薹花期不同地下水位對(duì)油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響

鄒娟　朱建強(qiáng)　吳啟俠等

摘要：蕾薹期至花期是油菜（Brassica napus L.）對(duì)水分的敏感期，為明確油菜此時(shí)期合適的地下水位，給油菜生產(chǎn)的農(nóng)田排水降漬提供理論依據(jù)，在蕾薹期利用測(cè)筒裝置研究4個(gè)不同地下水埋深（0、30、50、70 cm）對(duì)油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，0、30和70 cm地下水埋深顯著降低了油菜地上部各器官產(chǎn)量；從產(chǎn)量構(gòu)成因子看，蕾薹期地下水造成油菜減產(chǎn)的主要原因是單株角果數(shù)的顯著下降；0 cm水埋深處理在收獲指數(shù)、氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量及子粒養(yǎng)分積累比例等指標(biāo)上均明顯低于其他處理；50 cm地下水埋深對(duì)油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收無(wú)明顯影響。綜合考慮產(chǎn)量效應(yīng)及開溝降漬的生產(chǎn)成本，湖北省稻茬油菜田的適宜地下水埋深應(yīng)控制在30～50 cm。

關(guān)鍵詞：油菜（Brassica napus L.）；地下水位；產(chǎn)量；養(yǎng)分吸收

中圖分類號(hào)：S565.4；S634.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）19-4666-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.003

Abstract： In order to examine the suitable water table for rapeseed （Brassica napus L.） during the stage of bud-blooming， Test-pit experiment was conducted to study the effects of different water table （0， 30， 50 and 70 cm up to the soil surface） during bud-blooming on rapeseed yield and nutrient uptake. The results indicated that rapeseed yield was obviously decreased by 0， 30 and 70 cm. From the analysis of yield component， the yield decline of those water table treatments was due to significant decrease in the number of siliques per plant. Harvest index， nutrition accumulation of nitrogen（N）， phosphorus （P）， potassium （K） and seed accumulation rate by 0 cm were significantly lower than other water table treatments. The yield and nutrient uptake were not affected dramatically by 50 cm water table. Considering the yield effect and cost of ditching， the suitable water table during bud-blooming was 30～50 cm for rice stubble rapeseed in Hubei province.

Key words： rapeseed（Brassica napus L.）； water table； yield； nutrient uptake

湖北省是中國(guó)油菜（Brassica campestris L.）主產(chǎn)省份，其油菜播種面積占全國(guó)播種面積的1/6左右，且油菜單產(chǎn)高于全國(guó)平均水平[1]。同時(shí)，由于湖北省油菜生產(chǎn)主要是水旱輪作尤其是稻茬免耕種植模式，水稻收獲后土壤黏重、地下水位高、排水困難，且春季氣候濕潤(rùn)多雨，容易田間積水造成油菜濕害[2，3]。濕害是湖北省油菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的限制因子之一，常年發(fā)生面積約占總面積的20%[4]。研究表明，濕害脅迫下，根際缺氧，根系活力下降，根對(duì)水分和養(yǎng)分的主動(dòng)吸收能力減弱，氮、磷、鉀等養(yǎng)分吸收量下降，植株生長(zhǎng)緩慢，最終導(dǎo)致作物減產(chǎn)[5，6]。然而，有關(guān)地下水位對(duì)油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收影響的研究尚鮮見報(bào)道。針對(duì)湖北省油菜生產(chǎn)模式和氣候特點(diǎn)，在土層1.0 m內(nèi)設(shè)置4個(gè)不同的地下水位，研究雨水較多的薹花期不同地下水位對(duì)油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響，明確油菜薹花期的適宜地下水位，為生產(chǎn)中排澇降漬提供理論依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)湖北省油菜高產(chǎn)、高效生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年10月至2014年5月在湖北省荊州市長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)基地澇漬測(cè)筒區(qū)進(jìn)行。測(cè)筒封底，其面積0.44 m2、深115 cm、內(nèi)徑71 cm。測(cè)筒內(nèi)土壤為中壤，取自旱地，按等容重分層回填，其土壤pH 8.65，有機(jī)質(zhì)含量11.42 g/kg，全氮1.20 g/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷11.81 mg/kg，全鉀11.58 g/kg，速效鉀85.24 mg/kg。供試油菜為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的雙低甘藍(lán)型品種華油雜15號(hào)，于2013年10月6日苗床播種，11月6日每盆移栽生長(zhǎng)一致的壯苗4株。肥料用量按大田N 180 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2、硼砂7.5 kg/hm2[7]，其中磷肥和硼砂均作基肥1次施用，氮、鉀肥分基肥、越冬肥和薹肥3次施用，比例分別為60%、20%和20%。肥料分別用尿素（N含量為46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5含量為12%）、氯化鉀（K2O含量為60%）和硼砂（B含量為11%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在油菜抽薹至開花期（2014年3月8～22日）進(jìn)行水位處理，設(shè)置的地下水埋深分別是0、30、50、70 cm，同時(shí)采用大田正常水分管理（保持田間持水率的70%～80%）的測(cè)筒為對(duì)照。每處理和對(duì)照重復(fù)3次，進(jìn)行隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

油菜收獲時(shí)，考察株高、莖粗、第一分枝高、一級(jí)有效分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、主花序角果數(shù)、單株總角果數(shù)、每角粒數(shù)、每角長(zhǎng)度及千粒重等性狀指標(biāo)，待風(fēng)干后測(cè)定單株產(chǎn)量，并按根、莖葉、角殼、子粒等器官分開，計(jì)算收獲指數(shù)，烘干后測(cè)定其氮、磷、鉀養(yǎng)分含量。

植株全氮磷鉀用濃H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，流動(dòng)注射分析儀（德國(guó)SEAL，AA3）測(cè)全氮和全磷，火焰光度計(jì)測(cè)全鉀[8]。

以油菜各項(xiàng)測(cè)度指標(biāo)為依據(jù)，用下列公式計(jì)算其受濕害影響的相對(duì)大小[9]。

RIR=（Vc-Vt）/Vc×100%

式中：RIR為相對(duì)濕害指數(shù)；Vc為對(duì)照區(qū)作物某一指標(biāo)測(cè)定值；Vt為作物同一指標(biāo)在處理區(qū)的測(cè)定值。

2 結(jié)果與分析

2.1 地下水位對(duì)油菜生長(zhǎng)性狀的影響

成熟期油菜生長(zhǎng)性狀調(diào)查結(jié)果（表1）顯示，地下水埋深0 cm處理油菜生長(zhǎng)明顯受到抑制，油菜株高、莖粗、一次有效分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度等生長(zhǎng)性狀均顯著低于其余處理，單株角果數(shù)降幅最為顯著，地下水埋深30、50、70 cm及對(duì)照處理單株角果數(shù)較0 cm處理增加2.91～3.94倍。除地下水埋深0 cm處理外，其余3處理在一次有效分枝數(shù)、主花序角果數(shù)、每角粒數(shù)、每角長(zhǎng)度及千粒重等指標(biāo)上與對(duì)照處理無(wú)明顯差異，但地下水埋深70 cm處理單株角果數(shù)比對(duì)照處理少158.25個(gè)，差異顯著。

2.2 地下水位對(duì)油菜各器官生物學(xué)產(chǎn)量的影響

從表2結(jié)果可以看出，薹花期4個(gè)不同地下水埋深均不同程度地降低了油菜各器官的干物質(zhì)量。在0～50 cm范圍內(nèi)隨地下水埋深的增加各器官干物質(zhì)量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)?shù)叵滤裆钸_(dá)到70 cm時(shí)，干物質(zhì)量有所降低。以子粒產(chǎn)量為例，50 cm水埋深單株子粒產(chǎn)量達(dá)到42.71 g，而0 cm水埋深僅5.96 g，0、30和70 cm水埋深子粒產(chǎn)量較對(duì)照分別下降了39.66、9.09和13.66 g/株，50 cm水埋深與對(duì)照無(wú)明顯差異。表2結(jié)果還顯示，水埋深0 cm時(shí)，油菜收獲指數(shù)（子粒占地上部干物質(zhì)重的比例）僅為0.12，與其他處理間差異顯著，說(shuō)明漬水顯著影響干物質(zhì)從營(yíng)養(yǎng)器官向子粒的轉(zhuǎn)移與分配。

2.3 地下水位對(duì)油菜養(yǎng)分吸收的影響

2.3.1 對(duì)植株養(yǎng)分含量的影響 油菜各器官氮、磷和鉀養(yǎng)分含量結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，地下水埋深對(duì)各器官P、K含量的影響相對(duì)較小，而對(duì)N含量的影響較大。0 cm水埋深與對(duì)照處理相比，根、莖稈、角殼和子粒中氮含量分別增加了68.02%、51.62%、32.71%和5.89%，30～70 cm水埋深油菜各器官氮、磷和鉀含量與對(duì)照無(wú)明顯差異。0 cm水埋深油菜各器官氮素含量增加的原因可能是漬水后干物質(zhì)減少的比例大于養(yǎng)分積累量減少的比例，導(dǎo)致養(yǎng)分濃縮，使植株的養(yǎng)分含量高于其余處理。

2.3.2 對(duì)植株養(yǎng)分積累量的影響 表4為油菜各器官養(yǎng)分積累量，結(jié)果表明，各處理N、P2O5和K2O積累量順序?yàn)镃K≈50 cm水埋深>30 cm水埋深>70 cm水埋深>0 cm水埋深。養(yǎng)分積累量的變化趨勢(shì)與油菜干物質(zhì)量的趨勢(shì)相同，說(shuō)明本試驗(yàn)條件下，油菜養(yǎng)分積累量主要受生物量影響。

根據(jù)表4結(jié)果可計(jì)算養(yǎng)分在不同器官中的分配比例，可知0 cm水埋深子粒氮、磷和鉀積累量分別占總量的62.68%、57.23%和5.97%，低于其他處理子粒養(yǎng)分所占比例，其余4個(gè)處理子粒氮、磷、鉀所占比例分別為80.58%～82.35%、72.09%～74.55%、12.01%～12.52%，說(shuō)明漬水影響?zhàn)B分由營(yíng)養(yǎng)器官向子粒的轉(zhuǎn)移。

2.4 不同地下水埋深下油菜相對(duì)濕害指數(shù)

分別以產(chǎn)量構(gòu)成因子單株總角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重、單株子粒產(chǎn)量及氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量為測(cè)度指標(biāo)，計(jì)算油菜相對(duì)濕害指數(shù)。結(jié)果表明，隨著地下水埋深從近地表降到地表以下50 cm，各指標(biāo)相對(duì)濕害指數(shù)依次變小，繼續(xù)增加水埋深至70 cm，相對(duì)濕害指數(shù)有增加趨勢(shì)。

3 小結(jié)與討論

蕾薹期至花期是油菜水分敏感期，此時(shí)期在土壤水分長(zhǎng)時(shí)間飽和（即充分受漬）情況下，土壤缺氧，油菜根系活力下降，影響了營(yíng)養(yǎng)元素吸收，且地上部葉片光合速率下降，物質(zhì)積累轉(zhuǎn)運(yùn)降低[10]，導(dǎo)致漬害解除后的恢復(fù)生長(zhǎng)緩慢，干物質(zhì)積累及向子粒轉(zhuǎn)運(yùn)的比例減少，油菜收獲指數(shù)明顯降低，減產(chǎn)顯著。在產(chǎn)量構(gòu)成因子中，水分對(duì)單株角果數(shù)的影響最大，其次是每角粒數(shù)和千粒重。

作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用與土壤養(yǎng)分狀況及根系吸收養(yǎng)分的能力等有關(guān)[11]。本研究結(jié)果表明，地下水位0 cm時(shí)，氮、磷和鉀各器官總養(yǎng)分積累量及子粒中養(yǎng)分積累比例顯著低于其余處理，說(shuō)明漬水影響油菜對(duì)氮、磷和鉀素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。其原因可能有以下幾點(diǎn)：一是漬水后由于土壤缺氧，引起根系細(xì)胞線粒體呼吸功能紊亂、有氧呼吸降低、糖酵解加速，進(jìn)而主動(dòng)吸收能量不足、根系吸收能力降低；二是葉片氣孔關(guān)閉、蒸騰作用降低，導(dǎo)致養(yǎng)分向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)及分配改變；另外，漬水后，根際土壤氧化還原電位降低，CO2分壓升高，土壤養(yǎng)分狀況亦隨之改變[12-15]，從而影響油菜后期對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用。

以不同指標(biāo)計(jì)算油菜濕害指數(shù)，表明在地下水埋深0～50 cm范圍內(nèi)，濕害指數(shù)呈降低趨勢(shì)，地下水埋深至70 cm時(shí)，濕害指數(shù)增加。綜合考慮漬害影響及隨地下水位的下降，開溝難度及成本相應(yīng)增加，在油菜薹花期宜通過(guò)開溝、縮小廂面等適當(dāng)?shù)呐潘芾韺⒌叵滤裆羁刂圃?0～50 cm。

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