全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(5): 758765 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家科技支撑计划项目(2013BAD20B06, 2014BAD11B03), 国家公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203096), 国家现代
农业(油菜)产业技术体系建设专项(nycytx-00510)和高校自主科技创新基金项目(2013PY001)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 周广生, E-mail: zhougs@mail.hzau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: qszuo@yzu.edu.cn
Received(收稿日期): 2014-11-23; Accepted(接受日期): 2015-03-19; Published online(网络出版日期): 2015-04-07.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150407.1046.006.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.00758
不同氮肥和密度对直播油菜冠层结构及群体特征的影响
左青松 1,2 蒯 婕 1 杨士芬 1 曹 石 1 杨 阳 1 吴莲蓉 1 孙盈盈 1
周广生 1,* 吴江生 1
1 华中农业大学植物科学技术学院, 湖北武汉 430070; 2 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009
摘 要: 以华油杂 62为材料, 10月 5日机械直播, 在中氮(180 kg N hm–2)和高氮(270 kg N hm–2) 2个水平下设置 5个
密度(15×104、30×104、45×104、60×104和 75×104株 hm–2)处理的裂区试验, 研究产量、冠层结构、农艺和光合特征
等指标。结果表明, 2 个氮水平下, 分枝起点高度和冠层倒伏角度均随密度增加而增加, 根颈粗和冠层高度均随密度
增加而降低。在 45×104株 hm–2密度范围内, 低效分枝比例随密度增加而减少。中氮水平下, 45×104株 hm–2和 60×104
株 hm–2处理产量较高, 在 2921.2~3109.8 kg hm–2之间。高氮水平下, 30×104株 hm–2和 45×104株 hm–2处理产量较高, 在
3607.2~3772.4 kg hm–2之间, 与其对应的初花期叶面积指数和结实期角果皮面积指数分别为 3.72~3.94和 4.21~4.34;
初花期和结实期的透光率分别为 6.1%~7.4%和 16.4%~18.1%; 群体有效角果数为 65.5×106~68.7×106 hm–2。与传统的
移栽油菜相比, 直播油菜通过“减氮增密”栽培措施, 在纯氮用量 270 kg hm–2条件下, 2 种密度(30×104和 45×104株
hm–2)均可获得 3600 kg hm–2以上产量, 且适度密植可降低根颈粗, 冠层相对集中, 利于机械收获。
关键词: 冬油菜; 直播; 冠层; 光合特征
Effects of Nitrogen Fertilizer and Planting Density on Canopy Structure and
Population Characteristic of Rapeseed with Direct Seeding Treatment
ZUO Qing-Song1,2, KUAI Jie1, YANG Shi-Fen1, CAO Shi1, YANG Yang1, WU Lian-Rong1, SUN Ying-Ying1,
ZHOU Guang-Sheng1,, and WU Jiang-Sheng1
1 College of Plant Science and Technology of Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2 Key Laboratory of Crop Genetics and
Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
Abstract: Cultivar Huayouza 62 was planted by mechanical seeding on October 5th with two nitrogen rates (180 and 270 kg ha–1)
and five planting densities (15×104, 30×104, 45×104, 60×104, and 75×104 plant ha–1). The differences of yield, canopy structure,
agronomic traits and photosynthetic characteristics were studied. The results showed that with the increase of density, starting
point of branch and lodging angle of canopy enhanced, while root collar diameter and height of canopy declined. In the density
range of 45×104 plant ha–1, the low effective branch proportion lowered with the increase of density. Densities of 45×104 and
60×104 plant ha–1 resulted in higher yield from 2921.2 to 3109.8 kg ha–1 than other densities under middle nitrogen rate. Densities
of 30×104 and 45×104 plant ha–1 did higher yield from 3607.2 to 3772.4 kg ha–1 than other densities under high nitrogen rate, and
the corresponding suitable values of leaf area index (LAI) at beginning flowering stage, pod area index (PAI) at seed filling stage,
light transmittance of bottom at beginning flowering stage, light transmittance of canopy at seed filling stage, and effective pod
number were within the ranges from 3.72 to 3.94, from 4.21 to 4.34, from 6.1% to 7.4%, from 16.4% to 18.1% and from 65.5×106
to 68.7×106 ha–1, respectively. Compared with traditional transplanting rapeseed, the direct seeding rapeseed could obtain high
yield exceeding 3600 kg ha–1 by reducing nitrogen rate and increasing density with 270 kg ha–1 nitrogen fertilizer under both den-
sities of 30×104 and 45×104 plant ha–1. Reasonable plant density can effectively reduce the root collar diameter and the height of
canopy, and concentrate pod maturing, which would help promote mechanical harvesting in rapeseed production.
Keywords: Winter rapeseed; Direct seeding; Canopy structure; Photosynthetic characteristic
第 5期 左青松等: 不同氮肥和密度对直播油菜冠层结构及群体特征的影响 759


油酸可降低人体血液中低密度脂蛋白和胆固醇
含量, 菜籽油中油酸含量高故而营养价值较高[1]。菜
籽油已成为我国自产第一大食用植物油[2]。长江流
域是我国冬油菜主产区, 面积和总产均占全国面积
和总产的 80%以上, 以往该地区油菜生产主要采用
人工育苗移栽、人工收割脱粒的传统方式, 劳动力
成本高, 油菜效益低下[3-4]。随着农业人口的转移及
油菜轻简化栽培技术的发展, 该产区直播油菜面积
逐年增加[5]。
施用氮肥及合理密植是提高油菜产量的重要措
施[6-9], 如以往对免耕直播油菜的研究结果表明, 晚
播油菜以45×104~60×104株 hm–2密度产量较高[10]。
油菜在开花以前, 叶片是全株主要的光合器官, 是
形成光合产物的主要场所 ; 开花后叶片迅速脱落 ,
角果快速生长, 全株主要的光合器官由叶片很快转
向角果[11]。因此, 油菜角果也是重要的光合器官和
经济器官, 冠层结构与油菜最终籽粒产量的关系也
极为密切[12-13]。朱耕如等[14]研究指出油菜结角层中
的角果皮是花角期最主要的光合器官, 油菜栽培中
不仅要发挥角果“源”的作用, 更要发挥其“库”的作
用。直播冬油菜高产栽培技术是近几年油菜轻简化
研究的一个重点方向。本研究设置2个氮肥、5个密
度处理研究直播油菜冠层结构及群体特征, 旨在探
索直播冬油菜高产机制, 为生产上合理栽培措施的
制订提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点、土壤状况及试验材料
华中农业大学试验场试验地前茬为水稻, 9月下
旬收获。油菜播种前取土壤样品测定养分状况。2011
年土壤含碱解氮 116.52 mg kg–1、速效磷 13.27
mg kg–1、速效钾133.27 mg kg–1; 2012年土壤含碱解
氮118.72 mg kg–1、速效磷13.79 mg kg–1、速效钾
138.33 mg kg–1。供试品种为生产上推广应用的甘蓝
型杂交油菜华油杂62。
1.2 试验设计
2011—2012年度和2012—2013年度试验均于10
月5日采用2BFQ-6型油菜联合播种机播种, 小区长
50 m、宽2 m, 每厢等行距播6行。设置纯氮180 kg
hm–2 (N1)和270 kg hm–2 (N2) 2个水平, 密度15×104
(D1)、30×104 (D2)、45×104 (D3)、60×104 (D4)和75×104
株 hm–2(D5) 5个水平 , 裂区设计 , 以氮肥为主区 ,
密度为副区, 3次重复。油菜出苗后即间去丛子苗,
3~4叶期定苗。以尿素为氮源, 基肥∶苗肥∶薹肥比
例为6∶2∶2; 各小区磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)用量
均为150 kg hm–2, 分别用过磷酸钙和氯化钾提供 ,
硼沙用量为7.5 kg hm–2, 磷、钾、硼肥均作基肥施用。
1.3 测定内容与方法
成熟期选取代表性植株 20株, 按主茎、不同分
枝部位测定结角起点和结角终点高度, 并考察角果
数。将植株晾晒 3 d 后按不同部位将角果从植株上
分开, 烘干、脱粒并称重, 数 1000 粒考察千粒重。
通过籽粒重、角果数和千粒重换算每角粒数。
结角起点高度为基部子叶节至主茎或分枝最下
部结角位置的距离。
结角终点高度为基部子叶节至主茎或分枝最上
部结角位置的距离。
叶面积于初花期(3月1日)采用“纸重法”测量[15]。
结实期(4月20日)各小区取代表性角果50个, 测
定角果长度和角果宽度, 按Clarke[16]公式计算角果
皮面积。
结实期(4月20日)以冠层偏离垂直方向的角度计
算冠层倒伏角度, 冠层倒伏角度 = arcos (田间冠层
垂直厚度/冠层长度)。
采用LAI-2000测定初花期植株基部和结实期冠
层基部透光率, 透光率(%) = 测定层光强/顶部光强
×100%。
1.4 数据处理
利用 Microsoft Excel 2003 处理数据, DPS7.05
统计软件进行方差分析和显著性检验。2 年试验结
果趋势一致 , 除产量外 , 其他指标均采用 2012—
2013年度数据。
2 结果与分析
2.1 不同处理产量及其与密度关系
表1表明, 不同氮肥条件下2个年度试验产量均
以D3密度处理最高, N1和N2处理下的2年试验最高
产量的平均值分别为 3061.8 g hm–2和 3748.4 kg
hm–2。2年试验N1处理下D1密度产量最低, N2处理下
D5密度产量最低。密度与产量均呈极显著的二次函
数关系 (图 1), 2011—2012年度拟合方程为 yN1 =
–0.61x2 + 60.49x+ 1501.00 (R2 = 0.989**), yN2 =
–0.82x2 + 67.71x+ 2266.80 (R2 = 0.937**); 2012—
2013年度拟合方程为yN1= –0.60x2 + 61.35x +1543.70
(R2 = 0.996**), yN2= –0.77x2 +61.35x + 2473.80 (R2 =
0.936**)。
产量构成表明(表1), 随密度增加, 油菜单株角
760 作 物 学 报 第 41卷


果数显著降低。N1水平下群体角果数随密度增加而
增加, 与D1相比D5的增幅为47.4%, N2水平下群体
角果数D3处理最高 , 与最低的D1处理相比增幅为
27.9%。每角粒数和千粒重平均值随密度增加逐渐降
低, N1水平内D5处理与D1处理相比两者下降幅度分
别为13.5%和7.1%, N2水平内两者下降幅度较大, 分
别为18.5%和9.1%。方差分析表明(表1), 密度对产量
和产量构成的影响均达极显著水平, 氮肥除了对每
角粒数影响未达显著差异水平外, 对其余因素影响
均达显著或极显著水平, 氮肥和密度的互作除对千
粒重的影响未达显著水平外, 对其余指标的影响均
达极显著水平。

图 1 产量与密度的关系
Fig. 1 Relationship between yield and density
N1、N2表示 2个氮肥水平为 180 kg hm–2和 270 kg hm–2。
N1 and N2 mean two nitrogen fertilizer levels of 180 kg hm–2 and 270 kg hm–2, respectively.

表 1 不同处理下产量和产量构成差异
Table 1 Differences of yield and yield components under different treatments
2011–2012 2012–2013
氮肥
Nitrogen
密度
Density
产量
Yield
(kg hm–2)

产量
Yield
(kg hm–2)
单株角果数
Number of pods
per plant
群体角果数
Number of pods in
population (×106 hm–2)
每角粒数
Number of
seeds per pod
千粒重
1000-seed
weight (g)
D1 2287.8 f 2330.6 e 272.6 b 40.9 g 17.0 ab 3.348 a
D2 2716.5 e 2827.0 d 169.2 d 50.8 f 16.7 bc 3.334 a
D3 3013.7 bc 3109.8 bc 124.0 f 55.8 de 16.7 bc 3.333 a
D4 2921.2 cd 3028.6 c 97.1 h 58.3 cd 16.0 cd 3.242 a
N1
D5 2577.6 e 2756.2 d 80.4 i 60.3 c 14.7 ef 3.111 b
D1 3058.8 bc 3189.6 bc 358.0 a 53.7 ef 17.8 a 3.342 a
D2 3607.2 a 3659.6 a 218.4 c 65.5 ab 17.0 ab 3.277 a
D3 3724.3 a 3772.4 a 152.6 e 68.7 a 16.8 bc 3.273 a
D4 3208.6 b 3244.5 b 112.7 g 67.7 a 15.5 de 3.086 b
N2
D5 2776.0 de 2828.6 d 85.5 i 64.1 b 14.5 f 3.039 b
FN 398.7** 337.1** 7499.1** 477.2** 0.5 35.9*
FD 127.0** 129.5** 4214.2** 212.4** 100.6** 38.3**
FN×FD 32.1** 49.3** 123.6** 23.0** 4.9** 2.1
N1、N2表示 2个氮肥水平为 180 kg hm–2和 270 kg hm–2; D1、D2、D3、D4和 D5表示 15×10、30×104、45×104、60×104和 75×104
株 hm–2 5个密度水平; 不同字母表示差异达 0.05显著水平; FN、FD和 FN×FD分别表示方差分析中氮肥、密度以及互作的 F值; *和**
分别表示差异在 0.05和 0.01水平。
N1 and N2 mean two nitrogen fertilizer levels of 180 kg hm–2 and 270 kg hm–2, respectively. D1, D2, D3, D4, and D5 mean five
density levels of 15×104, 30×104, 45×104, 60×104, and 75×104 plant hm–2, respectively. Values followed by different letters within a column
are significantly different at the 0.05 probability level. FN, FD, and FN×FD mean F-values of nitrogen, density and their interactions in
variance analysis, respectively. * and ** indicate difference at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.
第 5期 左青松等: 不同氮肥和密度对直播油菜冠层结构及群体特征的影响 761


2.2 不同处理冠层结构差异
2.2.1 不同部位结角起点和结角终点差异 不同
处理小区油菜植株的冠层高度存在差异。不同部位
均以主茎结角终点最高 , 结角终点中以N2D1和
N2D3处理最高 , 均为172.6 cm, N1D1处理植株结
角起点最低, 为101.5 cm (图2)。冠层高度(最高结
角终点减最低结角起点 )的变化范围在44.4~66.0
cm之间 , 且随氮肥增加而增加 , 随密度增加而降
低。主茎结角起点高度随密度增加呈先增加后下降
趋势 , N1和N2水平下均以D3处理的主茎结角起点
最高, 分别为114.4 cm和121.3 cm。同一氮肥水平下,
D1至D4处理主茎结角终点差异较小, D5处理最低,
N1和N2水平下D5处理主茎结角终点分别为154.3 cm
和163.7 cm。

图 2 不同处理的结角层结构
Fig. 2 Pod layer structure under different treatments
PSP和 PTP分别表示结角起点和结角终点; 横坐标轴中间的“0”表示主茎, “1~11”表示从上部向下部的第 1到第 11分枝; 虚线表示主
茎结角起点高度。其他缩写同表 1。
PSP and PTP mean pod starting point and pod terminal point, respectively. “0” in the middle of abscissa axis means main stem, and “1–11”
mean the first branch to the eleventh branch from top to bottom, respectively. Dotted line means the height of pod starting point in main stem.
Other abbreviations are the same as those given in Table 1.

2.2.2 不同部位分枝的产量比重差异 由表 2 可
以看出, 各处理均以主茎产量比重最大, 但密度显
著影响其比值大小。N1 水平下的变幅为 22.98%~
60.22%, N2 水平下的变幅为 21.70%~61.08%, 同一
氮肥水平下随着密度增加主茎产量比例逐渐增加 ,
除 D5 密度条件下 N2 处理的主茎产量比例略高于
N1处理外, 其余同一密度水平下随着氮肥用量增加
主茎产量比例下降。油菜分枝在结角层的空间分布
位置不同, 最终形成的分枝产量比例差异较大, 从
第 1 分枝到基部分枝, 其产量比例先增加后减小,
在 2个氮肥水平下, D1密度均以第 5分枝产量比例
最高, D2和D3密度以第 3和第 4分枝产量比例较高,
D4密度处理以第 2和第 3分枝产量比例较高, D5密
度以第 2分枝产量比例最高。结合图 2可以看出, N1
条件下D1密度处理第 8及以下分枝以及其余密度处
理第 7及以下分枝, N2条件下 D1密度处理第 9及以
下分枝以及其余密度处理第 8 及以下分枝, 其结角
起点均低于主茎结角起点, 产量比例均小于 5% (属
于低效分枝[12]), 这部分分枝位于结角层的下部, 受
光条件差, 分枝生产力低。2个氮肥水平下, D1和 D2
密度处理单株低效分枝数分别为 3 个和 2 个, 其余
密度处理单株低效分枝数均是 1个。
2.3 不同处理植株农艺和光合特征差异
N1和N2水平下根颈直径的变化范围分别为
0.92~2.03 cm和1.17~2.27 cm (表3), 随密度增加根
颈直径逐渐降低, 且根颈直径与密度呈极显著负相
关, N1和N2水平下二者相关系数分别为–0.993**和
–0.980**。分枝起点高度和冠层倒伏角度随密度增加
762 作 物 学 报 第 41卷


而增加, 其中N1水平下D5密度处理和N2水平下D4
和D5密度处理冠层倒伏角度相对较大, 均超过30°,
分枝起点高度、冠层倒伏角度与密度间呈显著或极
显著正相关。同一氮肥水平内初花期株高随着密度
增加有先增后减趋势, 成熟期株高D5处理最小, 其
余密度处理间无显著差异。
各处理初花期叶面积指数、透光率的变化范围
分别为 2.10~4.32、20.8%~4.2% (表 3)。在同一氮肥
水平下随密度增加初花期叶面积指数增加, N1和N2
条件下 D5与 D1处理相比叶面积指数增加幅度分别
为 79.0%和 30.9%; 初花期透光率随密度增加而减小,
2 个氮肥水平下 D5 与 D1 处理相比降幅分别为 69.7%

表 2 不同处理条件下各枝序产量占总产量百分比差异
Table 2 Ratios of yield in different inflorescences to whole plant yield under different treatments (%)
植株从上至下分枝 Branches from top to bottom in plant 氮肥
Nitrogen
密度
Density
主茎
Main stem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D1 22.98 8.24 10.09 10.97 11.22 11.74 9.58 6.60 4.28 2.70 1.62
D2 33.16 9.03 10.62 11.66 11.62 9.76 7.86 4.18 2.12
D3 41.65 9.51 9.95 11.02 10.94 8.35 5.73 2.85
D4 52.35 9.33 10.97 10.40 8.88 5.52 2.55
N1
D5 60.22 9.49 12.18 9.44 6.12 2.55
D1 21.70 8.13 8.90 9.52 9.77 10.27 9.75 7.78 5.95 4.72 2.50 1.00
D2 31.55 8.40 10.36 11.85 11.29 9.96 6.95 5.28 2.85 1.51
D3 38.83 8.81 10.19 10.74 10.39 7.91 6.24 5.25 1.63
D4 50.83 8.57 9.31 9.46 8.42 6.40 5.27 1.73
N2
D5 61.08 9.90 10.34 8.91 6.87 2.90
缩写同表 1。Abbreviations are the same as those given in Table 1.

表 3 不同处理植株农艺性状、光合面积和透光率差异
Table 3 Differences of agronomic characteristics, photosynthetic area and light transmittance under different treatments
株高
Plant height (cm)
光合面积
Photosynthetic area
透光率
Light transmittance (%)
氮肥
Nitrogen
密度
Density
根颈直径
Root crown
diameter
(cm)
分枝起点
Starting
point of
branch
(cm)
冠层倒伏角度
Lodging angle
of canopy (°) 初花期
BFS
成熟期
RS
初花期叶
面积指数
LAI at BFS
结实期角果
皮面积指数
PAI at SFS
初花期
BFS
结实期
SFS
D1 2.03 b 47.5 e 12.5 g 101.9 e 161.5 c 2.10 g 2.70 g 20.8 a 37.4 a
D2 1.72 cd 65.7 d 14.8 fg 103.9 de 160.9 c 2.68 f 3.43 f 14.7 b 27.9 b
D3 1.51 ef 75.4 c 16.3 f 106.8 cd 161.8 c 3.23 e 3.73 def 10.7 c 21.2 cd
D4 1.31 gh 83.8 b 22.7 e 107.5 cd 159.4 c 3.47 de 3.83 cde 8.2d e 19.6 cde
N1
D5 0.92 i 92.9 a 32.3 c 105.5 de 154.3 d 3.76 c 3.53 ef 6.3 efg 18.1 de
D1 2.27 a 48.0 e 15.8 f 110.8 bc 172.6 a 3.30 e 3.72 def 10.1 cd 22.7 c
D2 1.80 c 66.4 d 20.9 e 112.9 ab 172.3 a 3.72 cd 4.21 ab 7.4 ef 18.1 de
D3 1.60 de 78.1 c 28.1 d 115.5 a 172.6 a 3.94 bc 4.34 a 6.1 fgh 16.4 ef
D4 1.43 fg 86.6 b 36.6 b 113.8 ab 168.2 ab 4.18 ab 4.09 abc 4.7 gh 13.9 fg
N2
D5 1.17 h 94.5 a 47.5 a 111.4 abc 163.7 bc 4.32 a 4.00 bcd 4.2 h 11.6 g
rN1 –0.993** 0.985** 0.940* 0.755 –0.813 0.982** 0.757 –0.973** –0.932*
rN2 –0.980** 0.983** 0.990** 0.176 –0.882* 0.982** 0.292 –0.968** –0.985**
FN 92.5* 58.7* 1019.7** 878.4** 675.3** 4108.6** 11280.4** 1863.3** 265.7**
FD 360.2** 609.9** 729.9** 8.3** 26.7** 163.2** 53.3** 197.5** 124.8**
FN×FD 3.6* 0.6 46.6** 1.2 0.7 10.5** 10.8** 34.5** 13.8**
BFS、SFS和 RS分别表示初花期、结实期和成熟期; rN1和 rN2表示 N1和 N2条件下密度与不同性状的相关系数; 其他缩写同表 1。
BFS, SFS, and RS mean beginning flowering stage, seed filling stage and ripening stage, respectively; rN1 and rN2 mean correlation co-
efficients between density and different characters under N1 and N2 conditions. Other abbreviations are the same as those given in Table 1.
第 5期 左青松等: 不同氮肥和密度对直播油菜冠层结构及群体特征的影响 763


和 58.4%。结实期角果皮面积指数变化范围分别为
2.70~4.34, 随密度增加呈先增后减趋势, 结实期透
光率变化范围为 37.4%~11.6%, 结实期透光率随密
度增加逐渐降低。相关分析表明, 初花期叶面积指
数与密度呈极显著正相关, 初花期和结实期透光率
与密度之间呈显著或极显著负相关。
3 讨论
3.1 氮肥和密度对油菜生长及冠层性状的影响
氮肥和密度对油菜产量和农艺性状有较大影响,
本文产量结果显示在中氮水平下(N1, 180 kg hm–2)
密度为45×104株 hm–2和60×104株 hm–2时产量较高,
高氮水平下(N2, 270 kg hm–2)密度为30×104株 hm–2
和45×104株 hm–2时产量较高, 结合表1和表3数据可
以看出, 初花期中氮水平下适宜的叶面积指数和透
光率范围分别为3.23~3.47和8.2%~10.7%, 高氮水平
下分别为3.72~3.94和6.1%~7.4%之间比较适宜。不
同氮肥条件下产量水平不同, 初花期适宜的群体指
标也不同 , 这可能与植株生长的空间分布有关系 ,
在中氮和高氮水平下不同密度处理的初花期株高平
均值分别为105.1 cm和112.9 cm, 随着氮肥水平提高,
株高增加, 群体适宜的叶面积指数也增加, 以往不
同品种间株高与产量关系的研究结果也显示产量与
株高之间存在正相关[17-18]。随着氮肥用量增加, 植
株结角起点和终点高度、冠层高度都增加; 随着密
度增加, 植株结角起点高度增加, 冠层高度降低。在
45×104株 hm–2密度范围内, 随密度增加低效分枝比
例下降。
3.2 直播油菜适宜种植密度的选择
以往在我国长江流域的冬油菜主产区主要以移
栽为主, 其中“三发”栽培技术都是依据移栽油菜提
出的, 包括“冬壮春发”、“冬春双发”和“秋发”, 特别
是20世纪80年代提出的“秋发”栽培还带动生产上对
稀植高产种植模式的试验与开发, 多年的生产实践也
证明秋发栽培是油菜取得高产的一条有效途径[19-20]。
油菜的角果由花芽发育而来的, 一般在现蕾前分化
的花芽多为有效花芽, 而现蕾后分化的花芽多是无
效的 , 秋发苗播期早 , 前期生长量大 , 分化的花芽
多 , 单株角果数多 , 最终产量较高 , 但这种栽培方
式要求氮肥投入多, 否则个体优势得不到充分发挥,
在这种栽培方式下群体的开花期叶面积指数在
“3.8~4.2”比较适宜, 最终达到3000~3750 kg hm–2高
产指标[21-22]。如果密度过大, 则开花期叶面积指数
和结实期角果皮面积指数过大, 田间透光通风能力
差, 同时地上部生长量过大, 将会抑制地上部的光
合产物向根系输送从而抑制根系的生长, 后期容易
出现倒伏或脱力早衰等不良症状。
随着从事农业劳动人口的紧缺, 移栽油菜费工
费时的缺点日益突出, 生产上对油菜轻简化栽培技
术的需求日益迫切。统计资料显示, 2007—2011年全
国油菜育苗移栽和直播平均面积分别为381.7万和
321.4万公顷 , 其中直播油菜面积占45.7%, 并有逐
渐增加趋势[5]。由于移栽油菜播期早, 密度低, 前期
需肥量比较大, 否则难以达到高产要求的角果数水
平 , 从以往研究结果看移栽油菜产量超过3500 kg
hm–2, 其氮肥用量均在300 kg hm–2以上 [11,23-24], 氮
肥用量高, 氮素利用效率低[25-27]。而本文结果在270
kg hm–2氮肥用量时 , 30×104株 hm–2和 45×104株
hm–2的密度处理群体角果数达到60.0×106 hm–2以上,
成熟期角果皮面积指数在4.32~4.46之间, 两者均达
到以往移栽油菜高产群体指标要求[24], 其产量超过
3500 kg hm–2, 因此适当提高密度, 可以达到“以密
减氮”的效果。由于适当密植冠层相对紧凑, 便于机
械化收获, 密度小单株主茎粗[10], 主茎含水量较高,
同时密度低使下部低效分枝比例大 , 受光能力差 ,
不容易脱水, 导致成熟期全株含水量高, 而水份含
量对机械化收获损失影响较大[28], 所以为了适应油
菜轻简化栽培技术中机械收获的要求, 与传统稀植
要求相比, 油菜种植要适当增加密度, 从而达到“以
密适机”效果。
本试验结果显示, 在中氮和高氮处理条件下均
以45×104株 hm–2密度处理产量最高, 密度过大, 根
颈较细, 分枝起点高, 容易造成后期冠层倒伏。油菜
角果既是经济器官, 又是后期的主要光合器官, 冠
层的倒伏程度对粒重影响比较大。由于油菜植株比
较高, 后期冠层重量大, 经常导致主茎中上部弯曲
甚至折断, 因此以往依据主茎与地面的夹角度数计
算的倒伏指数[29-30]很难反映冠层的实际倒伏情况。
所以本文通过田间冠层垂直厚度与冠层长度换算可
直观地得出冠层倒伏角度。本试验不同处理终花期
在3月25日左右, 成熟期在5月10日左右, 终花期至
成熟期是决定粒重时期, 以往的结果显示主茎和分
枝籽粒增重速度最大时期分别是花后30 d和24 d [24],
本研究选在4月20日测定冠层倒伏角度 , 此时角果
皮面积已经定型, 粒重增速比较快, 同时通过比较
测定, 4月20日花序轴长度也基本定型, 这一时期的
764 作 物 学 报 第 41卷


倒伏程度可能对最终的粒重影响较大。本文表1结果
显示, 氮肥用量在180 kg hm–2条件下75×104株 hm–2
密度处理 , 以及氮肥用量在 270 kg hm–2条件下
60×104和75×104株 hm–2密度处理, 即使群体角果数
达到60.0×106 hm–2以上, 但由于后期冠层倒伏角度
都在30°以上(表3), 在同等氮肥水平下成熟期每角
粒数和千粒重均小于其余密度处理, 所以产量与适
宜密度处理的产量相比也显著降低(表1)。
4 结论
本试验在 10月 5日进行直播, 其密度与产量之
间呈抛物线关系, 180 kg hm–2氮肥水平下种植密度
为 45×104株 hm–2和 60×104株 hm–2产量较高, 在
2921.2~3109.8 kg hm–2 之间, 其对应的群体特征为
初花期适宜的叶面积指数和成熟期角果皮面积指数
分别为 3.23~3.47 和 3.80~3.86, 初花期和结实期透
光率分别为 8.2%~10.7%和 19.6%~21.2%, 群体有效
角果数为 55.8×106~58.3×106 hm–2。270 kg hm–2氮肥
水平下密度为 30×104株 hm–2和 45×104株 hm–2, 产
量在 3607.2~3772.4 kg hm–2之间, 其对应的群体特
征为初花期适宜的叶面积指数和成熟期角果皮面积
指数分别为 3.72~3.94 和 4.32~4.46, 初花期和结实
期透光率分别为 6.1%~7.4%和 16.4%~18.1%, 群体
有效角果数为 65.5×106~68.7×106 hm–2。随着密度增
加, 根颈直径和冠层高度逐渐降低, 分枝起点高度
增加。在 45×104株 hm–2密度范围内, 随着密度增加
低效分枝比例下降。
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