摘要:油菜是我國(guó)最主要的油料作物,同時(shí)也是良好的用地養(yǎng)地作物。為充分利用冬閑田擴(kuò)種油菜,緩解晚熟粳稻油菜輪作茬口矛盾并篩選肥油兼用油菜品種,選取了江蘇省生產(chǎn)上8個(gè)代表性油用品種,含4個(gè)品種間雜種和4個(gè)三系雜交種,連續(xù)2年在南京江寧區(qū)和南京玄武區(qū)2個(gè)晚熟粳稻田開展試驗(yàn),比較不同品種翻壓還田時(shí)的生物量,全氮、全磷、全鉀含量和全氮、全磷、全鉀養(yǎng)分累積量。結(jié)果表明,在正常肥力投入情況下,品種間雜種的生物量總體高于三系雜交種。其中,寧R201gt;寧R101gt;寧雜127gt;寧雜1818,且寧R201、寧R101和寧雜127的生物量均超過對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)10%以上。說明這3個(gè)品種作綠肥可以為土壤提供更多的有機(jī)質(zhì)。全氮、全磷、全鉀總養(yǎng)分的累積量分析結(jié)果表明,寧R101、寧R201、寧雜127和寧雜1818均超過對(duì)照10%以上,說明這4個(gè)品種均具有較高的肥田潛力。綜上,寧R101、寧R201和寧雜127品種不管是盛花期總生物量,還是氮磷鉀的肥田潛力,均符合肥用品種的篩選要求,可作為江蘇省粳稻茬肥油兩用品種。
關(guān)鍵詞:粳稻茬;甘藍(lán)型油菜;肥油兩用;生物量;養(yǎng)分累積量
中圖分類號(hào):S634.304""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2025)01-0033-05
油菜是我國(guó)食用植物油第一大油源,每年提供優(yōu)質(zhì)食用油約520萬t,占國(guó)產(chǎn)植物油的55%[1]。江蘇省是我國(guó)長(zhǎng)江下游區(qū)域油菜種植主產(chǎn)區(qū),最高時(shí)2004年種植面積達(dá)到68.93萬hm2。但受效益低、機(jī)械化作業(yè)水平滯后和大量廉價(jià)油脂油料進(jìn)口的沖擊,江蘇油菜種植面積持續(xù)下滑,2018年全省種植面積下滑至15.93萬hm2,是改革開放以來的最低點(diǎn)(數(shù)據(jù)來自江蘇省統(tǒng)計(jì)局)。當(dāng)前,我國(guó)食用油供給安全形勢(shì)嚴(yán)峻,食用植物油自給率僅約30%,為此國(guó)家把擴(kuò)種油料作物寫進(jìn)了每年的“一號(hào)文件”。油菜是我國(guó)最主要的油料作物之一,爭(zhēng)地矛盾相對(duì)緩和[2]。發(fā)展油菜產(chǎn)業(yè)可充分利用現(xiàn)有冬閑田,提高土地利用率,且油菜是良好的用地養(yǎng)地作物,尤其是稻油輪作模式可提高水稻單產(chǎn)10%左右,實(shí)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)[3-5]。但是,江蘇的水稻品種以粳稻為主,為了追求高產(chǎn)與品質(zhì),粳稻品種的生育期通常比較長(zhǎng),收獲期比較遲,這會(huì)造成后茬油菜的播期推遲、產(chǎn)量降低。遇到極端氣候的年份,甚至?xí)w粒無收。當(dāng)預(yù)估產(chǎn)量嚴(yán)重受損時(shí),油菜種植戶會(huì)在盛花期將其作為綠肥使用。油菜作綠肥翻壓還田能顯著提高土壤養(yǎng)分含量,改善土壤理化性質(zhì),提高微生物量和酶活性,從而促進(jìn)后茬作物生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量[6-8]。油菜綠肥與紫云英和苕子等傳統(tǒng)綠肥作物相比,具有種子成本低、容易獲得、種植和管理技術(shù)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)、生物量大、養(yǎng)分含量高等優(yōu)勢(shì)[9]。江蘇省每年油菜綠肥的種植面積在1.33萬hm2左右。生產(chǎn)上,除了少數(shù)種植一些專用綠肥油菜品種,多以收獲油脂的主栽油菜品種作為綠肥應(yīng)用,鮮有報(bào)道對(duì)粳稻茬肥油兩用品種的生物量和肥田潛力進(jìn)行評(píng)估[10-12]。因此,本研究選取了生產(chǎn)上比較有代表性的8個(gè)油菜品種,通過比較不同品種翻壓還田時(shí)的生物量及其養(yǎng)分累積量,篩選出適合粳稻茬種植的肥油兩用油菜品種,以期為相關(guān)品種的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1"材料與方法
1.1"試驗(yàn)地點(diǎn)和材料
田間試驗(yàn)分別于2020年10月下旬至2021年4月上旬在江蘇省南京市江寧區(qū)秣陵鎮(zhèn)火炬村(南京江寧)和2021年11月中旬至2022年4月上旬在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田(南京玄武)開展。各試驗(yàn)點(diǎn)耕作層(0~20 cm)土壤基本理化性質(zhì)見表1。供試品種為秦優(yōu)10號(hào)、鹽油雜9號(hào)、寧R101、寧R201、寧雜1818、寧雜127、KL391和19AN4,均由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供,其中秦優(yōu)10號(hào)作為對(duì)照。
1.2"試驗(yàn)設(shè)計(jì)
江寧試驗(yàn)點(diǎn)種植8個(gè)油菜品種,每個(gè)品種于2020年10月28日采用機(jī)直播,每個(gè)品種種植面積為3 333 m2,播種量為400 g/667 m2,不設(shè)重復(fù)。于2021年4月7日(盛花期)取樣并機(jī)械翻壓還田;玄武試驗(yàn)點(diǎn)種植5個(gè)品種(寧R101、寧R201、寧雜127、寧雜1818、秦優(yōu)10號(hào)),每個(gè)品種于2021年10月28日采用人工條播;每個(gè)小區(qū)面積為66.67 m2,重復(fù)3次。于2022年3月31日(盛花期)取樣并機(jī)械翻壓還田。試驗(yàn)期間各試驗(yàn)點(diǎn)均一次性基施油菜專用緩釋肥(N、P2O5、K2O含量分別為25%、7%、8%)50 kg,無病、蟲、草害防控等其他農(nóng)事操作。
1.3"測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.1"土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)
水稻收獲后油菜基肥施用前,以整個(gè)田塊為采樣單元,采用5點(diǎn)采樣法采集0~20 cm耕層土壤,混合均勻后制成一個(gè)土壤樣品用以測(cè)定土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)。其中pH值按照水土質(zhì)量比2. 5 ∶1.0,用電位法測(cè)定;土壤全氮含量用凱氏法測(cè)定;土壤全磷含量用NaOH堿熔-鉬銻抗分光光度法測(cè)定;土壤全鉀含量用NaOH熔融法測(cè)定;速效磷含量用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀含量用乙酸銨浸提法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)含量用外加熱-重鉻酸鉀容量法測(cè)定。
1.3.2"綠肥油菜生物量
綠肥盛花期時(shí),江寧試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)品種隨機(jī)選取3個(gè)樣方(1 m×1 m),玄武試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取1個(gè)樣方(1 m×1 m),測(cè)定其地上部和地下部生物量并計(jì)算產(chǎn)量。
生物量(t/hm2)=樣方平均生物量(kg/m2)×667×15/1 000。
1.3.3"綠肥油菜養(yǎng)分含量
從每個(gè)品種的樣方中分別取一定量的地上部和地下部烘干,計(jì)算干物質(zhì)含量,烘干后的樣品分別用于測(cè)定氮磷鉀的含量。植株全氮含量用凱氏法測(cè)定;植株全磷含量用鉬銻抗分光光度法測(cè)定;植株全鉀含量用酸解堿化滴定法測(cè)定。
綠肥養(yǎng)分累積量(kg/hm2)=綠肥養(yǎng)分含量(g/kg)×生物量(t/hm2)×干物質(zhì)含量(%)。
2"結(jié)果與分析
2.1"2021年江寧試驗(yàn)點(diǎn)各品種的生物量
由表2可知,不同品種的盛花期生物量有明顯差異,品種間雜種總體高于三系雜交種。其中,寧R201的總生物量最高,為122.19 t/hm2;其次是寧R101,為109.53 t/hm2;第三是寧雜127,為 95.80 t/hm2,且這3個(gè)品種的生物量與對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)相比都增產(chǎn)了10%以上,分別為增產(chǎn)40.40%、25.85%和10.08%。3個(gè)品種表現(xiàn)為減產(chǎn),其中KL391的生物量最低,為29.58 t/hm2,比對(duì)照減產(chǎn)了66.01%。
2.2"2021年江寧試驗(yàn)點(diǎn)各品種的養(yǎng)分含量和累積量
由表3可知,各品種地下部養(yǎng)分含量差異明顯。其中,鹽油雜9號(hào)和秦優(yōu)10號(hào)的全氮含量均超過10 g/kg,分別為12.84、12.30 g/kg;19AN4的全磷和全鉀含量均最高,分別為2.80、18.46 g/kg。但是從地下部養(yǎng)分的累積量來看,寧R201的全氮、全磷、全鉀累積量均最高,分別為25.97、8.52、 54.71 kg/hm2;KL391的全氮、全磷、全鉀累積量均最低,分別為6.16、0.64、9.99 kg/hm2。
由表4可知,各品種地上部養(yǎng)分含量差異明顯。其中,寧R101、鹽油雜9號(hào)和秦優(yōu)10號(hào)的全氮含量超過25 g/kg,分別為29.15、26.08、27.25 g/kg;寧R101和寧R201的全磷含量超過4 g/kg,分別為4.64、4.28 g/kg;此外,寧R101的全鉀含量也最高,為31.62 g/kg。從地上部養(yǎng)分的累積量來看,寧R101的全氮累積量最高,為359.60 kg/hm2;寧R101、寧R201和寧雜1818的全磷累積量超過 40 kg/hm2,分別為57.26、69.87、49.70 kg/hm2;4個(gè)品種間雜交種的全鉀累積量均超過300 kg/hm2;KL391的全氮、全磷、全鉀累積量均最低,分別為89.51、14.96、 95.65 kg/hm2。
2.3"2022年玄武試驗(yàn)點(diǎn)各品種的生物量
在2021年江寧試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,保留4個(gè)品種間雜交種和對(duì)照開展重復(fù)試驗(yàn)。由表5可知,各品種的總生物量與上年相比均大幅降低,存在年度間和不同試驗(yàn)點(diǎn)差異。但是,寧R201的生物量依然最高,為67.81 t/hm2;其次是寧R101,為 54.46 t/hm2;第3依然是寧雜127,為47.07 t/hm2;與對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)相比,分別增產(chǎn)50.02%、28.58%和10.22%,增產(chǎn)趨勢(shì)與上年結(jié)果相符。
2.4"2022年玄武試驗(yàn)點(diǎn)各品種的養(yǎng)分含量和累積量
由表6可知,各品種地下部養(yǎng)分含量差異明顯。其中,寧R201的全氮含量超過10 g/kg,為 11.15 g/kg;寧雜127的全磷含量最高,為3.07 g/kg;
寧R201的全鉀含量也最高,為29.07 g/kg。但是從地下部養(yǎng)分的累積量來看,寧R101的全氮累積量最高,為19.03 kg/hm2;寧雜127的全磷累積量最高,為6.14 kg/hm2;寧R201的全鉀累積量最高,為 45.38 kg/hm2;對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)的全氮、全磷、全鉀累積量均最低,分別為8.17、2.20、14.34 kg/hm2。與上年結(jié)果相比,各品種與對(duì)照地下部養(yǎng)分含量年度間變化趨勢(shì)差異明顯,但是養(yǎng)分累積量變化趨勢(shì)基本相符。
由表7可知,各品種地上部養(yǎng)分含量差異明顯。其中,寧R101、寧R201和秦優(yōu)10號(hào)的全氮含量超過25 g/kg,分別為26.69、33.03、26.40 g/kg;寧R201的全磷含量超過4 g/kg,為4.74 g/kg;此外,寧R201的全鉀含量也是最高,為40.03 g/kg。從地上部養(yǎng)分的累積量來看,寧R201的全氮累積量最高,為309.37 kg/hm2;寧R201的全磷、全鉀累積量均最高,分別為44.37、374.90 kg/hm2。
2.5"不同品種氮磷鉀肥田潛力分析
以各品種氮磷鉀總養(yǎng)分的累積量作為油菜肥田潛力指標(biāo)進(jìn)行分析。2021年的結(jié)果表明:對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)的全氮累積量為309.12 kg/hm2(表3、表4),僅次于寧R101和寧R201的氮累積量,其中寧R101的氮累積量為378.73 kg/hm2,其肥田潛力超過對(duì)照10%以上,達(dá)到22.52%;寧R101、寧R201、寧雜127、寧雜1818和19AN4的全磷累積量均超過對(duì)照89.89%、150.93%、31.24%、69.88%和43.21%;以上5個(gè)品種和鹽油雜9號(hào)的全鉀累積量均超過83.1%、100.1%、74.2%、60.6%、47.6%和10.7%;氮磷鉀總養(yǎng)分的累積量分析結(jié)果表明,總體上品種間雜種要優(yōu)于三系雜交種(圖1)。寧R101、寧R201、寧雜127、寧雜1818和鹽油雜9號(hào)的肥田潛力均超過對(duì)照,其中寧R101、寧R201、寧雜127和寧雜1818超過對(duì)照50.49%、49.61%、19.02%和27.82%。
2022年的結(jié)果表明:對(duì)照秦優(yōu)10號(hào)的全氮累積量為177.28 kg/hm2(表6、表7),低于寧R101、寧R201和寧雜127的全氮累積量,其中寧R101和寧R201超過對(duì)照10%以上,分別達(dá)到31.8%和84.3%;4個(gè)品種的磷累積量均超過對(duì)照10%以上,分別達(dá)到39.41%、88.28%、34.35%和10.59%;同時(shí),4個(gè)品種的鉀累積量也均超過對(duì)照10%以上,分別達(dá)到80.95%、127.58%、44.78%和34.69%;氮磷鉀總養(yǎng)分的累積量分析結(jié)果(圖2)表明,寧R101、寧R201、寧雜127和寧雜1818均超過對(duì)照10%以上,分別達(dá)到55.73%、105.21%、24.67%和11.13%,2年結(jié)果趨勢(shì)基本一致。
3"討論與結(jié)論
在我國(guó),豆科、十字花科和禾本科作物均可作為綠肥[13-17]。油菜作為近年來迅速興起的綠肥作物,其種植區(qū)域分布廣泛,且適應(yīng)性強(qiáng),較其他綠肥作物優(yōu)勢(shì)明顯[18]。目前,關(guān)于肥用油菜品種或資源的篩選也有一些報(bào)道,但相對(duì)較少。王曉丹等以養(yǎng)分特性作為指標(biāo),從12個(gè)油菜品系中篩選到2份高硫苷種質(zhì)[19]。秦璐等在低氮和低肥力條件下開展種質(zhì)篩選和專用型油菜品種篩選[11,20]。盡管高硫苷油菜作為綠肥有利于抑制土壤中的病蟲害,但隨著雙低油菜品種在我國(guó)普及,再回頭發(fā)展高硫苷綠肥油菜已經(jīng)不再符合生產(chǎn)實(shí)際,且會(huì)造成菜籽油品質(zhì)下降。目前,油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要以多功能利用為目標(biāo),如薹肥兼用、飼肥兼用油菜等[21-22]。本研究是從江蘇粳稻茬實(shí)際情況出發(fā),以篩選肥油兼用油菜品種為目標(biāo)。
生物量和養(yǎng)分累積量通常作為綠肥品種篩選的重要指標(biāo)。生物量越大,養(yǎng)分累積量越高,越有利于綠肥還田后對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的改良。與其他農(nóng)作物相比,油菜雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng),增產(chǎn)效果顯著[23-25]。本研究2年試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),8個(gè)品種的生物量總體高于前人報(bào)道,這可能與施肥水平有關(guān)[19-20]。其中,品種間雜種的生物量又總體高于三系雜交種,說明品種間雜種的雜種優(yōu)勢(shì)可能更強(qiáng),更適合用作肥油兼用品種。研究表明,油菜氮、磷、鉀養(yǎng)分的還田量可分別達(dá)到各養(yǎng)分累積量的64.23%、81.94%和99.73%,即養(yǎng)分還田量與累積量呈正相關(guān)[26]。本研究中,盡管各品種養(yǎng)分含量在年度間和不同試驗(yàn)點(diǎn)的變化差異很大,但養(yǎng)分累積量在2年結(jié)果中趨勢(shì)基本一致。
綜合2年的試驗(yàn)結(jié)果表明,品種寧R101、寧R201和寧雜127不管是盛花期總生物量,還是氮磷鉀的肥田潛力,均超過對(duì)照10%以上,符合肥用品種的篩選要求,可作為粳稻茬肥油兩用品種。
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