水稻套播油菜研究进展、问题及对策
2017-05-26郑伟肖国滨陈明肖小军李亚
郑伟++肖国滨++陈明++肖小军++李亚贞++刘小三++黄天宝++吴艳++叶川
摘要:阐述了近年来水稻套播油菜的研究进展,包括水稻套播油菜油稻共生期、种植密度、肥料运筹、杂草防治技术、角果化学催熟技术,针对目前水稻套播油菜技术上存在的问题进行了分析,并提出了相应的对策。
关键词:水稻套播油菜;研究进展;问题;对策
中图分类号:S511;S565.4 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)08-1434-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.08.009
Research Progress, Problems and Countermeasures of
Interplanting Rapeseed in Rice
ZHENG Wei1,2,XIAO Guo-bin2,CHEN Ming2,XIAO Xiao-jun2,LI Ya-zhen2,
LIU Xiao-san2,HUANG Tian-bao2,WU Yan2,YE Chuan2
(1. College of Agronomy, Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Ministry of Education/Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China, Nanchang 330045, China; 2. Jiangxi Institute of Red Soil/National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement/Scientific Observational and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi, Ministry of Agriculture, Jinxian 331717, Jiangxi, China)
Abstract: This paper introduced research progress of interplanting rapeseed in rice in recent years, including symbiotic period of interplanting rapeseed in rice, planting density, fertilizer application, weed prevention and control technology and chemical ripening siliques technology. Problems existing in the technology of interplanting rapeseed in rice were analyzed and corresponding countermeasures were put forward.
Key words: interplanting rapeseed in rice; research progress; problem; countermeasure
在世界范围内,油菜已经成为最重要的油料作物之一。菜子油提供了当前国产油料作物产油量的57%[1],油菜子是国产食用植物油的第一大来源,在中国食用油市场中具有举足轻重的地位。而目前中国植物油自给率不足40%[2],因此油菜的生产状况直接关系到中国食用油的自给能力和供给安全。目前,中国油菜生产总体呈现稳中有升的趋势[3],但近年来油菜单产增加趋势减缓,油菜生产的不稳定性显著增加[4],而油菜子产量由单产和种植面积决定,在此情况下,扩大油菜种植面积势必成为中国稳定油菜产业发展的关键举措,而冬闲土地的利用蕴藏着油菜产业发展巨大潜力。长江流域是油菜主產区,且冬闲土地资源丰富,但开发利用程度仍然不够[5]。据农业部测算,长江流域现有可利用冬闲耕地约600万hm2[6],加之长江流域温、光、水、热资源丰富,冬季耕作替代作物少,在该地区发展油菜生产十分有利,而且还可改良土壤,提高单位面积产量[7]。如将其中300万hm2冬闲耕地用来发展油菜生产,则比现有油菜种植面积增加70%左右,将能有效缓解中国食用植物油的供给矛盾[8,9]。然而,目前油-稻-稻三熟制直播油菜与水稻的前后接茬紧,季节矛盾十分突出。且随着水稻抛秧、直播技术的普及,油菜与水稻季节矛盾问题更加突出[10]。水稻套播油菜是指在水稻收获时节,将油菜种子撒播到稻田的一种轻简栽培方式[11],在一定程度上缓解了稻-稻-油三熟地区茬口紧张的矛盾,是提高农田生产潜力的有效途径[12],这对于减少冬闲田面积、增加油菜总产、保障中国食用油安全供给具有重要意义。
1 水稻套播油菜技术研究进展
1.1 水稻套播油菜油稻共生期
与水稻收获后接茬直播油菜相比,套播油菜播期提前,延长了冬前有效生长时间,冬前有效生长时间对保障三熟制直播油菜高产非常关键,有利于早苗、全苗、壮苗、增加冬前营养物质积累,为油菜高产早熟奠定基础。但套播时间过早,油稻共生期过长,油菜幼苗得不到充足的光照,生长瘦弱,易形成黄化苗和高脚线苗,幼苗个体素质差。成苗率、成株率下降,成熟期群体密度不足,对产量影响很大[13]。张青等[14]认为稻田套播油菜一般在水稻收获前5~7 d播种为宜;尹达等[15]的研究认为,晚稻套种油菜以晚稻收获前7 d播种为宜。赵汉荣等[16]、雷海霞等[17]、刘翠莲等[18]研究表明,稻田套播油菜既要尽可能早播,又要兼顾油菜苗素质,共生期以7~10 d为宜。郑伟等[13]研究认为,稻-稻-油三熟制套播油菜油稻共生期以3~7 d为宜,5 d为最佳。
1.2 水稻套播油菜密度
密度在作物群体、个体质量及最终产量的形成中起着极其重要的作用[19]。稻-稻-油三熟制套播油菜一般都在10月中下旬播种,尽管比接茬直播油菜播期提前,但相对两熟制直播油菜而言,播期偏晚,个体生长量不足,单株分枝、结角数少,必须以密取胜。在一定范围内,提高密度,有利于增加单产,故在栽培策略上应走高群体增产途径。杨云娣等[20]的研究表明,密度在37.5万株/hm2左右的产量比密度在22.5万株/hm2左右的产量增加25.6%,增产效果显著。张青等[14]的研究表明,套直播油菜密度在 30.0万/hm2左右产量最高,密度过低或过高均不利于套直播油菜高产群体的构建。姚月明等[21]、赵立军等[22]的研究表明,套播油菜密度以45.0万株/hm2左右为宜。
1.3 水稻套播油菜肥料运筹
肥料运筹是作物取得高产的关键。选择合理的养分配比能协调油菜各生育阶段对营养的需求,给植株以充足的养分,改善油菜的经济性状,促进干物质积累,提高油菜产量,增加效益[23]。杨云娣等[20]认为套播油菜夺取高产的关键是要施足基肥、看苗追肥、重施薹肥。王建芬等[24]认为套播油菜要重施基苗肥,促进油菜冬前早发快长,苗肥、腊肥、薹肥比例为5∶2∶3。王桂良[25]开展了稻田套播油菜氮、磷、钾肥三因子优化组合试验研究,结果表明,稻田套播油菜单产2 250 kg/hm2三因子最佳组合范围为:每公顷施N量291.2~351.3 kg、P2O5 120.6~152.1 kg、K2O 133.1~169.2 kg,N、P、K之比为1∶0.41~0.43∶0.45~0.48。郑伟等[26]的研究表明,稻田套播油菜单产1 500 kg/hm2氮、磷、钾肥每公顷施用量为:N 150.0~180.0 kg、P2O5 60.0~75.0 kg、K2O 75.0~90.0 kg,肥料分2次施用,重施基肥(70%氮肥、全部磷肥、80%钾肥拌种套施),越冬前后看苗追肥。
1.4 水稻套播油菜杂草防治技术
套播油菜出苗期和冬前生长期基本上和杂草旺生期同步,部分田块的出草期甚至比油菜出苗还早,对油菜生长极易造成草害。研究表明,杂草与油菜在养分、水分、温光资源及生长空间上形成竞争,影响油菜苗正常生长发育,从而导致油菜减产[27,28]。谢正荣等[29]的研究表明,稻田套播油菜杂草防治在油菜4叶期效果明显。刘雪基等[30]认为,以单子叶杂草为主的田块,在杂草出齐后防治,以双子叶杂草为主或单子叶与双子叶杂草混生的田块,在油菜6叶期后防治。王建芬等[24]认为,套播油菜杂草防控在杂草一叶一心期与三叶期进行。陈明等[31]研究表明,在套播油菜3~5葉进行1次杂草防控效果明显。
1.5 水稻套播油菜角果化学催熟技术
在油菜生产成本中,劳动力成本占60%~70%[32,33],经济效益低是目前制约油菜生产的主要因素之一。而油菜机械收获能减轻劳动强度,降低生产成本,提高油菜生产效益,且有利于油菜生产向规模化发展。但采用机械收获,收割和脱粒一次性完成,对油菜成熟度以及成熟的一致性要求较高,实际操作中机械收获一般比人工收获晚7~10 d,在茬口安排上不占优势(农户等着油菜离田,预备早稻插秧)。而且由于油菜主茎、分枝的角果成熟时间不一致,机收早分枝角果子粒含水量高,影响品质和产量,机收晚导致裂角影响产量。有研究表明,油菜自然成熟状态下,机收损失可达8%~20%[34,35]。油菜机械化收获损失率高也制约了油菜生产的发展,单从农机方面进行研究难以解决,必须从农机与农艺相结合的角度考虑[36,37]。
在油菜角果发育成熟期采用化学催熟技术,可提前油菜熟期,确保收获期角果成熟度达到一致,在一定程度上缓解了双季稻与油菜季节矛盾,降低机收损失,提高产量和品质[38]。目前,油菜化学催熟方面开展了很多相关研究[39-43],但有关套播油菜催熟方面研究不多,黄秀芳等[44]使用40%乙烯利对套播油菜角果进行催熟试验,研究结果表明,最佳用药量为5 250 mL/hm2,油菜正常成熟前5~6 d喷药效果最佳。刘翠红等[45]使用草甘膦、乙烯利和百草枯催熟套播油菜,研究表明:百草枯、草甘膦对油菜角果的催熟效果明显,草甘膦最佳用药量为15 000 mL/hm2,油菜收获前7 d喷施效果较好,有90.6%的油菜角果能达到成熟一致,但百草枯适宜的浓度和喷施时间尚不明确。
2 水稻套播油菜技术实际应用中存在问题及对策
2.1 土壤墒情对套播油菜生长发育的影响
套播油菜在前茬水稻离田前播种,若播种时土壤干旱,油菜套播后不利于出苗,若土壤过于湿润,尽管有利于油菜出苗齐苗,但前茬水稻机收对套播油菜苗碾压严重,伤苗死苗率高,均不利于套播油菜高产群体的构建。因此,掌握适宜的稻田土壤含水量是机收稻田套播油菜成功的关键,可结合前茬水稻晒田做好开沟,保证田间能够即灌即排,便于油菜播种前后的水分调控。
2.2 油稻共生期对套播油菜生长发育的影响
水稻套播油菜是为了充分利用水稻离田前的温、光、水、热资源。但在实际生产应用中,若油稻共生期偏短,与接茬直播油菜相比,苗期长势同样不足,套播优势没有得到体现,增产不明显。若油稻共生期偏长,会造成高脚线苗,影响成苗率从而导致密度不足而减产。通过播种前对油菜种子化学处理,可适当延长油稻共生期,提前油菜播期,又不影响油菜幼苗正常生长。用烯效唑提前处理套播油菜种子,可抑制油菜幼苗根颈伸长、避免形成高脚苗,起到了壮苗增产的作用[46]。今后可以考虑播前进行种子处理,以达到更好地利用秋季的光热水资源构建油菜的营养体和提高菜苗素质的目的。
2.3 前茬水稻机收留茬高度对套播油菜生长发育的影响
由前茬作物茬高引起的太阳入射辐射和光照强度差异及由此造成的遮光效应差异与后茬作物生长发育密切相关[47,48]。前茬水稻机收留茬高度目前仍不明确,水稻机械收获留茬过低,稻草覆盖量大,容易造成油菜沤苗死苗;留茬过高,造成田间荫蔽环境,将使冬季油菜苗期光照不足,影响壮苗,最终严重影响产量。在前茬水稻机收和稻草全量还田的前提下,考虑到茬高和稻草覆盖量差异对套播油菜生长发育和产量形成的影响,有必要明确适宜的水稻留茬高度,以优化套播油菜群体质量和提高产量。
2.4 机械化生产中的农机与农艺融合技术有待完善
套播油菜机械收获能进一步减轻劳动强度,降低生产成本,提高油菜生产效益,有利于该项技术的推广应用。但采用机械收获,收割和脱粒需一次性完成,对油菜成熟度以及成熟的一致性要求较高。近年为满足油菜一次性机收要求,化学催熟剂催熟油菜角果技术的使用日益广泛,目前油菜化学催熟剂主要是一些外源激素如乙烯利等和部分化学除草剂草甘膦、百草枯等,但针对这些催熟剂在环境和油菜子粒中的残留与安全性评价研究很少,若使用不当会导致作物品质下降、环境污染、危害人体健康等负面效应。因此,化学催熟剂在环境和油菜子粒中的残留与安全性评价和新型无公害化学催熟剂开发将是今后研究的主要方向。
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