种植密度和施肥量对油菜毯状苗生长的影响

张含笑 林 参 左青松 杨 光 冯倩南 冯云艳 冷锁虎,*

种植密度和施肥量对油菜毯状苗生长的影响

张含笑1林 参2左青松1杨 光1冯倩南1冯云艳1冷锁虎1,*

1扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009;2江苏天丰种业有限公司, 江苏淮安 223001

为探讨不同密度和施肥量对油菜毯状苗形成壮苗的关键生物学指标的影响, 以探索适合机械移栽的油菜毯状苗培育方法, 为生产上培育高质量油菜毯状苗提供依据。本文以甘蓝型油菜品种宁杂1818为材料, 设置播种密度和施肥水平二因素试验, 分析其对秧苗存活率、绿叶数、干物质积累和根冠比等指标的影响。结果表明, 密度增大, 秧盘存苗数显著降低, 叶片数、绿叶数减少, 地上部干重减少, 地下部干重减少的幅度更大, 根冠比下降; 同时, 根颈和苗高变长, 秧苗充实度下降。密度过小, 虽然毯状苗的素质提高, 但不利于秧苗成毯和移栽, 移栽后的密度也不能保证。因此, 综合考虑毯状苗素质、适合机械化移栽和栽后的效果等方面, 在晚稻茬口需要苗龄为30~40 d左右时, 播种密度在800粒盘-1的基础上喷施3 g L-1尿素溶液是培育毯状苗壮苗的合理组合。

油菜毯状苗; 播种密度; 氮肥喷施浓度; 秧苗质量; 绿叶数

近几年, 一种全新的油菜移栽技术——油菜毯状苗机械移栽技术, 通过生产各环节栽培技术的调整均能够获得优质、高产、高效、安全、生态的生产目的, 实现了高效轻简化油菜栽培, 具有良好的发展前景[1-3]。该技术最终目的是利用水稻高速插秧机的作业原理实现机械栽插, 其特点: 一是便于运输和机械带土取苗; 二是保证每穴栽插数量, 防止漏苗; 三是满足机械结构要求, 防止伤苗, 保证生育期, 提高成活率, 稳定产量。因此, 油菜毯状苗的培育要点就是“盘根成毯、高密度、矮壮健”[4-5]。

油菜毯状苗育苗技术是一项新的研究领域, 目前相关研究较少。油菜毯状苗机械化移栽技术同样是基于油菜毯苗的工厂化育苗发展起来的, 使其对秧苗的形态、素质有着更为严格的要求[6]。壮苗的培育过程所受到的制约因素很多, 研究表明, 除秧苗秧龄外合理的密度与苗期管理是影响秧苗素质的最主要因素, 高密度有利于降低油菜毯状苗育苗成本[7]。而水稻育秧方面研究表明, 秧苗密度大, 通风透光条件差, 苗高秆细, 秧苗质量变劣, 素质下降快, 秧苗素质变弱, 不利于水稻栽插后的返青活棵; 而育苗密度过低, 秧苗个体指标得到优化, 但群体指标远不能满足机械移栽的要求[8]。同时由于单位面积秧苗数少, 基本苗不足, 漏插率高, 最终影响移栽质量。并且在毯状苗育苗过程中, 施肥对培育优质壮苗非常重要。油菜是需肥量大、耐肥性强的作物, 其幼苗对N的需求量很大, 可以达到350 kg hm-2, 效益的提高与施肥关系较大[9]。目前, 关于育苗施肥技术也有一些报道。李晓蕾等[10]研究认为, 施纯氮12.96 g m-2可以显著提高水稻秧苗的株高, 根数, 叶龄, 施氮量过大则对株高、茎基宽、根长等产生抑制作用。Rathke等[11]研究认为, 冬前提高氮肥供应可以促进冬油菜叶面积的增加。苗期肥料施用量多, 生长量大, 大部分养分特别是氮素营养存在于叶片中, 在这种栽培条件下, 产量高而稳定。

本研究开展不同播种密度和施肥水平的试验, 探索其对油菜毯状苗秧苗生长和干物质积累的影响,以培育质量好、稳定性好的健壮秧苗, 确保移栽质量, 保证产量。

1 材料与方法

1.1 试验地状况及材料

试验于2016年在扬州大学江苏省遗传生理重点实验室试验场进行。采用水稻标准育秧盘, 长58 cm, 宽28 cm。供试品种为江苏省农业科学院选育的甘蓝型双低杂交油菜宁杂1818。

1.2 试验设计

供试土壤为油菜育苗专用基质, 湿度控制在65%~75%, 含全氮2.91 g kg-1、碱解氮88.8 mg kg-1, 容重0.67 g cm-3, pH 6.32, 将其等重量装入育苗盘, 压平, 平面要低于盘边。选取大小一致的油菜种子, 用自制播种器(专利号为ZL201210418971.9)均匀播种到塑料育苗盘表面。设播种密度为400、600、800、1000和1200粒盘-15个水平。播后用细土盖好, 加适量超纯水, 然后将育秧盘叠放在一起保湿出苗。待芽露出1~2 mm, 将每个秧盘摆放在平整的苗床上。设肥料3个水平, 待子叶展平时, 分别称取1、2和3 g尿素(含氮量约为46.67%)溶于1 L超纯水配成溶液, 均匀喷施到一整盘叶片上。除各处理因素不同外, 其他管理措施均一致按照育苗栽培技术进行。

试验共计15个处理。采用毯状苗育苗技术育苗, 试验设置3次生物学重复, 随机区组排列。

1.3 各指标测定内容与方法

1.3.1 种子成苗情况的调查 于苗龄20、30和40 d取样考苗, 计数整个秧盘内秧苗在不同苗龄存苗数和死苗数。

1.3.2 形态指标及干物质量测定 选生长均匀的秧苗盘, 随机取每处理幼苗20株测量调查幼苗的总叶数、绿叶数、苗高(地上部)、地上部和地下部分干重。重复3次。绿叶数指调查时已展开的绿叶数(不包括子叶)。苗高、根颈长和叶长分别为地面至幼苗最高处的高度(cm)、子叶节至出生侧根之间的距离(cm)和从叶片着生处量到叶片的顶端的距离(cm)均用直尺测量。选取20株盘-1生长较整齐一致的幼苗将其的地上部分、地下部分剪下置105℃烘箱杀青 30 min, 后80℃烘干至恒重, 称取其重量即为地上部分和地下部分干重。根冠比为地下部平均干质量与地上部平均干质量之比。充实度为地上部干重与苗高之比(mg cm-1)。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel和SPSS统计软件进行数据整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 对存苗数和死苗数的影响

由表1可知, 存苗数随着生育进程呈现逐渐降低的趋势, 在苗龄40 d时为最低值。而死苗数随着生育进程逐渐增加, 在苗龄40 d达最高值。说明随着苗龄的增大, 油菜毯状苗受秧盘生长空间的限制, 秧苗间的相互竞争越来越激烈, 导致死苗数增多, 可见毯状苗宜尽早移栽。

表1 不同密度和施肥对油菜毯状苗各苗龄存苗数和死苗数的影响

同列中标以不同小写字母的值差异达0.05显著水平。

Values followed by different letters within a column are significantly different at< 0.05.

施肥显著促进高密度油菜毯状苗秧苗的存活。无论是低密度还是高密度, 施肥后存苗数均随着施肥的增加而逐渐增多, 死苗数逐渐减少。低密度(400粒盘-1和600粒盘-1)不同施肥间差异不明显, 高密度(1000粒盘-1和1200粒盘-1)施肥间差异显著。

在相同施肥下, 密度的增加显著降低毯状苗的存苗数, 平均下降2.2%、3.8%、7.8%、16.2%和16.7%; 显著提高死苗数, 平均分别增加65.6%、99.2%、139.0%、308.9%和313.5%。以上结果可见, 1000粒盘-1以上的密度处理的移栽苗龄在20 d左右为宜。但20 d左右苗龄秧苗质量较差, 之后苗龄越大, 存苗数快速减少, 死苗数快速增加, 说明群体内部条件恶化, 不利于移栽后的活棵和进一步生长。因此, 1000粒盘-1以上播种密度已超出了适宜范围。

2.2 对出叶数和绿叶数的影响

由表2可知, 出叶数和绿叶数均随生育进程呈逐渐增加的趋势。在相同施肥条件下, 各苗龄时出叶数和绿叶数均随着密度的增加呈降低趋势。在相同密度条件下, 出叶数和绿叶数均随着施肥浓度的增加呈增加趋势, 而增加幅度却因密度及生育进程的不同而变化不一。施肥浓度1 g L-1增加到3 g L-1, 苗龄40 d时密度由400粒盘-1增加到1200粒的出叶数增加幅度分别为29.7%、32.1%、29.3%、19.3%和21.6%。可见出叶数均随着施肥浓度的增加而增加, 在400粒盘-1至800粒盘-1出叶数受施肥影响较大。同时绿叶数增加幅度分别为37.5%、31.9%、36.5%、34.7%和28.0%, 在800粒盘-1绿叶数受施肥影响较大。可见随着施肥浓度的增加, 出叶数和绿叶数会随之增加, 但密度较高时, 其增加幅度会有下降趋势。

综上所述, 在油菜毯状苗的育苗过程中可通过适当增加施肥浓度提高出叶数和绿叶数, 提高秧苗素质, 但通过提高施肥浓度的出叶数的增加幅度会随着密度的增加而降低, 同时不同密度的出叶数增幅均在超过苗龄30 d后逐渐降低, 且密度越高出叶数增幅的降低幅度越大, 说明密度高, 移栽苗龄要缩短。因此, 1000粒盘-1和1200粒盘-1时应该将移栽时苗龄控制在30 d左右, 而400粒盘-1和600粒盘-1低密度出叶数和绿叶数均符合油菜毯状苗的壮苗指标, 但不满足移栽时对高密度处理每盘成苗数的要求。800粒盘-1左右播种量能较好地协调两者间的矛盾。

表2 不同密度和施肥对油菜毯状苗各苗龄出叶数和绿叶数的影响

同列中标以不同小写字母的值差异达0.05显著水平。

Values followed by different letters within a column are significantly different at< 0.05.

2.3 对形态特征的影响

由表3可知, 施肥显著促进了油菜毯状苗秧苗的生长发育。无论是低密度还是高密度, 在高施肥处理下其根颈长、苗高和叶长等指标都明显高于低施肥处理。施肥浓度1 g L-1增加到3 g L-1, 苗龄40 d时根颈长增加幅度分别为5.19%、8.09%、18.44%、12.42%、14.56%。苗高在不同施肥处理间差异达到显著水平。1 g L-1施肥浓度处理20 d苗龄时的平均苗高为5.35 cm, 随着施肥浓度的增加, 依次增加到2 g L-1的6.03 cm和3 g L-1的6.41 cm, 分别比1 g L-1增加12.71%和19.81%。随着生育进程, 施肥处理对苗高的促进作用逐渐减弱, 40 d苗龄时各处理苗高分别比1 g L-1增加了5.01%和11.00%。同时, 叶长均随着施肥浓度的增加呈逐渐上升的趋势。其中叶长最大值均出现在施肥浓度3 g L-1处理中, 最小值均出现在施肥浓度1 g L-1处理中。苗龄20 d时不同密度由1 g L-1增加到3 g L-1的叶长增加幅度分别为25.18%、23.64%、22.66%、19.01%、15.97%; 苗龄40 d叶长增加幅度分别为10.49%、9.10%、8.87%、7.43%和6.39%。可见增施肥料可促进根颈伸长及苗高和叶长的增加。

不同密度下毯状苗根颈长均随着密度的增加呈伸长的趋势, 其中根颈长、苗高和叶长最大值均在密度为1200粒盘-1处理中, 而其最小值均在密度为400 粒盘-1处理中。方差分析结果表明, 在相同施肥浓度条件下, 密度差异较小时根颈长差异较小, 一般未达到显著水平。但密度差异比较大时差异一般达显著水平。但苗高受密度影响明显, 400 粒盘-1的20 d苗高平均为5.15 cm, 随着密度的增加, 依次从600 粒盘-1增加到1200 粒盘-1分别比400 粒盘-1增加了9.63%、13.22%、25.17%和27.91%。40 d苗龄时, 400 粒盘-1的苗高平均为9.15 cm, 随着密度的增加, 依次从600粒盘-1增加到1200粒盘-1分别比400 粒盘-1增加了2.02%、13.14%、17.87%和21.49%。同时, 在密度400、600和800粒盘-1和苗龄20 d和30 d时, 叶长差异较小, 密度再提高后差异加大。苗龄在40 d时不同密度间叶长差异更大。因此在肥料供应充足的情况下低密度移栽的苗龄可适当长些, 有利于形成较大的苗体; 高密度则移栽苗龄应短。

表3 不同密度和施肥对油菜毯状苗各苗龄形态特征的影响

同列中标以不同小写字母的值差异达0.05显著水平。

Values followed by different letters within a column are significantly different at< 0.05.

2.4 对干物质积累的影响

从表4可以看出, 随施肥浓度的增加干物重增加, 处理间差异达到显著水平。1 g L-1施肥浓度处理20 d苗龄时的平均地上干物重为24.7 mg株-1, 随着施肥浓度的增加, 依次增加到2 g L-1的29.5 mg株-1和3 g L-1的32.4 mg株-1, 分别比1 g L-1处理增加了19.17%和31.07%。随着秧苗的生长, 施肥处理对地上干物重的促进作用逐渐减弱, 40 d苗龄时各处理地上干物重分别比1 g L-1增加了9.16%和18.50%。1 g L-1施肥浓度处理20 d苗龄时的平均地下干物重为1.3 mg 株-1, 随着施肥浓度的增加, 依次增加到2 g L-1的1.7 mg 株-1和3 g L-1的2.0 mg 株-1, 分别比1 g L-1处理增加了26.42%和49.25%。随着苗龄的增加, 施肥处理对地下干物重的促进作用逐渐减弱。40 d苗龄时各处理地下干物重分别比1 g L-1处理增加了13.78%和38.01%。

随着密度的增加, 各处理的秧苗干物重均明显降低(表4)。20 d苗龄时, 600、800、1000和1200粒盘-1密度的地上干物重分别比400粒盘-1降低了2.02%、4.26%、13.95%和18.74%。40 d苗龄时, 随着密度的增加, 不同密度的地上干物重分别比400粒盘-1降低了0.97%、1.32%、5.84%和7.24%。600、800、1000和1200粒盘-1密度的20 d苗龄地下干物重分别比400粒盘-1降低了8.41%、15.87%、36.51%和39.68%。40 d苗龄时, 随着密度的增加, 不同密度的地下干物重分别比400粒盘-1降低了5.50%、7.12%、17.15%和23.95%。由此可见, 随着生育时期的推移, 密度对干物重的影响逐渐减弱。

2.5 对根冠比和充实度的影响

从不同密度和不同施肥浓度对存苗数和死苗数的影响可知, 1000粒盘-1以上的密度处理移栽苗龄在20 d左右为宜。但20 d左右苗龄秧苗质量较差, 之后苗龄越大, 如果推迟移栽, 秧盘中死苗数快速增加,不利于壮苗。因此, 1000粒盘-1以上播种密度已超出了适宜范围。但要从毯状苗素质、适合机械化移栽和经济效果等方面综合考虑, 当晚稻茬口需要苗龄提高到40 d时, 在3 g L-1施肥浓度的条件下, 育苗密度需在800粒盘-1以下(包括)可获得适合机栽的毯状苗。从表5可以看出, 高质量油菜毯状苗应根冠比0.11以上; 内部充实好, 充实度0.85以上。

表4 不同密度和施肥对油菜毯状苗各苗龄干物质积累的影响

同列中标以不同小写字母的值差异达0.05显著水平。

Values followed by different letters within a column are significantly different at< 0.05.

表5 不同密度和施肥对油菜毯状苗各苗龄根冠比和充实度的影响

同列中标以不同小写字母的值差异达0.05显著水平。

Values followed by different letters within a column are significantly different at< 0.05.

3 讨论

现有的油菜栽培方式主要包括密植直播与育苗移栽[12]。育苗移栽有利于培育壮苗, 提高油菜的抗病抗寒能力, 可保证高产稳产, 但作为劳动密集型栽培模式, 由于移栽过程繁琐且效率低, 苗床育苗和大田移栽过程费工较多, 在全部采用人工移栽的条件下难以获得高收益[13]。通过机械直播容易实现高密度种植, 但直播密度高, 使得个体间对于空间和资源的竞争激烈, 导致个体发育相对弱于移栽油菜, 植株较低、茎秆较细、叶片较少, 单产水平低, 抗病能力差[14]。而油菜毯状苗育苗技术可以走农机与农艺相结合的技术路线, 实现油菜轻简化栽培。所以, 以增效为目的, 首先必须培育出高素质的毯状壮苗。

密度直接影响秧苗素质, 不同密度条件下, 秧苗个体所占的营养面积和受光条件都不同, 对秧苗素质有较大的影响。密度过低时, 尽管秧苗个体指标得到了优化, 但群体指标远不能满足机插要求。单位面积上苗数少, 漏插率高, 基本苗不足, 最终影响产量。盲目增加密度会导致秧苗素质下降, 插后返青较慢, 弱苗现象严重[8]。由于油菜叶片面积比水稻大得多, 叶片与主茎间夹角较大, 单株秧苗占据空间相对较大, 因此在高密度条件下很容易形成线状苗和死苗。松岛省三认为[15], 水稻秧苗要整齐一致, 且无病害, 茎粗且短, 叶片宽叶色浓绿, 存在大量的有活力的根。周拾禄等[16]认为水稻壮秧的条件首先秧苗要达到移栽工作容易做的程度, 并且个体发育整齐顺利, 其次秧苗本身无病虫害, 移栽后缓苗良好且发根力强。沈锦根等[17]提出塑盘旱育秧壮秧标准是苗高15 cm左右, 密度均匀, 每穴3~4株,叶龄6~7张, 假茎粗0.45 cm, 黄叶病叶少, 百株干重15 g左右, 根系粗壮有力, 根冠比0.45左右。油菜毯状苗的素质受油菜自身的生长规律和外界环境条件的影响很大, 幼苗生长也慢也不利于高质量毯状苗的形成。有关油菜毯状苗的壮苗标准尚未有报道。现如今, 毯状苗育移栽技术引入推广, 其播种密度一般要达到4000~6000株m-2, 为适应机械移栽要求, 苗不能太高, 根颈不能太长而要粗。

4 结论

在油菜毯状苗培育过程中, 增加密度死苗数会显著增加, 当育苗密度为800粒盘-1以上时, 在苗龄20 d后每隔10 d死苗数均呈倍数上升, 表现在秧苗的叶片数、绿叶数减少; 叶长缩短, 根颈细长、缩茎伸长而使得苗高变长; 地上部干物重减少, 地下部干重减少的幅度更大, 因而根冠比和秧苗充实度下降。通过增施肥料可使上述各指标明显改善。如果育苗密度小, 虽然毯状苗的素质提高了, 但移栽的密度达不到保证, 不利于秧苗成毯和移栽。在晚稻茬口苗龄为30~40 d时, 播种密度在800粒盘-1的基础上喷施3 g L-1尿素溶液是培育毯状苗壮苗的合理组合。当晚稻茬口苗龄超过40 d时, 育苗密度需在800粒盘-1以下, 可获得适合机栽的毯状苗。高质量油菜毯状壮苗应具备以下几个特征: (1)株型矮壮。根颈短, 一般1.60~1.80 cm; 缩茎不伸长; 苗高8.00~12.00 cm, 过小不利于移栽, 过大苗软弱; 叶片长2.5~3.0 cm。(2)根系发达。主、侧根相互交结成毯, 根系盘结好, 手拎不散; 白根多; 根冠比0.11以上。(3)苗龄适中。苗龄30~40 d, 早播短, 迟播长; 移栽时总叶数4.50~6.00叶。绿叶数3.70~4.00叶。(4)老嫩适度。叶片颜色浓绿, 直立不披; 内部充实好, 充实度0.85以上。(5)无病虫危害。

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Effects of plant density and N fertilizer spraying concentration on growth of rapeseed blanket seedlings

ZHANG Han-Xiao1, LIN Shen2, ZUO Qing-Song1, YANG Guang1, FENG Qian-Nan1, FENG Yun-Yan1, and LENG Suo-Hu1,*

1Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu, China;2Jiangsu Tianfeng Seed Co. Ltd, Huai’an 223001, Jiangsu, China

In order to explore the effects of sowing density and N fertilizer on the key biological indicators of rapeseed blanket seedlings, the cultivation methods of rapeseed blanket seedlings suitable for mechanical transplantation were studied. In this paper, Ningza 1818, avariety, was used to analyze the effect of sowing density and N fertilizer spraying concentration on some important morphological and physiological indicators, including number of survival plants, number of green leaves, dry matter accumulation, ratio of shoot to root and so on. With the increase of sowing density, the number of survival plants, the number of leaves and green leaves decreased. High sowing density reduced dry matter accumulation of shoots and roots, and that of roots had a greater decline, resulting in a decreased ratio of shoot to root. At the same time, the root collar length and plant height increased, and seedling fullness decreased. With the increase of N fertilizer spraying concentration, the above indicators were optimized. Under the low sowing density condition, the quality of blanket seedlings was improved, however, it was not conducive to forming the good blanket of seedlings and transplanting, and the transplanting density could not be guaranteed. Therefore, considering the quality of blanket seedlings and the effect of mechanized transplanting, the combination of the nutrient solution of 3 g urea L–1and sowing density of 800 seed plate–1is reasonable to cultivate rapeseed blanket seedlings when the seedling age of late rice stubble is about 30−40 days.

rapeseed blanket seedling; sowing density; N fertilizer spraying concentration; seedling quality; number of green leaves

本研究由国家重点研发计划项目(2018YFD0200905)资助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2018YFD0200905).

冷锁虎, E-mail: oilseed@yzu.edu.cn

E-mail: 1140026822@qq.com

2019-02-26;

2019-06-22;

2019-07-15.

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.s.20190711.1414.004.html

10.3724/SP.J.1006.2019.94029