南方平原地区油菜涝渍灾害的形成、发生机制及其防治

戴思薇，朱建强 （长江大学农学院，湖北 荆州434025）

涝渍灾害主要是由降水过多使农田水分状况不适宜作物生长发育造成，因为过多的降水使土壤水分达到饱和以至田面积水，造成嫌气环境，从而影响植株正常生长发育。在长江中下游地区，春季较多的降水往往造成油菜涝渍危害，其最典型的2种形式是渍害和涝害。一般地，渍害在春季的出现比涝害频繁，防渍治渍是长江中下游地区油菜生产的重要环节。本研究根据前人已有研究并结合笔者的田间调查，总结分析了油菜涝渍灾害发生的特点和防控措施，以期为区域油菜防灾减灾管理提供科学依据。

1 涝渍灾害的形成

以涝、渍为主要特征的作物湿害其本质是土壤水分过多对作物正常生长的危害，其形成的基本气候特征是降水量大、降水维持时间长、日照不足，是由降雨、日照2要素共同影响造成的危害［1］。一般年份，长江中下游地区春季降水能满足油菜对水分的要求，不需要灌溉也不需要排水。在春季雨水较多的年份，平原地区由于地下水埋深浅（100cm左右），则极易发生涝渍灾害，如湖北的江汉平原。而在安徽省的淮河以南区域，春季常年平均降水达380mm，比同期油菜的需水量偏多40%～60%，偏多的年份可达600mm以上，明显多于同期油菜的需水量，常出现持续阴雨、光照不足、空气湿度大，对油菜的正常生长发育为害严重，是涝渍灾害的主要发生区域［2］。根据朱建强［3］的分析，位于湖北江汉平原腹地的四湖流域在3～4月油菜生长的关键生育期（花果期），致渍性降水多次出现，间隔期1～3d的多过程降水每年在该时段平均出现2.8次，间隔期1～7d的多过程降水每年在该时段内出现6.5次，如此频繁的致渍性降水常给油菜后期生长发育带来不良影响。

地势平坦、排水不畅是油菜易受涝渍危害的重要下垫面因素。长江中下游地区特别是平原湖区，地势平坦，海拔高度20～50m，属长江冲积和区内湖积而形成的平原，沿江高亢农田以沙壤和中壤土为主，滨湖地区多以粘壤土为主。因地势过于平坦，遇强度大的降水或长时间连阴雨排水不畅比较突出，由此经常发生涝渍灾害，尤其是长江沿岸及其支流的行蓄洪区，河间洼地、湖洼地面积较大，且多为粘土或粘壤土，透水性能弱，是涝渍灾害的高发地段；沿江高亢平地和湖垸边缘地势较高的田块土质偏沙，透水性较好，是涝渍灾害发生较轻的地段。平原地区的低洼农田，土壤以粘性土为主，地下水位一般在1～2m甚至埋深更浅，土壤含水量经常处于过湿状态，且油菜前茬主要为水稻，稍遇连阴雨或较大降水即会发生涝渍灾害，因此应重点防范。

对平原湖区而言，春季油菜致渍的另一个重要原因是湖泊调蓄能力下降和田间沟渠的排水能力不足。20世纪50年代初，江汉平原湖泊面积达8380km2，但到20世纪80年代，垦殖使湖群面积减少到2800km2，按平均蓄水深0.55m计，调蓄总量减少30多亿m3。由于区内承泄区面积减少，农田积水不能迅速排除，地下水位难以降低，内渍水位有升无降，严重影响土壤理化性状，致使潜育化、次生潜育化涝渍地面积增大，从而加速、加剧涝渍灾害。再者，长江流域中下游平原圩区，排灌设施和水库水塘等水利设施工程大都陈旧老化，排除农田积水能力较差，尤其是排水沟系淤堵严重、排水不畅，对春季油菜降渍很不利。

2 涝渍灾害对油菜生长的影响

水分对油菜的生长发育和产量有重要影响。在土壤水分适宜的条件下，油菜生长发育良好，植株粗壮、干物质增重快，叶片数多、叶面积大，后期衰老慢，单株角果数、每果籽粒数和千粒重大，产量比较高。

我国南方地区在秋旱解除后出现的连阴雨天气，排水不良的油菜田易发生渍害，烂根死苗较为普遍，且随着高地下水位以及土壤过湿持续时间的延长，渍害愈严重。就长江中下游产区而言，在油菜开花结果期春雨较多，土壤较长时间的渍水会明显影响根系活力，导致以下现象：黄叶指数增加、株高降低；第一果枝着生部位提高、主花序变短，一次和二次有效果枝减少；花器脱落、结实率降低；角果数、每角果籽粒数和千粒重均有不同程度降低。在油菜开花结果期，长江中下游油菜产区通常因春雨多而渍害重，是油菜减产的主要原因。

对于长江中下游平原乃至南方平原特别是地下水位埋深很浅的平原湖区，春季多雨致涝致渍对越冬作物的危害比少雨干旱的危害要小。对诸如油菜、小麦等越冬的旱地作物来说，春旱大多不会导致减产。如2011年50年一遇的春旱，受影响的主要是早稻和水产养殖，油菜和小麦的产量普遍略有增加。主要原因是降水偏少的情况下，作物可以通过土壤的毛细作用吸收利用埋深很浅的地下水。另一方面，天旱情况下，湿害并发病的危害消除了。而在春雨较多的年份，除了涝渍灾害对油菜的直接影响外，春季较高的气温易使田间病原物繁殖加快，从而诱发病害［12］。涝渍危害与病害伴随发生，常加剧植株衰老，影响产量要素，导致严重减产。

3 涝渍灾害的发生机制

3.1 根系吸收水分和养分的能力降低

农田出现涝渍时，土壤孔隙被水填充，处于氧气匮乏状态，油菜植株的代谢活动因此发生改变。涝渍危害首先起因于土壤供氧能力下降，氧气不足可直接影响根系代谢的正常进行。除此之外，无氧呼吸产生的乙醇以及土壤还原性增强产生的大量有毒物质，对根系有严重的毒害作用，导致根系功能障碍、吸水吸肥能力下降。当根系吸收功能受阻时，便引起地上部水肥供应不足、植株蒸腾速率下降、体内矿质元素含量降低。涝渍危害还导致植株所需的营养元素和必需的中间代谢产物从根部淋失［4］，从而出现养分供应不足。

3.2 土壤氧化还原电势（Eh）下降，养分有效性发生改变

研究表明［4，5］，当Eh小于0.33V时，土壤溶液中氧分子消失；当Eh小于0.20V时，氮大量损失，硫、锌、铜的有效性下降，可溶性钾和钙的总量减少，磷、硅、铁、锰的有效性提高。然而，根系在缺氧条件下氧化磷酸化受到阻碍，对矿质营养的吸收能力大大降低，从而影响植株正常生长发育。

3.3 光合效率降低、叶片早衰

旱地作物受渍后，光合速率迅速下降。渍水初期光合作用下降的主要原因是气孔关闭，CO2扩散的气孔阻力增加；随淹水时间的延长，羧化酶活性逐渐降低，叶绿素含量下降，叶片早衰和脱落［6］。土壤渍水不仅降低光合速率，光合产物的运输也有所减慢［7］。

3.4 植株体内保护性酶的活性降低

涝渍逆境下，由于酶保护系统受到破坏，自由基的氧化作用造成膜脂过氧化，导致叶片内丙二醛（MDA）含量上升，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、硝酸还原酶（NR）、核酮糖－1，5－二磷酸羧化酶等的活性下降［8～10］。有关研究［8～11］表明，涝渍胁迫下植株体内正常的活性氧代谢平衡被破坏，首先是SOD活性受抑制，随SOD活性下降，植株根系脂膜过氧化加剧，质膜透性增大；POD活性下降将导致根系脂膜结构严重损害，生理功能衰退；NR（硝酸还原酶）是N代谢中最重要的限速酶，其活性强弱影响N代谢水平。

4 油菜涝渍灾害防治的综合措施

油菜涝渍灾害防治的关键是水分管理，在此基础上综合采用营养调控、化学调控和田间管理等措施有利于作物从逆境中尽快恢复，减轻灾害损失。

4.1 田间排水措施

在大江大河得到基本治理和骨干水利工程已经形成的今天，必须着实解决好水利进田间问题，构建完善的田间排水网络，有效解决农田排涝降渍，为作物生长营造良好的水土环境。为了实现涝渍兼治，要特别注意各级排水沟的配合使用，即通常所说的田间内外三沟配套。移栽油菜一般畦面宽2.2～2.7m，栽后一定要开好内外“三沟”，外三沟的标准是：隔水沟深100cm以上，导渗沟深120cm以上，大排沟深150cm以上。田内沟，即围沟、腰沟和厢沟，属于随作物改变而变动的临时性排水沟，也叫做农艺排水沟。视种植作物不同，围沟深度50～80cm不等，当纵向围沟超过100m时可设腰沟，以便迅速排除田间积水；腰沟、厢沟深度的深度30cm左右，厢沟宽度30～50cm。

4.2 选用良种，提高秧苗素质，增强油菜自身抗灾能力

要积极选育和引进适合稻茬油菜地区种植的抗渍高产优质良种，以加速种子更新。对免耕油菜，适时早栽对于充分利用入冬前的光温资源促进菜苗发根增叶，壮大营养体，增强抗逆力的作用是十分明显的，宜在10月底至11月10日最佳栽期内移栽［13］。

4.3 田间管理措施

油菜移栽后需要发根活棵恢复生机的转化过程，此时对土壤耕作层温度、空气、水分的反应比较敏感，同时对不良环境的抵抗力又比较弱。遇到集中降雨、土壤水分过多，涝渍危害更重。调查表明［13］，栽期提早、与涝渍发生期的间隔时间越长，菜苗长势越好，涝渍危害越轻。壮苗具有根冠比值小，叶绿素含量高，营养积累多，灾后恢复快、抗性强的生理基础。长江中下游地区春季多雨，田间易渍水，应及时排除渍水，降低田间湿度。此外，要及时摘除病、黄、老脚叶，减轻田间郁蔽度。

4.4 营养调控

丛野等［14］的研究表明，水分胁迫改变了氮素在植物体内的分配模式，降低氮素的利用效率，同时水分过多会造成氮肥通过NO－3－N淋失、NH3挥发和反硝化等严重损失。通过适量增加氮的施用量，可提高油菜的氮代谢和光合作用，有利于油菜生长和产量提高。在追施氮肥的基础上，要适量补施磷钾肥，增加植株抗性，每1hm2可施氯化钾45～60kg或者根外喷施0.2%磷酸二氢钾溶液或2%～3%的过磷酸钙水溶液750kg［15］。

4.5 化学调控

不少研究［16～21］表明，选用合适的植物生长调节物质有助于改善油菜植株代谢，提高其抗旱、抗寒和抗高温的能力，使产量显著增加。笔者在油菜花期进行的田间试验表明，充分受渍（根系层土壤水分处于饱和状态）10d，在渍前、渍中和渍后喷施0.02mg／kg芸薹素内酯和6.7mg／kg复硝酚钾的处理和对照（正常管理）相比减产幅度分别为29.76%和28.03%，未使用植物生长调节剂的处理减产达39.27%。这说明使用合适的植物生长调节剂及浓度可增强油菜抵抗涝渍危害的能力，降低减产幅度10%左右。也就是，使用适当的植物生长调节剂有利减轻涝渍灾害造成的损失。

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