張占琴,閆紫薇,楊相昆,桑志勤
(1.新疆農墾科學院作物所,新疆石河子 832000;2.谷物品質與遺傳改良兵團重點實驗室,新疆石河子 832000;3.河北農業大學,河北保定 071000)
【研究意義】新疆大部分小麥產區,收獲后尚有2 000℃左右≥10℃積溫可以利用,充分利用麥收后空閑的光、熱、水、土等資源,復種青貯飼料,可以緩解飼草壓力及延長土地綠色覆蓋時間,有效防治水土流失。飼料油菜生育期短、耐低溫、早霜后仍可正常生長、莖稈粗壯,葉片肥大,飼喂性好,是品質極佳的優質飼草[1-3],在新疆麥后復種飼料油菜具有廣闊的發展前景,特別是北疆冷涼地區,復播青貯玉米無法成熟,復播飼料油菜則提供新的飼草來源?!厩叭搜芯窟M展】目前國內已有關于復種飼料油菜播期、播量、收獲期、營養價值、飼料油菜對土壤理化性質、土壤微生態效應的影響以及飼料油菜的土壤培肥效應等方面研究報道[4-10]?!颈狙芯壳腥朦c】目前新疆地區復播飼料油菜相關文獻較少,只有少量關于播量和栽培技術方面的報道[11-14]。麥后免耕復種飼料油菜在北疆地區推廣時間較短,生產上缺少最適播期和播量的研究,研究不同播期、播量對飼料油菜產量和品質的影響?!緮M解決的關鍵問題】采用大田試驗,研究不同播期、播量與產量及品質的內在關系,篩選出適合新疆地區麥后復種的最佳播期和最適播量,為熱量充足地區麥后復種飼料油菜提供理論依據,為高緯度冷涼地區麥后復播提供技術支撐。
1.1 材 料
試驗于2016~2017年復播油菜生長季節(7~10月)在新疆石河子新疆農墾科學院2輪2號試驗地(44.310 8°N、85.986°E,海拔460 m)進行,該地區屬于典型的干旱氣候區,年平均氣溫7.5~8.2℃,日照2 318~2 732 h,無霜期147~191 d,年降雨量180~270 mm,年蒸發量1 000~1 500 mm,≥10℃的活動積溫3 570~3 729℃。試驗田土壤為粘壤土,耕層(0~30 cm)土壤基本理化性狀為:有機質含量17.1 g/kg,全鹽含量1.17 g/kg、全氮含量1.12 g/kg,全磷含量0.96 g/kg,全鉀含量18.4 g/kg,水解性氮含量86.73 mg/kg,有效磷含量13.83 mg/kg、速效鉀含量319.33 mg/kg。
供試品種為油菜(BrassicanapusL.)飼油2號(甘藍型,2010年通過全國審定,飼料綠肥,7月中下旬播種,10月上旬收獲,生育期75 d左右),購自湖北國科高新技術有限公司。
1.2 方 法
1.2.1 試驗設計
試驗在新疆農墾科學院2輪2號地進行,采用裂區試驗,以播期為主區,播量為副區。試驗設置正常播種和晚播2個水平,4個播量,3次重復,共24個小區。2016、2017年連續2年重復進行,前茬均為春小麥新春22號。
1.2.2 播期
試驗設置正常播種和晚播2個水平,2016年為7月21號播種(正常播種)、8月10號播種(晚播);2017年7月18播種(正常播種),7月27日播種(晚播)。
1.2.3 播量
設置9、12、15、18 kg/hm24個水平。
1.2.4 田間管理
春麥收獲后,將麥草運出田塊,噴灑除草劑消滅雜草,沿原有滴灌帶兩側人工開溝,人工撒播,行距30 cm,播種后即刻滴出苗水2次。2016年正常播種,7月27日出苗,晚播8月15日出苗;2017年正常播種7月24日出苗,晚播8月4日出苗。出苗后40 d開始隨水追施150 kg/hm2尿素,全生育期滴水4~5次。2016年10月20日收獲測產,2017年正常播種9月28日測產收獲,晚播10月4日測產收獲。
1.2.5 油菜品質
在飼料油菜生長的盛花期取樣,自然晾干,送新疆農業科學院質量標準與檢測技術研究所檢測,粗蛋白含量測定依據GB/T 6432-1994、粗纖維含量測定依據GB/T 6434-2006、粗脂肪測定依據GB/T 6433-2006、粗灰分含量測定依據GB/T 6438-2007、酸性洗滌纖維測定依據NY/T 1459-2007、中性洗滌纖維測定依據GB/T20806-2006、水分應用烘箱干燥法測定。
2.1 不同年份播期油菜生育期、出苗及熱量差異
研究表明,正常播種油菜生育期內有效積溫、平均氣溫較高,9月10~15日進入盛花期。晚播條件下油菜生育期內有效積溫、平均氣溫相對偏低。2016年晚播條件下生育期內有效積溫太低,無法滿足油菜生長的需求,到9月底尚未進入開花期。2017年提早播期13 d(晚播試驗),生育期內有效積溫為1 128.1℃,油菜在9月17日進入盛花期。表1

表1 不同處理油菜生育期(d)、有效積溫(℃)、平均氣溫(℃)Table 1 Rape growth period,≥10℃accumulated temperature,average temperature of various treatment
2016年、2017年分別在油菜出苗后30 d調查不同處理的出苗數,2年中不同處理出苗數沒有顯著的差異,集中在62.00×104~66.9×104株/hm2,飼油2號出苗均勻整齊。表2

表2 2016年、2017年不同處理油菜出苗數Table 2 Number of emergence of various treatments in 2016 and 2017
2.2 不同播期、播量對油菜產量、干物質積累量的影響
研究表明,正常播種飼料油菜產量變化趨勢2年基本一致,隨播量增加表現為先升后降再升高的趨勢,播量為12 kg/hm2時產量最高分別為81 893.0 kg/hm2(2016年)、87 309.9 kg/hm2(2017年),之后隨播量的增加,產量下降,當播量達到18 kg/hm2,產量又有所升高。
2016年播量最大時干物質積累量也最大,2017年干物質積累量表現為先升高后降低的趨勢。播量為12 kg/hm2的處理產量顯著高于播量為15 kg/hm2的處理,4個處理的收獲株數和干重沒有顯著差異。飼油2號在播量為12 kg/hm2產量最高,干物質積累不同年份之間有所差異。干物質積累量與有效積溫密切相關,2016年飼料油菜生育期較長,含水量較低,在產量相對低時干物質積累量相對較高。在天氣等條件允許下適當延長飼料油菜的生育期對于降低含水量,提高干物質含量具有明顯作用。
2016年晚播處理8月10號播種,8月15日出苗,當年北疆8月底9月初溫度偏低,影響油菜正常發育,收獲時未能進入開花期,產量較低,此時已超過最晚復播油菜的時期。
2017年晚播,8月4日出苗,隨著播量的增大,產量隨著增加,播量18 kg/hm2產量最高為65 603.4 kg/hm2,顯著高于9、12 kg/hm2的2個處理。4個處理的含水量沒有顯著差異,播量為12 kg/hm2的處理干重量顯著低于15和18 kg/hm2高播量的2個處理。表3,表4

表3 2016年不同播量油菜產量、干物質積累及含水量差異(正常播種)Table 3 Differences of rape yield,dry matter accumulation and water content between various seeding quantities in 2016(normal seeding)

表4 2017年不同播量油菜產量、干物質積累及含水量差異(正常播種)Table 4 Differences of rape yield,dry matter accumulation and water content between various seeding quantities in 2017(normal seeding)
2017年油菜株高與產量變化趨勢基本一致,正常播種株高明顯高于晚播處理。收獲株數隨著播量的增加而增大,晚播處理收獲株數高于正常播種。播期對飼料油菜的濕重、干重、株高、收獲株數、含水量均影響顯著;播量對干重、含水量影響不顯著,播期與播量互作對飼料油菜濕重、干重、株高影響顯著。表5

表5 2017年不同播量油菜產量、干物質積累及含水量差異(晚播)Table 5 Differences of rape yield,dry matter accumulation and water content between various seeding quantities in 2017(late sowing)
2.3 不同播期與播量對油菜植株飼草品質的影響
研究表明,2016、2017年正常播種,飼油2號品質與產量變化趨勢基本一致,產量最高的均為處理12 kg/hm2,粗蛋白含量也最高分別為18.16%、19.86%,纖維含量低于其它處理,粗灰分較高。2017年晚播,播量為12 kg/hm2時,產量居中,但品質性狀依然最佳,粗蛋白含量最高為21.28%,各種粗纖維含量較低,粗灰分含量較高,粗脂肪含量居中。表6,表7

表6 2016年不同播量油菜植株飼草品質性狀差異(正常播種)Table 6 Difference on quality and character of rape plants with different seeding amount in 2016(normal seeding)

表7 2017年不同播量油菜植株飼草品質差異(正常播種)Table 7 Difference on quality and character of rape plants with different seeding amount in 2017(normal seeding)
飼油2號正常播種條件下2017年粗蛋白含量整體高于2016年,各種纖維含量低于2016年,灰分含量高于2016年,油菜品質與收獲時期關系密度,2016年收獲期偏晚(生育期79 d),油菜飼草品質下降。2017年晚播條件下粗蛋白含量,除播量12 kg/hm2較正常播種高外,其余處理蛋白含量均偏低,纖維含量下降,灰分和粗脂肪含量上升。
飼油2號蛋白最高的處理為12 kg/hm2,平均含量為19.01%,中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維、粗纖維含量均較低。其它處理顯著低于這個處理。表8

表8 2017年不同播量油菜植株飼草品質差異(晚播)Table 8 Difference on quality and character of rape plants with different seeding amount in 2017(late sowing)
新疆地區春小麥收獲后,有≥10℃有效積溫2 200℃ 左右,但年際分布不均,對復播作物的生育期、收獲期都有一定的要求[15],以收獲籽粒為主的復播大豆、油葵在南北疆均有相關報道,這些作物均在在7月上旬播種、10月上旬收獲,產量可達到120~180 kg/667m2(油葵、食葵)和100~150 kg/667m2(大豆),這2種作物對熱量資源要求較高[16-17],遇秋季低溫、早霜等氣象災害天氣,復種風險很大[18]。復播青貯玉米、飼料油菜以收獲植株為主,其收獲時間彈性大,營養生長期間對低溫、干旱等逆境的抗性強,對氣候變化有較強的適應性。近年來新疆地區復播青貯玉米的面積逐漸增大,產量穩步提高[19]。與復播青貯玉米相比,飼料油菜產量、粗蛋白、粗脂肪含量更具有優勢,尤其飼料油菜耐晚播,在偏冷涼地區,7月底小麥收獲后,復播青貯玉米無法達到收獲標準,飼料油菜仍可在實現麥后復種。
新疆不同地區小麥收獲時間可從7月5日持續到7月30日,研究不同復播時間,對于飼料油菜的大面積推廣具有重要意義。相關研究表明,油菜的播期對其生長發育和產量都有很大的影響,適時早播,光溫條件有利于飼料油菜營養物質積累,適口性好,早播比晚播株高、產量、品質方面均占優勢[20-22]。研究表明,不同播期對油菜產量、干重等均影響顯著,正常播種油菜產量、品質均高于晚播,與前人研究結果一致。
播量對于油菜的生長發育的影響研究的較多[23-25],研究表明,不同播量對油菜生長、生物量積累有較大影響。低密度種植的植株單株生產力高,隨著播量的增大,單株生產力下降,油菜鮮重和干重均降低,群體密度過大又會使作物倒伏[4,23,26-29]。研究結果表明,播量對飼料油菜的濕重、株高等均有顯著影響。飼油2號隨著播量的增加產量表現為先增加后降低的趨勢。不同播量對飼料油菜品質的影響研究較少,研究表明,不同密度對油菜籽粒的品質影響規律不明顯[26]。同一生育期,隨著播種量的增大,飼料油菜的粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、鈣含量逐漸減小,粗纖維隨著播種量逐漸增大;適當的種植密度對飼草的品質、適口性的決定作用很大[29-31]。研究表明,油菜的品質與播量有密切關系,最適播量,產量高,個體與群體協調發展,品質性狀相對較好。根據不同有效積溫,選擇合適的播量,使油菜個體和群體協同發展,產量和品質均可達到較好的水平。
收獲期對于油菜產量影響顯著,研究表明,飼料油菜開花期刈割鮮草產量最高。與鮮物質產量相比,干物質產量隨著收獲期的推后而增大,油菜水分含量與播量、收獲期關系密切。研究結果表明,2016年油菜鮮重整體較2017年低,但由于2016年油菜生育期較長,水份含量低,各處理干物質產量較2017年高。在新疆熱量充足的地方復播飼料油菜,盡可能早播晚收,延長生育期,在保證青飼產量的同時,盡可能提高干物質產量和飼草品質。
4.1復種飼料油菜生長快,生育期短,一般60~65 d,熱量1 100~1 500℃,可進入盛花期,達到飼草要求。對比2年晚播試驗,≥10℃積溫為1 128.1℃,生育期60 d,可達到盛花期?!?0℃積溫低于1 000℃,60 d內則無法達到盛花期。北疆復播飼料油菜最晚播期不宜超過8月初。
4.2飼油2號正常播種時最佳播量為12 kg/hm2,產量和品質均最佳,可在生產中應用推廣。播期對飼料油菜的濕重、干重、株高、收獲株數、含水量均影響顯著;播量對干重、含水量影響不顯著,隨著播期的推遲,可適當增大播量,品質性狀會隨著播期的推遲有所下降。