薹花期不同地下水位對油菜產量及養分吸收的影響

鄒娟　朱建強　吳啟俠等

摘要：蕾薹期至花期是油菜（Brassica napus L.）對水分的敏感期，為明確油菜此時期合適的地下水位，給油菜生產的農田排水降漬提供理論依據，在蕾薹期利用測筒裝置研究4個不同地下水埋深（0、30、50、70 cm）對油菜產量及養分吸收的影響。結果表明，0、30和70 cm地下水埋深顯著降低了油菜地上部各器官產量；從產量構成因子看，蕾薹期地下水造成油菜減產的主要原因是單株角果數的顯著下降；0 cm水埋深處理在收獲指數、氮、磷、鉀養分積累量及子粒養分積累比例等指標上均明顯低于其他處理；50 cm地下水埋深對油菜產量及養分吸收無明顯影響。綜合考慮產量效應及開溝降漬的生產成本，湖北省稻茬油菜田的適宜地下水埋深應控制在30～50 cm。

關鍵詞：油菜（Brassica napus L.）；地下水位；產量；養分吸收

中圖分類號：S565.4；S634.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）19-4666-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.003

Abstract： In order to examine the suitable water table for rapeseed （Brassica napus L.） during the stage of bud-blooming， Test-pit experiment was conducted to study the effects of different water table （0， 30， 50 and 70 cm up to the soil surface） during bud-blooming on rapeseed yield and nutrient uptake. The results indicated that rapeseed yield was obviously decreased by 0， 30 and 70 cm. From the analysis of yield component， the yield decline of those water table treatments was due to significant decrease in the number of siliques per plant. Harvest index， nutrition accumulation of nitrogen（N）， phosphorus （P）， potassium （K） and seed accumulation rate by 0 cm were significantly lower than other water table treatments. The yield and nutrient uptake were not affected dramatically by 50 cm water table. Considering the yield effect and cost of ditching， the suitable water table during bud-blooming was 30～50 cm for rice stubble rapeseed in Hubei province.

Key words： rapeseed（Brassica napus L.）； water table； yield； nutrient uptake

湖北省是中國油菜（Brassica campestris L.）主產省份，其油菜播種面積占全國播種面積的1/6左右，且油菜單產高于全國平均水平[1]。同時，由于湖北省油菜生產主要是水旱輪作尤其是稻茬免耕種植模式，水稻收獲后土壤黏重、地下水位高、排水困難，且春季氣候濕潤多雨，容易田間積水造成油菜濕害[2，3]。濕害是湖北省油菜高產穩產的限制因子之一，常年發生面積約占總面積的20%[4]。研究表明，濕害脅迫下，根際缺氧，根系活力下降，根對水分和養分的主動吸收能力減弱，氮、磷、鉀等養分吸收量下降，植株生長緩慢，最終導致作物減產[5，6]。然而，有關地下水位對油菜產量及養分吸收影響的研究尚鮮見報道。針對湖北省油菜生產模式和氣候特點，在土層1.0 m內設置4個不同的地下水位，研究雨水較多的薹花期不同地下水位對油菜產量及養分吸收的影響，明確油菜薹花期的適宜地下水位，為生產中排澇降漬提供理論依據，以實現湖北省油菜高產、高效生產。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013年10月至2014年5月在湖北省荊州市長江大學農學院試驗基地澇漬測筒區進行。測筒封底，其面積0.44 m2、深115 cm、內徑71 cm。測筒內土壤為中壤，取自旱地，按等容重分層回填，其土壤pH 8.65，有機質含量11.42 g/kg，全氮1.20 g/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷11.81 mg/kg，全鉀11.58 g/kg，速效鉀85.24 mg/kg。供試油菜為華中農業大學選育的雙低甘藍型品種華油雜15號，于2013年10月6日苗床播種，11月6日每盆移栽生長一致的壯苗4株。肥料用量按大田N 180 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2、硼砂7.5 kg/hm2[7]，其中磷肥和硼砂均作基肥1次施用，氮、鉀肥分基肥、越冬肥和薹肥3次施用，比例分別為60%、20%和20%。肥料分別用尿素（N含量為46%）、過磷酸鈣（P2O5含量為12%）、氯化鉀（K2O含量為60%）和硼砂（B含量為11%）。

1.2 試驗設計

在油菜抽薹至開花期（2014年3月8～22日）進行水位處理，設置的地下水埋深分別是0、30、50、70 cm，同時采用大田正常水分管理（保持田間持水率的70%～80%）的測筒為對照。每處理和對照重復3次，進行隨機試驗設計。

1.3 測定項目

油菜收獲時，考察株高、莖粗、第一分枝高、一級有效分枝數、主花序長度、主花序角果數、單株總角果數、每角粒數、每角長度及千粒重等性狀指標，待風干后測定單株產量，并按根、莖葉、角殼、子粒等器官分開，計算收獲指數，烘干后測定其氮、磷、鉀養分含量。

植株全氮磷鉀用濃H2SO4-H2O2聯合消煮，流動注射分析儀（德國SEAL，AA3）測全氮和全磷，火焰光度計測全鉀[8]。

以油菜各項測度指標為依據，用下列公式計算其受濕害影響的相對大小[9]。

RIR=（Vc-Vt）/Vc×100%

式中：RIR為相對濕害指數；Vc為對照區作物某一指標測定值；Vt為作物同一指標在處理區的測定值。

2 結果與分析

2.1 地下水位對油菜生長性狀的影響

成熟期油菜生長性狀調查結果（表1）顯示，地下水埋深0 cm處理油菜生長明顯受到抑制，油菜株高、莖粗、一次有效分枝數、主花序長度等生長性狀均顯著低于其余處理，單株角果數降幅最為顯著，地下水埋深30、50、70 cm及對照處理單株角果數較0 cm處理增加2.91～3.94倍。除地下水埋深0 cm處理外，其余3處理在一次有效分枝數、主花序角果數、每角粒數、每角長度及千粒重等指標上與對照處理無明顯差異，但地下水埋深70 cm處理單株角果數比對照處理少158.25個，差異顯著。

2.2 地下水位對油菜各器官生物學產量的影響

從表2結果可以看出，薹花期4個不同地下水埋深均不同程度地降低了油菜各器官的干物質量。在0～50 cm范圍內隨地下水埋深的增加各器官干物質量均呈現上升趨勢，當地下水埋深達到70 cm時，干物質量有所降低。以子粒產量為例，50 cm水埋深單株子粒產量達到42.71 g，而0 cm水埋深僅5.96 g，0、30和70 cm水埋深子粒產量較對照分別下降了39.66、9.09和13.66 g/株，50 cm水埋深與對照無明顯差異。表2結果還顯示，水埋深0 cm時，油菜收獲指數（子粒占地上部干物質重的比例）僅為0.12，與其他處理間差異顯著，說明漬水顯著影響干物質從營養器官向子粒的轉移與分配。

2.3 地下水位對油菜養分吸收的影響

2.3.1 對植株養分含量的影響 油菜各器官氮、磷和鉀養分含量結果如表3所示。從表3可以看出，地下水埋深對各器官P、K含量的影響相對較小，而對N含量的影響較大。0 cm水埋深與對照處理相比，根、莖稈、角殼和子粒中氮含量分別增加了68.02%、51.62%、32.71%和5.89%，30～70 cm水埋深油菜各器官氮、磷和鉀含量與對照無明顯差異。0 cm水埋深油菜各器官氮素含量增加的原因可能是漬水后干物質減少的比例大于養分積累量減少的比例，導致養分濃縮，使植株的養分含量高于其余處理。

2.3.2 對植株養分積累量的影響 表4為油菜各器官養分積累量，結果表明，各處理N、P2O5和K2O積累量順序為CK≈50 cm水埋深>30 cm水埋深>70 cm水埋深>0 cm水埋深。養分積累量的變化趨勢與油菜干物質量的趨勢相同，說明本試驗條件下，油菜養分積累量主要受生物量影響。

根據表4結果可計算養分在不同器官中的分配比例，可知0 cm水埋深子粒氮、磷和鉀積累量分別占總量的62.68%、57.23%和5.97%，低于其他處理子粒養分所占比例，其余4個處理子粒氮、磷、鉀所占比例分別為80.58%～82.35%、72.09%～74.55%、12.01%～12.52%，說明漬水影響養分由營養器官向子粒的轉移。

2.4 不同地下水埋深下油菜相對濕害指數

分別以產量構成因子單株總角果數、每角粒數、千粒重、單株子粒產量及氮、磷、鉀養分積累量為測度指標，計算油菜相對濕害指數。結果表明，隨著地下水埋深從近地表降到地表以下50 cm，各指標相對濕害指數依次變小，繼續增加水埋深至70 cm，相對濕害指數有增加趨勢。

3 小結與討論

蕾薹期至花期是油菜水分敏感期，此時期在土壤水分長時間飽和（即充分受漬）情況下，土壤缺氧，油菜根系活力下降，影響了營養元素吸收，且地上部葉片光合速率下降，物質積累轉運降低[10]，導致漬害解除后的恢復生長緩慢，干物質積累及向子粒轉運的比例減少，油菜收獲指數明顯降低，減產顯著。在產量構成因子中，水分對單株角果數的影響最大，其次是每角粒數和千粒重。

作物對養分的吸收利用與土壤養分狀況及根系吸收養分的能力等有關[11]。本研究結果表明，地下水位0 cm時，氮、磷和鉀各器官總養分積累量及子粒中養分積累比例顯著低于其余處理，說明漬水影響油菜對氮、磷和鉀素的吸收和轉運。其原因可能有以下幾點：一是漬水后由于土壤缺氧，引起根系細胞線粒體呼吸功能紊亂、有氧呼吸降低、糖酵解加速，進而主動吸收能量不足、根系吸收能力降低；二是葉片氣孔關閉、蒸騰作用降低，導致養分向地上部的轉運及分配改變；另外，漬水后，根際土壤氧化還原電位降低，CO2分壓升高，土壤養分狀況亦隨之改變[12-15]，從而影響油菜后期對養分的吸收和利用。

以不同指標計算油菜濕害指數，表明在地下水埋深0～50 cm范圍內，濕害指數呈降低趨勢，地下水埋深至70 cm時，濕害指數增加。綜合考慮漬害影響及隨地下水位的下降，開溝難度及成本相應增加，在油菜薹花期宜通過開溝、縮小廂面等適當的排水管理將地下水埋深控制在30～50 cm。

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