共生期与种植密度对棉田套播油菜生长及产量的影响

引用本文

蒯婕, 杜雪竹, 胡曼, 曾讲学, 左青松, 吴江生, 周广生. . 共生期与种植密度对棉田套播油菜生长及产量的影响. 作物学报, 2016, 42(4): 591-599
KUAI Jie, DU Xue-Zhu, HU Man, ZENG Jiang-Xue, ZUO Qing-Song, WU Jiang-Sheng, ZHOU Guang-Sheng. . Effect of Symbiotic Periods and Plant Densities on Growth and Yield of Rapeseed Intercropping Cotton. ACTA AGRONOMICA SINICA, 2016, 42(4): 591-599 复制到剪切板

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作物学报编辑部

共生期与种植密度对棉田套播油菜生长及产量的影响

蒯婕¹, 杜雪竹², 胡曼³, 曾讲学¹, 左青松⁴, 吴江生¹, 周广生^1,^*

¹华中农业大学植物科学技术学院, 湖北武汉 430070

² 湖北大学生命科学学院, 湖北武汉 430070

³湖北省农业厅, 湖北武汉 430070

⁴扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009

^* 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: kuaijie@mail.hzau.edu.cn, Tel: 13915542683

收稿日期:2015-09-17 接受日期:2016-01-11 网络出版日期:2016-01-19

基金:本研究由国家科技支撑计划项目(2014BAD11B03), 国家现代农业产业技术体系建设专项(NYCYTC-00510), 国家公益性行业(农业)科研专项(201203096)和高校自主科技创新基金项目(2013PY001)资助

摘要

为探讨共生期和密度对棉田套播油菜生长和产量的影响, 设置3个共生期: 棉油共生10 d (T10)、20 d (T20)和30 d (T30)及4个种植密度 30 (D1)、45 (D2)、60 (D3)和75万株 hm^-2 (D4)裂区试验。结果表明: (1)同一密度下, 延长共生期, 越冬期、蕾薹期和花期绿叶数、叶面积指数均增加, 促进了根系及地上部干物质累积, 根冠比、株高、根颈粗增加, 茎秆酸不溶木质素和总木质素含量下降, 可溶性糖、半纤维素和纤维素含量升高。油菜根倒角度虽增加, 但茎倒角度、总倒伏角度减小, 油菜单株和群体产量均增加, 以T30D2群体产量最高。(2)密度对油菜生长和产量的影响因共生期不同存在差异。相同共生期处理下, 随密度增加, 单株绿叶数减少, 根系干物质、地上部干物质累积量降低, 单株产量降低。T30条件下, 叶面积指数(LAI)随密度增加呈先增后减的趋势, 在D3密度时, LAI最大; 在T20、T10条件下, LAI则随密度增加而增加。群体产量与LAI变化趋势一致。在T30、T20处理下, 茎倒角度随密度增加呈先降后增趋势, 在T10处理下, 则逐渐增加, 与茎秆纤维素含量变化趋势相反, 两试点均为T30D3田间总倒伏角度最小。(3)武穴及天门试点棉田套播油菜产量所要求的共生期及密度最优配置分别为29.8 d、48.8万株 hm^-2, 29.7 d、57.6万株 hm^-2; 在此配置下, 两试点油菜产量理论值分别为3243.0 kg hm^-2和3082.8 kg hm^-2, 与当地棉田套播油菜常用栽培模式(共生期15 d, 密度15.0~22.5万株 hm^-2, 产量约2625.0 kg hm^-2)相比, 可实现增产23.5%、17.4%。

关键词: 油菜; 棉田套播; 共生期; 密度; 产量

Effect of Symbiotic Periods and Plant Densities on Growth and Yield of Rapeseed Intercropping Cotton

KUAI Jie¹, DU Xue-Zhu², HU Man³, ZENG Jiang-Xue¹, ZUO Qing-Song⁴, WU Jiang-Sheng¹, ZHOU Guang-Sheng^1,^*

¹ College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China

²College of Life Sciences, Hubei University, Wuhan 430070, China

³ Hubei Agricultural Department, Wuhan 430070, China

⁴ Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China

Fund:This study was supported by the National Key Technology R&D Program of China (2014BAD11B03), the China Agriculture Research System (NYCYTC-00510), the Special Fund for Agro-Scientific Research in the Public Interest (201203096), and the Fundamental Research Funds for Central Universities (2013PY001)

Abstract

To explore the effect of symbiotic periods and densities on the growth and yield of rapeseed intercropping cotton, a split-plot experiment with three symbiotic periods [10 d (T10), 20 d (T20), and 30 d (T30)] and four levels of densities [30×10⁴ (D1), 45×10⁴ (D2), 60×10⁴ (D3), and 75×10⁴ plants ha^-1 (D4)] was designed. The results showed as follows: (1) Prolonging symbiotic periods was favorable for rapeseed growth in terms of the number of green leaves, LAI, root biomass, aboveground biomass, root-shoot ratio, plant height, crown diameter all increased, whereas angle of stem lodging decreased. These led to increase in yield both single plant and unit hectare. (2) The effects of plant density on rapeseed growth and yield depended on the symbiotic period. The number of green leaves, root biomass, aboveground biomass decreased with plant densities, which resulted in decreased yield per plant. At T30, the maximum LAI was observed under D3, while it was increased with plant density at T20 and T10. The population yield had the same trend with LAI. The yield reached the maximum when the symbiosis period was 30 days and the plant density at 45×10⁴ plants ha^-1, whereas the angle of stem lodging reached the minimum at T30D3. (3) Based on the regressions, for Wuxue sites, the optimum symbiotic period was 29.8 days and the optimum plant density was 48.8×10⁴ plants ha^-1while these for Tianmen were 29.7 days and 57.6 plants ha^-1. Under these arrangements, Wuxue and Tianmen could achieve the yield about 3243.0, 3082.8 kg ha^-1, which were increased by 23.5%, 17.4%, respectively, when compared to the traditional arrangement (the symbiotic period was 15 d, the plant density was 15.0 to 22.5×10⁴ plants ha^-1 and the average yield was about 2625.0 kg ha^-1).

Keyword: Rapeseed ( Brassica napus); Cotton field; Symbiotic period; Plant density; Yield

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棉油轮作是长江流域油菜生产的重要模式, 常年种植面积约60~70万公顷, 平均单产2100 kg hm^-2, 主要分布在湖南、湖北、安徽和江西省。棉油轮作模式主要采用套作技术以缓解茬口矛盾。该模式在满足前茬作物正常生长前提下, 既可提高后茬作物产量, 又可提高土地利用率^[1]与经济效益, 因此是多熟制地区的一种重要栽培模式。目前, 因劳动力成本上升, 棉田套栽油菜模式已逐步被棉田套播模式所代替。

棉田套播油菜是指在棉花拔秆前播种油菜, 棉花拔秆后及时进行田间管理的模式^[5]。该模式利用2种作物生长过程中的“ 空间差” 和“ 时间差” 缓解茬口矛盾, 解决后茬作物因播期较迟所致的产量低而不稳的问题^[2]。共生期及播种量是影响棉田套播油菜群体质量的2个关键因素。研究表明, 棉油共生期长, 则油菜线苗严重, 不利于培育壮苗, 且抗倒性下降; 棉油共生期短, 则无套作优势, 导致油菜产量低而不稳^[3]。比如长江流域晚稻套播油菜栽培模式中, 油菜与水稻合适的共生期则一般为10 d左右^[4]。合理密植是提高光能利用率的主要措施之一。密度偏低, 个体优势明显, 但群体发展受限, 光能利用率低; 密度过高, 下层叶片受光少, 光合生产能力减弱, 造成减产^[5]。合理密植, 光合面积适宜, 可充分利用光能和地力。在套播栽培模式下, 因播期较迟, 油菜个体较小, 主要采取增加播种量、提高密度的措施提高套播油菜产量^{[6, 7]}; 密度增加后, 群体叶面积指数增加, 利于产量形成, 油菜结角层离地高度增加, 角果层厚度降低, 有利于机械化收获^[9]。

棉田套播油菜栽培模式无需育苗、移栽, 减少劳动力投入, 提高了油菜经济效益^[6]。因此, 该技术应用面积逐年扩大。然在, 实际生产中, 棉油共生期及播种量随意, 田块间、年际间产量差异大; 且棉田油菜普遍倒伏较重, 影响产量与品质, 且不利机械收获作业。基于此, 本文选择湖北省2个典型棉油轮作区为试点, 设计共生期及播种量裂区试验, 考察油菜生长发育、抗倒性及产量形成规律, 以期为棉田套播油菜栽培体系的建立提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验点土壤状况及供试材料

试验于2012— 2013年在湖北天门市(60.39° N, 113.10° E)、武穴市(29.85° N, 115.55° E) 2个棉油轮作区进行, 选用通过长江中、下游及北方春油菜区审定的油菜品种“ 华油杂62” 为材料。两试验点土壤状况见表1。

表1 试验点土壤概况 Table l General condition of field trials

1.2 试验设计

采用裂区设计, 以棉油共生期30 d (2012年10月10日播种, T30)、20 d (2012年10月20日播种, T20)和10 d (2012年10月30日播种, T10)为主区; 种植密度30 (D1)、45 (D2)、60 (D3)和75万株 hm^-2 (D4)为副区。3次重复, 计36个小区。小区面积2× 10 m²。棉田套播油菜每公顷施N、P₂O₅、K₂O和硼肥分别为90 kg (46%的尿素)、60 kg (12%的过磷酸钙)、90 kg (60%的氯化钾)、15 kg硼沙; 磷肥、钾肥、和硼肥都作底肥施入, 氮肥60%作底肥, 40%作薹肥施, 其他田间管理措施同常规油菜栽培模式。

1.3 指标与测定方法

1.3.1 关键生育时期农艺指标

越冬期、蕾薹期、花期及成熟期分别在各小区中连续取样5株, 测定苗高、绿叶数、根颈粗、地上部干重、根干重、根冠比。其中, 苗高为子叶节至植株顶端的高度; 根颈粗用游标卡尺测定子叶节下1 cm粗度; 地上部干重为植株子叶节以上部干重; 根干重为子叶节以下部干重; 用LI-3100C叶面积仪测定叶面积后计算叶面积指数(LAI)。用角果长、宽及S_a=π dh₁+1/3π dh₂ (其中, h₁=0.8H、h₂=0.2H; H为角果长、d为角果宽)求出角果皮面积后计算角果皮面积指数(PAI)^[8]。

1.3.2 考种及小区产量

当全田有70%角果呈现黄绿色时在各小区中连续取样10株, 考察单株角果数、每角粒数、千粒重和单株产量。并收获10 m²测定小区产量。

1.3.3 小区倒伏角度

总倒伏角度用冠层最高点与子叶节连线与垂直方向的夹角表示; 根倒角度用半径20 cm的量角器测定茎杆与垂直方向的夹角; 茎秆倒伏角度为总倒伏角度与根倒角度的差值。

1.3.4 茎秆主要成分

利用考种样品, 测定茎杆中各组成成分的含量。测定方法参照华中农业大学生物能源实验室测定方法^[9]。测定指标包括: 酸不溶、酸溶及总木质素、可溶性糖、半纤维素、纤维素。

1.4 数据处理

采用DPS7.05软件进行方差分析, 数据间的多重比较采用LSD法; 采用Origin9.0作图; 采用二元二次曲线和多元线性回归曲线模型, 分别对不同共生期和密度下油菜产量和倒伏有关性状特征值进行回归分析, 筛选出最佳的共生期和密度组合。

2 结果与分析

2.1 产量及相关农艺性状

2.1.1 小区产量

两试点小区产量均表明(表2), 相同密度条件下, 共生期延长, 产量增加。相同共生期条件下, 小区产量随密度的变化规律存在差异。T30及T20共生期处理下, 密度增加, 产量均呈先增后降的趋势, 且分别在D2及D3密度处理达最大值; T10共生期处理下, 密度增加, 小区产量增加。本试验各处理中, 两试点均为T30D2处理小区产量达最大值。方差分析表明, 棉油共生期及种植密度极显著影响小区产量, 二者存在极显著互作效应, 且共生期效应大于密度及共生期与密度的互作效应。

分别建立武穴、天门试验点棉田套播油菜产量与共生期及密度间的回归方程(表2)。各回归方程F值均达极显著水平, 通过检验, 说明共生期、密度及其互作效应共同影响着棉田套播油菜的产量, 且有其最优配置。本试验中, 方程寻优结果表明, 武穴及天门试点棉田套播油菜产量所要求的共生期及密度最优配置参数分别为29.8 d、48.8万株 hm^-2, 29.7 d、57.6万株 hm^-2; 在此配置条件下, 武穴及天门试点棉田套播油菜产量理论值分别达到3243.0 kg hm^-2和3082.8 kg hm^-2。

2.1.2 干物质累积和分配

植株干物质累积与分配在两试验点趋势一致。如图1, 根系干物质累积随生育时期的推进呈先增后降的变化趋势, 最大值出现在花期, 在成熟期, 由于植株衰老, 根系干物质降低。同一密度下, 延长共生期, 可增加各生育时期根系干物质累积量。相同共生期处理下, 随密度降低, 根系干物质累积量增加, 且在蕾薹期增幅最大。在T30条件下, 密度对根系干物质累积量的影响最大。地上部干重在不同共生期和密度下的变化趋势与根系干物质累积变化趋势基本一致。延长共生期, 根冠比略有增加。在T30条件下, 油菜越冬期、蕾薹期和花期根冠比受密度影响显著, 表现为根冠比在低密度条件下(D1、D2)高于高密度(D3、D4)。

表2 共生期和密度对油菜小区产量的影响 Table 2 Plot yield of rapeseed under different symbiotic periods and densities (kg hm^-2)

表3 基于油菜产量的棉田套播油菜共生期和密度优化表 Table 3 Fitting equations obtaining the optimal symbiotic periods and densities for maximizing rapeseed yield

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	图1 共生期和种植密度对油菜根系干重、地上部干重及根冠比的影响缩写同表2。Fig. 1 Effects of symbiotic periods and densities on plant root biomass, aboveground biomass and root-shoot ratio of rapeseed Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.1.3 光合面积、单株产量

共生期和密度通过改变油菜光合面积影响产量(表4)。同一密度条件下, 随共生期延长, 越冬期、蕾薹期和花期绿叶数、叶面积指数均增加, 最终导致产量增加。而同一共生期下, 随着密度的增加, 各生育时期绿叶数略有减少, 且在T30条件下变化较为明显。T30条件下, LAI随密度的增加呈先增后减的趋势, 在D3密度时, LAI最大; 在T20、T10条件下, LAI则随着密度的增加而增加。同一共生期下, 单株产量则随着密度的增加显著降低。

表4 共生期和种植密度对油菜光合面积和单株产量的影响 Table 4 Effects of symbiotic periods and densities on photosynthetic area and yield of rapseed

2.2 茎秆倒伏相关性状

2.2.1 倒伏角度

密度及共生期均影响着田间各倒伏角度, 两试点变化规律基本一致(表5)。相同密度条件下, 共生期延长, 油菜根倒角度增加, 茎倒角度减小。相同共生期条件下, 油菜根倒角度随密度增加而减小; 在T30、T20处理下, 茎倒角度随密度增加呈先降后增趋势, 在T10处理下, 则逐渐增加, 两试点均为T30D3处理小区的田间总倒伏角度最小。方差分析表明, 共生期与密度处理对茎倒、根倒及总倒伏角度的影响均达显著水平; 共生期与密度对茎倒角度的互作效应均达极显著水平, 对根倒角度的互作效应不显著。

2.2.2 株高、根颈粗

两试验点株高和根颈粗在不同共生期和密度下变化趋势一致, 因此, 以天门试验点为例, 如图2所示, 延长共生期, 油菜株高、根颈粗增加, 且密度越低, 影响越大。同一共生期条件下, 随密度增加, 油菜株高、根颈粗降低。不同生育时期间比较, 株高在生育后期(花期-成熟期)受密度的影响较大; T20、T30条件下, 根颈粗在花期-成熟期受密度影响最大, 在T10条件下, 则在蕾薹期受密度影响最大。

2.2.3 茎秆成分

共生期及密度均影响着油菜茎秆各成分的含量(表6)。T30、T20条件下, 密度增加, 酸不溶

木质素、总木质素、纤维素及半纤维素呈先增后降的趋势; T10条件下, 密度增加, 酸不溶木质素、总木质素、纤维素及半纤维素含量逐渐减少。酸溶木质素、可溶性糖在T30条件下, 随密度增加, 逐渐降低; 在共T20、T30条件下, 随密度增加, 含量增加。逐步回归分析结果进一步表明(表7), 油菜成熟期茎杆各组成成分中, 武穴试点纤维素、半纤维素含量显著影响茎秆倒伏角度, 且进入回归方程, 纤维素含量高, 茎秆倒伏角度小; 而天门试点, 总木质素、可溶性糖及纤维素含量显著影响油菜茎杆田间倒伏角度, 同样进入回归方程, 木质素含量、可溶性糖含量、纤维素含量高, 茎杆倒伏角度小。

表5 共生期和种植密度对田间倒伏角度的影响 Table 5 Effects of symbiotic periods and densities on lodging behavior of rapeseed (° )

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	图2 共生期和种植密度对油菜株高和根颈粗的影响缩写同表2。Fig. 2 Effects of symbiotic period and density on plant height and crown diameter of rapeseed Abbreviations are the same as those given in Table 2.

表6 共生期和种植密度对油菜茎杆性状的影响 Table 6 Effects of symbiotic periods and densities on stem physiological content of rapeseed (%)

共生期 Symbiotic period	密度 Density	酸不溶木质素 Acid-insoluble lignin		酸溶木质素 Acid soluble lignin		总木质素 Total lignin		可溶性糖 Soluble sugar		半纤维素 Hemi-cellulose		纤维素 Cellulose
共生期 Symbiotic period	密度 Density	武穴 Wuxue	天门 Tianmen	武穴 Wuxue	天门 Tianmen	武穴 Wuxue	天门 Tianmen	武穴 Wuxue	天门 Tianmen	武穴 Wuxue	天门 Tianmen	武穴 Wuxue	天门 Tianmen
T30	D1	20.24 c	22.05 c	4.08 a	3.22 a	25.88 c	25.27 b	3.59 a	3.13 a	31.06 c	30.62 c	27.01 c	26.17 c
	D2	22.21 b	22.41 c	3.11 b	2.92 b	25.80 c	25.32 b	3.28 ab	2.95 ab	32.21 b	32.11 bc	28.42 b	27.99 b
	D3	24.77 a	26.14 a	2.52 c	1.73 c	28.60 a	27.87 a	2.78 c	2.59 c	33.43 a	32.48 b	29.27 a	28.76 a
	D4	22.43 b	23.74 b	2.09 d	1.82 c	26.42 b	25.56 b	3.44 a	2.80 b	33.63 a	33.56 a	26.86 c	25.89 d
平均值 Average		22.41	23.59	2.60	2.42	25.01	26.00	2.44	2.87	28.45	32.19	22.79	27.20
T20	D1	18.59 c	19.37 b	2.88 c	2.15 c	21.93 c	21.52 c	4.53 c	4.35 ab	31.99 bc	31.46 b	23.29 b	22.41 b
	D2	19.47 b	19.90 b	2.64 c	2.53 bc	23.09 b	22.43 bc	4.28 cd	3.79 c	32.19 b	31.61 b	26.34 a	25.71 a
	D3	20.62 a	21.79 a	3.14 b	2.75 b	25.15 a	24.53 a	5.06 ab	4.21 ab	33.13 a	32.50 a	22.46 c	22.36 b
	D4	18.12 d	19.83 b	3.91 a	3.11 a	23.08 b	22.94 b	5.32 a	4.81 a	32.27 b	31.78 b	20.97 d	20.50 c
平均值 Average		19.20	20.22	2.76	2.64	21.96	22.86	3.78	4.29	28.51	31.84	21.79	22.75
T10	D1	17.26 a	18.81 a	3.36 c	2.89 c	21.79 a	21.71 a	5.64 c	5.57 c	28.93 ab	28.48 a	19.37 a	19.27 a
	D2	16.60 b	17.49 b	3.98 ab	3.15 ab	20.70 b	20.65 b	6.82 b	5.90 b	29.26 a	28.43 a	16.92 b	16.87 b
	D3	13.24 c	14.88 c	3.78 b	3.33 a	18.95 c	18.22 c	7.24 a	6.28 a	27.66 c	26.80 b	14.97 c	14.94 c
	D4	11.27 d	11.79 d	4.21 a	3.38 a	15.95 d	15.16 d	7.48 a	6.49 a	26.11 d	25.85 c	14.93 c	14.19 d
平均值 Average		14.59	15.74	3.59	3.19	18.19	18.94	5.76	6.06	24.63	27.39	14.34	16.32

Values followed by the different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level. Each data represents the mean of three replications. Abbreviations are the same as those given in Table 2.

同一列中不同小写字母表示在0.05水平差异显著。缩写同表2。

表6 共生期和种植密度对油菜茎杆性状的影响 Table 6 Effects of symbiotic periods and densities on stem physiological content of rapeseed (%)

表7 茎杆倒伏角度与其组成成分的逐步回归分析 Table 7 Stepwise regression analysis on the angle of stem lodging of rapeseed

3 讨论

长江流域棉油轮作模式中, 棉花施肥较多, 土壤肥沃, 墒情较好, 不仅有利于后茬油菜冬前干物质累积及高产形成, 可减少棉区冬闲田, 增加农民收入^[10]; 且可改善土壤理化性状, 减少水土流失^[11]。近年, 随着劳动力成本上升, 棉田套栽模式劳动强度高、用工量大、劳动力成本高的弊端逐渐显现。因此, 棉田套播油菜逐渐取代棉田套栽模式, 成为长江流域棉区油菜的主要种植模式。该模式可提前油菜播期、缓解茬口矛盾, 但其播期略迟且与棉花有一定的共生期, 油菜易线苗、个体素质差、成苗率低, 成熟期群体密度不足, 导致产量低而不稳。长江流域双季稻区, 采用稻田套播油菜, 可有效缓解晚稻腾茬迟, 下茬作物难以获得高产, 由此产生大量冬闲田的矛盾。晚稻后期适期适量(10月15日播种, 共生期10 d, 播种量9 kg hm^-2)套播油菜, 油菜产量可达2435.0 kg hm^-2[4]。本试验结果显示, 各处理条件下, 延长共生期, 因播期提前, 出苗及苗期生长温度相对适宜, 利于根系及地上部干物质累积, 冬前生长量充足, 个体素质好, 单株产量增加, 这与郑伟等研究结果一致^[12]。适宜群体结构是作物高产的基础。套播模式下, 因播期较迟, 且有一定共生期, 油菜个体生产能力较正常播期差, 故栽培策略上应走群体增产途径。但套播油菜最适群体密度随共生期变化而变化。本试验两试点结果均显示, 棉田套播油菜模式可显著增加油菜产量, 且在棉油共生30 d、密度45万株 hm^-2的条件下产量最高, 在棉油共生20 d、10 d条件下, 小区产量分别在密度60、75万株 hm^-2时最高。可见, 棉田套播油菜模式下, 个体生产能力强, 则可适量稀植以发挥个体增产潜力; 个体生产能力差, 应适当密植发挥群体优势。目前生产中棉田套播油菜栽培模式多采用共生期15 d左右, 播量在15.0~22.5万株 hm^-2, 这导致秧苗年前生长量不足、个体素质差, 加上播种量偏低、群体密度不足, 油菜产量低而不稳。因此棉花油菜套作栽培模式应选择适宜共生期与播种量, 确保较理想个体素质与足够的群体密度。回归分析表明, 共生期29.7 d及57.6万株 hm^-2的种植密度为天门试点棉田套播油菜的最佳配置模式, 理论上可获得3082.8 kg hm^-2的产量; 共生期29.8 d及48.8万株 hm^-2的种植密度为武穴试点棉田套播油菜的最佳配置模式, 理论上可获得3243.0 kg hm^-2的产量。

共生期及种植密度通过影响套播油菜各生育时期生长状况而影响产量。延长共生期, 播期相对适宜, 温度光照能较好的满足油菜出苗及生长, 有利于冬前干物质累积, 为生殖生长储备养分。延长共生期或减小密度, 植株绿叶数增加, 单株光合作用加强, 提高了角果密度, 促进了根系和地上部干物质累积, 且改变了干物质的分配, 由根冠比的变化可知, 延长共生期或降低密度, 促进了干物质向根系的分配, 且以共生期的效果更显著。根系生长改善后, 加强了植株对土壤水分和养分的吸收, 有利于地上部各器官的生长。绿叶数变化趋势与单株产量变化趋势基本一致, 表明油菜单株光合面积的改变是共生期和密度影响单株产量的主要因素。合理的群体结构是作物高产的基础。蕾薹期、花期是影响角果生长发育的重要阶段。本研究显示, 在角果期、花期, T30、T20和T10共生期下, 叶面积指数分别在D2-D3、D3-D4、D4最大, 此时小区产量亦最高。刘巽浩等^[13]研究套作玉米与麦后复播玉米对光能的利用情况, 其结果显示套作玉米不仅获得了更多的光照时间, 而且也增加了麦-玉系统在小麦生长后期的群体叶面积, 起到了充分利用光能的作用, 从而提高了光合产物并最终提高了单位土地的粮食产出。以上表明, 棉田套播油菜群体叶面积指数是影响最终产量的关键因素。方差分析表明, 不同的共生期和种植密度处理极显著影响棉田套播油菜籽粒产量, 且共生期与种植密度间存在显著的互作效应。在棉油套播模式下, 存在共生期与种植密度的最佳配置模式, 各处理中, 以T30D2小区产量最高, 此时根冠比最大, 植株长势好。

油菜抗倒伏能力与产量密切相关。抗倒能力强, 冠层通风透光, 成熟期植株结角层光照、CO₂充足, 物质生产能力强, 利于产量形成; 抗倒能力弱, 冠层荫蔽, 不利于角果光合, 此外, 还阻碍了茎秆、叶片积累的光合产物向角果的输出, 造成产量下降, 机械收获受阻。油菜抗倒伏性状可通过测定植株倒伏角度和植株根颈相关形态指标来反映^{[14, 15, 16]}。本研究显示, 棉田套播油菜栽培模式下, 茎秆倒伏是田间倒伏的主要原因, 共生期和密度对田间倒伏具有一定的调控作用。延长共生期, 植株个体发育较好, 株高增加, 同时根颈粗增加, 增加了茎秆抗倒伏性, 减小了田间倒伏发生危害。相同共生期条件下, 在T30、T20处理下, 茎倒角度随密度增加呈先降后增趋势, 表明共生期适宜, 密度在60万株 hm^-2时, 可协调个体和群体生长, 有效缓解茎秆倒伏发生; 群体过大(密度在75万株 hm^-2时), 种内和种间生长竞争激烈, 种间关系成为影响整体生产力的主要矛盾^[17], 加重了低位作物茎倒发生。在T10处理下, 由于播期过迟, 个体发育严重受阻, 此时, 增加密度, 加剧了个体间的竞争, 不利于植株生长, 因此茎秆倒伏角度随密度增加而增加。茎秆组成成分是影响茎秆倒伏的内在因素。综合两试点逐步回归分析结果, 成熟期油菜茎秆各组成成分中, 纤维素含量是影响茎秆倒伏的主要因子, 纤维素含量高, 油菜茎秆机械能力强, 茎秆倒伏角度减轻。田间总倒伏角度的变化趋势与茎秆倒伏角度变化趋势一致, 两试点均为T30D3处理小区倒伏发生最轻, 降低了产量损失。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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2009

0.0

王菊芬, 吴伯志. 间套作系统中土壤水分研究进展. 云南农业大学学报, 2009, 24: 286-291

Wang J

, Wu B

Advance in studies on soil moisture in intercropping system.

J Yunnan Agric Univ, 2009, 24: 286-291 (in Chinese with English abstract)

摘　要：简要介绍了间套作的基本情况及研究间套作系统中土壤水分的意义，并对国内外不同间套作系统中土壤水分变化、间作群体中的土壤水分蒸发、水分利用效率及土壤水分和水分利用效率影响因素的研究进展进行了综述。通过以上几方面的综述，提出了在间套作系统中土壤水分研究方面存在的不足和需要进一步研究的问题。

... 该模式在满足前茬作物正常生长前提下, 既可提高后茬作物产量, 又可提高土地利用率^[1]与经济效益, 因此是多熟制地区的一种重要栽培模式 ...

1994

0.0

逄焕成, 宋吉作, 刘光亮. 小麦玉米套种共生期的气候生态效应与小麦边际效应分析. 耕作与栽培, 1994, (4): 15-16

Pang H

, Song J

, Liu G

Analysis of the ecological effect of climate and the marginal effect of wheat under wheat-maize interplanting.

Gengzuo Yu Zaipei, 1994, (4): 15-16 (in Chinese with English abstract)

小麦玉米套种共生期的气候生态效应与小麦边际效应分析逢焕成，宋吉作，刘光亮（北京农业大学１０００９４）（莱阳农学院）有关小麦玉米套种的研究方面理论性探讨尚少。７０年代国际水稻研究所对多熟种植的光能利用、作物竞争等方面做了一些基础研究。小麦玉米套种增减产...

... 缓解茬口矛盾, 解决后茬作物因播期较迟所致的产量低而不稳的问题^[2] ...

2009

0.0

李银水, 鲁剑巍, 邹娟, 张耀学, 王友珠. 棉田免耕套栽油菜施肥效果及肥料适宜用量研究. 中国油料作物学报, 2009, 31: 349-354

Li Y

, Lu J

, Zou

, Zhang Y

, Wang Y

Effect of NPK fertilization on rapeseed and optimal rate of fertilizer for interplanting rapeseed of no-tillage cotton-rapeseed rotation system.

Chin J Oil Crop Sci, 2009, 31: 349-354 (in Chinese with English abstract)

在棉田免耕套栽条件下，研究了油菜氮磷钾（NPK）肥施用效果及肥料适宜用量。结果表明，合理施用氮磷钾肥促进了油菜的营养生长和生殖生长，从而显著提高了油菜的产量和经济效益，N、P、K三要素增产效果依次为：N＞P＞K。通过对肥料效应模型的筛选，得出在试验条件下，油菜氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的适宜推荐用量分别为205kg/hm2、76kg/hm2、35kg/hm2。

... 棉油共生期短, 则无套作优势, 导致油菜产量低而不稳^[3] ...

2011

0.0

雷海霞, 陈爱武, 张长生, 罗凯世, 陈新国, 夏起昕, 周广生, 吴江生, 田新初. 共生期与播种量对水稻套播油菜生长及产量的影响. 作物学报, 2011, 37: 1449-1456

Lei H

, Chen A

, Zhang C

, Luo K

, Chen X

, Xia Q

, Zhou G

, Wu J

, Tian X

Effect of symbiosis period and seeding amount on growth and yield of rapeseed under sowing rice.

Acta Agron Sin, 2011, 37: 1449-1456 (in Chinese with English abstract)

The rapeseed undersowing rice cultivation model is effective for double cropping rice in winter fallow field in southern area of China. The symbiosis time of rice and rapeseed as well as seeding amount are key factors to affect the yield of rapeseed undersowing rice. To explore the growth and yield affected by different symbiosis times and various seeding amounts, we designed a split-plot experiment with two factors. The results showed that: (1) the rapeseed density decreased with the delay of growth period, and the rapeseed undersowing rice was favorable for improving the density at the seedling stage, but the density at the other growth stages decreased with extension of symbiosis; (2) symbiosis time and seeding amount had a significant effect on rapeseed density at each growth period, moreover, there was significant positive interaction effect at emergence stage, the density at maturity period in two experiment at locations reached the maximum when symbiosis time was 10 days and the seeding at 9.0 kg ha –1 ; (3) the symbiosis time and seeding amount influenced the growth and development at each period, leaf area index increased when symbiosis time delayed, which led to weak and thin seedlings, therefore, resulting in the changes of yield component, yield per plant as well as plot yield. In conclusion, the rapeseed undersowing rice cultivation model can significantly increase the rapeseed yield, and suggest a favorable condition of 10 days symbiosis and seeding at 9.0 kg ha –1 for getting higher yield.

油菜套播模式是利用双季稻区冬闲田的有效手段，共生期与播量是影响套播油菜产量的关键因素。为探讨其对套播油菜产量的影响规律，设计共生期及播量裂区试验，调查油菜生长及产量形成。结果表明：(1)各处理条件下油菜密度随生育期推迟而下降，油菜套播有利于提高出苗期密度，但其他生育期的密度降幅随共生期延长而增加；(2)共生期与播量显著影响着油菜各生育期密度，且对三叶期密度存在极显著正互作效应，两试点成熟期密度在共生10 d、播量为9.0 kg hm –2 的处理达最高值。(3)共生期及播量均影响着油菜各生育期的生长发育状况，延长共生时间可增加叶面积指数，但易线苗，油菜叶面积指数等指标随播量增加而增加，导致其产量构成因素、单株产量及小区产量改变；(4)与CK比，套播可显著提高油菜产量，且以共生10 d、播量9.0 kg hm –2 为宜。

... 比如长江流域晚稻套播油菜栽培模式中, 油菜与水稻合适的共生期则一般为10 d左右^[4] ...

... 0 kg hm^-2[4] ...

2011

0.0

... 棉田套播油菜是指在棉花拔秆前播种油菜, 棉花拔秆后及时进行田间管理的模式^[5] ...

... 密度过高, 下层叶片受光少, 光合生产能力减弱, 造成减产^[5] ...

2005

0.0

黄秀芳, 孙敬东, 沙安勤, 陈俊才, 俞晓玲, 王洁. 棉田套播油菜生育特点及高产配套技术. 江苏农业科学, 2005, (5): 27-29

Huang X

, Sun J

, Sha A

, Chen J

, Yu X

, Wang

The growth characteristics and the high yield cultivation technology of rapeseed under-sowed in cotton field.

Jiangsu Agric Sci, 2005, (5): 27-29 (in Chinese)

总结了棉套油菜省工节本增效的优点和生育特点,探索了棉套油菜的高产配套栽培技术.

... 在套播栽培模式下, 因播期较迟, 油菜个体较小, 主要采取增加播种量、提高密度的措施提高套播油菜产量^[6,7] ...

... 棉田套播油菜栽培模式无需育苗、移栽, 减少劳动力投入, 提高了油菜经济效益^[6] ...

2012

0.0

梅少华, 殷少华, 熊飞, 陶玉池, 梅金安, 范端阳, 夏起昕, 刘文革, 肖齐圣. 棉田套播油菜产量表现及高产栽培技术. 湖北农业科学, 2012, 51: 3682-3683

Mei S

, Yin S

, Xiong

, Tao Y

, Mei J

, Fan D

, Xia Q

, Liu W

, Xiao Q

Study on the yield performance of rapeseed under-sowed in cotton field and the high yield cultivation technology.

Hubei Agric Sci, 2012, 51: 3682-3683 (in Chinese with English abstract)

以常规油菜(Brassica napus L.)华双5号为材料,调查分析了棉田套播油菜的产量表现和产量差异原因,研究了播期和密度对棉田套播油菜产量及构成因素的影响.结果表明,①棉田套播油菜产量主要分布在3 000～3 750 kg/hm2,种植密度和有效角果数是影响产量的关键因素.②播期和密度对产量构成因素有明显影响,播期推迟,密度增加,单株有效角果数、每角粒数均表现明显减少；播期和密度对千粒重影响较小.③播期、密度及其互作对产量影响显著,播期推迟,油菜产量降低,不同播期要求最适播种密度不同.

... 在套播栽培模式下, 因播期较迟, 油菜个体较小, 主要采取增加播种量、提高密度的措施提高套播油菜产量^[6,7] ...

1987

0.0

... H为角果长、d为角果宽)求出角果皮面积后计算角果皮面积指数(PAI)^[8] ...

2008

0.0

... 密度增加后, 群体叶面积指数增加, 利于产量形成, 油菜结角层离地高度增加, 角果层厚度降低, 有利于机械化收获^[9] ...

... 测定方法参照华中农业大学生物能源实验室测定方法^[9] ...

2010

0.0

吴安平, 殷少华, 熊飞, 阮祥金, 夏起昕, 胡海珍. “双低”优质油菜棉林套播高产栽培技术. 湖北农业科学, 2010, 49: 533-534

Wu A

, Yin S

, Xiong

, Ruan X

, Xia Q

, Hu H

High-yield cultivation techniques of sowing canola rapeseed in cotton fields.

Hubei Agric Sci, 2010, 49: 533-534 (in Chinese with English abstract)

介绍了双低油菜直播高产栽培技术,主要包括:品种选择、播前准备、适期播种、间苗、定苗、化学除草、合理肥料运筹、清沟理渠防渍害、综合防治病虫害等,供种植户参考.

... 3 讨论长江流域棉油轮作模式中, 棉花施肥较多, 土壤肥沃, 墒情较好, 不仅有利于后茬油菜冬前干物质累积及高产形成, 可减少棉区冬闲田, 增加农民收入^[10] ...

2010

0.0

曾凡仕, 李凤江. 双季晚稻田套播紫云英高产栽培技术. 湖南农业科学, 2010, (3): 20-21

Zeng F

, Li F

High-yield cultivation techniques of sowing the milk vetch in paddy fields.

Hunan Agric Sci, 2010, (3): 20-21 (in Chinese)

为了合理栽培与利用紫云英,结合多年种植紫云英经验,摸索出了一套适合湖南省双季晚稻田套播高产栽培技术.包括田土准备、种子处理、适时播种、苗期管理、合理施肥、病虫防治等方面的技术措施.

... 且可改善土壤理化性状, 减少水土流失^[11] ...

2014

0.0

郑伟, 肖国滨, 陈明, 李钟平, 黄天宝, 肖小军, 李亚贞, 刘小三, 张昆, 叶川. 谷林套播下不同共生期对稻田三熟制油菜生长规律和产量的影响. 中国农学通报, 2014, 30(18): 156-160

Zheng

, Xiao G

, Chen

, Li Z

, Huang T

, Xiao X

, Li Y

, Liu X

, Zhang

, Ye

Effect of symbiosis period on growth and yield of rapeseed under sowing rice.

Chin Agric Sci Bull, 2014, 30(18): 156-160 (in Chinese)

In order to ensure the high yield of the mode of rapeseed-early season rice-late season rice and overcome season contradiction of the rapeseed-early season rice-late season rice cropping system in Jiangxi Province .To explore the growth and yield affected by different symbiosis period, the experiment was carried out in double cropping rice area of Jiangxi, Setting symbiosis period of rapeseed-rice were 10 d (D10), 5 d (D5), 0 d (D0, CK). The results showed that:(1) the D5, D10 treatments were basically identical with the maturity period of CK , but increased 5-7 days from the seedling stage to the budding stage, and extended the nutrition growth period of rapeseed, which was effective for nutrient accumulation at former stage, eventually laid the ground for achieving high yield. (2)The rapeseed undersowing rice was favorable for improving the density at the seedling stage, but the density at the other growth stages decreased with extension of symbiosis period, resulting in the seedling rate and plant rate of rapeseed decreased with extension of symbiosis period, the density of D5 treatment was biggest, followed by CK treatment, D10 treatment has the least density, 42.35×104ha-1, 40.02×104ha-1 and 36.68×104ha-1 respectively. (3)The symbiosis time influenced the growth and development at each period, it was favorable for ontogeny and yield per plant when symbiosis time delayed, but the yield of D5 treatment was highest, followed by D10 treatment, CK treatment has the lowest yield, 1564.12 kg/hm2, 1430.72 kg/hm2, 1402.37 kg/hm2, respectively. According to the results, suggest a favorable condition of 5 to 10 days symbiosis period of rapeseed-rice for getting higher yield undersowing rice of the mode of rapeseed-early season rice-late season rice, 5 days was best, should sow in suitable symbiosis as early as possible.

为了确保江西三熟制稻田的三熟高产和克服季节矛盾，在江西双季稻区进行套播油菜共生期试验，设置与水稻共生期分别为10天(D10)、5天(D5)、0天(D0，CK)，调查油菜生长及产量形成，为研究稻田三熟制谷林套播油菜简化栽培技术提供理论依据。结果表明：（1）处理D5、D10与CK油菜成熟期基本一致，但油菜营养生长期分别延长5天和7天，有利于前期营养物质的累积，为最终取得高产奠定基础。（2）共生期延长有利于提高油菜出苗期密度，但其他生育期密度降幅随着共生期延长而增加，导致成苗率和成株率随着共生期延长而下降，成熟期处理D5密度最大、CK次之、D10最小，分别为42.35万株/hm2、40.02万株/hm2、36.68万株/hm2。（3）共生期影响着油菜各期生长状况和产量结构，延长共生期有利于油菜个体生长发育及单株产量形成，但群体产量以处理D5最大、D10次之、CK最小，分别为1564.12 kg/hm2、1430.72 kg/hm2、1402.37 kg/hm2，在单株产量不足的情况下，可以通过适当增加密度来弥补，从而提高群体产量。根据以上结果，建议本区域内稻田三熟制套播油菜共生期以5~10天为宜，5天为佳，在适宜范围内尽可能早播。

... 本试验结果显示, 各处理条件下, 延长共生期, 因播期提前, 出苗及苗期生长温度相对适宜, 利于根系及地上部干物质累积, 冬前生长量充足, 个体素质好, 单株产量增加, 这与郑伟等研究结果一致^[12] ...

1993

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... 刘巽浩等^[13]研究套作玉米与麦后复播玉米对光能的利用情况, 其结果显示套作玉米不仅获得了更多的光照时间, 而且也增加了麦-玉系统在小麦生长后期的群体叶面积, 起到了充分利用光能的作用, 从而提高了光合产物并最终提高了单位土地的粮食产出 ...

2009

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张喜娟, 李红娇, 李伟娟, 徐正进, 陈温福, 张文忠, 王嘉宇. 北方直立穗型粳稻抗倒性的研究. 中国农业科学, 2009, 42: 2305-2313

Zhang X

, Li H

, Li W

, Xu Z

, Chen W

, Zhang W

, Wang J

The lodging resistance of erect panicle japonica rice in northern China.

Sci Agric Sin, 2009, 42: 2305-2313 (in Chinese with English abstract)

[目的]培育抗倒能力强的水稻品种是实现水稻高产优质所面对的重要课题.本研究旨在探讨北方直立穗型梗稻抗倒性,为提高北方粳稻抗倒性,实现水稻高产优质提供一定的理论依据.[方法]以12个不同穗颈弯曲度的北方粳稻品种为试材,于齐穗后30 d,研究了直立穗型与弯曲穗型粳稻地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并通过对茎秆抗折力与茎秆形态性状、茎秆解剖结构和茎秆化学成分进行相关分析,研究了直立穗型梗稻抗倒的茎秆形态特点与生理基础.[结果]直立穗型粳稻穗下第1节间[N1),第2节闻(N2)、第3节闻(N3)和第4节间(N4)的弯曲力矩与弯曲穗型品种差异不显著,但N1、N2、N3的抗折力却显著提高,从而使N1、N2、N3的倒伏指数显著或极显著低于弯曲穗型粳稻,说明中上部节问抗倒能力明显增强.进一步分析直立穗型与弯曲穗型粳稻茎秆解剖结构、化学成分以及它们与茎秆抗折力的相关性后发现,直立穗型粳稻N1、N2、N3抗折力强的主要原因是:(1)茎壁厚度和茎壁面积增大,节间抗折的物理性状明显提高;(2)大小维管束数目多,大小维管束、韧皮部、木质部面积增大,节闻内部组织的结构明显改善;(3)纤维素含量高,支持细胞壁结构的物质含量多.[结论]茎壁厚度、茎壁面积、维管束性状及纤维素含量可以作为选育抗倒伏品种的主要参考指标.就北方粳稻而言,培育直立穗型品种,更容易获得抗倒性强的品种.

... 油菜抗倒伏性状可通过测定植株倒伏角度和植株根颈相关形态指标来反映^[14,15,16] ...

1998

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... 油菜抗倒伏性状可通过测定植株倒伏角度和植株根颈相关形态指标来反映^[14,15,16] ...

2003

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... 油菜抗倒伏性状可通过测定植株倒伏角度和植株根颈相关形态指标来反映^[14,15,16] ...

1992

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... 群体过大(密度在75万株 hm^-2时), 种内和种间生长竞争激烈, 种间关系成为影响整体生产力的主要矛盾^[17], 加重了低位作物茎倒发生 ...