不同油菜品种机械化种植的适应性研究

胡承伟,周志淑,朱 程,刘希忠,黄桃翠∗

(1重庆市农业科学院,重庆400060;2重庆市南川区农业技术推广中心,重庆408400)

油菜是我国重要的经济和油料作物,2018年全国种植面积655.06万hm2,总产1 328.12万t,面积和总产均占世界的30%左右[1]。传统的油菜生产方式用工多、劳动强度大、生产成本高,生产效益低。根据2017年全国农产品成本收益资料汇编统计[2],种植1 hm2油菜至少需要225个人工,费用高达1.36万元(人民币,下同),劳动力成本占油菜生产成本的79.89%,严重制约了油菜产业的发展。实现油菜生产机械化可显著减少用工,降低生产成本、提高种植效益,是保障我国油菜产业可持续发展的必由之路。

油菜生产机械化主要表现为机械直播和机械收获,具有省工省本、提高劳动效率和减轻劳动强度等优点,结合机械耕地和机械化病虫害防治可实现油菜主要农事环节的全程机械化。目前,水稻、小麦、玉米等主要粮食作物已基本实现全程机械化种植。近年来,油菜机械化相关的研究取得了明显进展,包括需求的品种类型[3-6]、播种与收获机械研制[7-10]、配套农艺措施[11-13]、病虫害防治[14-15]等方面,但油菜的全程机械化仍处于发展阶段。宋稀等[4]认为,机械化高密度种植的油菜应加强对结角密度和主花序有效角果数的选择。刘征明等[9]设计的“4LZY-2.0S”型油菜联合收割机测试效果较好,达到了机械收获的要求。

地处长江上游的四川、重庆、云南、贵州和陕西南部的西南油菜区常年种植油菜187.9万hm2,占全国油菜种植面积的25%左右,而该地区的机播和机收率均不足5%,显著低于全国机播和机收率[16]。该地区的油菜以丘陵山地稻油轮作为主,田块小而散,品种宜机性差,机械设备落后,示范效果不佳,限制了该区域油菜机械化[17]。为加快推进该区域油菜全程机械化,本试验以重庆市6个大面积推广种植的品种为材料,引进在市场具有较大使用率的机播机收设备,在稻油轮作区域进行油菜机播、机收和品种适应性研究,以期为油菜机械化种植提供技术参考和品种选择。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018—2019年在重庆市南川区东城街道办事处三秀居委的稻油轮作试验基地进行。前茬为水稻,8月底收获,土壤肥力水平中上等,pH 5.8、碱解氮138.7 mg∕kg、有效磷43.7 mg∕kg、速效钾162.8 mg∕kg。

1.2 试验材料

6个供试品种分别为‘油研57’、‘三峡油5号’、‘庆油1号’、‘渝油28’、‘种都油998’和‘德5油319’,由重庆市南川区农业技术推广中心提供(表1)。2BYL-220油菜联合播种机,由长沙桑铼特农业机械设备有限公司出产。4LZ-1.5油菜联合收割机,由现代农装株洲联合收割机有限公司出产。

表1 试验材料Table 1 Tested material

1.3 试验设计

于2018年9月26日进行播种,机械直播的播种量为4.5 kg∕hm2,行距55 cm,单个小区面积1 320 m2,设3次重复。试验地用600 kg∕hm2的复合肥(N∶P2O5∶K2O=25∶5∶10)和15 kg∕hm2的硼肥(含B 10.7%)为底肥,由直播机一并施入。5叶期施150 kg∕hm2的尿素(N≥46%),其他管理品种间一致。

播种后35 d调查出苗状况,对角线法取5点样,每点1 m2,平均值即为出苗效果;在5个样点连续调查10株苗的生长情况,数计叶片数、苗高、茎基粗,计算平均值。记载全生育期天数,油菜成熟后,用5点取样法,每品种每点取1 m2,调查植株密度,计算成苗率;每个品种选取10株,测量株高、有效分枝数、分枝位、有效角果数、每角粒数、千粒重。在油菜角果有90%左右呈琵琶黄时分品种进行机械收获,人工收获按当地习惯进行分段收获,晒干风净后计算小区产量,机械和人工各收获660 m2,比较不同收获方式和品种的损失率。采用5点取样法,在收获前2 d调查菌核病,每点50株,每小区250株,按5级分级标准,计算病株率和病情指数[18]。

成苗率=(成熟时密度∕出苗时密度)×100%;

病情指数=[∑(各级病株数×该病级数)∕(调查株数×最高病级数)]×100。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件对数据进行统计和初步分析,采用SPSS 18.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种机播的苗情分析

如表2所示,‘庆油1号’平均苗数最高,达30.27万株∕hm2,‘渝油28’最低,为26.17万株∕hm2,两者间具有显著差异;‘渝油28’的单株绿叶数最多、茎基最粗,分别为9.8个和7.6 mm。不同品种的平均苗高为27.4 cm,‘庆油1号’最矮,为26.1 cm,‘油研57’的苗高最高,达到28.5 cm,但不同品种间无显著差异。‘渝油28’的出苗少,生长空间足,有利于增加绿叶数和茎基粗,而‘庆油1号’的出苗数多、苗矮,更适于机械播种。

表2 不同品种机播的苗情分析Table 2 Comparison of seeding conditions of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.2 不同品种机播的农艺性状分析

由表3可知,6个品种的平均密度为24.72万株∕hm2,平均成苗率为87.54%。其中‘庆油1号’的密度最大,达26.02万株∕hm2,‘三峡油5号’的密度最低,为23.85万株∕hm2,但品种间无显著差异;而‘三峡油5’的成苗率较高,为90.72%,‘渝油28’的成苗率最高,为92.78%;‘庆油1号’的生育期最短,为207.3 d,‘比三峡油5号’、‘德5油319’和‘种都油998’分别少8.4 d、8.0 d和7.4 d,差异显著;‘渝油28’的株高最矮,比‘种都油998’和‘三峡油5号’分别少15.3 cm和11.9 cm,差异显著;不同品种的病株率和病情指数差异较大,‘庆油1号’和‘种都油998’的病株率和病情指数显著低于其他品种。表明‘庆油1号’在机械播种条件下,密度大、生育期短、抗菌核病效果好,适宜机械化播种。

表3 不同品种机播的农艺性状分析Table 3 Comparison of agronomic traits of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.3 不同品种机播的产量性状比较

如表4所示,除‘德5油319’和‘庆油1号’的千粒重显著高于‘种都油998’外,其他性状均无显著差异。分枝部位的平均高度为97.8 cm,主花序平均长58.5 cm,平均有效分枝数5.8个、平均有效角果数199.4个、平均每角粒数17.2粒,平均千粒重3.85 g,其中‘渝油28’的分枝部位最低、分枝数最多,‘三峡油5号’的有效角果数最大,‘渝油28’的每角粒数最多,‘德5油319’的千粒重最大。

表4 不同品种机播的产量性状分析Table 4 Comparison of yield traits in different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.4 不同品种机播后机收和人工收获的产量比较

由表5可知,不同品种机播后机收和人工收获的差异显著,机收的平均产量在2 255.05 kg∕hm2,产量最高的是‘庆油1号’,达到2 404.66 kg∕hm2,比平均机收产量高6.63%,‘三峡油5号’最低,仅为2 132.07 kg∕hm2;人工收获的平均产量为2 516.92 kg∕hm2,‘渝油28’的产量最高,为2 629.59 kg∕hm2,比平均人工收获产量高4.48%,‘种都油998’的产量最低,为2 372.17 kg∕hm2。机收的产量损失在178.72—320.39 kg∕hm2,平均损失量261.87 kg∕hm2,平均损失率10.42%。‘三峡油5号’的机收损失量和损失率最大,分别为320.39 kg∕hm2和13.06%;‘庆油1号’的损失量最小,为178.72 kg∕hm2,损失率为6.91%,均显著低于其他品种。‘渝油28’在人工收获条件下产量最大,‘庆油1号’在机械收获条件下产量最大、机收损失量和损失率最低,说明‘渝油28’适宜人工收获,而‘庆油1号’适宜机械收获。

表5 不同品种机播后机收和人工收的比较Table 5 Comparison of mechanical and manual harvest of different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding

2.5 不同品种机播后机收和人工收的效益分析

如表6所示,机收的平均效益12 630.28元∕hm2,‘庆油1号’最高,为13 527.96元∕hm2,比最低的‘三峡油5号’高1 635.54元∕hm2;人工收获的平均收益为11 501.51元∕hm2,‘渝油28’最高,为12 177.54元∕hm2,比最低的‘种都油998’高1 544.52元∕hm2。与人工收获相比,机械收获增加收益平均达1 128.77元∕hm2,其中‘庆油1号’机收增加效益最多,为1 627.68元∕hm2,‘三峡油5号’最少,为777.66元∕hm2。

表6 不同品种机播后机收和人工收的效益分析Table 6 Benefits of mechanical and manual harvest in different rapeseed varieties by mechanical direct-seeding 元·hm-2

3 结论与讨论

不同油菜品种的生态适宜性和株型结构存在明显的差异,推广适宜机械化种植的油菜品种和配套技术是油菜机械化种植的关键。宋稀等[4]认为,高密度种植是机械化种植获得高产的重要因素。本试验以重庆市主要推广的6个油菜品种为材料,研究其在机播条件下的生长状况并比较机收与人收的产量和效益,结果表明:在相同播种量条件下,‘庆油1号’的苗期苗数达到30.27万株∕hm2,成熟期密度达到26.02万株∕hm2,密度最大,适宜机械化播种,这可能与‘庆油1号’种子千粒重较大[19],机播较均匀、不易卡机,不易掉入田间裂缝且苗期种子提供的营养充足有关。

损失率是影响机械收获推广的重要因素,机械收获的损失率除与品种的抗裂角性相关外,还与田间的倒伏性等因素有关,本试验条件下各品种无倒伏现象,6个油菜品种的损失率在6.91%—13.06%,平均损失率为10.42%,这与左青松等[20]研究认为的机械收获总损失率在7.0%—15.8%相近。从产量上看,‘渝油28’的人工收获产量最大,为2 629.59 kg∕hm2;而‘庆油1号’的机收产量最大,机收损失量为178.72 kg∕hm2,损失率仅为6.91%,机收损失量和损失率均显著低于其他品种,这可能与‘庆油1号’的角果皮失水速率慢、抗裂角能力强有关[21];比较机收和人收的效益发现,所有品种机收都能增加收益,平均可达1 128.77元∕hm2,其中‘庆油1号’增收1 627.68元∕hm2,高于其他品种,说明在机械直播用种量为4.5 kg∕hm2时,‘庆油1号’适宜机收,具有推广前景。综上,在西南地区稻油轮作地区选择合适的品种和机械进行油菜的机播、机收具有可行性,能达到高产高效。