油菜毯苗移栽与直播对比研究

冯云艳，冷锁虎，冯倩南，张含笑，刘 浩，盖小斌 ，3，杨 光，左青松

（1.扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室，江苏 扬州 225009；2.无锡市太湖米业有限公司，江苏 无锡 214196；3.无锡新天地农业发展有限公司，江苏 无锡 214115）

【研究意义】油菜是我国唯一的冬季油料作物，不与春夏作物争地，是用地养地相结合的作物，有很高的综合利用效益。菜籽油占国产油料作物产油量的55%以上［1］，但是我国油料作物自给率不足40%，每年仍需从国外进口大量油菜籽和大豆。因此，发展油菜生产对确保我国食用油供给安全具有重要意义［2-5］。我国油菜栽培方式主要有直播和育苗移栽两种，其中机械直播是最省工节本的办法，但随着茬口的推迟，直播油菜的产量水平迅速下降。育苗移栽能有效缓解茬口问题，但是传统的育苗移栽方式用工量大、劳动力成本高、难以完成机械化操作，生产效率低［6］，严重影响了农民种植油菜的积极性。【前人研究进展】针对油菜机械移栽前人进行了许多尝试，20世纪80年代以来，我国先后开发了如钳夹式移栽机、带式栽植机、吊篮式移栽机、导苗管式移栽机及挠性圆盘移栽机等机具［6-10］。这些移栽机大都在某些方面具有技术特色，但又在某些方面存在缺陷，如育苗、拔苗依然依靠人工，尚不能实现全程机械化，移栽质量和移栽效率很难统筹兼顾、伤苗率高等。目前尚没有一款机械能够在生产上大面积推广应用。关键问题是机械的研发仅针对生产上常规培育的油菜苗，由于菜苗规格不一，排列无序，难快速高效移栽。农业部南京农业机械化研究所对水稻插秧机的改装取得成功，研发了“一种油菜专用移栽机”［11］。2015年以来扬州大学农学院针对油菜机械化生产过程中配套农艺技术问题开展了系统研究，形成了适合机械移栽的毯状苗培育技术。所培育的毯状苗具有早发优势强、根系发达、春发稳长、群体较优、个体健壮等主要特性［12］。形成了油菜毯状苗机械移栽技术集群，毯苗移栽的核心技术是走农机农艺结合的技术路线，变培育大苗为小苗，提高机器携带菜苗方便性；变裸苗为规格化毯状苗，提高苗与机器协调性；变裸苗回土移栽为自动取苗插栽［13］。该技术实现了在水稻育秧盘内培育油菜毯状苗，利用稍加改装的水稻插秧机进行高速栽插，具有自动化程度高、茬口适应性强、气候适应性强、机械收获的适应性好、技术应用投入少等特点。上述两项技术的结合为油菜机械化移栽开辟了新途径。栽培因素中移栽期和播期是影响油菜生长及产量形成的重要因素［14-16］。徐亚丽［17］研究了不同生态区条件下播期和密度对直播油菜的影响，认为每角果粒数有随播期推迟而逐渐增加或减少的趋势，千粒重有随播期推迟而降低的趋势；任廷波等［18］研究发现播期与产量间呈一元二次抛物线关系，播期过早或过迟都难以获得高产。不同的移栽期导致油菜植株大田生长期对应的气候条件不同，从而使油菜植株生长期间光合特性和干物质积累发生变化，进而影响产量。关于油菜栽培方式与移栽期的综合研究鲜有报道，刘建霞等［19］研究认为过早或过晚移栽都不利于油菜干物质积累；夏立秋等［20］认为早栽和增加密度可以增加油菜植株干重和产量；何惠萍等［21］认为油研11号在生产上移栽时间在10月底以前为宜，若两熟地区油稻作物茬口安排较紧，最迟在11月上旬移栽到大田。然而由于油菜毯状苗苗较小，素质明显也比常规培育的大苗差，因此其适宜的移栽时期与常规栽培必然有较大的差异，但目前针对油菜毯状苗的高产栽培技术方面的研究很少。【本研究切入点】对毯苗移栽油菜及同期直播油菜不同时期移栽（或直播）条件下的产量、产量构成因素和经济效益进行系统研究。【拟解决的关键问题】探索出油菜毯状苗的适宜移栽期以及生产上高产栽培的最迟移栽期，为毯苗移栽油菜大规模机械化移栽提供科学依据，改善我国油菜种植机械化水平低的状况。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015—2016年在扬州大学实验农场进行。供试土壤为砂壤土，其有机质含量为15.08 g/kg、速效氮含量78.52 mg/kg、速效磷含量20.11 mg/kg、速效钾含量85.09 mg/kg。供试品种为甘蓝型油菜宁杂1818。

1.2 试验设计

毯状苗培育于2015年9月24日播种，在水稻标准硬质育秧盘内培育。设置移栽和直播两种植方式。6个移栽和直播期为10月15日、10月20日、10月25日、10月30日、11月4日和11月9日。各时期设置同期直播方式作对比试验，每个处理4次重复，随机区组排列，其中11月9日处理的直播试验因低温冻害未收到产量。移栽试验密度为22.5万株/hm2，直播油菜密度为45万株/hm2。各处理肥料运筹相同，于栽后7 d施用112.5 kg/hm2尿素作苗肥，薹高10 cm时施用300 kg/hm2复合肥作薹肥。

1.3 性状调查

每个处理选取代表性植株24株，测量株高、主序长、茎粗等，计算单株有效角果数、测量千粒重和籽粒产量，每角粒数由籽粒产量、角果数和千粒重推算。对植株各器官进行烘干称重。

1.4 数据处理

用DPS7.05统计分析系统进行数据方差分析和显著性检验，用WPS office绘制图表、Excel进行通径分析。

2 结果与分析

2.1 油菜毯苗移栽与直播对产量的影响

不同时期移栽与直播油菜产量及其构成因素的差异见表1。由表1可知，毯苗移栽油菜籽粒产量随移栽时期的推迟呈先上升后下降的趋势，其中以10月25日移栽的籽粒产量最高、达3 810.1 kg/hm2，显著高于其他时期；但移栽期对毯苗移栽油菜的角果数、每角粒数和千粒重均无显著影响。从不同种植方式来看，10月15日移栽的毯苗移栽油菜籽粒产量显著低于直播油菜；而10月20日、10月25日、10月30日和11月4日移栽的毯苗移栽油菜籽粒产量显著高于直播油菜；11月9日因直播油菜未收到籽粒产量，差异更大；从产量构成因素看，只有11月4日移栽的油菜角果数和每角粒数与直播差异显著。可见移栽期对产量的影响是群体角果数、每角粒数和千粒重共同作用的结果。

表1 不同处理籽粒产量及其构成因素的差异Table 1 Seed yield and component factors under different treatments

2.2 产量与产量构成因素的通径分析

为进一步研究不同时期处理间产量构成因素对产量的影响，将角果数、每角粒数和千粒重与产量进行通径分析。由图1可知，不同移栽期处理下角果数、每角粒数和千粒重对产量的直接通径系数分别为1.1637、0.9224和0.5770，说明毯苗移栽油菜的角果数对产量的作用最大，每角粒数次之，千粒重最小。角果数和每角粒数间、每角粒数和千粒重间均呈负相关，说明提高每角粒数会减小千粒重和群体角果数，进而影响产量，反之提高角果数也会减小每角粒数。

由图2可知，不同播期处理下角果数、每角粒数和千粒重对产量的直接通径系数分别为-0.2107、1.3557和0.4005，每角粒数对产量的作用最大，千粒重次之，角果数对产量有负作用，角果数通过每角粒数对产量的间接作用也较大，说明提高每角粒数能够提高产量。综上可知，毯苗移栽油菜主要是通过角果数影响产量，直播油菜则主要通过每角粒数影响产量。

图1 毯状苗不同移栽期处理产量构成因素与产量通径分析Fig.1 Path coefficient between seed yield and component factors at different transplanting dates

图2 直播油菜不同播期处理产量构成因素与产量通径分析Fig.2 Path coefficient between seed yield and component factors at different direct-seeding dates

2.3 不同时期移栽与直播对花前干物质积累的影响

由图3可知，移栽期对花前干物质积累有显著影响，花前干物质积累量随移栽期的推迟呈先增后减趋势，其中以10月25日移栽的油菜干物质积累量最高、为10 811.7 kg/hm2。而同期的直播油菜干物质积累量随播种期的推迟呈逐渐下降趋势。两者比较来看，10月15日移栽的毯苗移栽油菜干物质积累量比直播油菜低271.2 kg/hm2，下降幅度为2.7%，差异显著；10月20日、10月25日、10月30日和11月4日移栽的毯苗移栽油菜花前干物质积累量显著高于直播。说明种植方式对花前干物质积累量有显著影响。

图3 不同时期移栽与直播对花前干物质积累的影响Fig.3 Effects of different transplanting and direct-seeding dates on dry matter accumulation before flowering

2.4 不同时期移栽与直播对花后干物质积累的影响

图4 不同时期移栽与直播对花后干物质积累的影响Fig.4 Effect of different transplanting and directseeding date to dry matter accumulation after flowering

由图4可知，毯苗移栽油菜花后干物质积累量随着移栽期的推迟呈先增大后减小的趋势，其中10月25日移栽的油菜花后干物质积累量最高、为6 244.3 kg/hm2，显著高于其他处理时期，而同期直播油菜花后干物质积累量随播种期推迟呈逐渐下降的趋势。从不同种植方式看，10月15日移栽的毯苗移栽油菜花后群体干物质积累量显著小于直播；10月20日、10月25日、10月30日和11月4日移栽的毯苗移栽油菜花后干物质积累量显著高于直播。花后干物质的积累量与产量有很大关系，所以油菜移栽既不可以过早也不可以过迟，而直播油菜应尽量早播，有利于提高油菜群体花后干物质积累，进而提高产量。

2.5 不同时期移栽与直播油菜效益分析

为进一步探明毯苗移栽油菜在生产上应用的可行性，对毯苗移栽、常规人工移栽和直播油菜3种种植方式的效益进行对比研究。毯苗移栽油菜籽粒产量随移栽期的推迟呈二次曲线关系，回归方程为y= -1.88x2+ 67.45x+ 3086.60（图5）。根据二次方程得出，10月28日移栽产量最高（为3 691.3 kg/hm2，x=17.9），最佳移栽范围为10月23日—11月1日（比最高产量下降1%以内，y=3654.3），适宜移栽范围为10月18日—11月7日（比最高产量下降5%以内，y=3506.7）。生产上以3 000 kg/hm2为高产的最低标准，此时算出移栽期为11月16日，因此，可以此作为最晚移栽日期。由图5可知，移栽与直播油菜产量相等时出现在10月16日（x=5.9），10月16日前，直播油菜产量高于移栽，之后则相反。综上可知，从产量角度考虑，毯苗移栽油菜的合理移栽期范围为10月16日—11月16日。

图5 移栽与直播时期与产量的回归分析Fig. 5 Regression analysis of transplanting date/directseeding date and yield

由图6可知，10月21日（x=10.9）移栽的油菜与直播油菜的经济效益相当，10月21日前，直播效益高于移栽，之后相反。由此可见，直播油菜最迟不能超过10月21日，且越早播其济效益越高。

图6 移栽与直播时期与经济效益的回归分析Fig. 6 Regression analysis of transplanting date/directseeding date and economic benefits

综上可知，在茬口允许条件下，10月21日前，采用直播方式种植油菜效益较高，此后应采用毯苗机械移栽方式。毯苗机械移栽油菜的适宜移栽期范围为10月21日—11月5日，高产栽培的最迟移栽时间为11月13日。

3 讨论

3.1 不同移栽期毯苗移栽油菜产量形成的差异

油菜毯状育苗是近年扬州大学农学院提出的油菜育苗新方法，是一种适合机械移栽的油菜育苗方法。油菜毯状苗的机械移栽需要优质品种、优质育苗、精细整地、专用移栽机、适期移栽、群体合理、优化施肥、化控化除等多种标准化高产栽培技术的支持。在培育出密度高、素质好、苗龄20～30 d、盘根成毯的毯状油菜苗［22］的基础上，适期移栽争全苗是培育冬前壮苗进而夺得高产关键。本研究表明，移栽期对毯苗移栽油菜产量有显著影响，随着移栽期的推迟产量呈先增后减的趋势。从产量构成因素来看，移栽期对毯苗移栽油菜的角果数、每角粒数和千粒重均无显著影响。对产量构成因素与产量进行通径分析发现，角果数对产量的直接作用最大，说明移栽期主要是通过提高角果数来增加产量。干物质积累是作物生物学产量形成的基础，尤其是花后干物质积累量与最终籽粒产量有密切关系。本研究发现，不同移栽期对毯苗移栽油菜花前和花后干物质积累量均有显著影响，随着移栽期的推迟呈先增后减的趋势。说明过早移栽气温较高，不利于活颗，且移栽时苗龄不够长，导致后期干物质积累量不如稍晚移栽的处理。

3.2 不同种植方式油菜产量形成的差异

在油菜生育期内，直播和移栽对油菜生长发育和产量的影响不同，通常会形成显著不同的地上部群体结构和个体形态。对于移栽冬油菜，密度较低的情况下其个体生长更加旺盛，茎秆粗壮且叶片数量多，成熟期有效分枝和角果也较多，单株产量水平较高；与移栽冬油菜相比，直播冬油菜的个体生长发育较弱，成熟期分枝和角果较少，单株产量水平偏低［23-24］。有研究表明，油菜毯状苗移栽比同期直播油菜实际产量提高35%以上［25］。本研究结果表明，毯苗移栽油菜与同期直播油菜有显著差异，较早时期直播油菜高于毯苗移栽，其余时期则相反。因为早播油菜相比同期移栽油菜主根系健壮，温光条件较好，且生育期较长，燕妮等［26］研究表明，适期早播可以提高越冬率。而播期较迟，会缩短油菜生育期，影响产量。李强等［27-28］通过播期对冬油菜干物质积累及经济性状影响的研究表明，播期推迟，越冬率、干物质积累相应降低，且不同播期间产量存在显著差异。不同种植方式对产量构成因素无显著影响。不同种植方式对花前和花后干物质积累量也有显著影响。不同种植方式下产量构成因素与产量的通径分析结果有所不同，毯苗移栽油菜主要是通过角果数影响产量，直播油菜则主要通过每角粒数影响产量。这可能是由于直播油菜密度较大很容易达到适宜群体角果数，但迟播因个体较小，导致每角粒数减少，进而影响产量。因此油菜毯苗机械移栽与同期直播相比增产效果显著，可以大幅度提高移栽作业效率，降低作业成本，在长江中下游以及其他不具备直播条件的地区具有广泛的推广应用价值。

4 结论

关于油菜毯状苗机械移栽的研究较少，吴玉珍等［12］认为苏州地区毯状苗机栽油菜适宜移栽期为10月10日—10月25日，在适宜栽期范围内越早栽越好。本研究认为，10月21日前，采用直播方式种植油菜效益较高。而毯苗机械移栽油菜的适宜移栽期范围为10月21日—11月7日，高产栽培的最迟移栽时间为11月16日。