湖南省主推甘蓝型油菜品种种植密度与农艺性状及产量的相关性

郭一鸣，邱自祥，刘建英，王同华，范连益，曲 亮，李 莓*

（1湖南省作物研究所，长沙410125；2浏阳市农业技术推广中心，湖南浏阳410300；3浏阳市人民政府扶贫工作办公室，湖南浏阳410300）

近年来，湖南省油菜种植面积不断提高。国家统计资料表明，2010～2016年湖南省油菜种植面积从108.9万公顷扩大到130.7万公顷，2015年以来稳居全国第一位。但是，湖南省油菜平均产量仅1575 kg／hm2，在长江中游区处于中等水平，仍有较大提升空间。已有研究表明，种植密度是影响油菜高产的重要因素之一，合理的种植密度能协调群体和个体生长，有利于干物质的积累，是油菜高产的基础［1，2］。因此，了解本地适宜油菜品种及种植密度，改善田间光温利用率，有利于进一步提升当地栽培技术和机械化水平，提高产量，保障市场供应。

近年来，油菜轻简化种植技术在湖南省得到广泛推广，到2016年直播油菜面积已达到50%，机械化水平也在不断提高（http：／／www.hnagri.gov.cn／web／hnagrizw／snzx／zjgd／content_285637.html）。种植密度对油菜的株型、机械化生产的影响已有报道［3～5］。研究认为种植密度较低时，油菜茎秆粗壮、分枝数多、植株高大、角果数多且成熟期差异大，导致机械收割效率低，籽粒损失大，损失率达10%以上［6］。在较高的种植密度条件下，由于单株之间存在明显光温水肥等竞争效应，导致个体生长受阻，株高降低，分枝数和角果数减少，同时花期相对集中，有利于机械化收获技术的应用［7］。陈红琳等［5］研究了四川盆地丘陵移栽油菜的最佳种植密度，发现群体有效分枝总数、有效角果总数及群体产量随种植密度呈先增后减，群体密度为8.5万株／公顷时单产最高，而后减少。蒯婕等［8］则考察了15万～45万株／公顷直播种植密度下，密度与行距对油菜群体各指标的影响，结果表明45万株／公顷左右的密度，植株均匀分布更有利于群体产量的形成。

笔者选取湖南省油菜产区6个试验基地（长沙、溆浦、醴陵、浏阳、沅江、南县），按照当地的栽培习惯，选择当地主推品种，从移栽定苗5.1万株／公顷，到直播60万株／公顷，设置了多个种植密度，并综合了2013～2017年的品种考种数据，进行种植密度与株型性状及产量等因素的综合考察分析，以期对省内栽培模式及种植密度有更多的了解，从而更好地指导生产。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2013～2017年对国家油菜产业体系长沙试验站6个试验基地（长沙、沅江、醴陵、浏阳，南县、溆浦）的当地主推油菜品种不同种植密度品比试验数据进行统计（表1）。试验小区厢宽2 m，长10 m，沟宽0.5 m，3次重复，田间管理参照国家新品种区域试验标准。

表1 2013～2017年参试品种及种植密度Table 1 The tested varieties and the planting density in 2013～2017

续表1

1.2 测定项目

成熟期各小区随机选取10株，测定株高、分枝起点高度、一次分枝数、单株角果数、每角果粒数、千粒重、单株产量。同时，各小区测产，获得小区产量。测定3次重复，取平均值。

1.3 数据分析

产量及株型相关数据的方差分析及显著性检验主要利用软件R版本3.3.4的aov和TukeyHSD，各因素之间的相关系数和作图用软件为OriginLab，Northampton，MA，USA。

2 结果与分析

2.1 种植密度与农艺性状及产量的相关性分析

以各点2013～2017年各品种的考种数据分析不同种植密度下该区域主推品种株型性状和产量及其构成因子的相关系数，结果如表2。从相关系数可以看出，种植密度除了与分枝起点高度呈极显著正相关外，与株高、有效分枝数、单株角果数和单株产量均呈极显著负相关（相关系数分别为-0.50**，-0.82***，-0.76***和 -0.69***），表明随着种植密度的增大，分枝起点高度增高，而株高、有效分枝数、单株角果数与单株产量均呈减少趋势。其中，种植密度与有效分枝数和单株角果数相关性最大（图1）；产量因素中，种植密度与单株产量存在显著负相关（表2，图2左），但没有检测到与小区整体产量的显著相关性（图2右）。

株高、有效分枝数、单株角果数与单株产量都存在极显著正相关（相关系数分别为0.63***，0.87***和0.90***），而分枝起点高度则与有效分枝数、单株角果数和单株产量存在极显著负相关（相关系数分别为-0.78***，-0.73***和-0.64***）。

表2 各试验点2013～2017年各品种株型性状、产量各因子及种植密度间的相关系数Table 2 Correlation coefficients between plant architecture traits，yield-related factors and planting densities of different varieties of all field p lots during 2013～2017

图1 种植密度与单株有效分枝数（左）和单株角果数（右）线性相关图Fig.1 Linear correlations between planting density and branch number（left）aswell as silique number（right）

图2 种植密度与单株产量（左）和小区产量（右）线性相关图Fig.2 Linear correlations between planting density and plant seed weight（left）as well as plot yield（right）

2.2 不同种植密度下的主要农艺性状及其产量分析

将种植密度（D）分为6类，分别是D≤7.5万株／公顷，9.0万株／公顷 ＜D≤15.0万株／公顷，15.0万株／公顷 ＜D≤22.5万株／公顷，22.5万株／公顷＜D≤37.5万株／公顷，37.5万株／公顷＜D≤52.5万株／公顷，D＞52.5万株／公顷，归纳统计了各组株型等农艺性状及产量（表3）。结果显示，随着种植密度的增大，株高、有效分枝数、单株角果数及单株产量均呈显著减少趋势，分枝起点高度则相反，而每角果粒数、千粒重和小区产量各密度梯度间则未检测到显著差异。具体而言，15.0万株／公顷以下的两个梯度的株高没有显著差异，均达到180 cm左右，15.0万株／公顷 ＜D≤52.5万株／公顷时，各品种的平均高度维持在150～165 cm，密度大于52.5万株／公顷则会进一步显著下降。分枝起点高度的变化趋势与其他性状相反，低密度（≤7.5万株／公顷）时，株型高大，分枝数多，有效分枝起点较低，平均32 cm左右，随着密度的加大，分枝数减少，分枝起点升高，而种植密度达到37.5万株／公顷以上的两个梯度没有显著差异。密度为37.5万株／公顷以下各密度间单株角果数均达到极显著差异，其中≤7.5万株／公顷单株角果数可以达到600个以上，随着种植密度的增大，单株角果数极显著下降，大于37.5万株／公顷时降到100个以下。D≤7.5万株／公顷时，单株产量近40 g，密度大于37.5万株／公顷以上时，产量下降到6 g左右。各密度的小区产量差异不显著，总体呈先上升后下降的趋势。

表3 各品种在不同种植密度下的农艺性状与产量情况Table 3 The average agronom ic traits and yield of rapeseed varieties under different planting density

2.3 主要农艺性状与产量因素的品种间、年份间和种植密度间相关分析

由表4可见，除了每角果粒数和小区产量外，品种间其他指标的差异均达到显著水平；株高、单株角果数、每角果粒数和千粒重在不同年份间的变异程度较小，未达到显著水平，其他因素达到显著或极显著差异水平；除了每角果粒数和千粒重，各种植密度间的其他性状均达到了显著差异水平。

品种、年份和密度间两两互作效应存在差异：品种与年份互作中，有效分枝数、单株产量和小区产量均达到极显著差异水平；品种与密度互作中，仅在有效分枝数上达到显著差异水平；年份与密度互作则仅在单株产量上达到极显著差异水平。

表4 主要农艺性状与产量因素的方差分析结果Table 4 Variance analysis ofmain plant architecture traits and yield factors

3 讨论

2017年湖南省产业调研报告显示，随着农业产业结构的调整，湖南省油菜生产已由散户的精耕细作向种植大户的轻简化生产转变，油菜种植密度也由传统移栽稀植向直播密植发展。在新形势下，油菜种植密度与主要农艺性状及产量的关系的研究日显重要。本文通过多年多品种试验考种数据的分析，探讨湖南省油菜主产区不同种植密度下油菜株型等农艺性状及产量的变化，量化了各农艺性状与种植密度的关系，结果表明，本地适宜的品种在现有栽培密度的基础上，适当提高种植密度（＞15.0万株／公顷），有利于获得更一致的成熟期，减少用工和生产成本，推动机械化生产，最终实现增产增收。

本研究结果验证了苏伟等［3］、陈红琳等［5］提到的随着密度增加植株由高大多枝到逐渐矮小少枝的趋势，同时得到了具体的线性相关性，为量化该区域油菜种植密度与产量等性状提供了依据。然而，种植密度与单株产量上的显著相关性并没有延续到小区产量，可能是随着种植密度的增加，群体效应大于个体效应的关系［9，10］。而对于高密度种植（＞37.5万株／公顷），两个密度梯度之间除株高外其余各指标均没有显著差异，很大程度上是由于相比于直播定苗密度，高密度种植成熟期的实际株数有所降低，即存在消亡效应［8］。叶剑等［11］在考察群体密度对西北地区冬油菜产量及经济性状的影响时，将直播密度设定为60万、90万、120万和150万株／公顷的超高密度，最终得出60万株／公顷的密度达到最高的越冬率和各株型性状及产量最优的结论。

相比于种植密度间各农艺性状和产量的显著差异，品种间的变异系数也不容忽视。方差分析显示，除了每角果粒数和小区产量，其他品种间的差异在其他各项指标中均达到显著水平。许才康等［12］、钟林光等［13］分别就不同种植密度对特定品种（苏油4号和湘杂油7号）产量及品质的影响进行了研究，本研究各品种在多年多点不同环境下的表现暂未阐述。相比于密度和品种，年份间各指标的变异则小一些，这也符合严威凯［14］在作物品种试验效率方法探讨中表明的观点，即同一气候区内多年的数据对于提高各品种的遗传力有着显著效果。