播种量与施肥水平对黔油28号免耕栽培产量的影响
2016-07-03曾家玉熊楚国肖华贵
曾家玉,饶 勇,熊楚国,肖华贵,杨 斌*
(1.贵州省金沙县农业技术推广站,贵州金沙551800;2.贵州省油料研究所,贵州贵阳550006)
播种量与施肥水平对黔油28号免耕栽培产量的影响
曾家玉1,饶 勇2,熊楚国1,肖华贵2,杨 斌2*
(1.贵州省金沙县农业技术推广站,贵州金沙551800;2.贵州省油料研究所,贵州贵阳550006)
为探明黔油28号免耕点播种植条件下的适宜播种量及施肥水平,运用最优混合设计方法进行不同播种量、氮肥、磷肥及钾肥施用水平试验,建立多元回归模型并利用计算机模拟,分析各试验因子对黔油28号产量的影响。结果表明:试验因素对产量的影响程度为氮肥>播种量>钾肥>磷肥;免耕点播单产140kg/667m2以上的优化农艺措施为播种量269.12~280.88g/667m2,N 21.91~23.09kg/667m2,P2O512.17~12.83kg/667m2,K2O 15.92~16.88kg/667m2。油菜成株率随播种量增加而降低,成熟期适宜的田间成株数为1.26万~1.82万株/667m2。
油菜;黔油28号;产量;最优混合设计;播种量;施肥量
随着我国经济的高速发展,农村劳动力大量向城镇转移,导致农村劳动成本大幅增加。油菜传统栽培方式(育苗移栽或点播定苗种植)需大量人工投入,由于农村劳动力短缺,难以实现油菜栽培的精耕细作,致使油菜产量水平和投入产出比较效益明显下降。推广油菜翻耕或免耕点播等轻型简化栽培技术有利于减轻劳动强度、降低油菜籽生产的人工成本,对于促进劳动力转移、稳定和扩大油菜种植面积、提高我国植物油自给率、稳定传统农业、改善耕作制度等均具有重要的战略意义。
有关贵州山地油菜翻耕移栽、免耕移栽和油菜点播轻简化栽培有较多研究报道[1-8],但其中的免耕点播大多要进行间苗、匀苗和定苗等环节,人工成本较高。黔油28号是贵州省油料研究所选育的高产、高油、双低及抗逆性强的杂交油菜品种,该品种为农业部和贵州省农业委员会推荐的主导品种[9]。目前,油菜栽培研究中针对播种后不进行间苗、匀苗、定苗环节而任其自然消长的研究较少。为进一步完善油菜轻简化技术,实现油菜主导品种与轻简栽培技术的结合,降低生产成本的同时保持高产稳产,笔者以黔油28号为试验对象,针对油菜免耕点播后续田间间苗、匀苗及定苗的问题进行研究,拟通过适宜的播种量确定后期的适宜田间密度,并通过氮肥、磷肥和钾肥的调控,避免后期间苗、匀苗或定苗环节,以降低生产成本,实现油菜轻简化高产栽培。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验地位于贵州省金沙县西洛乡,海拔920m,土壤肥力中等,前作水稻。土壤质地为潮坭田,主要理化性状:有机质20.21g/kg,全氮2.13g/kg,碱解氮112mg/kg,速效磷23mg/kg,速效钾17mg/kg、pH 6.67。供试油菜品种为黔油28号,由贵州省油料研究所选育并提供。试验氮肥、钾肥和磷肥分别为赤天化生产的尿素(含N 46.0%)、俄罗斯生产的氯化钾(含K2O 60.0%)和开阳磷肥厂生产的普钙(含P2O516%)。
表1 试验处理的因子水平设置及用量Table 1 Factor level setting and dosage of various treatments
1.2 试验设计
试验采用二次回归最优混合设计,因子涉及播种量(x1)、氮肥用量(x2)、磷肥用量(x3)和钾肥用量(x4),均设5个水平,共16个处理(表1)。小区随机排列,2次重复。小区面积20m2(4m×5m),每小区10行,行、窝距分别为0.4m和0.33m。小区四周设2m宽的保护行。
1.3 田间管理
2012年10月14日,根据试验设计的播种量(50~500g)进行拉绳定距点播,播种后不匀苗、间苗和定苗。磷肥、钾肥结合硼肥作底肥一次性施用;氮肥作追肥用,于苗期(2012年11月2日)、越冬期(2012年12月29日)和蕾薹期(2013年2月8日)3次按2∶2∶1比例施用。2013年5月26日成熟,全生育期226d。2012—2013年油菜生长期间降雨较均匀,未发生严重的病虫危害,田间管理优于一般大田生产,油菜生长发育正常。
1.4 数据调查与统计
每小区定点1m2,于出苗期、抽薹期和成熟期调查单位面积田间苗(株)数,计算出苗率、成苗率和成株率。出苗率=(苗期田间苗数/理论出苗数)× 100%,成苗率=(抽薹期田间苗数/苗期田间苗数)×100%,成株率=(成熟期田间株数/抽薹期田间苗数)×100%。油菜成熟前4d,在第2重复每小区中间行连续取50株考察经济性状。2013年6月5日脱粒后,择晴天晒干、称产量。
使用Excel和DPS进行数据分析,建立回归模型,建立以产量(y)为目标函数,以x1(播种量)、x2(N)、x3(P2O5)和x4(K2O)为决策变量的四元二次多项式回归方程,即为产量与播种量、N、P、K之间的四元二次回归模型[10-11]。
2 结果与分析
2.1 不同处理黔油28号的产量表现
从表2看出,黔油28号产量以处理10的最高,达159.41kg/667m2;其次是处理1,产量为120.73kg/667m2;第3是处理2,产量为119.89kg/667m2;处理7产量较低,为81.87kg/667m2;处理14产量最低,为80.04kg/667m2。各处理间因播种量及氮磷钾肥施用量不同产量差异大。说明,试验设置的4个因素及其水平对油菜轻简化栽培的产量影响较大,分析因素水平的配置对栽培措施的制定尤为重要。
表2 不同处理黔油28号的产量Table 2 Qianyou 28rapeseed yield of different treatments kg/667m2
2.2 免耕点播黔油28号的适宜播种量及氮磷钾肥用量
2.2.1 多项式回归方程的建立 根据试验各处理的产量,建立黔油28号在免耕点播方式下产量(y)与播种量(x1)、氮肥用量(x1)、磷肥用量(x3)及钾肥用量(x4)之间的四元二次回归模型回归方程为y=,经t检验,免耕点播回归方程中各系数显著性均达显著水平。其中,一次项系数x2和x1的回归系数较大,其次是x4和x3。表明,在免耕点播条件下单因素效应中,氮肥用量和播种量的直接作用较大,钾肥及磷肥用量对免耕点播的单因素效应影响相对较小。但播种量与氮肥用量有一定的交互作用,影响油菜的生长和产量。
2.2.2 适宜播种量及氮磷钾肥施用量的仿真寻优根据黔油28号免耕点播的效应方程,将播种量、氮肥用量及磷肥用量在-1.685<xi<1.685范围内取步长系数0.674,钾肥用量在-1.494<xi<1.784范围内取步长系数0.655 6,结合当地油菜生产情况,把产量(y)划分成高产(140kg/667m2≤y≤180kg/667m2)、中产(100kg/667m2≤y<140kg/667m2)和低产(y<100kg/667m2)3个范围,获得不同产量水平的施肥组合方案共1 296个(表3)。对高产方案进行计算机仿真寻优,得出高产条件各因子的水平范围,即播种量269.12~280.88g/667m2,氮、磷和钾肥用量范围分别为21.91~23.09kg/667m2、12.17~12.83kg/667m2和15.92~16.88kg/667m2。在贵州生态条件下,黔油28号按上述条件种植可获得较高(140kg/667m2以上)产量。
表3 黔油28号不同产量水平的区间频率分布Table 3 Frequency distribution of yield limits Qianyou 28
2.3 不同播种量黔油28号不同生长时期田间植株消长情况
从表4看出,黔油28号在点播免耕栽培条件下,播种量越少田间成株率越高,播种量越多成株率越低。播种量在50~500g/667m2的点播免耕栽培,单位面积出苗期田间苗数和抽薹期植株数各处理相差较大,但成熟期不同播种量处理的田间株数(密度)为1.26万~1.82万株/667m2,均低于2万株/667m2(生产上成熟期适宜的田间有效株数)。说明,油菜点播可不进行间苗、匀苗和定苗,通过油菜个体的自然生长竞争,可自动调节群体单位面积的适宜密度,有效节省间苗、匀苗和定苗的人工成本。
2.4 不同处理黔油28号的经济性状
由表5看出,免耕点播黔油28号的株高在150.3~179.5cm,一次分枝在2.7~5.0枝,主花序角果在40~51.3个,单株有效角果在83.7~172.3个,角粒数在13.4~16.9粒,千粒重在3.46~3.65g。表明,点播免耕条件下,不同播种量及氮磷钾肥用量对黔油28号的单株有效角果、一次分枝、株高及主花序角果影响较大,对角粒数及千粒重的影响较小。
表4 不同处理黔油28号苗期、抽薹期和成熟期单位面积油菜植株的自然消长情况Table 4 Natural growing status of per unit rape plants in seedling stage,bolting stage and mature stage of Qianyou 28under different treatments
表5 不同处理黔油28号的经济性状Table 5 Rape economic traits of different treatments of Qianyou 28
3 小结与讨论
1)研究表明,在点播免耕条件下,播种量及氮磷钾肥用量不同,黔油28号各处理间产量差异较大。平均单产处理10(播种量408.53g/667m2,氮肥35.85kg/667m2,磷肥19.92kg/667m2,钾肥23.48kg/667m2)最高,为159.56kg/667m2,处理14(播种量275g/667m2,氮肥0kg/667m2,磷肥12.5kg/667m2,钾肥6.44kg/667m2)最低,为80.02kg/667m2,16个处理平均单产104.38kg/667m2,处理间最高产量和最低产量相差达1倍。表明,播种量及氮磷钾肥用量4个因子不同水平对油菜产量的影响明显。通过二次回归最优混合设计试验,建立黔油28号产量与播种量、氮肥用量、磷肥用量和钾肥用量因素之间的数学模型,并得出试验因素对产量影响程度依次为氮肥>播种量>钾肥>磷肥。进一步通过计算机模拟寻优得出黔油28号产量140kg/667m2以上的因子水平组合:即播种量269.12~280.88g/667m2,氮、磷、钾肥用量分别为N 21.91~23.09kg/667m2、P2O512.17~12.83kg/667m2和K2O 15.92~16.88kg/667m2。在贵州生态环境及相似条件下据此因子水平组合栽培可获得较高产量。
2)黔油28号在点播免耕栽培条件下,播种量越少田间成株率越高,播种量越多成株率越低。播种量在50~500g/667m2的点播免耕栽培,出苗期田间苗数和抽薹期植株数各处理相差较大,但成熟期不同播种量处理的田间株数(密度)为1.26万~1.82万株/667m2,均低于2万株/667m2(生产上成熟期适宜的田间有效株数)。表明,油菜点播可不间苗、匀苗及定苗,通过油菜个体的自然生长竞争能自动调节单位面积的有效密度。若生产上遇干旱气候或病虫危害严重情况,要求油菜品种的抗逆性及抗倒伏性强,才适应采用该技术措施,并建议大田生产的播种量不低于400g/667m2。
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(责任编辑:姜 萍)
Effects of Different Seeding Rate and Fertilization Level on Yield of Qianyou 28in No-tillage Cultivation
ZENG Jiayu1,RAO Yong2,XIONG Chuguo1,XIAO Huagui2,YANG Bin2*
(1.Jinsha Agricultural Station,Jinsha,Guizhou 551800;2.Guizhou Institute of Oil Crops,Guiyang,Guizhou550006,China)
In order to explore the suitable seeding rate and fertilization level of Qianyou 28in no-tillage direct seeding cultivation,the effects of seeding quantity,nitrogenous fertilizer,phosphate fertilizer and potash fertilizer were studied by optimum mixed test design.The multiple regression model was established and computer simulation was employed to analyze the effects of various factors on yield of Qianyou 28.Results:Factors influencing the yield followed the sequence of N>sowing quantity>K>P.The optimized agronomic measures for yield more than 140kg/667m2included seeding rate 269.12~280.88g/667m2,N 21.91~23.09kg/667m2,P2O512.17~12.83kg/667m2and K2O 15.92~16.88kg/667m2.The plant surviving rate of rape decreased with seeding rate increasing,the suitable field planting density in mature period was 12 600~18 200individuals/667m2.
rape;Qianyou 28;yield;optimal mixed design;sowing quantity;Fertilization
S565.4
A
1001-3601(2016)08-0332-0028-04
2016-04-20;2016-07-28修回
“十三五”国家油菜产业技术体系项目“贵阳综合试验站”(CARS-13);贵州省现代农业产业技术体系建设(GZCYTX2013-08);贵州省攻关项目“优质高产高油杂交油菜黔J5005高产配套技术研究与应用”[黔科合NY字(2009)3012]
曾家玉(1963-),女,农艺师,从事农作物新技术试验、示范及研究。E-mail:529768510@qq.com
*通讯作者:杨 斌(1980-),男,副研究员,从事油菜遗传育种及栽培推广研究。E-mail:59128999@qq.com