徐小平,喻時周
(1.湄潭縣農業農村局,貴州 湄潭 564100;2.貴州省農業科學院 油菜研究所,貴州 貴陽 550008;3.貴州禾睦福種子有限公司,貴州 貴陽 550008)
【研究意義】油菜是中國第四大農作物,同時是貴州第一大油料作物。近年來,貴州省播種油菜面積穩定在433 333 hm2左右,其種植方式以育苗移栽為主,育苗移栽產量較高,但費工費時。目前,油菜正經歷從個體優勢向群體優勢轉變,這一進程改變了油菜的農藝性狀與產量之間的關系,削弱了油菜產量構成因子與產量的相關性[1-2]。油菜屬于冬季作物,不與糧食作物爭地,這有利于冬閑田的開發利用,可見,油菜產業有著巨大的發展潛力[3]。【前人研究進展】甘藍型油菜生長過程中需要大量的微量元素。馬思思等[4]研究表明,銅是植物體內許多酶和蛋白質的組成成分,在電子傳遞和酶促反應中起作用,可防止葉綠素過早破壞,與呼吸作用密切相關。蔡妙珍等[5]研究表明,錳是作物光合作用最主要的微量元素之一,參與光合作用中的電子傳遞,與葉綠素的合成密切相關,是多種酶的組分與活化劑。作物缺錳會導致光合速率下降,從而降低作物產量和品質。CAKMAK等[6-8]研究表明,鋅是植物和人體所必需的微量元素,鋅缺乏幾乎同時發生在土壤、植物及人體中,世界1/2左右的谷類作物種植區土壤缺鋅,1/3以上的人口受缺鋅影響。缺鋅時植物體內的生長素合成過程會受到抑制,出現植株矮小、生長緩慢和“小葉病”等癥狀。【研究切入點】目前,關于微量元素銅、錳、鋅和硼單一元素對油菜生長發育影響研究報道相對較多,有研究表明[9-12],施鋅、硼等元素能增加菜籽蛋白質、總氨基酸和賴氨酸等氨基酸組分的含量和油菜籽產量。但關于混施多種微量元素對油菜生長發育的影響研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】探究禾谷動力大田專用微量元素水溶肥對甘藍型油菜寶油150產量和農藝性狀的影響,以期為油菜高產栽培提供理論和技術支撐。
試驗在貴州省農業科學院油菜研究所長順科研試驗基地(106°45’E,26°03’N)進行,年均溫度為13.5~18.5℃,無霜期275 d,年降雨量1 400 mm,平均海拔1 090 m,屬中亞熱帶季風濕潤氣候。土壤類型為黃壤,土壤肥力中等,土壤有機質1.85%,堿解氮117.30 mg/kg、有效磷16.12 mg/kg、速效鉀90.68 mg/kg、pH 4.60。
1.2.1 品種 供試油菜品種為寶油150,由貴州省農業科學院油菜研究所選育。
1.2.2 肥料 禾谷動力大田專用微量元素水溶肥由北京燕化永樂生物科技股份有限公司生產,其主要成分為:N+P+K≥428 g/L,微量元素含量≥113.2 g/L,Cu+Mn+Zn+B≥100 g/L。
1.3.1 試驗設計 試驗于9月中旬育苗,10月中旬移栽,株行距分別為30 cm和50 cm,行長3 m,每行移栽11株,每處理移栽種植3行,共33株,小區面積3 m2,小區長寬分別為3 m和1 m。移栽時將氮肥14 kg/667m2、磷肥12 kg/667m2、鉀肥15 kg/667m2作基肥一次性施用,油菜生產過程中追施尿素1次,于越冬期追施尿素5 kg/667m2。采用隨機區組排列,按不同濃度禾谷動力大田專用微量元素水溶肥設6個處理,4次重復。分別于翌年3月初(蕾薹期)、3月中旬(初花期)葉面噴施清水(CK)、2 g/L(H1)、4 g/L(H2)、6 g/L(H3)、8 g/L(H4)、10 g/L(H5)6個濃度禾谷動力大田專用微量元素水溶肥。油菜生長期按照當地常規栽培管理方法進行。
1.3.2 性狀調查 翌年4月下旬成熟期,每個處理隨機選取20株,共選取120株進行室內考種分析。調查項目為株高、一次分枝部位、一次有效分枝數、單株有效角果數、單株經濟產量、單株生物產量和千粒重等。
采用Microsoft Excel 2016和DPS進行數據的統計與分析。
2.1.1 株高 在蕾薹期和初花期葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥油菜株高顯著降低。由圖1可知,處理H1、H2、H3、H4和H5較CK分別降低8.51%、3.04%、5.92%、4.74%和2.21%,表明,葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥有效降低油菜植株株高。

注:不同小寫字母表示處理間差異達顯著水平(P<0.05),下同。Note:Different lowercase letters indicate significance of difference at P<0.05 level.The same below.圖1 不同處理寶油150的株高 Fig.1 Effect of different foliar spraying treatments on plant height of Baoyou 150
2.1.2 分枝部位 在寶油150的蕾薹期和初花期噴施不同濃度的禾谷動力大田專用微量元素水溶肥對油菜一次分枝部位有增高趨勢,且隨著施用量的增加而增加,與CK相比差異顯著。由圖2可知,處理H1、H2、H3、H4和H5較CK分別增加1.21%、8.81%、13.54%、14.12%和16.19%。表明葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥可促進油菜前期生長發育,增加油菜的分枝部位,有利于油菜成熟期的機械化收獲。

圖2 不同處理寶油150的一次分枝部位Fig.2 Effect of different foliar spraying treatments on the first branch position of Baoyou 150
2.1.3 分枝數 由圖3可知,在寶油150的蕾薹期和初花期葉面噴施不同濃度的禾谷動力大田專用微量元素水溶肥對油菜一次分枝數有所降低,但降幅不大,各處理與CK間差異不明顯。分枝數降低,可能是由一次分枝部位提高而導致植株分枝數降低,進一步說明油菜分枝部位越高,一次有效分枝數隨之減少。在一定的栽培條件下,油菜分枝數越多,導致油菜分枝縱橫交錯,光合面積減少,特別是下部角果層幾乎不能進行光合作用,影響后期光合產物積累,從而影響油菜產量。

圖3 不同處理寶油150的分枝數Fig.3 Effect of different foliar spraying treatments on the branch number of Baoyou 150
2.1.4 主花序長度 由圖4可知,在寶油150的蕾薹期和初花期葉面噴施不同濃度的禾谷動力大田專用微量元素水溶肥可有效降低油菜主花序長度。各處理間無明顯差異,與CK相比差異顯著,處理H1、H2、H3、H4和H5較CK分別降低13.75%、7.36%、11.28%、11.64%和10.01%。由此可知,葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥通過降低油菜主花序長度,降低油菜植株株高,從而提高油菜抗倒性。

圖4 不同處理寶油150的主花序長度Fig.4 Effect of different foliar spraying treatments on main inflorescence length of Baoyou 150
2.2.1 主花序有效角果數 由圖5可知,隨禾谷動力大田專用微量元素水溶肥濃度增加主花序有效角果數呈先降后增趨勢,各處理與CK間無明顯差異。由此推測,主花序有效角果數的降低,是主花序長度降低所致,主花序有效角果數與主花序長度存在一定正相關性。

圖5 不同處理寶油150的主花序有效角果數Fig.5 Effect of different foliar spraying treatments on effective pod number of main inflorescence of Baoyou 150
2.2.2 主花序角果密度 由圖6可知,在寶油150的蕾薹期和初花期進行葉面噴施不同濃度禾谷動力大田專用微量元素水溶肥后油菜主花序角果密度增加,處理H1、H2、H3、H4和H5與CK相比,分別增加13.36%、4.87%、8.17%、8.76%和9.34%,其中處理H1和H5與CK相比差異顯著。由此可知,雖然葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥導致主花序長度和角果數降低,但由于主花序上的角果密度增加,導致角果數無明顯差異。

圖6 不同處理寶油150的主花序角果密度Fig.6 Effect of different foliar spraying treatments on pod density of main inflorescence of Baoyou 150
2.2.3 單株總角果數 由圖7可知,單株總角果數除處理H4較CK有所降低外,其余處理較CK均有所增加,但各處理與CK間無明顯差異。

圖7 不同處理寶油150的單株總角果數Fig.7 Effect of different foliar spraying treatments on pod number/plant of Baoyou 150
2.2.4 收獲指數 由表1可知,在寶油150的蕾薹期和初花期葉面噴施不同濃度的禾谷動力大田專用微量元素水溶肥后油菜的千粒重和單株經濟產量有所增加,但千粒重、生物產量和經濟產量與CK相比無顯著差異。處理H1、H2和H5的收獲指數較CK均有所升高,其中,處理H2達顯著差異。因此,從綜合產出和投入看,處理H2相對較好。

表1 不同處理寶油150的收獲指數Table 1 Harvest index of different treatments
多數禾本科作物都要經歷矮化育種、提高抗倒性和收獲指數,再利用雜種優勢提高生物產量的過程。但油菜未經過矮化育種提高收獲指數過程直接進入雜種優勢利用階段,因此,油菜一直是低收獲指數的代表性作物。一般可通過2種途徑解決油菜倒伏問題:一是降低株高、減少生物產量來提高抗倒性和收獲指數,以解決油菜倒伏問題,同時有利于機械化收獲;二是維持油菜適度株高,通過提高莖稈抗性和根系發育能力解決油菜倒伏問題,同時提高油菜收獲指數來實現油菜的產量突破[13]。
對甘藍型油菜寶油150蕾薹期和初花期進行葉面噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥,可有效促進油菜生長發育,通過降低主花序長度降低油菜植株株高,從而減少生物產量提高油菜的抗倒性和收獲指數;同時可提高寶油150的千粒重,并通過提高千粒重提高單株經濟產量,從而提高油菜收獲指數。目前,關于施用禾谷動力大田專用微量元素水溶肥對油菜產量和農藝性狀的影響尚未見報道,雖然葉面噴施不同濃度的禾谷動力大田專用微量元素水溶肥可有效降低主花序長度,從而提高主花序角果密度,但主花序有效角果和單株總角果數略微下降。
噴施禾谷動力大田專用微量元素水溶肥可有效促進油菜生長發育,顯著降低油菜株高、主花序長度和生物產量,從而提高油菜的抗倒性和收獲指數;對油菜主花序有效角果數和一次有效分枝數無明顯影響;對油菜單株總角果數、單株經濟產量和千粒重的影響均未達顯著水平。綜合油菜產量構成三要素,以在蕾薹期和初花期葉面噴施4 g/L禾谷動力大田專用微量元素水溶肥為最佳噴施濃度。