北方冬油菜安全越冬问题探讨

郑 磊，李殿荣，陈娜娜，董育红，关周博, 张忠鑫

(陕西省杂交油菜研究中心,国家油料作物改良中心陕西油菜分中心,陕西 杨凌 712100)

菜籽油是我国居民主要食用优质植物油的来源，富含各种天然活性功能成分，也是中国传统的药食同源油脂，与人民健康和美好生活息息相关，在保障食物安全、生态安全中具有重要战略地位。当前，我国食用油供给安全形势十分严峻，食用植物油对外依存度达65%左右。随着国际贸易摩擦,以及新冠疫情的双重影响,使食用油料进口不确定性增大。为此，我国油料作物生产必须立足于自给,尤以扩大面积提高单产为核心，为食用油脂与饲用蛋白提供坚实保障；以发展占国产食用油半壁江山的菜籽油为重点，加强高产高油品种选育和高产栽培技术研究与推广,以增强我国油料产业风险的应对能力，推动“藏粮于技”战略措施落实落地。

我国黄淮区及其以北地区，冬季有大量的农田闲置，发展油菜潜力巨大。据陕西省统计局调查，仅该省陕南、关中、渭北地区冬季就有约20万hm2闲置田，如果将这些土地能加以利用，可有效提高油料作物总产量，对解决国家食用植物油安全问题具有重大现实意义与战略意义。

1 影响北方旱地油菜安全越冬问题的初步分析

1.1 干旱给北方旱地油菜带来严重危害

干旱是影响北方油菜生产和发展的重要因素之一。北方一般秋旱(8-10月)发生最为频繁，而且危害较大，往往影响油菜正常播种,造成直播油菜播期偏晚，出苗不齐,出苗后生长缓慢，油菜冬前达不到壮苗，抗灾能力差，导致冬季冻害。第二年返青，由于冬前生长发育不良,开春生长仍然缓慢。常言道：“春雨贵如油”，春天干旱(2-4月)又影响油菜春发稳长，这时油菜正处于营养生长和生殖生长的两旺时期，是油菜生长发育的关键时期，水分缺乏导致油菜营养生长受阻，花期缩短，分枝减少，授粉受精不良，影响结角结籽；旱情严重时,还会影响植物营养元素的正常吸收，造成油菜缺素性叶片发红；同时,干旱还容易造成蚜虫和小菜娥等害虫爆发危害和并发性病毒病。

表1 油菜越冬期的气温、降水量和日照时数(陕西省大荔县50年气象汇总)

以陕西关中东部的大荔县为例：11月下旬平均气温3.6℃，油菜地上部基本停止生长，进入越冬期，从12月到1月，平均低于0℃的温度接近两个月。1月上旬油菜行间最低温度达-11.4℃，1月中旬极端最低温度达-16℃，油菜冻害加剧，大部叶片萎焉，最后发白干枯。11月至翌年1月三个月总降雨量只有30.8 mm，且蒸发量大，对油菜安全越冬极为不利。据2006-2007年田间调查，油菜冻害与土壤(0～10 cm)含水量关系极大，土壤含水量与油菜冻害指数成高度负相关，其相关系数r=-0.83，回归测定y=98.26-4.05x。即当土壤0～10 cm深的含水量在4.4%～20.5%的范围内，土壤含水量每增加1%其冻害指数可减轻4%。因此，干旱低温的气候条件是造成植株叶片和叶柄干枯，缩茎段皱缩死苗的根本原因。

1.2 冷冻灾害也给北方旱地油菜带来较大危害

冷害和冻害是指低温对油菜的正常生长产生不利影响而造成的危害。其中冻害是指气温下降到0℃或以下，油菜细胞和组织发生冷冻，导致植株受伤或死亡，一般发生在油菜越冬期；而冷害则指0℃左右的低温对油菜生长发育所造成的伤害，一般多发生在晚秋和早春。这些冷冻灾害轻则使油菜减产，重则造成油菜绝收。

1.2.1 油菜冷冻灾害发生的普遍性 以陕西关中及其北部地区为例，冬油菜从种到收要经历240～280 d的生育期，其中发生在晚秋、早春的冷害和冬季的冻害约达141 d(11月中旬至4月上旬)，占油菜全生育期的一半以上，气温从播期的日均温18～20℃下降到1月份-0.2～-2.0℃。然后再上升到4月中旬的15℃以上，呈V”字形变化。期间，油菜在晚秋尚未接受低温锻炼之前或锻炼初期，菜苗水分含量较高，突遇大幅度持续降温，就会造成“临冻期”冻害；而12月下旬到1月中旬，是一年中最冷的时期，这时如气温降到-7℃以下，持续时间较长，油菜细胞就会脱水凝固受冻死亡。所以冷冻灾害的普遍性是油菜生产的一大特点，认识这个特点，采取一些预防和补救措施，就会收到减灾防灾的良好效果。

1.2.2 油菜冷冻灾害发生的严重性 油菜冷冻灾害轻者减产10%～20%,重者可达50%以上，甚至绝收。1976年，陕西省渭南地区农垦局所属华阴、沙苑、朝邑三个农场播种油菜2 747 hm2，因冻害死苗无收面积达1 597 hm2，占播种面积的58.2%。1977年该局再次播种2 219 hm2，该年因冻害造成基本无收面积达1 281 hm2，占播种面积的57.7%。同年，陕西省延安地区1.114万hm2冬油菜，有收成的不到133.3 hm2，冻害无收面积达98.8%。

1.2.3 油菜冷冻灾害的多发性 油菜一生中可能要经受多次冷冻灾害，特别是陕西省关中和渭北旱塬地区的冬油菜。苗期有可能遭受10月下旬到11月上旬的早霜冻危害，由于叶片的早期受冻，影响其光合作用的正常进行，叶、颈、根都不能很好发育而获得壮苗；进入越冬期，气温急剧下降，旱助寒威，骤热骤冷现象经常发生，有时寒流降温到-3℃，甚者达-10℃以下，导致油菜严重受冻。冻害较轻者茎叶全部冻干，仅剩心叶；严重者造成拔根死苗，根颈肿大、破裂或升温后颈部松软，腐烂死亡。

2 北方旱地油菜冻害及冷害的类型、症状及原因

2.1 油菜冻害发生的时期、类型及症状

据陕西省杂交油菜研究中心李殿荣等(1987、1994、2003)调查研究[2]，油菜冻害发生的时期有3个关键期，即临冻期(10月下旬至11月中旬)、大冻期(12月中旬至1月中旬)和蕾苔期(2月下旬至3月下旬)。

2.1.1 拔根掀苗 拔根掀苗是指地下部分受冻。当播种较迟，根系较小或扎根不深的油菜，若遇-5℃以下的低温，夜间土壤结冰膨胀，幼苗根系被抬起；到了白天，气温回升，冻土溶解，土体下沉，根系被扯断外露称拔根掀苗，如发生这种现象，油菜极易受冻致死。免耕撒播的油菜，由于根系不易下扎，极易发生拔根掀苗，造成油菜倒苗死亡。

2.1.2 叶片冻害 当气温下降到-3℃以下且持续时间较长时，叶片就会受冻，受冻叶和叶柄呈烫伤水渍状，当温度回升后，叶片由黄转白，枯干或死亡脱落。叶片受冻主要是叶片细胞间隙和细胞内水分结冰，细胞失水导致[3]。

2.1.3 蕾苔和花冻害 春性较强的品种过早现蕾抽薹，只要出现0℃以下低温就会受冻。花蕾和花受冻，变成黄褐色，后与花果一起死亡脱落，造成分段结实现象。嫩茎受冻则皮层破裂，冻害严重的则茎萎缩下垂折断或者茎枝凋萎死亡。未死亡的回暖后再发出侧枝和花器，但终因发育迟缓而畸形，影响授粉和结实，造成严重减产。

2.2 油菜冷害的类型及其症状

油菜冷害是较冻害较轻的一种灾害类型。冬前一般多发生在油菜临冻期、大冻初期和来年开春的蕾苔期。冷害虽较轻可以恢复，但对产量仍会造成一定的影响。

2.2.1 叶片冷害 油菜进入临冻期和大冻初期气温逐渐下降，如发生寒流侵袭，叶片会因未经抗寒锻炼或锻炼不充分而导致冷害。这时的冷害多发生在叶片上部外露多的部分。早晨冻伤的叶片发僵，脆而易折，呈现出水渍状冻伤；中午前后，气温升高，霜冻消融，叶片复原，其结果会影响油菜的正常生长发育。

2.2.2 蕾苔冷害 由于油菜进入蕾苔期后，耐寒能力下降，遇到早春寒流、浓霜或雪雨都会发生冷害。其表现是叶片、蕾苔被冻伤，轻则落花落蕾，造成分段结实；重则叶片发白干枯，花序和侧枝萎焉，苔茎皮破裂，顶端幼嫩部位下垂，虽未致死，但恢复生长慢，如重新发芽生枝，但油菜生长发育推迟。

2.3 造成油菜冷冻灾害的原因

虽然冷冻出现在不同时期，其程度也不尽相同，但其成因大体是一致的。

一是绝对的低温。冷冻期间平均温度一般在-3～0℃，部分地区有时可降到-7～-5℃或以下。

二是冻害以雪雨或冻雨形式出现，造成细胞间隙结冰和细胞内水分结冰[3]。

三是重复冻害。当油菜一次大的冷冻过后，油菜肌体尚未恢复生长，而接着新的冷冻又来到，这种雪上加霜的现象必然使冻害加剧；如果冷冻时间短，冻害能以间断恢复，则影响不大。

四是受冻时间长。进入大冻期的冻害，往往一次大的寒流持续3～4 d，严重时影响达一周以上，不仅使冻伤的部分难以恢复，而且由于持续加重而导致死亡。

3 北方旱地油菜防旱防冻越冬保苗措施

3.1 耕作要以抗旱保墒为中心

3.1.1 水分对油菜的重要性 据有关资料[2]，生产1 kg油菜籽需要水1 000～2 000 kg,而生产1 kg小麦则需水600～1 400 kg。由此可见，油菜是需水量较大的作物。北方以“旱”著称，而作物又离不开水，土壤水分的丰缺，不只是影响作物生长的好坏，更重要的是影响产量的高低，严重干旱时甚至颗粒无收。

3.1.2 干旱给油菜带来的危害 干旱会加重油菜冻害，所以满足油菜的水分需要，关系油菜生长的全过程，直到最后的产量和效益。北方地区水的来源很艰难,大部分地区靠天吃饭,尤其是种油菜的地区，所以油菜产量的高低，要看降雨量的多少及其在全生育期的分布。对于没有灌溉条件的地方，一定要蓄住天上水，保好地中墒。旱地，耕作的原则应以“抗旱保墒”为中心，在前茬作物收获后，可采取免耕或少耕的办法，即使2～3 a翻耕一次，也要耕后带耙或耱，以便保好地中墒。期间，如降中雨，也要等合墒时耙耱保墒，为油菜的出苗生长和高产奠定水分基础。在油菜生长全过程中，不论中耕除草或培土防冻，也都要从蓄水保墒的大原则出发，制定我们的栽培措施。

3.2 培育油菜自身的抗冻能力

3.2.1 选用抗寒、耐旱品种 因地制宜地选择抗寒、耐旱品种对北方冬油菜生产尤为重要。只有冬性较强的品种才能适应该区的自然环境和生态条件。选用抗寒、耐旱品种也是减轻油菜冻害和干旱最为经济有效的措施。一般生长匍匐或半匍匐，叶色较深、叶片较厚的品种，抗寒性强。目前适宜北方种植的冬油菜甘蓝型油菜品种有甘杂1号、单杂1号、2002、秦优33、秦优7号等，白菜型品种有陇油6号、陇油8号、延油2号、天油7号、天油8号[4]等。

3.2.2 培育壮苗 培育壮苗要做到，适时播种；合理密植；科学施肥。壮苗的标准是：缩茎段不伸长，植株不旺长，单株鲜重100 g左右，叶片深绿，大而肥、厚，有9片左右或9片已经开张的绿叶，最长叶25～35 cm，根系发达，根颈粗0.8～1.3 cm，无病虫害。主要有:

(1)适时播种。当旬平均气温下降到18～19℃或冬前≥0℃的有效积温达900～960℃的始期为直播适期。适期播种是培育壮苗、减轻冻害提高越冬率和产量的重要措施之一。播种过晚，冬前有效生长期短，叶片、根系的发育均受到制约，形成弱小苗；播种过早，冬前有效生长期相对较长，生长前期温度高，地上部生长发育快，对根系的生长不利，根冠比减少，形成嫩旺苗、高脚苗；弱小苗、嫰旺苗、高脚苗均很难越冬(表2)。只有适期播种，才能确保油菜冬前有一个合理的生长期，苗期发育适当，干物质积累充分，苗粗苗壮，细胞液浓度和糖分含量高，蛋白质积累合理，根冠比大，是冬油菜安全越冬和稳产高产的基本条件。

表2 越冬期不同苗势的形态长相与冻害的关系

从表2看出：9片绿叶以上的壮苗，冻害指数为56.9%。嫩旺苗冬前绿叶数11片，叶面积系数为6.2，冻害指数为76.1%，死苗率达30%。而高脚苗的缩茎段直接暴露于气温剧变的地表受冻最重，冻害指数高达89.8%，枯心率达63%。弱小苗，叶片小，根系细小而又分布浅，故抗逆性差,冻害指数达73.1%。弱小苗、嫰旺苗、高脚苗，植株体内含水量高，细胞质浓度小，冰点高，细胞粘滞性低，原生质易遭受破坏，因而冻害死苗严重。大量事实说明只有绿叶数较多、叶片厚实和根颈粗壮的健壮苗、体内细胞液浓度大的抗冻性强。

(2)合理密植。合理密植对北方油菜壮苗越冬有很大作用。密度过大，水分养分光照空气竞争剧烈，形成瘦高苗、弱小苗，导致越冬率降低；密度过小，虽有利于个体生长发育，但容易造成地力、光、热、水等自然资源的浪费，同时也容易造成营养体过大，形成旺苗晚发苗，易受病虫危害，不仅不利于越冬,而且易导致贪青晚熟, 影响产量和品质。

本着利于壮苗，适当照顾机械收割的原则，陕西省杂交油菜研究中心李殿荣提出，冬前每667 m2留3万株左右比较合适，机械化栽培播量以200 g为好。若冬前因故播量偏大，667 m2留苗超过5万株，可在5叶前横耙疏苗，冬前将密度压缩到4万以下。

(3)科学施肥，重视磷肥。磷肥能增加细胞原生质的粘性和弹性，促进根系发育，增强抗寒、抗旱能力，大大减轻冻害。油菜对磷肥十分敏感，据试验：如果油菜在5叶前缺磷或严重缺磷，收成很微，即使后期补足磷肥，也不能弥补因前期缺磷所造成的产量损失。所以油菜施肥原则是：有机无机结合，基肥追肥结合，适量施氮合理施磷，施好硼肥。

结合生产实际，如以产定肥，要取得200～250 kg/667 m2的产量，一般中等肥力土壤，每667 m2需补施纯氮10～12 kg，五氧化二磷5～6 kg，氧化钾5 kg，硼砂0.5 kg左右；若有有机肥，可施腐熟有机肥1 000 kg左右，而化肥根据其有机肥与含量可适当减少。

3.2.3 喷施多效唑 施用多效唑能防止油菜缩茎段延伸，使油菜矮化、深扎根、增加叶绿素含量，提高净光合率，延缓叶片衰老，增强作物抗逆性。多效唑一般在油菜6片真叶期喷施。于晴天下午，667 m2用15%的可湿性粉剂50 g对水50 kg[2]喷施。

3.3 创造防寒保暖的环境条件

3.3.1 沟播与机播 在播种方式上，提倡机播、沟播。机播有利于抓全苗、匀苗；沟播，不仅是一种抗御冷冻低温的播种方法,而且遇旱时又是一项“豁干种湿”的抗旱播种方法，这种种在沟里经培土长在垅上的种植方式，据渭南垦区朝邑农场调查，沟播比平播的越冬保苗率高22.8%～39.9%。或采用“向阳沟播”，即深开沟浅复土，沟深8 cm，复土3 cm左右,种子可以直接接触到底部湿土，还有利于冬季培土防冻和后期抗倒伏。但播种如覆土太深，因油菜种子小，顶土能力差，不利出苗，即使勉强出苗，由于籽粒营养消耗太多，难以形成壮苗，会造成来年油菜的单株生产力很低；如覆土太浅，仅1～2 cm，该层土壤属水分活动层，遇高温缺墒不易出苗或易“烧芽”；或晚上潮墒，种子膨胀露白，白天太阳出来，又被晒成半干，这样多次一潮一干，种子就会丧失发芽能力。所以良好的覆土厚度,也是一项抓全苗的重要措施。为了有利培土，行距一般40 cm左右；宽窄行种植，宽行可60 cm，窄行30 cm。

在实施轻简化栽培时，可用机播的播量来调节密度，假如能做到精量播种，按计划留好苗数，那就能节省人工。但从抗冻要求出发，壮苗比晚苗、弱小苗抗性强，所以在栽培上要培育壮苗。方法不论是机播还是人工顺沟溜种、撒播，待苗长到3～4叶期，都必须拔开堆堆苗，一次完成间定苗。

3.3.2 增加覆盖，雍根培土 由于温度降低，油菜在越冬期间基本处于“冬眠”状态。在比较寒冷的地方，此时给油菜培土，对油菜安全越冬大有益处。一是减少油菜与干燥寒冷易变的空气影响；二是把缩茎段保护在土层或覆盖物之中，温度的变化小，可使缩茎段免受冻害，起到保湿增温的作用。

根据试验，培土时间应在日平均气温稳定在6℃左右，即在冬前11月中下旬进行较好，培土深度4～5 cm。培土过早影响油菜生长发育，而太晚油菜易遭受冻害，加之土壤冰冻，操作困难，并易断根。为提高劳动效率，大面积生产可采用宽窄行种植，用机械培土。此外，有移栽习惯的地方，东西行开沟深栽利于保苗和光照；培土时，在北边稍起土埂，可提高行间温度。

3.3.3 早浇越冬水 由于北方冬季干旱少雨雪，温度又低，旱助寒危，对油菜越冬十分不利。因而如有灌溉条件的能给油菜浇好越冬水十分重要。灌越冬水的时间选择得是否恰当，与保苗效果关系极大。要想能选择好灌水的时机，首先必须搞清楚油菜越冬前期的生物学特性。据观察，当平均气温下降到5℃时，油菜生长缓慢，平均气温下降到3℃时，地上部基本停止生长，下降到0℃以下时则出现冻害。因此，应把平均气温下降到5℃左右作为灌越冬水的临界期。据大面积生产调查表明，只要适时灌好越冬水，才有利油菜安全越冬。

根据北方冬油菜所处的气候条件，早灌越冬水是夺取大面积油菜安全越冬，稳产丰收的关键。据定点观察，油菜在进入12月份基本停止生长，气温还不时出现寒流，给油菜带来一定的冻害，所以当11月下旬油菜出现冻害之前浇灌越冬水，等合墒时松土保墒，有利油菜安全越冬。又据试验观察，油菜行间日平均最低温度，灌溉的小区显著高于未灌的小区，温差变幅也显著小于未灌区，所以旱塬越冬水有利于油菜抗旱防冻安全越冬。