播期對河北省超采水區白菜型冬油菜越冬率及產量的影響

李和平 李積銘 李愛國 武軍艷 宋聰敏 申彥平 楊莉

（1. 河北省農林科學院旱作農業研究所 河北省農作物抗旱研究實驗室，衡水 053500；2. 甘肅農業大學，蘭州 730070；3. 桃城區農業農村局，衡水 053500）

地下水超采指對地下水的深度開發利用，導致地下水水位下降、淺層地下水含水層疏干、地面沉降與裂縫、咸水界面下移、咸水入侵、地方病等［1-2］。河北省黑龍港地區中南部低平原區地下水嚴重超采，目前超采區面積已達6.7×104km2，占河北省平原區面積的92%［3］。其中衡水市、滄州市位于河北省超采水區的中心部位。從衡水市范圍的用水情況來看，全市農業灌溉用水量消耗最大，總計1.78×109m3，占比95.25%；工業用水量為6.5×107m3，占比3.5%；生活用水消耗最少，用水量2.3×107m3，占比1.3%［4］。河北省低平原區的主要種植作物是冬小麥，冬小麥的春灌和冬灌占農業用水量的70%以上［5］。因此，近幾年河北省地下水超采的治理模式包括了農業種植結構調整，調整措施包括適度減少利用地下水灌溉的冬小麥的種植面積、實施休耕輪作等［6-9］。選擇能夠替代冬小麥的節水型作物減少灌溉用水，或篩選新的冬季覆蓋作物已迫在眉睫。

油菜可作冬季覆蓋作物、飼料作物、蔬菜作物、綠肥作物、觀賞作物和蜜源作物，是能夠多功能利用的高效作物。油菜作為冬季覆蓋作物，在北方可實現冬季農田95%的覆蓋度，減少春季農田起沙量，同時增加農田有機物質［10-12］。魏靜等［13］的研究表明，翻壓冬油菜可提高土壤有效磷、速效鉀等養分含量及土壤微生物含量，有利于提高下茬作物產量。在旱作蘋果園中覆蓋油菜，能夠改善蘋果園低耗水生育期土壤水分環境，增加土壤儲水量，有利于果樹生長發育，緩解水分供需矛盾［14］。因此，以油料作物為主，開發油菜多功能利用，可以提高農田種植效益［15］。油菜產業在河北省低平原區的興起時間較短，缺少相關研究。本試驗引種12個不同抗寒性的白菜型冬油菜品種，對冬油菜在河北省低平原區的適應性進行評價分析，通過設定不同的播種時間探討冬油菜在河北省的適宜播期，篩選適宜當地栽培的冬油菜品種，旨在為選擇替代冬小麥的節水型作物提供參考，為冬油菜在當地的合理種植提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料

12個不同冬油菜品種信息如表1所示。

表1 試驗材料Table 1 Plant materials

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗設在河北省農林科學院旱作農業研究所試驗站，位于河北省深州市護駕遲鎮旱作節水試驗站，地勢平坦，海拔高度為21 m，多年平均氣溫12.8℃，多年平均年日照時數為2 509.4 h，平均無霜期188 d，降水主要集中在6-8月，平均降水量358.4 mm，占全年降水量的70%左右，多年平均蒸發量為1 785.4 mm。試驗地塊土壤為輕壤質底黏潮土，田間持水率為27%（W/W），土壤為黏質壤土，有機質含量12.8 g/kg、堿解氮65.5 mg/kg、速效磷17.6 mg/kg和速效鉀134 mg/kg。油菜全生育期灌水量為25 mm。油菜全生育期當地降水量、平均氣溫及最低溫度見圖1。

2017-2019年，播期試驗設6個處理：T1（9月5日）、T2（9月11日）、T3（9月17日）、T4（9月23日）、T5（9月29日）和T6（10月5日）。隨機區組排列，重復3次，小區面積20 m2（5 m×4 m）。

1.2.2 測定、記載項目與方法 生長特性：越冬前8葉期記錄葉片生長習性，測定苗期根莖、地上鮮重、地下鮮重，計算根冠比［16］。生育期記載：參照伍曉明等［17］的方法進行。越冬率：調查各處理小區冬前苗數、冬后苗數，隨機調查小區中兩行的冬前、冬后苗數，計算平均值及越冬率。越冬率=冬后苗數/冬前苗數。農藝性狀測定參照伍曉明等［17］的方法進行。按小區收獲、脫粒，統計小區產量，折合為單位面積產量，并計算畝產量。

圖1 2017-2019年油菜生育期當地降水量、平均氣溫及最低溫度分布Fig. 1 Local rainfall distribution, average temperature and low temperature in 2017 to 2019 during rape growth period

1.2.3 數據分析 采用Excel和SPSS軟件分析試驗數據。

2 結果

2.1 不同冬油菜的生長特征

圖2 冬油菜返青苗期Fig. 2 Winter rapeseed greening up

表2 不同冬油菜的生長特征統計Table 2 Growth characteristics of different winter rapeseeds

表2 續表

引種的12個品種均匍匐生長，生長點凹陷，葉片顏色深綠。降溫后，葉片開始變黃、干枯，至越冬期地上部分全部干枯，僅留根系存活于土壤中，返青后生長點重新生長出新葉（圖2）。從T1至T6播種期，各品種根頸直徑與根冠比逐漸降低；T6的根頸直徑顯著降低（表2）。16RTS309、15QX60、隴油8號、隴油9號、隴油12號及16QD-15的根頸直徑及根冠比相對較高。

2.2 不同冬油菜的生育期及越冬率的變化

通過對6個不同播種時間不同冬油菜的生育期和越冬率進行統計（表3），各品種T1至T4播期越冬率無顯著差異，T5處理越冬率開始降低，T6越冬率顯著降低。T5處理各品種幼苗均未生長至10葉期，可見T5（9月29日）之后播種冬油菜，油菜幼苗較小，不利于其安全越冬。各品種播期不同，但收獲期相同，即播種越遲生育期越短，有利于作物復種。返青期均在3月7日左右，但盛花期相差較大（3月26日-4月15日）；其中衡油8號（3月26日）和天油4號（4月8日）盛花期較早，其他10個品種盛花期相近（4月12日左右）。同一品種的不同播種時期對其返青后的各個生育時期的影響并不明顯。因此，可以利用此結果將盛花期不同的品種調整種植來延長油菜的觀花時間。

表3 不同冬油菜的生育期及越冬率統計Table 3 Growth period and overwintering rate of different winter rapeseeds

表3 續表

2.3 不同冬油菜的干物質積累及產量變化

通過對不同冬油菜的干物質積累及產量統計（表4），各品種T1播期產量不是最高，可見，播種早冬油菜產量不一定高。各品種均表現為T2及T3處理小區平均產量最高，T4處理逐漸降低，T6播期產量顯著降低。說明T5（9月29日）之后播種冬油菜，不利于冬油菜干物質積累及產量的提高。天油178、衡油6號、隴油9號、天油142產量較高，16RTS309、16QD367、隴油8號的產量相對較低，這與其在大田的生長特性有關，16RTS309、16QD367、隴油8號返青后生長緩慢，盛花期較遲（表3），盛花期-成熟期時間較短，干物質積累時間較短，導致期產量較低。

2.4 相關性分析

相關性分析表明，產量與越冬率、根頸直徑呈極顯著正相關性，與播期呈極顯著負相關性。即油菜播種較早、根頸直徑粗、越冬率高則產量高（表 5）。

表4 不同冬油菜的產量統計Table 4 Yield of different winter rapeseeds

2.5 聚類分析

利用產量、越冬率、根頸直徑對所有材料進行系統聚類分析。12個材料被分為2大類，Ⅰ類包括天油178、天油142、衡油6號和隴油9號，4個品種產量均較高；Ⅱ類包括天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、衡油8號、16QD367和隴油8號，其中，天油4號、15QX60、隴油12號為1個亞類，產量稍低于Ⅰ類品種，16RTS309、衡油8號、16QD367為1個亞類，產量均較低。隴油8號單獨1類，產量最低（圖3）。

3 討論

在河北衡水，冬油菜適宜在9月11日至9月29日之間播種，播種太早油菜生育期較長，不利于復種，產量也未見顯著增加；播種太遲，油菜幼苗較小，影響越冬，產量降低。冬油菜在河北衡水種植4月初開花，5月底收獲，促進了鄉村旅游與養蜂業發展，可作為當地主要的景觀植物、冬春季覆蓋作物及復種倒茬作物［18-19］，且冬油菜5月下旬收獲，較當地小麥收獲早10-15 d，有利于下茬作物的生長且茬口布局更為靈活。本研究結果與前人的研究結果相似［20-22］。

表5 相關性分析Table 5 Correlations analysis

圖3 參試材料的聚類分析Fig.3 Cluster analysis of test materials

本研究采用的品種均為強冬性白菜型冬油菜品種，大田生長均匍匐生長、生長點凹陷，與孫萬倉等［23］研究結果相同。12個參試品種可分為2類，天油178、天油142、衡油6號、隴油9號適宜當地的氣候條件，越冬率高、長勢較強、產量較高，可作為當地的主要推廣品種。第2類天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、16QD367越冬率高但現蕾抽薹較遲、灌漿時間短，并遇到后期的高溫，導致產量較低；而衡油8號與其相反，現蕾抽薹早、長勢較弱、產量較低。其中隴油8號單獨為1個亞類，其根頸直徑大、根冠比高、現蕾抽薹遲，灌漿期遭遇高溫逼熟，收獲期與其他品種相差2 d左右，導致其產量低。因此推斷該品種冬性較強，可向衡水以北地區推廣種植。冬油菜在河北地下水超采區的應用，為該區開發了一種新的冬季覆蓋作物，減輕了土壤風蝕，保護了當地的生態環境；同時為北方地下水超采區與東北黑土地生態保護、發展旱作農業提供了重要科技支撐。

4 結論

天油178、天油142、衡油6號、隴油9號4個品種在河北衡水的抗寒性強、產量高，能夠很好的適應當地的氣候條件，可直接作為栽培品種在當地推廣應用。天油4號、15QX60、隴油12號、16RTS309、16QD367、隴油8號等品種抗寒性強，但春季返青后發育慢，導致灌漿期遭遇高溫逼熟，產量較低，可以考慮向衡水以北地區引種試驗。