基于水稻秸秆覆盖还田的免耕直播油菜栽培模式研究

摘要

免耕栽培技术不仅可以增加土壤中有机质和水分含量、提高水分有效性、减少土壤风蚀和水蚀、减缓土壤退化，而且能够有效缓解茬口矛盾、节省劳力和能源、减少投入。秸秆还田通过其改良土壤、培肥地力、平衡作物营养、调节土壤温湿度而提高作物产量，同时也避免了秸秆焚烧造成的环境污染问题。秸秆还田与免耕栽培相结合可有效弥补油菜稻茬免耕栽培模式中存在的肥料利用率低、后期易脱肥早衰等不足，故而对促进农民增产增收具有重要的作用。但水稻秸秆覆盖还田与油菜免耕直播结合的栽培模式尚较少报道。基于此，本文设计裂区试验，探讨了水稻秸秆覆盖还田与油菜免耕直播相结合的栽培模式下油菜播种期、油菜种植密度以及水稻秸秆还田量对油菜生长发育、产量及品质的形成影响，为该技术的推广应用提供依据。本研究结果表明：
　　 1、播种期对油菜各生育期生长发育及产量、品质的影响。早播油菜各生育期指标及最终产量、品质均优于迟播油菜：越冬期、蕾薹期、花期、角果期迟播油菜比早播油菜苗高分别降低了44.1%、57.9%、31.6%、7.5%；绿叶数(前三个生育期)分别减少了53.8%、30.9%、18.8%；地上部干重分别降低了80.5%、59.9%、63.6%、9.6%；根干重分别降低了94.2%、77.8%、78.9%、31.7%；成熟期迟播油菜一次分枝数、主花序有效长、主花序角果数、单株角果数、每角粒数、千粒重和单株产量等指标比早播油菜分别下降了10.9%、12.9%、15.5%、9.6%、2.7%、35.3%和25.8%。随着播期的推迟，油菜亩产呈下降趋势，10月30日播种的油菜产量为66.32 kg/667 m2，较9月15日播种的210.51 kg/667 m2降低了68.5%。当播种期从9月15日推迟到10月30日，油菜籽蛋白质含量增加了10.97%，达显著水平；而含油量则下降了7.42%，达极显著水平。
　　 2、种植密度对油菜各生育期生长发育及产量、品质的影响。油菜种植密度的增加导致植株苗高、绿叶数、根茎粗、单株干物质重等个体生育指标下降，而叶面积指数、群体干物质重则有所增加。当密度从D1(1.2万株/667 m2)增加到D4(4.8万株/667m2)时，越冬期、蕾薹期、花期和角果期苗高分别降低了12.0%、8.9%、7.1%、3.3%，绿叶数(前三个生育期)分别减少了21.2%、7.3%、17.8%，根茎粗分别下降了14.5%、20.5%、23.6%、22.2%，个体根干重分别减少了47.6%、40.1%、45.9%、40.1%，个体地上部干重分别减少了41.2%、36.6%、41.8%、37.8%；叶面积指数分别增加了99.4%、218.9%、144.9%、148.4%，群体根干重分别增加了109.2%、139.7%、116.4%、139.8%，群体地上部干重分别增加了135.4%、153.7%、132.7%、148.9%。成熟期油菜一次分枝数、主花序有效长、主花序角果数、单株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量均随密度的增加而呈下降趋势，D4(4.8万株/667 m2)处理比D1(1.2万株/667 m2)处理下降的幅度分别达25.0%、11.8%、14.8%、34.4%、13.4%、5.9%、50.5%，亩产随密度增加而增加，增产幅度达29.3%。蛋白质和亚油酸含量随密度增加呈先升高后下降趋势，最大值均为D2(2.4万株/667m2)处理；含油量和硬脂酸、油酸含量随密度增加表现出相反的变化趋势。
　　 3、水稻秸秆还田量对油菜各生育期生长发育及产量、品质的影响。水稻秸秆适量还田能够有效促进油菜植株的生长发育，还田处理的株高、根茎粗、主花序有效长、有效分枝数、单株产量、亩产等指标均高于对照。随秸秆还田量增加，越冬期苗高、绿叶数、叶面积指数、开盘度、根茎粗、根干重、地上部干重等指标均呈现先升高后降低的趋势，且均在还田量为400 kg/667 m2时达到最大值。蕾薹期到角果期还田量为600 kg/667m2处理的绿叶数、根茎粗、根干重和地上部干重等生育指标的增幅则超过还田量为400 kg/667 m2处理。成熟期还田处理的有效分枝部位、主花序有效长、一次分枝数、单株角果数、千粒重和单株产量均比对照高，还田量为400 kg/667 m2的处理各指标分别增加了8.6%、0.8%、2.0%、2.1%、6.9%、8.6%。还田处理亩产显著高于对照，但随还田量的增加亩产呈下降趋势，还田量为200 kg/667 m2时油菜产量达到最高167.89kg/667 m2，增幅达25.4%。秸秆还田对油菜籽品质的影响未达到显著水平，与对照相比，还田处理的蛋白质、亚麻酸、亚油酸和硬脂酸含量均有提高，含油量和油酸含量则相对减少，综合所有指标来看，水稻秸秆还田量为400 kg/667 m2时最有利于油菜籽形成较高品质。
　　 4、油菜播种期、油菜种植密度和水稻秸秆还田量三因素互作效应分析。方差分析结果表明，油菜播种期、油菜种植密度和水稻秸秆还田量对油菜产量的影响在各处理之间达到极显著水平；从F值大小可以看出，三因子中播种期对油菜最终产量的影响最大，其次是种植密度，影响最小的是秸秆还田量。互作分析结果表明，秸秆还田量和播种期间的互作达到极显著水平，而种植密度和秸秆还田量之间的互作以及种植密度和播种期之间的互作亦达到显著水平。
　　 5、基于水稻秸秆覆盖还田的免耕直播油菜栽培模式的建立。本试验条件下，9月15日播种，种植密度为2.4万株/667 m2，水稻秸秆还田量为200 kg/667 m2时达到最高产量268.13 kg/667 m2。方差分析结果表明秸秆还田量和播种期间的互作对免耕直播油菜产量的影响达到极显著水平，在生产上应注重兼顾播种期和秸秆还田量，早播油菜可适当加大还田量，而迟播油菜则相应减少还田量，并增加种植密度以保证较高产量。根据产量数据建立方程进行模拟寻优，建立该试点高产模型：免耕直播条件下，氮肥用量为15 kg/667m2时，水稻秸秆还田量为362kg/667m2，种植密度为3.75万株/667m2，播种期为9月18日时，油菜产量潜力可达237 kg/667m2。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 免耕技术研究及应用

1.1.1 免耕技术的概念

1.1.2 国内外免耕栽培技术的发展及应用

1.1.3 免耕栽培技术的作用及原理

1.1.4 我国免耕存在的问题

1.2 秸秆还田技术研究进展与应用

1.2.1 我国秸秆还田技术应用概况

1.2.2 秸秆还田的效应

1.2.3 秸秆还田技术的应用前景

1.3 本研究的目的及意义

1.3.1 秸秆还田对免耕直播油菜的效应

1.3.2 本研究的目的及意义

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验设计

3 结果与分析

3.1 水稻秸秆覆盖还田下免耕直播对油菜生长发育的影响

3.1.1 对油菜苗期生长发育的影响

3.1.2 对油菜蕾薹期生长发育的影响

3.1.3 对油菜花期生长发育的影响

3.1.4 对油菜角果期生长发育的影响

3.2 水稻秸秆覆盖还田下免耕直播对油菜干物质分配的影响

3.2.1 播种期对油菜干物质分配的影响

3.2.2 秸秆还田量对油菜干物质分配的影响

3.2.3 种植密度对油菜干物质分配的影响

3.3 水稻秸秆覆盖还田下免耕直播对油菜经济性状及产量构成因素的影响

3.3.1 播种期对油菜经济性状及产量构成因素的影响

3.3.2 秸秆还田量对油菜经济性状及产量构成因素的影响

3.3.3 种植密度对油菜经济性状及产量构成因素的影响

3.3.4 成熟期油菜单株产量的方差分析

3.4 水稻秸秆覆盖还田下免耕直播对油菜品质的影响

3.4.1 播种期对油菜品质的影响

3.4.2 秸秆还田量对油菜品质的影响

3.4.3 种植密度对油菜品质的影响

3.5 基于水稻秸秆覆盖还田的油菜免耕直播栽培模式的探究

3.5.1 各因子组合下的油菜小区产量

3.5.2 基于水稻秸秆覆盖还田的油菜免耕直播栽培模式的建立

4 小结与讨论

4.1 小结

4.2 讨论

4.2.1 本试验参数设计

4.2.2 试验结果讨论

4.2.3 下一步工作

参考文献

致谢

附录