不同种植密度对机械直播油菜农艺性状及产量的影响

万林生，单忠德，孙红芹，倪正斌

(江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002)

随着我国市场经济的发展，农村劳动力大量向城市转移，导致传统育苗移栽油菜人工占油菜生产成本的比重越来越大，农民难以继续做到精耕细作，栽培措施不能到位，油菜产量水平和效益下降[1]。为此，选育双低高产油菜品种适合机械化作业等轻型简化栽培技术，有利于减轻劳动强度、降低油菜籽生产成本、减少冬季撂荒，对于促进劳动力转移、稳定和扩大油菜种植面积、拓宽农民增收渠道、改善耕作制度等均具有重要的战略意义。与移栽油菜相比，种植密度是影响油菜合理种植结构、协调源库生理性状的重要因子，对油菜最终产量影响更为重要[2-4]。因此本研究通过设置不同种植密度对机械直播油菜农艺性状及产量的影响进行研究。以国审油菜盐油杂3号为材料，设置15、20、25、30以及35 万株·hm-25种密度种植，分析不同密度对油菜农艺性状及产量的影响[5]。

1 试验材料与方法

1.1 试验概况

试验于2012年10月至2013年6月在江苏省盐城市南洋镇南映村江苏省沿海地区农业科学研究所试验农场内实施。直播甘蓝型油菜品种为该所国审品种盐油杂3号。

1.2 试验设计

5个密度处理设置3个重复，按照随机区组设计排列。小区面积20 m2(6.67 m×3.00 m)。小区密度由田间间苗来确定，田间示意图如表1所示。2012年10月2日播种，每个小区播6行，10月20日第一次间苗，10月24日第二次间苗，11月5日定苗。2013年5月20日成熟期取样，2013年6月2日收割分小区单收单打。

表1 5种密度在3个区组内的随机排列

1.3 测定项目

1.3.1 取样及考种 成熟期将油菜植株连根系整株挖起、洗净，从中选出代表性植株5株，考查株高、分枝高度、一级有效分枝数、单株有效角果数、每角粒数(主茎上20个角果的平均籽粒数)和千粒重等指标。

1.3.2 籽粒产量 成熟期小区实收产量。

1.4 数据统计

试验数据在Excel 2007中整理，matlab 6.5中进行显著性差异和多重比较，并在该软件中编写非线性拟合程序，推算种植密度和产量关系。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度对油菜农艺性状的影响

密度高低对株高、分枝高度、有效分枝数、单株有效角果数等指标均有明显影响。几乎都是随密度增加呈先上升后下降趋势。方差分析结果显示，各个农艺性状在不同密度中存在差异显著性，如株高、分枝点高度和千粒重在密度适中时达到最高值，并与高密度和低密度有显著性差异；有效分枝数、有效角果数和每角粒数在高密度下个数较少，与中密度和低密度的个数有显著性差异(表2)。从表2结果还可以看出，种植密度的增加相对提高了油菜植株的整齐度，即高密度栽培油菜的株型结构更加整齐均一。

2.2 不同种植密度对油菜产量的影响

2.2.1 5种种植密度下的小区产量分析 在其他栽培因子一致的前提下，最终分别对5个密度小区3个重复取平均值进行产量统计，并折算成公顷产量，结果如表3所示，在密度为30万株·hm-2下，小区的产量达到6.856 kg， 达到最大值，其他密度下的产量明显低于该密度，15万株·hm-2密度下的产量最低。

表2 不同种植密度对油菜主要农艺性状的影响

注：同列数据后不同小写字母表示5%显著水平差异。

表3 各小区在不同密度下的最终产量表现

2.2.2 最佳产量下的合理种植密度 以小区密度为自变量(X),每公顷产量为依变量(Y)进行非线性回归分析，方程即采用Farazdaghi,H.等提出的混合型产量-密度方程(方程1)[6]。

(1)

对方程(1)求一次导数和二次导数：

dY/dX=[a-b(c-1)Xc]/(a+bXc)2

d2Y/dX2=[b2c(c-1)X2c-1-abc(c+1)Xc-1]/(a+bXc)3

令dY/dX，d2Y/d2X分别为0可得到：

Xopt=[a/(b(c-1))]1/c

(2)

X1=[a(c+1)/b(c-1)]1/c

(3)

用软件matlab编写改良缩张算法对方程1进行最优化方程(非线性)拟合得到：

(4)

该方程的曲线图形如图1所示：

图1 每公顷种植密度与产量拟合图Fig.1 The fitting of planting density and the yield per hectare

将a,b,c的值代入方程2，求得：

Xopt=31.574

X取(0，31.574)时，Y随X的增大而增大；在X=1.44时，Y有最大值Ymax=3 459。即当盐油杂3号的种植密度在每公顷31.574万苗时，该品种每公顷最大值为3 459 kg。

3 结 语

1) 密植提高了油菜株型结构的整齐度，有利于油菜机械化收获。本研究结果表明，不同密度条件下油菜植株形态结构存在明显差异，低密度油菜株型高大、分枝发达、单株角果数较多。密度提高后，油菜株高、分枝数和单株有效角果数显著下降。说明密度增加后，群体效应限制了油菜个体的生长发育，群体的株型结构更加整齐均一。从本次研究结果来看，高密油菜的株型结构更能满足机械化收获的要求。

2) 本研究还利用混合型产量-密度模型对密度和产量两个因素进行非线性拟合，最终推导出最优方程，利用最优方程计算出油菜直播最优密度。

[1] 雷海霞，陈爱武，张长生，等.共生期与播种量对水稻套播油菜生长及产量的影响[J].作物学报,2011,37(8):1449-1456

[2] 张海鹏，刘强，宋海星，等.种植密度和施肥量对湘杂油763生长和产量的影响[J].湖南农业科学,2011(9):26-28

[3] 管春云.改变冬油菜栽培方式，提高和发展油菜生产[J].中国油料作物学报，2006,28(1):83-85

[4] 高修功，章克昌，曹淑桂.脂肪酶产生菌的选育及产酶条件的优化[J].微生物学报,1998，38(4):313-317

[5] 黄严帅，范袁斌，李炳生，等.南通市油菜产业发展的现状、问题及对策[J].金陵科技学院学报，2009，25(4)：43-47

[6] 顾世梁,万林生，黄丽娟，等.曲线和曲面拟合的改进缩张算法[J].作物学报,2007,33(4):583-589