山区油菜“稀植套种”高产高效机理初探

赵运成 杨雪 陈畅

摘要：以中油杂12号油菜品种为材料，通过在株间套种芥菜，比较山区油菜稀植净作（T1）和稀植套种（T2）2种不同的种植方式对于群体叶面积指数、冠层透光率、油菜单株干物质量、产量及经济效益的影响。结果表明，稀植套种对于油菜株高、茎粗影响较小，且对油菜的正常生长发育进程影响也较小，但可以提高群体叶面积指数、降低群体透光率;该种植方式下的油菜收获产量虽低于净作，但综合芥菜的产出，该模式可增收4 762.2元/hm2，具有良好的经济效益。

关键词：油菜;稀植净作;稀植套种;产量;经济效益

中图分类号：S634.304   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）12-0100-03

恩施土家族苗族自治州（以下简称恩施州）位于湖北省西南山区，气候湿润，年均降水量在 1 400 mm 左右，冬季平均气温在0 ℃以上，可满足油菜的正常生长需求[1]。其境内多山地，地势高低不平，且由于城镇化的发展，外出务工人数逐年上升[2]，导致油菜生产劳动力短缺，油菜种植积极性受到影响。因此，省工、高产的稀植栽培逐渐发展起来，油菜稀植栽培技术是由杨良金在1998年提出，是一种将密度降低为 3万～6万株/hm2，并配合良种获得高产的种植模式，具有省工、高产、高经济效益等优点[3-4]。但是由于油菜生育期较长，苗期生长缓慢，稀植苗期土地覆盖面积小，会造成光热资源的浪费[5]，因此有必要发展配套的栽培技术以充分利用苗期浪费的资源。而间套种技术通过一定的种植结构设计，合理搭配2种作物不同生育期，可使群体截获更多光能[6]，合用净作浪费的各类资源，增加单位土地面积的产出，提高经济收入[7]。前人研究表明，小麦+春玉米+夏玉米形成的多熟间套作模式产量要比传统的冬小麦—夏玉米两熟模式增产18%～22%[8];玉米间作魔芋的产值可达34 860元/hm2，同时可以显著提高玉米产量[9];对于油菜间套种的研究表明，油菜∥蚕豆间作，油菜可增产16%～45%，蚕豆可增产12%～26%[10]。目前间套种研究多针对玉米、小麦等，对于油菜的间套种技术研究比较欠缺。本试验以稀植为基础，在油菜株间套种芥菜，研究净作与套种对于油菜生长及经济效益的影响，为该模式在山区的推广改良提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

供試油菜品种为甘蓝型油菜品种中油杂12号，由中国农业科学院油料作物研究所提供;套种芥菜品种为“巴渝”牌圆大头根用芥菜（下简称芥菜）。

1.2 试验地概况

试验于2016年和2017年在湖北省恩施州宣恩县板辽村（29°48′16.7″N，109°31′50.9″E，海拔635 m，以下简称宣恩）试验基地进行。试验前取耕作层（0～20 cm）土壤样品测试其理化性质，土壤pH值为7.1，全氮含量为1.41 g/kg，全磷含量为 0.82 g/kg，全钾含量为20.16 g/kg。

1.3 试验设计

试验设油菜稀植净作（T1）、稀植套种（T2）2个处理，各处理重复3次，共6个小区，每小区面积为60 m2，随机排布。油菜为宽窄株距种植，其中宽株距为1.4 m，窄株距为0.6 m，密度为1.2万株/hm2，芥菜套种于株间（图1），套种密度为4.8万株/hm2。试验地四周设置保护行，除种植方式外，其余田间管理措施相同。在种植前3 d均采用除草剂封闭除草（1 hm2 喷施 2.25～3.00 L 20%敌草胺乳油和750 mL水的混合液），纯氮用量为240 kg/hm2，磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）用量均为 110 kg/hm2，硼肥用量9 kg/hm2，另施600 kg/hm2充分发酵后的菜籽饼作有机肥;磷、钾、硼肥和有机肥均作基肥一次性施用，氮肥按照基肥 ∶ 苗肥 ∶ 腊肥=5 ∶ 2 ∶ 3的质量比施入。初花期后7～10 d用50%多菌灵可湿性粉剂加水稀释至 500～1 000倍液喷洒植株中下部以防治菌核病。

油菜于2016年9月5日在苗床播种，10月2日移栽到试验田，2017年5月5日收获;芥菜于2016年9月16日育苗，10月15日移栽，2017年2月10日收获。收获时所有小区计实际产量。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 不同生育期内油菜形态指标的测定 在油菜全生育期内，每隔1个月左右对油菜进行取样调查，取样时要注意选取可以代表小区长势的油菜各5株，对其形态指标如株高、茎粗等进行测量;并将其分为根系与地上部分（茎秆、叶、花、角果），装于网袋中密封，分别在105 ℃下杀青30 min后80 ℃烘干至恒质量，测定干物质量。

1.4.2 产量和产量构成因素的测定 在成熟期于每个小区选择有代表性的地段连续取样5株，置于挂藏室后熟风干后，按照油菜考种标准考种。测定各株油菜株高、茎粗、分枝数、每角粒数（从主花序的上、中、下部随机取10个角果，上、中、下部1次分枝中部随机取15个角果，测得总粒数求平均值）等性状。脱粒后称量各部分籽粒质量，计算千粒质量、单株产量，各小区单独收获，测定小区实收产量并折算成单位面积产量。

1.4.3 群体透光率及叶面积指数的测定 使用LAI-2000植物冠层分析仪（LI-COR公司，美国）测定各关键生育期（苗期、蕾薹期、花期、角果期、成熟期）油菜群体透光率和叶面积指数（leaf area index，简称LAI）。测量时尽量避免阳光直射，先将探头置于冠层上方，保持探头上的气泡水准器水平，按下测定按钮，2声蜂鸣后将探头放入群体内距地面一定高度位置上，仍需保持气泡水准器水平，按下测定按钮，听到2声蜂鸣后选择冠层内同一高度不同位置进行测量，本试验测定距地面10 cm和30 cm处透光率。各小区测定5次，取平均值。

1.4.4 经济效益分析 试验过程中分别记录用工成本（育苗、整地、除草等的用工成本）、物资（农药、化肥等）成本，各种种植方式的收获方式为人工收获，记录所需人数并折算为单位面积用工数，将所有菜籽实测计产，并按照收获时当地菜籽收购价格计算经济效益。

1.5 统计与分析

使用Microsoft Excel 2007处理数据，Sigma Plot 12.5作图，R软件统计分析試验数据。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对群体透光率的影响

透光率指光线透过作物照射到地面的光照度，透光率的值反映了作物群体结构和作物对光能的利用。如图2所示，各高度处透光率随油菜的生长逐渐下降，即群体截获的光能逐渐上升。花期之前，T1、T2透光率差距较大，在苗期，距地面10 cm处，T2由于套种芥菜，透光率比T1低20.8%;距地面30 cm处，由于苗期植株矮小，导致透光率比10 cm高，但T2仍低于T1约10.8%，说明T2可以利用更多的光能;在蕾薹期，此时芥菜已经收获，且越冬期后油菜生长迅速，T1的透光率仍高于T2，在10 cm处比T2高16.9%，30 cm处比T2高15.6%;花期后，角果期至成熟期，T1透光率低于T2，成熟期10 cm处T1低于T2约9.2%，30 cm处T1低于T2约6.8%，各处理间透光率差异不明显。

2.2 不同种植方式对群体叶面积指数的影响

本试验中的LAI数据由LAI-2000植物冠层分析仪测得，在2017年2月14日前，T2的LAI中包含部分芥菜的叶面积指数，芥菜收获前的LAI大小为T2>T1（图3），其中12月21日测得T2与T1 LAI值的差距最大，为0.37。2处理的LAI在整个生育期变化趋势相似，均为先上升后下降，1月23日（越冬期）前LAI增加较缓慢，之后逐渐加快，至3月15日（花期）LAI达到最大值，T1、T2分别为4.22、4.66，且在花期及之前均表现为T2>T1，2处理最大的LAI差为0.45，出现在蕾薹期（2月14日）;花期后2处理的LAI均迅速下降，在4月11日（角果期）T1略大于T2，至5月4日（成熟期）2处理LAI均达到最小值。由此可见，T2处理可以提高群体叶面积指数，为群体产量的形成奠定基础。

2.3 不同种植方式对油菜单株干物质量的影响

油菜干物质积累进程可直观反映出油菜生长发育的强弱能力。栽培措施通过作用于作物的干物质积累过程而影响其生长发育，进而决定产量的高低。由图4可知，2处理干物质

量变化趋势相同，即苗期至蕾薹期干物质积累速度缓慢且积累量少，蕾薹期至花期由于营养生长与生殖生长共存，营养器官旺盛生长，导致干物质积累较快，角果期至成熟期干物质积累缓慢，成熟期达最大值。在苗期，T1、T2单株干物质量分别为49.27、52.38 g，T2略高于T1，在蕾薹期T2比T1高 26.94 g，但在花期及之后均为T1>T2，花期、角果期、成熟期T1分别比T2高48.41、59.65、77.74 g;T1处理下油菜整个生育期总干物质量为 2 538.61 g，T2为2 382.86，T1比T2多6.54%。

2.4 不同种植方式对油菜产量及构成要素的影响

由表1可知，T1的株高、分枝角果数、小区产量均高于T2，其中T1小区产量比T2高4.43%，但差异不显著。2处理的产量构成因素（每角粒数、千粒质量和单株角果数）及产量表现为T2每角粒数比T1多1.5粒，增幅为 7.35%，差异不显著;T1质量比T2高0.93g，增幅为 23.19%，差异显著;T2单株角果数比T1多320个，增幅 10.23%，差异显著;T1单株产量比T2高26.83 g，增幅 8.99%，但差异不显著。T2虽在主序角果数和每角粒数上占优势，但分枝角果数和千粒质量低于T1，导致单株产量、小区产量低于T1。

2.5 不同种植方式经济效益对比

由表2、表3可知，生产成本为T2>T1，主要因为T2（稀植套种）在芥菜育苗、移栽、田间管理方面需要占用部分劳动力，导致生产成本较T1增加4 200元/hm2，增幅为44.44%。T1油菜产量比T2增加127 kg/hm2，增幅为4.41%;油菜收益增加685.8元/hm2，增幅为4.41%。T2纯收益比T1增加4 762.2元/hm2，增幅为70.21%。因此，稀植套种的油菜产量虽然低于稀植净作，但综合计算套种作物收益后，该模式经济效益要高于稀植净作。

3 讨论与结论

传统单作种植模式需要消耗大量的自然资源、人力物力投入才能得到产量的提高，而大量研究表明，以间套种为代表的复合种植模式可延续农田的可持续性，保证作物的产量，并获得一定的经济效益。车江旅等在甘蔗套种大豆的研究中发现，两者搭配种植，可形成高低不同的垂直结构，创造出多功能甘蔗复合群体，比单作甘蔗增产11.9%[11]。李文学研究得出，小麦、蚕豆可通过间套作提高籽粒产量和生物产量，扩大绿色覆盖面积[12]。本试验结果表明，稀植套种可提高群体的叶面积指数，减少苗期油菜群体的透光率，与净作相比，可减少约20%的透光率，即提高光能截获率，而稀植套种处理下油菜的生长发育进程与净作相比并未受影响，油菜的株高、茎粗、干物质量等差异不明显。对于产量构成要素而言，稀植套种可增加单株总角果数和主序角果数，与稀植净作相比，分别增加了10.2%和16.9%，但千粒质量和单株产量略有减少，与稀植净作相比，分别减少了18.8%和8.3%，导致最终实测产量比稀植净作低127.5 kg/hm2，产量差异未达到显著水平。在投入、产出方面，稀植套种所耗费的人工成本比稀植净作多4 200元/hm2，套种生产成本高于净作。由于套种可收获一季芥菜，且不影响收获后油菜的生长，使得稀植套种的最终经济效益高于稀植净作，可比净作增收4 762.2元/hm2。

综上所述，稀植套种可提高冠层光能截获率，增加群体叶面积指数，充分利用油菜苗前期浪费的光热资源，油菜产量虽略低于净作，但结合芥菜的产量后，其经济效益远高于稀植净作，在山区有一定的推广价值。

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