优质双低杂交油菜宜油21高产栽培模式研究

2017-10-12赵远林曾泽彬张义娟杭淑莲

广东农业科学 2017年6期

关键词：播种期氮量油菜

赵远林，林权，刘晓，曾泽彬，张义娟，杭淑莲

（宜宾市农业科学院，四川宜宾 644000）

优质双低杂交油菜宜油21高产栽培模式研究

赵远林，林权，刘晓，曾泽彬，张义娟，杭淑莲

（宜宾市农业科学院，四川宜宾 644000）

以优质双低杂交油菜新品种宜油21为试验材料，通过播种期（X1）、种植密度（X2）和施氮量（X3）进行二次正交旋转组合设计，在育苗移栽方式下，研究各因素对宜油21产量的影响，建立数学模型进行解析和模拟寻优，结果表明：各因素对宜油21产量均有重要影响，其大小为：施氮量＞播种期＞种植密度，表明在实际生产中宜油21主控措施应是氮肥施用量和播种期；播种期与种植密度间的互作效应最大，并达到显著水平。在充足的水肥条件下，迟播高密度，宜油21产量最高，早播低密度也可获得高产，但迟播低密度，产量最低；在一定的栽培管理措施下，产量达2 860 kg/hm2以上的最佳播种期、种植密度和施氮量分别为9月25日～29日、92 839～104 399 株/hm2和215.8～242.8 kg/hm2。

宜油21；育苗移栽；产量；播种期；种植密度；施氮量

Abstract：A new hybrid rape variety Yiyou 21 with high-quality，low erucic and low glucosimolate was used as experimental material. Through sowing period（X1），planting density（X2） and nitrogen rate（X3），two orthogonal design experiment was carried out. Under the transplanting mode，the factors had significant influences on the yield of Yiyou 21，and the order was nitrogen rate＞ sowing period＞ planting density，indicating that in the actual production of Yiyou 21，we should control nitrogen rate and sowing period. The interaction effect between sowing period and planting density was the highest and reached a significant level. Under the condition of sufficient water and fertilizer，the highest yield of Yiyou 21 was found in late-sowing and high-density，early-sowing and low-density can also get high yield，but the lowest yield was found in late-sowing and low-density. Under certain cultivation management measures，the best sowing period，planting density and nitrogen rate for the yield of Yiyou 21 more than 2 860 kg/hm2were as follows：September 25th ～29th，92 839-104 399 plants/hm2and 215.8-242.8 kg/hm2.

Key words：Yiyou 21； nursery transplanting；yield；sowing period；planting density；nitrogen rate

宜油21是宜宾市农业科学院油料所以核质互作不育系宜8A为母本、恢复系宜恢1号为父本组配而成的质不育三系中熟超高产双低优质杂交油菜新品种，2011年12月通过四川省农作物品种审定（川审油2011001）［1］，该品种特性详见文献［2］。关于油菜品种栽培技术的研究较多，如严自斌等［3］采用三元二次正交回归旋转组合设计，对陕油15栽培密度、播种期、纯氮施用量进行了综合农艺措施数学模型研究；杜新雄等［4］对保油8号进行了密度肥料优化栽培模式研究；李继强等［5］研究了栽培密度和施肥水平对春油菜阳光85产量的影响；胡茂辉等［6-10］以不同油菜品种为材料，研究了不同播种期、栽培密度与施氮量对油菜生长发育、重要农艺性状、收获指数、产量等的影响。以上研究均为直播或机械化种植制度下杂交油菜栽培方式，而油菜育苗移栽模型研究研究报道较少，特别是四川地区，且在相同条件下，育苗移栽油菜产量水平显著高于直播油菜［6，11］。利用优化栽培措施模型研究作物高产优质，是栽培试验研究的主攻方向。本试验采用二次正交旋转组合设计，选用播种期、栽培密度和氮肥施用量3个主要栽培因子，研究宜油21育苗移栽高产栽培模式，建立播种期、种植密度、施氮量对产量影响的数学模型指导大田生产，有效提高单位面积产量，提高生产效益。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年9月至2016年5月在四川省宜宾市农业科学院大观科研基地进行，试验点海拔265 m，年均总积温6 761.1℃，气温18.4℃，降雨量911.3 mm，日照时数797.2 h。试验田灌溉排水条件良好，前作为水稻，土质为壤土，肥力中上等，有机质含量16.9 g/kg、速效氮含量92.7 mg/kg、速效钾含量183.6 mg/kg、有效磷含量128.4 mg/kg。

1.2 试验材料

供试油菜品种为宜宾市农业科学院油料所选育的中熟超高产双低优质杂交油菜新品种宜油21，试验中施用的氮肥为尿素。

1.3 试验方法

试验采用二次正交旋转组合设计［12］，以产量（Y）为目标函数，选择播种期（X1）、种植密度（X2）和纯氮施用量（X3）3项农艺措施为决策变量，各变量的设计水平及编码见表1。对产量的综合影响用Y = b0+Σbixi+Σbijxixj+Σbijxi2描述。按试验设计，mc=8，mr=6，m0=9，试验共23个处理，每个处理1个小区，小区面积20 m2，采用正交区组，分三排式排列，区组内各处理随机排列。

表1 试验因子编码水平

按照试验设计，进行播种育苗，当油菜苗龄达30 d时根据各小区密度进行移栽，单窝单株，行距为42.5 cm，株距根据种植密度水平而定。各小区氮肥分别按设计用量作底肥和两次追肥使用，其比例为2∶1∶1，移栽返青后进行第1次追肥，1个月后再次追肥。2016年5月3日，分小区收获晒干计产。

各栽培因素与产量的效应采用降维分析法［12］。各项数据统计分析采用DPS7.05软件和Excel 2007。

2 结果与分析

2.1 产量与各因素间回归的数学模型

以实测产量（表2）为目标函数Y（kg/hm2）建立数学模型：Y=2870.051+X1X3+50.625X2X3，对模型进行显著性检验，结果（表3）表明，FR=4.1635，P值为0.0102，差异显著，FLF=1.0627，P值为0.4460，差异不显著，表明该模型拟合较好，可靠程度高，可根据播种期、种植密度、施氮量预测产量。

对各偏回归系数的显著性检验，结果（表3）表明，各因素的一次项对宜油21产量影响均为正效应，除播种期（X1）对产量的影响不显著外，其余各项均达极显著水平；各因素的二次项对宜油21产量影响均为负效应，播种期（X1）和施氮量（X3）的二次项均达显著水平，而种植密度（X2）不显著；互作项除播种期（X1）和种植密度（X2）对宜油21产量影响达显著外，其余各项不显著。

表2 试验方案及产量

图1 播种期、种植密度和施氮量与产量的关系

表3 产量回归方程方差分析

2.2 模型解析

2.2.1 主效应分析通过“降维法”分析结果（图1）可知，在试验设计的种植密度和施氮量范围内（种植密度上限为118 590株/hm2、施氮量上限为270.0 kg/hm2），随着种植密度（X2）、施氮量（X3）两个因素水平的增加，产量也随之增加，在本试验范围内无峰值；播种期（X1）在-1.6818～0水平，产量随着播种期的推迟而增加，在0～1.6818水平，产量随着播种期的推迟而减少。

对贡献率分析发现，各因素对宜油21产量的贡献率分别为：△播种期=1.642，△种植密度=1.395，△施氮量=1.952，表明3个栽培因子中，施氮量（X3）对宜油21产量的影响最大，其次为播种期（X1）和种植密度（X2）。因此，生产中应把施氮量作为宜油21栽培措施首先考虑的因素，其次是播种期的选择。

2.2.2 各因子边际产量效应分析由图2可知，播种期在-1.6818～0水平时，边际产量为正值，水平为0.259（10-01）时，边际产量为零，即在10月1日以后播种无增产效应；栽培密度在-1.6818～0水平时，边际产量为正值，水平为0.754（102 818株/hm2）时，边际产量为零，即当种植密度大于102 818株/hm2时无增产效应；施氮量在-1.6818～1水平时，边际产量为正值，水平为1.260（246.2 kg/hm2）时，边际产量为零，即当施氮量超过246.2 kg/hm2时无增产效应。

图2 各因素在不同水平下的边际产量效应

图3 播种期（X1）与种植密度（X2）交互作用

2.2.3 栽培因子对产量的互作效应分析由表3可知，只有播种期（X1）和种植密度（X2）两个因子的交互作用达显著水平，采用降维法进行播种期（X1）和种植密度（X2）互作效应分析（图3）表明，（1）当播种期（X1）在1.6818、1、0水平时，随着种植密度（X2）的增加，产量呈上升趋势，水平间增产幅度呈先增大后减缓趋势；当播种期（X1）在-1、-6818水平时，随着种植密度（X2）的增加，产量呈下降趋势，水平间减产幅度增大；（2）无论种植密度（X2）在何水平，随着播种期（X1）的推迟，产量均呈先上升后下降趋势，种植密度（X2）在-1.6818、-1、0水平，产量在播种期（X1）为0水平时达最大值，随后急剧降低；种植密度（X2）在1、1.6818水平时，随着播种期（X1）的推迟，水平间增产幅度增大，在1水平时，达最大值，随后缓慢降低；（3）当播种期（X1）在1水平、种植密度（X2）在1.6818水平时，互作效应最大，产量最高。上述分析表明，当播种期在中高水平时，密度越大，产量越高；当播种期在低水平时，密度越小，产量越高，即迟播高密度获得产量最高，早播低密度也可获得高产，迟播低密度产量最低。

2.3 栽培技术方案优化

根据建立的回归模型，采用频数分析方法对回归模型进行寻求最优栽培措施（表4），得出宜油21获得最高产量时各因素组合的水平编码值分别为X1=0、X2=1.6818、X3=1.6818，即播种期为9月28日、种植密度为118 590株/hm2、施氮量为270.0 kg/hm2。在组合试验的125套方案中，产量大于2 860 kg/hm2的高产方案有45个，占36.0%，其中播种期（X1）在-1、0、1水平，种植密度（X2）在0、1、1.6818水平，施氮量（X3）在1、1.6818水平的次数最多，频率最高，表明宜油21在播种期中等水平、种植密度中等偏上水平以及施氮量较高水平时，获得高产的概率更大，其农艺措施优化组合方案为：播种期为9月25～29日，种植密度为92 839～104 399 株/hm2，施氮量为215.8～242.8 kg/hm2，宜油21即可望获得2 860 kg/hm2以上的产量。

表4 各因素在产量高于2 860 kg/hm2时的取值频数分布

3 结论与讨论

采用杂交油菜新品种宜油21为供试材料，根据播种期、种植密度、施氮量建立的回归模型，经显著性检验达到极显著水平，表明模型适当科学。根据回归模型进行“降维”和 “贡献率”分析发现，播种期、种植密度和施氮量对育苗移栽杂交油菜宜油21产量均有重要影响，其大小为：施氮量＞播种期＞种植密度，施氮量是影响育苗移栽油菜的主要因素，其次为播种期，这与前人研究结果一致［13-16］。本试验结果表明，育苗移栽油菜适宜施氮量为215.8～242.8 kg/hm2，与前人研究结果相似［17-19］。也有研究认为育苗移栽杂交油菜获得高产需要较高的氮肥施用量（260～487.5 kg/hm3）［7，17，20］，这可能与研究区域气候、土壤条件、栽培方式以及品种有关，但氮肥施用量过大会降低氮肥利用率，引起植株徒长，加剧病虫危害和倒伏［9，17］。因此，在实际大田生产中，要根据油菜的品种特性、土壤肥力状况、区域气候条件等因素综合考虑，采用适宜的氮肥施用量。

多数研究表明，氮肥与种植密度、氮肥与播种期、播种期与种植密度之间的互作效应显著影响油菜产量［14-16，21-22］。本试验中，对油菜产量有显著影响的交互作用项为种植密度与播种期，在一定范围内，种植密度和播种期之间均存在正向相互作用，超过此范围，两者均变为负向相互作用，当播种期在中高水平时，密度越大，产量越高；当播种期在低水平时，密度越小，产量越高，即迟播高密度获得产量最高，早播低密度也可获得高产，迟播低密度产量最低，这与研究结果基本一致［23-25］。

因此，在川南地区高产高效栽培杂交油菜宜油21要高度重视宜油21品种特性（中熟），选择适宜播期（9月25日～29日）、种植密度（92 839～104 399 株/hm2）和施氮量（215.8～242.8 kg/hm2）等栽培农艺措施，合理利用温光条件，避免或减轻自然条件和病虫等的影响，促进油菜收获指数与生物产量的协调提高，最终可望实现2 860 kg/hm2以上的产量。

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