获得两种飞播种植模式的油菜产量和效益数据。与旋耕飞播相比,两年免耕飞播的油菜籽产量平均增加561.5 kg/hm<sup>2</sup>,增产率平均为25.7%,增产的主要原因是单株角果数显著增加,平均增幅为28.6%;两年免耕飞播的油菜产值平均增加3023元/hm<sup>2</sup>,毛收入平均增加4523元/hm<sup>2</sup>,主要原因是免耕飞播减少了秸秆离田、种子农药用量、旋耕整地和除草防病四个方面投入,两年投入共计平均减少1500元/hm<sup>2</sup>。油菜免耕飞播种植模式不仅降低了油菜生产成本,还提高了油菜产量和效益,具有节本增效的优势,适宜在鄂东晚收稻田推广应用。

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【目的】长江流域油菜季降雨丰沛,导致该地区光照强度下降,加之密植技术的推广,加剧了个体间对光照的竞争。故光照不足、土壤质地差成为制约该地区油菜高产的重要因素。通过研究耕作深度对遮阴油菜根系生长和养分利用的影响,以期为油菜的稳产增收提供理论支撑。【方法】2019&#x02014;2021年在湖北武汉华中农业大学试验基地进行裂区试验,品种为主区(湘杂油518,XZY518;浙油50,ZY50),土壤翻耕深度(T5,5 cm;T20,20 cm)为副区,不同光照强度(S0,0%遮阴;S1,30%遮阴)为副副区,研究不同耕作深度下遮阴油菜的土壤养分和理化性质、干物质累积、抗氧化酶活性、根冠生长、养分吸收的变化。【结果】深耕可以促进各层土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾养分的积累,其中10&#x02014;20 cm土壤的养分含量增幅最大,为7.5%&#x02014;42.3%。两种翻耕深度下,遮阴均导致土壤电导率下降,根表面积减少13.3%&#x02014;36.6%,主根长、根冠比和侧根占比增加,氮素利用率显著下降3.0%&#x02014;28.4%,根系干重减少,抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性增加。遮阴条件下,翻耕深度的增加,使土壤含水量降幅减小,油菜主根伸长且根表面积增大,根冠比和侧根占比增加,氮素利用率提高,根系的抗氧化酶(POD、SOD)活性增强,干物质积累增多。方差分析表明翻耕深度和遮阴对根系形态、干物质累积、抗氧化酶活、养分利用的互作效应多呈显著或极显著水平。在浅耕和深耕条件下,与正常光照相比,遮阴导致根表面积分别下降24.9%&#x02014;36.6%、13.3%&#x02014;19.2%,氮素利用率分别下降10.0%&#x02014;28.4%、3.0%&#x02014;23.9%。【结论】弱光胁迫下,深耕通过提高各层土壤养分含量,使油菜主根伸长,侧根占比增加,根表面积增大,同时根系抗氧化酶活力的增强延缓了根系的衰老,使根系养分吸收能力增强,氮素利用率增大,干物质积累量增大,最终促进了油菜的生长。

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作物学报, 2023, 49(7):1919-1929.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.23056      [本文引用: 1]

针对干旱绿洲灌区水资源匮乏、玉米生产化肥投入量大等问题, 在水氮减量条件下, 探讨增大密度对玉米干物质积累、籽粒产量和产量构成的影响, 以期为建立水氮减量玉米稳产高效技术体系提供依据。2020—2021年, 在地方习惯灌水减量20% (3240 m<sup>3</sup> hm<sup>-2</sup>, W1)、习惯灌水(4050 m<sup>3</sup> hm<sup>-2</sup>, W2)和减量施氮25% (270 kg hm<sup>-2</sup>, N1)、习惯施氮(360 kg hm<sup>-2</sup>, N2)条件下, 研究密度从7.50万株 hm<sup>-2 </sup>(低, D1)提高30% (中, D2)、60% (高, D3)时, 玉米干物质积累及产量的响应特征。研究表明, 水、氮减量均显著降低玉米籽粒产量, 增密30%可补偿水氮同时减量导致的产量降低效应; 施氮量不变降低灌水量时, 增密可显著提高产量。2个试验年度内, W1较W2、N1较N2产量分别降低3.0%、12.9%, D2、D3较D1产量分别高12.9%、9.2%; W1N1D1较W2N2D1处理减产12.3%, W1N1D2与W2N2D1处理产量差异不显著。增密30%能够补偿水氮减量减产的主要原因是提高了灌浆初期到成熟期干物质的累积量和成穗数, W1N1D2与W2N2D1相比, 灌浆初期到成熟期干物质积累量提高5.8%, V<sub>max </sub>(最大干物质积累速率)、V<sub>mean </sub>(平均干物质积累速率)、T<sub>m </sub>(最大干物质积累速率出现时间)、HI (收获指数)差异均不显著, 穗数增加24.7%, 但穗粒数、千粒重分别降低19.3%和14.8%。W1N2D2较W2N2D1处理增产13.9%。当施氮量不变时, 减水增密稳产的主要原因是提高了干物质积累量、V<sub>mean</sub>、HI和穗数, W1N2D2与W2N2D1相比, 穗数、干物质积累、V<sub>mean</sub>和HI分别提高24.8%、10.2%、8.4%和4.7%, 千粒重差异不显著。因此, 本试验水氮同步减量条件下增密30%, 是绿洲灌区玉米水氮节约稳产高产的可行措施; 在施氮量保持不变但灌水量减少20%时, 密度提高30%是玉米节水增产的有效措施。

付三雄, 周晓婴, 张维, .

种植密度和施氮量对油菜产量、品质及机收性状的影响

江苏农业学报, 2016, 32(3):548-556.

[本文引用: 3]

王锐, 吴位仙, 郑卫东, .

氮素水平与品种对直播冬油菜农艺性状、产量及其构成因子的影响

江苏农业科学, 2019, 47(14):77-81.

[本文引用: 1]

袁嘉琦, 刘艳阳, 许轲, .

氮密处理提高迟播栽粳稻资源利用和产量

作物学报, 2022, 48(3):667-681.

[本文引用: 1]

曾宇, 雷雅丽, 李京, .

氮磷钾用量与种植密度对油菜产量和品质的影响

植物营养与肥料学报, 2012, 18(1):146-153.

[本文引用: 2]

王杰, 周雨, 黄晓芳, .

不同播期、密度与施氮水平对直播油菜生长及产量的影响

作物研究, 2021, 35(4):330-335.

[本文引用: 2]

余新颖, 王春云, 李大双, .

高产油菜品种稳产性形成机制

作物学报, 2023, 49(6):1601-1615.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2023.24115      [本文引用: 2]

作物生产中, 稳产与高产同等重要。本试验以高产但稳产性存在差异的品种“湘杂油518”和“大地199”为材料, 分别在武汉和兰州进行播期、施氮量、种植密度的单因素田间试验, 测定农艺及生理指标、各处理籽粒产量, 计算其变异系数, 探究主要农艺性状与稳产性的关联度, 为油菜大面积丰产及良种选育提供理论依据。结果表明, (1) 播期、氮肥及密度显著影响油菜产量; 相同试点, 两品种的最高产量差异不显著, 但其在各处理间的稳产性差异明显; 本试验中, 大地199在不同播期、氮肥处理下产量变异系数均低于湘杂油518, 稳产性较强。(2) 与湘杂油518相比, 大地199各关键生育期的叶面积指数(leaf area index, LAI)、光能利用效率(light energy utilization efficiency, LUE)、地上部干物质累积量和花期根系形态等指标均较优, 且变异系数小, 是其高产且稳产性强的基础。(3) 灰色关联度分析发现, 各处理条件下, 油菜籽粒产量与群体角果数、花期地上部干重和平均根直径等指标关联度较大; 且产量变异系数与群体角果数、花期地上部干重和平均根直径变异系数极显著正相关。综上, 优化油菜群体角果数、花期地上部干重和平均根直径等指标, 可为油菜品种选育及大面积丰产提供理论支撑。

Kuai J, Li X Y, Yang Y, et al.

Effects of paclobutrazol on biomass production in relation toresistance to lodging and pod shattering in Brassica napus L.

Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(11):2470-2481.

[本文引用: 2]

刘秋霞, 任涛, 张萌, .

秸秆还田与氮磷钾化肥配施对直播冬油菜产量及其构成因子的影响

中国土壤与肥料, 2016(6):68-73.

[本文引用: 1]

袁圆, 汪波, 周广生, .

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.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.08.004      [本文引用: 2]

【目的】茎秆倒伏是制约我国油菜生产效益提高的重要因素,研究不同播期及密度下油菜茎秆抗倒性变化规律及其生理机制,为油菜高产抗倒栽培提供理论及技术支撑。【方法】本研究以华油杂62和沣油520为材料,设置2个播期(9月25日、10月25日)和4个密度(15×10<sup>4</sup>、30×10<sup>4</sup>、45×10<sup>4</sup>和60×10<sup>4</sup> 株/hm<sup>2</sup>)裂区试验,测定产量及其构成,茎秆抗折力、倒伏指数、显微结构、主要成分及木质素合成关键酶活性等指标。【结果】(1)9月25日播种(T1),密度从15×10<sup>4</sup>hm<sup>-2</sup>增至60×10<sup>4</sup>hm<sup>-2</sup>,油菜单株产量、单株角果数及每角粒数均下降,小区产量在45×10<sup>4</sup> hm<sup>-2</sup>处理达峰值,此时倒伏指数最小,抗倒能力最强,产量及抗倒性协同提高;播期推迟至10月25日(T2),在任何密度下,小区产量、单株产量、单株角果数及每角粒数均显著降低,但地上部鲜重下降更明显,导致迟播油菜的倒伏指数下降、抗倒性增强。(2)适期播种时,密度增大,株高和茎秆干重均显著降低,倒伏指数呈先降后增的趋势,易倒伏部位从主茎中上部转移至主茎中下部,茎秆维管束长度/髓腔外组织宽度和维管束面积/茎横截面积等指标参数逐渐增加,茎秆木质素和纤维素含量呈先增后降趋势。油菜播期从T1推迟至T2,株高和茎秆干重均显著降低,茎秆木质素、纤维素含量显著下降,但植株地上部鲜重降幅较大,倒伏指数下降,抗倒性增强。逐步回归分析表明木质素是改善输导组织结构、协调倒伏指数及小区产量的关键指标,茎秆木质素含量及群体木质素总量高,可同时获得较强的茎秆抗倒性及较高的小区产量。(3)适期播种,密度从15×10<sup>4</sup>hm<sup>-2</sup>增至60×10<sup>4</sup>hm<sup>-2</sup>时,与木质素合成相关的过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)及4-香豆酰-CoA连接酶(4CL)酶活性增强,油菜播期从T1推迟至T2,木质素合成酶POD、CAD、PAL、4CL的活性均显著降低。【结论】不同播期条件下,优化种植密度,可显著提高油菜的群体产量;且播期推迟,可通过进一步增大种植密度弥补单株产量的不足,晚播密植条件下茎秆木质素合成能力增强,木质素含量增加,协调了高产和抗倒的矛盾。

王芳东, 吕伟生, 符明金, .

密植减氮对三熟区不同肥力红壤稻田作物产量和耕层氮素的影响

水土保持学报, 2020, 34(5):285-291.

[本文引用: 1]

杨秉庚, 蔡思源, 刘宇娟, .

土壤供保氮能力决定稻田氮肥增产效果和利用率

土壤学报, 2023, 60(1):212-223.

[本文引用: 1]

吕伟生, 肖富良, 张绍文, .

种肥播施方式对红壤旱地油菜产量及肥料利用率的影响

作物学报, 2020, 46(11):1790-1800.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2020.94203      [本文引用: 1]

为明确红壤旱地油菜适宜的种肥播施方式, 本研究通过2017—2018年和2018—2019年2年的田间试验, 系统分析传统种肥土表撒播(T1)、种子条播而肥料土表撒施(T2)、种肥等行异位同步播施(T3)和种肥宽窄行异位同步播施(T4) 4种不同种肥播施方式对油菜产量、密度动态、干物质变化、养分吸收和肥料利用率的影响。结果表明, 种肥播施方式对红壤旱地油菜产量形成和肥料利用率均产生了显著影响, 且在低肥力条件下影响更为显著。相比T1和T2, T3、T4显著促进了油菜高产的形成和肥料利用率的提高, 但T3与T4二者之间差异不显著。种肥异位同步播施明显提高了各时期油菜干物质量, 尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量, 促进了花后根部与地上部干物质同步增长; 同时促进了对N、P、K的吸收, 保证较高的植株密度并协同产生充足的角果数, 最终提高油菜产量和肥料利用率。因此, 种肥异位同步播施可显著提高红壤旱地油菜生产力, 建议结合机械化种植因地制宜地推广应用。

严红梅, 段秋宇, 李虹桥, .

密度对甘蓝型矮秆油菜干物质及氮素积累分配的影响

华北农学报, 2021, 36(增1):143-148.

巢成生, 王玉乾, 沈欣杰, .

甘蓝型油菜苗期氮高效吸收转运特征研究

中国农业科学, 2022, 55(6):1172-1188.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2022.06.010      [本文引用: 1]

【目的】氮素吸收效率是影响作物氮效率的重要方面,开展油菜氮高效吸收转运特征研究旨在为提升油菜氮吸收效率及产量提供理论依据。【方法】为探究油菜氮高效吸收转运机理,以一对氮效率差异显著的油菜种质:氮高效种质&#x02018;498&#x02019;和氮低效种质&#x02018;428&#x02019;为试验材料,在营养液培养条件下,设置正常供氮(9.5 mmol&#x02219;L<sup>-1</sup>)和低氮(0.475 mmol&#x02219;L<sup>-1</sup>)处理,研究不同氮浓度下油菜在3个生长时期(物候生长期12、14和16)的生理指标差异;并运用<sup>15</sup>N同位素示踪技术研究不同种质对NO<sub>3</sub><sup>-</sup>和NH<sub>4</sub><sup>+</sup>的吸收和转运能力。同时,利用实时荧光定量PCR技术分析氮吸收转运相关基因(BnNPFs、BnNRT2s和BnAMTs)在氮效率不同油菜种质中的表达差异。【结果】不同氮浓度处理下,油菜种质&#x02018;498&#x02019;的植株生长和根系发育均表现较强优势,根系形态指标(主根长、总根长、根表面积、根体积和侧根数)、生物量、氮累积量和氮吸收效率均显著高于油菜种质&#x02018;428&#x02019;。<sup>15</sup>N同位素示踪试验也表明,油菜种质&#x02018;498&#x02019;对NO<sub>3</sub><sup>-</sup>和NH<sub>4</sub><sup>+</sup>的吸收累积强于&#x02018;428&#x02019;,尤其是NH<sub>4</sub><sup>+</sup>,&#x02018;498&#x02019;在高低氮浓度处理下植株<sup>15</sup>NH<sub>4</sub><sup>+</sup>累积量均显著高于&#x02018;428&#x02019;。实时荧光定量PCR分析结果进一步显示,在正常供氮处理下,参与NO<sub>3</sub><sup>-</sup>、NH<sub>4</sub><sup>+</sup>吸收与转运的基因(BnNPF6.3a、BnNRT2.1e、BnNPF7.2a、BnNPF7.2c、BnNPF6.2c、BnAMT1;2a、BnAMT1;3c、BnAMT1;4a、BnAMT2;1a和BnAMT2;1b)在&#x02018;498&#x02019;中的相对表达量显著高于&#x02018;428&#x02019;;而在低氮处理下,&#x02018;498&#x02019;根中参与NO<sub>3</sub><sup>-</sup>吸收与转运的基因(BnNRT2.4a、BnNRT2.5a和BnNRT2.5b)的相对表达量显著低于&#x02018;428&#x02019;,但是参与调控NO<sub>3</sub><sup>-</sup>转运及再分配的基因(BnNPF7.3a 和BnNPF6.2c)表达水平较高,同时,参与NH<sub>4</sub><sup>+</sup>吸收转运的基因(BnAMT1;1a、BnAMT1;2a、BnAMT1;3c、BnAMT1;4a、BnAMT2;1a和BnAMT2;1b)的表达水平也显著高于&#x02018;428&#x02019;。【结论】与氮低效种质&#x02018;428&#x02019;相比,氮高效种质&#x02018;498&#x02019;的根长、根表面积(体积)、侧根数均表现出显著优势,并且其对氮(尤其是NH<sub>4</sub><sup>+</sup>)的吸收累积能力较强;正常供氮处理下,参与NO<sub>3</sub><sup>-</sup>、NH<sub>4</sub><sup>+</sup>吸收转运的基因在&#x02018;498&#x02019;中表达相对较高,而低氮处理下参与NO<sub>3</sub><sup>-</sup>转运与再分配及NH<sub>4</sub><sup>+</sup>吸收转运的基因在&#x02018;498&#x02019;中相对表达量显著高于&#x02018;428&#x02019;,说明&#x02018;498&#x02019;相对较高的氮吸收效率可能与部分BnNPFs和BnAMTs基因的高表达水平相关。

蒯婕, 王积军, 左青松, .

长江流域直播油菜密植效应及其机理研究进展

中国农业科学, 2018, 51(24):4625-4632.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.24.004      [本文引用: 2]

长江流域是我国油菜主产区,面积与总产均约占我国油菜总面积与总产的90%左右。但与发达国家相比,我国长江流域直播油菜长期存在着“密度低、单产低、机械化程度低、肥料用量高、人工成本高”的问题。“三低两高”的现状,导致油菜生产成本高,效益低,农户种植油菜积极性不高,面积与总产长期徘徊,阻碍了该产区油菜生产的发展。近年来,各地生产实践均表明,合理密植是提高我国长江流域直播油菜生产效益,提高农户种植油菜积极性,缩小与发达国家差距的一项核心技术。本文根据相关研究,综述了长江流域直播油菜适当增加种植密度后,油菜的籽粒产量、籽粒品质、茎秆抗倒性、角果抗裂角性、肥料利用效率、光能利用率以及菌核病、杂草发生的变化规律及其机理,提出了直播油菜“以密增产、以密补迟、以密省肥、以密控草、以密适机”的“五密”栽培技术,为建立适宜油菜机械化生产的高产抗倒油菜群体提供了理论依据,同时也为油菜绿色轻简高效生产提供了技术支撑。

盛倩男, 余小红, 周雄, .

油菜与杂草生物量和养分竞争对氮磷钾肥用量的响应

中国农业科学, 2023, 56(3):481-489.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.03.007      [本文引用: 1]

【目的】杂草是限制油菜丰产的重要因素之一,养分的合理管理对杂草防控起到关键作用。本研究在大田条件下,探究氮、磷、钾肥施用量对油菜与杂草生物量及养分竞争的影响,为生态控草和农业可持续发展提供依据。【方法】在湖北省武穴市开展田间试验,采用单因素试验设计,设置氮(0、90、180和270 kg N·hm<sup>-2</sup>,分别用N0、N1、N2和N3表示)、磷(0、45、90和135 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>·hm<sup>-2</sup>,分别用P0、P1、P2和P3表示)、钾(0、60、120和180 kg K<sub>2</sub>O·hm<sup>-2</sup>,分别用K0、K1、K2和K3表示)各4个不同用量梯度田间试验。在油菜成熟期,测定油菜籽产量、油菜和杂草的生物量及相应的养分含量,计算养分积累量,分析油菜与杂草的养分竞争关系及其对肥料用量的响应。【结果】施肥显著提高油菜籽产量、地上部总生物量和相应的养分积累量,在氮、磷、钾3种养分中,油菜生长和养分吸收对缺磷最敏感。N0、P0和K0处理的油菜籽产量分别为560、227和1 490 kg·hm<sup>-2</sup>,分别只占相应最高产量(N3、P3和K3处理)的18.2%、7.5%和50.1%,油菜地上部总生物量随着养分的投入变化趋势与籽粒产量一致。N0、P0和K0处理的油菜相应养分积累量依次为19.96、0.88和 26.21 kg·hm<sup>-2</sup>,分别占相应最高养分积累量的12.24%、3.72%、22.26%。杂草生物量和相应的养分积累量随着3种养分施用量的增加不断下降(磷肥用量试验P2处理最高除外),N0、P0和K0处理的杂草生物量分别为1 365、3 060和1 535 kg·hm<sup>-2</sup>,分别是相应最低杂草生物量(N3、P2和K3处理)的7.59倍、5.19倍和3.61倍;N0、P0和K0处理杂草的相应养分积累量依次为17.60、1.91和9.38 kg·hm<sup>-2</sup>,分别是相应最低杂草养分积累量(N3、P2和K3处理)的3.78倍、1.54倍和1.52倍。与磷和钾相比,杂草与油菜对氮的养分竞争力更强,在各氮肥处理时杂草的氮含量均高于油菜。施肥提高了油菜与杂草的生物量和相应养分积累量的比值,除不施磷处理外,其他所有处理的油菜与杂草的生物量和相应养分积累量的比值均大于1,且这个比值随施肥量的增加而不断提高(磷肥用量试验P2处理最高除外),说明充足的养分供应可以显著提高油菜的生长势及养分吸收能力,发挥了抑制杂草的作用。【结论】冬油菜田间杂草的危害程度受养分供应状况的控制,施肥有效弥补了油菜生长前期除草剂不能完全控制整个生育期杂草的不足,氮、磷、钾肥充足施用能显著降低杂草生物量和相应的养分积累量,油菜与杂草竞争能力对3种养分的响应程度为磷&gt;氮&gt;钾。

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