0 引言
【研究意义】长江流域是中国也是世界最大的油菜种植带,稻-稻-油一年三熟种植是该流域三熟区主要的种植模式,目前稻-稻-油三熟制油菜主要种植方式是在水稻收获后免耕直播,该模式的优点是蓄水保墒、压缩农耗、降低成本等,缺点是多数地区油菜播种前秸秆焚烧或无序利用、产生一系列环境问题[1-3],且播期偏晚,与水稻的前后接茬紧,季节矛盾比较突出。而近年来兴起的水稻套播油菜模式[4-6],即在水稻收获前即水稻钩头散籽时节,将油菜种植撒播到稻田[7],该模式可实现水稻机收稻茬全量还田,符合当今保护性耕作要求[8-9],且油菜播期提前,在一定程度上可有效缓解稻油季节矛盾。目前,水稻机收稻茬高度在20 cm左右,而水稻群体生物量大,机械收割后水稻秸秆覆盖量较大,一般保持在5.5—6.5 t·hm-2。前茬水稻机收时套播油菜刚出苗,对田间秸秆覆盖量要求高,而秸秆覆盖量多少与水稻机收稻茬高度直接相关,若留茬过低,稻草覆盖量大,容易造成油菜沤苗死苗,密度不足;留茬过高,水稻机收损失率大[10],同时遮光荫蔽,套播油菜幼苗光照不充足,不利于冬前壮苗,最终影响高产。因此,水稻留茬高度直接影响套播油菜冬前幼苗生长,而冬前群体构建又是直播油菜获得高产的关键。因此,通过寻求适宜的水稻机收留茬高度,来改善留茬过高或过低导致的不利影响,同时达到蓄水保墒的目的,对促进油菜生长发育、提高产量等均有重要意义。【前人研究进展】CUTFORTH等[11-13]研究表明,前茬作物收获留茬高度在0—30 cm时,随茬高的增加,后茬作物产量增加。但随着留茬高度增加,其遮光效应也越来越明显,导致后茬作物株高增加,茎秆变细,叶片变窄变长[14-15]。江保寿[16]、吴建富等[17]研究表明,适当的水稻机收留茬高度有利于套种紫云英幼苗生长和提高产量。高婕等[18]研究表明,前茬燕麦免耕留茬对后茬油菜田有很好的保温、保水作用,且随留茬高度的增加作用效果更加明显。目前,水稻机收割留茬高度对稻田套播油菜生长的影响研究还未见报道。【本研究切入点】在前茬水稻机收和稻草全量还田的前提下,考虑到茬高和稻草覆盖量差异对套播油菜生长发育和产量形成的影响,有必要明确适宜的水稻留茬高度,以优化套播油菜群体质量和提高产量。【拟解决的关键问题】本研究通过大田试验比较了不同水稻机收留茬高度对套播油菜生长发育、产量形成等方面的影响,从而探明套播油菜前茬水稻机收适宜的留茬高度,为实现农机、农艺的融合提供理论参考。1 材料与方法
1.1 试验田概况
套播油菜前茬水稻留茬高度定位试验于2014—2016年在江西省红壤研究所（28°35′N,116°17′E）进行,试验地位于江西省南昌市进贤县张公镇,为典型的低丘红壤区。该区域属亚热带季风湿润气候,四季分明,气候温和,雨量充沛。多年平均气温17.5℃,多年平均降雨量1 587 mm,降水年内分布不均匀,4—7月为集中降雨期,降雨量占全年降雨量56%。试验期间气象数据由进贤县气象局提供（图1）。试验地土壤为第四纪红色黏土发育而成的红壤稻田,地力均匀,肥力中等,试验田块土壤基本理化性状见表1。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图12014—2016年试验进行期间月降雨量和月平均温度
-->Fig. 1Monthly precipitation and average temperature at the study site from 2014 to 2016
-->
1.2 试验设计
套播油菜田前茬晚稻2年所用品种均为“五丰优T025”,2014年晚稻收获时间为10月21日,2015年晚稻收获时间为10月30日（2015年受特殊气候影响,江西早晚稻熟期推后,晚稻收获大部分集中在10月底到11月上旬）,均采用履带全喂入式联合收割机留茬收获,2年平均产量8 625kg·hm-2,年际间产量差异不显著。研究设4个水稻秸秆留茬高度：20、30、40、50 cm,分别用H20、H30、H40、H50表示,其余部分随机收粉碎覆盖还田,覆盖不均匀的区域人工撒均,田间调查留茬20、30、40、50 cm处理的2年平均覆盖量分别为5.9、4.3、3.0、2.1 t·hm-2 。油菜与水稻共生期5 d（即水稻收获前5 d套播油菜,于2014年10月16日和2015年10月25日播种）,油菜品种为“丰油730”,播种量6 kg·hm-2,撒播。采用大区试验,每处理小区面积103.5 m2（5m×20.7 m）,重复3次。施肥量： 153.0 kg N·hm-2、60.0 kg P2O5·hm-2、72.0 kg K2O·hm-2、硼砂15 kg·hm-2,肥料分2次施用,70%氮肥和全部磷、钾、硼肥（氮磷钾比例为18﹕10﹕12,氮肥为尿素、磷肥为钙镁磷肥、钾肥为氯化钾）拌种基施,30%氮肥（尿素）元旦前追施。其他管理同一般直播大田油菜。Table 1
表1
表1试验田土壤基本理化性状
Table 1Basic physical and chemical properties of the soils in the experiment fields
| 年度 Year | pH | 有机质 Organic matter (g·kg-1) | 全氮 Total nitrogen (g·kg-1) | 全磷 Total phosphorus (g·kg-1) | 全钾 Total potassium (g·kg-1) | 速效氮 Available nitrogen (mg·kg-1) | 速效磷 Available phosphorus (mg·kg-1) | 速效钾 Available potassium (mg·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2014—2015 | 4.95 | 46.30 | 3.32 | 0.61 | 12.08 | 230.27 | 24.61 | 52.08 |
| 2015—2016 | 5.06 | 47.76 | 3.37 | 0.63 | 12.72 | 234.78 | 26.50 | 54.17 |
新窗口打开
1.3 测定内容及方法
密度调查：每处理小区选定2 m2（1.0 m×2 m）点用于全苗期（2014年试验为10月22日、2015年试验为11月1日）、五叶期（2014年试验调查时间为12月22日、2016年试验调查时间为12月28日）、越冬期苗数（2015年调查时间为1月7日,2016年调查时间为1月14日）、盛花期株数（2015年取样时间为3月2日,2016年取样时间为3月6日）调查;农艺性状：越冬期、盛花期各小区选代表性点连续取15株植株,测定主茎总叶片数、主茎绿叶数、根颈粗、叶面积指数、单株干重;油菜叶片叶绿素含量测定：油菜全苗后20 d、30 d、五叶期、盛花期用SPAD-502叶绿素仪测定主茎顶部3片新展叶叶绿素含量。根系活力测定：油菜全苗后20 d、30 d、五叶期、盛花期采根（全苗后20 d、30 d每处理小区选定植株15株,五叶期、盛花期每处理小区选定植株5株）,采根时尽可能将植株整个根系挖起用水浸泡洗净备用,采用TTC法测定油菜根系活力（测定时取主根和侧根根尖5 mm左右部分）,具体参照邹琦[19]的方法;
考种：各小区选代表性点连续取20株,考察一次分枝数、角果数、角粒数、千粒重等,单独脱粒计单株籽粒产量;
测产：成熟期（2015年成熟收获时间为4月28日、2016年成熟收获时间为4月30日）各小区选20 m2（4.0 m×5.0 m）收获测定产量。叶面积指数、成苗率、成株率（注：成熟期株数以盛花期株数计）计算
具体参照郑伟等[4]的方法。
1.4 数据分析
数据处理和统计分析采用Excel和DPS7.05软件,两年度套播油菜各指标趋势相同,除产量外,采用2年度平均数据进行分析处理。2 结果
2.1 留茬高度对谷林套播油菜各时期密度的影响
表2可见,油菜各生育时期密度随着留茬高度增加而增加,表现为H50>H40>H30>H20。全苗期各处理间密度无显著差异。五叶期,各处理密度相比于全苗期急剧下降,且随水稻留茬高度增加,各处理油菜成苗率随之先增加后下降,表现为H40>H50>H30>H20,说明各处理密度降幅随着留茬高度增加先增加后下降,留茬20 cm（H20）处理密度与留茬30 cm（H30）处理差异不明显,与留茬40 cm（H40）、50 cm（H50）处理差异显著。成熟期密度和成株率变化与五叶期密度和成苗率变化规律一致。留茬40 cm与留茬20 cm、30 cm处理相比,成苗率和成株率分别提高了13.73%、7.09%和13.18%、7.23%,但与留茬50 cm处理差异不大。Table 2
表2
表2留茬高度对谷林套播油菜各时期密度、成苗率和成株率的影响
Table 2Effect of stubble heights on density, seedling rate and mature plant rate of interplanted rapeseed in rice at different stages
| 留茬高度 Stubble height | 密度density (×104 hm-2) | 成苗率 Seedling rate (%) | 成株率 Mature plant rate (%) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 全苗期 Emergence stage of seedling | 五叶期 Five leaf stage | 成熟期 Maturity stage | |||
| H20 | 67.03a | 40.02b | 30.35b | 59.70 | 45.27 |
| H30 | 68.37a | 45.36ab | 35.02ab | 66.34 | 51.22 |
| H40 | 69.03a | 50.69a | 40.35a | 73.43 | 58.45 |
| H50 | 70.70a | 51.36a | 40.69a | 72.64 | 57.55 |
新窗口打开
留茬高度（SH）相关回归分析表明（表3）,留茬高度与全苗期、五叶期、成熟期密度、成苗率、成株率均呈二次抛物线相关关系。
Table 3
表3
表3留茬高度与各期密度、成苗率、成株率的关系
Table 3Relationship between stubble heights and density at different stages, seedling rate, mature plant rate
| 项目 Item | 拟合方程 Fitting equation | 决定系数 Coefficient of determination (R2) |
|---|---|---|
| 全苗期密度 Density of ES (×104 hm-2) | y = 0.0008x2+0.0587x+65.612 | 0.9801 |
| 五叶期密度 Density of FS (×104 hm-2) | y = -0.0117x2+1.2105x+20.245 | 0.9870 |
| 成熟期密度 Density of MS (×104 hm-2) | y = -0.0108x2+1.1218x+11.962 | 0.9778 |
| 成苗率 Seedling rate (%) | y = -0.0186x2+1.7591x+31.532 | 0.9717 |
| 成株率 Mature plant rate (%) | y = -0.0171x2+1.63998x+18.8591 | 0.9607 |
新窗口打开
2.2 留茬高度对套播油菜生长发育的影响
由表4可知,留茬高度对套播油菜越冬期、盛花期长势具有显著影响。油菜主茎总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗、单株干重等个体指标随留茬高度增加而下降,即H20>H30>H40>H50,最大叶长随留茬高度增加而增加,即H20<H30<H40<H50。而叶面积指数和群体干重等群体指标随着留茬高度先增加后下降。Table 4
表4
表4留茬高度对套播油菜生长发育的影响
Table 4Effect of stubble heights on seedlings growth and development of interplanted rapeseed in rice
| 生育时期 Growth stage | 留茬高度 Stubble height | 总叶数 Number of totle leaves | 绿叶数 Number of green leaves | 最大叶长×宽 Length and width of maximum leaf (cm×cm) | 叶面积指数 Leaf area index | 根颈粗 Crown diameter (cm) | 单株干重 Total dry weight per plant (g) | 群体干重 (kg·hm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 越冬期 WS | H20 | 9.0a | 7.0a | 15.9b×7.6a | 1.53b | 0.64a | 3.15a | 1101.32a |
| H30 | 8.6ab | 6.6ab | 17.2ab×6.9b | 1.66ab | 0.57ab | 2.79b | 1155.38a | |
| H40 | 8.3bc | 6.1bc | 18.0a×6.4bc | 1.72a | 0.53bc | 2.51c | 1147.31a | |
| H50 | 7.8c | 5.7c | 18.5a×6.1c | 1.64ab | 0.47c | 2.29c | 1075.53a | |
| 盛花期 FBS | H20 | 14.7a | 12.6a | 21.5a×7.1a | 2.05b | 1.77a | 10.87a | 3298.04c |
| H30 | 14.2ab | 11.8ab | 22.2a×6.8a | 2.17b | 1.69ab | 10.21b | 3573.54b | |
| H40 | 14.3ab | 11.7ab | 22.4a×6.5a | 2.30a | 1.59bc | 9.54c | 3851.07a | |
| H50 | 13.6b | 11.2b | 22.8a×6.3a | 2.12b | 1.51c | 9.04c | 3678.10b |
新窗口打开
2.3 留茬高度对套播油菜叶片叶绿素含量的影响
表5表明,套播油菜顶部3片新展叶叶绿素含量随着生育进程推进先增加后下降,5叶期叶绿素含量最高,盛花期叶绿素含量下降,各生育时期不同留茬处理叶绿素含量存在不同程度差异。叶绿素含量反映单位叶面积的光合单位数,可衡量植株光合作用能力强弱。油菜随着留茬高度增加,叶绿素含量逐渐下降,即H20>H30>H40>H50,苗期各处理叶绿素含量差异较大。处理之间叶绿素含量差异随着生育进程的推进逐渐缩小,至盛花期,各留茬处理无明显差异。Table 5
表5
表5留茬高度对套播油菜叶片叶绿素含量（SPAD值）的影响
Table 5Effect of stubble heights on chlorophyll content (SPAD value) in leaves of interplanting rapeseed in rice
| 留茬高度 Stubble height | 全苗后20 d 20 d after ES | 全苗后30 d 30 d after ES | 5叶期 FS | 盛花期 FBS |
|---|---|---|---|---|
| H20 | 32.89a | 37.85a | 46.72a | 39.01a |
| H30 | 31.32b | 35.39b | 45.86a | 38.30a |
| H40 | 30.65bc | 35.11b | 43.89b | 37.82a |
| H50 | 30.02c | 34.50b | 43.16b | 37.54a |
新窗口打开
2.4 留茬高度对套播油菜根系活力的影响
根系活力大小直接反应了根系生长发育状况。表6表明,根系活力与叶绿素含量表现一致,随着生育进程推进先增加后下降,5叶期根系活力最高,盛花期根系活力下降。随着留茬高度增加,根系活力逐渐下降,即H20>H30>H40>H50,说明随着茬高下降,覆盖量增加,覆盖保墒等正效应增强,促进了油菜苗根系生长发育。相关分析表明,根系活力与绿叶数（r=0.9572*）、最大叶宽（r=0.9946*）、根颈粗（r=0.9986**）、单株干重（r=0.9969**）、叶绿素含量（r=0.9787*）等个体指标呈极显著或显著正相关。Table 6
表6
表6留茬高度对套播油菜根系活力的影响
Table 6Effect of stubble heights on root activity of interplanted rapeseed in rice（ug·g-1·h-1）
| 留茬高度 Stubble height | 全苗后20 d 20 d after ES | 全苗后30 d 30 d after ES | 5叶期 FS | 盛花期 FBS |
|---|---|---|---|---|
| H20 | 182.86a | 244.58a | 321.64a | 155.11a |
| H30 | 148.10b | 222.96b | 299.41ab | 140.28ab |
| H40 | 135.14c | 202.44c | 284.56ab | 125.41bc |
| H50 | 116.20d | 183.73d | 267.97b | 109.73c |
新窗口打开
2.5 留茬高度对套播油菜产量的影响
图2可见,两年度产量随着留茬高度的增加先增加后下降,表现为H40>H30>H50>H20;与处理H20相比,H30、H40、H50处理两年度产量平均分别增加了10.01%、18.92%和7.28%,H40处理与H20处理两年度产量均达显著差异水平,其余处理间产量差异不显著。套播油菜产量和留茬高度的回归分析表明,2014—2015年度产量与茬高之间呈一元二次抛物线关系,Y=-0.8508X2+64.38X+593.74,决定系数R2=0.9144,获得最高产量（1 811.65 kg·hm-2）的茬高为37.8 cm;2015—2016年度产量与茬高之间呈一元二次抛物线关系,Y=-0.7958X2+60.24X+585.10,决定系数R2=0.8768,获得最高产量（1 725.14 kg·hm-2）的茬高为37.9 cm;本试验条件下,水稻留茬高度为40 cm稻田三熟制套播油菜产量为1 808.90 kg·hm-2。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图2留茬高度对套播油菜产量的影响
-->Fig. 2Effect of stubble heights on yield of interplanted rapeseed in rice
-->
2.6 留茬高度对套播油菜产量相关性状的影响
表7可见,不同留茬高度套播油菜产量相关性状存在不同程度差异。一次分枝数、单株角果数、主序角果数、千粒重、单株产量、单株干重等指标随留茬高度增加而下降,而每角粒数随留茬高度增加先增加后下降。油菜单株产量与单位面积产量变化规律不同（图2）,说明不同留茬高度导致的套播油菜密度变化是影响单位面积产量的主要因素。Table 7
表7
表7留茬高度对套播油菜成熟期产量相关性状的影响
Table 7Effect of stubble heights on yield-related traits of interplanted rapeseed in rice at mature stage
| 留茬高度 Stubble height | 一次分枝数 Primary branches | 单株角果数Siliques per plant | 主序角果数 Siliques on main inflorescence | 每角粒数 Seeds per silique | 千粒重 1000-grain weight (g) | 单株产量 Yield per plant (g) | 单株干重 Total dry weight per plant (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H20 | 4.5a | 104.7a | 48.6a | 16.9a | 3.39a | 4.78a | 21.87a |
| H30 | 4.2ab | 98.8ab | 45.9ab | 17.5a | 3.33b | 4.41ab | 19.57ab |
| H40 | 3.7ab | 88.6bc | 40.8ab | 18.2a | 3.29bc | 3.97b | 17.64ab |
| H50 | 3.3b | 83.4c | 37.5b | 17.9a | 3.24c | 3.69b | 16.70b |
新窗口打开
表8表明,套播油菜单株产量与一次分枝数、单株角果数、主序角果数、千粒重、单株干重等性状指标均达到极显著或显著正相关水平,与成熟期密度呈显著负相关、与每角粒数负相关,但未达到显著水平。各性状指标与单株产量相关系数的大小（绝对值）依次为单株角果数>主序角果数>一次分枝数>单株干重>千粒重>密度>每角粒数,说明留茬高度对套播油菜单株产量的影响,主要是通过影响油菜单株角果数等来实现。套播油菜产量与密度和每角粒数正相关,差异不显著,与其他个体指标均负相关,差异也不显著,说明留茬高度对套播油菜产量的影响,是个体和密度协调的结果,主要还是通过密度来实现。
Table 8
表8
表8套播油菜产量构成与产量相关性分析
Table 8Correlative analysis on yield components and yield of interplanted rapeseed
| 产量构成 Yield component | 单株产量 Yield per plant | 产量 Yield |
|---|---|---|
| 密度Density | -0.9753* | 0.7364 |
| 一次分枝数 Primary branches | 0.9941** | -0.4856 |
| 单株角果数 Siliques per plant | 0.9975** | -0.5604 |
| 主序角果数 Siliques on main inflorescence | 0.9950** | -0.5116 |
| 每角粒数 Seeds per silique | -0.8877 | 0.8823 |
| 千粒重 1000-grain weight | 0.9924** | -0.5230 |
| 单株干重 Total dry weight per plant | 0.9927** | -0.6484 |
| 单株产量 Yield per plant | 1.0000 | -0.5691 |
新窗口打开
2.7 套播油菜形态生理指标与产量相关性分析
表9表明,单株产量与越冬期主茎总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗、单株干重、叶绿素、根系活力等个体形态生理指标呈显著或及显著正相关,与最大叶长显著负相关;产量与叶面积指数和群体干重等群体指标呈正相关,其中与叶面积指数显著正相关,与除最大叶片长外其他个体指标均呈负相关。单株产量与盛花期主茎总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗、单株干重、叶绿素、根系活力等个体形态生理指标呈正相关,除与主茎总叶数、绿叶数相关不显著外,其他均达到显著或极显著正相关,与最大叶长显著负相关;产量与叶面积指数及群体干重等群体指标也呈正相关,其中与叶面积指数极显著正相关。以上同样说明留茬高度对套播油菜产量的影响,是个体和密度协调所致。适宜的留茬高度可在保证较高群体密度的同时,充分发挥个体的生产潜力,从而优化群体质量。Table 9
表9
表9套播油菜形态生理指标与产量相关性分析
Table 9Correlative analysis on the morphological and physiological characters and yield of interplanted rapeseed
| 生育时期 Growth stage | 形态生理指标 Morphological and physiological character | 单株产量 Yield per plant | 产量 Yield |
|---|---|---|---|
| 越冬期 WS | 总叶数 No of totle leaves | 0.9843* | -0.4352 |
| 绿叶数 No of green leaves | 0.9984** | -0.5218 | |
| 最大叶长 Length of maximum leaf | -0.9851* | 0.6524 | |
| 最大叶宽 Width of maximum leaf | 0.9906** | -0.6406 | |
| 叶面积指数 Leaf area index | -0.6810 | 0.9698* | |
| 根颈粗 Crown diameter | 0.9883* | -0.5085 | |
| 单株干重 Total dry weight per plant | 0.9961** | -0.5895 | |
| 群体干重 Dry matter weight of population | 0.2375 | 0.6191 | |
| 叶绿素 chlorophyll content | 0.9921** | -0.5758 | |
| 根系活力 Root activity | 0.9934** | -0.5463 | |
| 盛花期 FBS | 总叶数 No of totle leaves | 0.8742 | -0.2322 |
| 绿叶数 No of green leaves | 0.9476 | -0.5271 | |
| 最大叶长 Length of maximum leaf | -0.9682* | 0.5680 | |
| 最大叶宽 Width of maximum leaf | 0.9993** | -0.5834 | |
| 叶面积指数 Leaf area index | -0.4832 | 0.9931** | |
| 根颈粗 Crown diameter | 0.9984** | -0.5218 | |
| 单株干重 Total dry weight per plant | 0.9995** | -0.5624 | |
| 群体干重 Dry matter weight of population | -0.8331 | 0.9288 | |
| 叶绿素 chlorophyll content | 0.9879* | -0.6505 | |
| 根系活力 Root activity | 0.9955** | -0.4960 |
新窗口打开
3 讨论
有研究表明[15],前茬作物留茬高度增加,有利于后茬作物出苗。本研究发现,留茬高度增加有利于提高套播油菜出苗期密度,且成苗率和成株率随着留茬高度增加先增加后下降,以留茬40 cm处理最大,成熟期密度也相对较大。与留茬20 cm、30 cm处理相比,成苗率和成株率分别提高了13.73%、7.09%和13.18%、7.23%,与留茬50 cm处理差异不大。高留茬处理与低留茬处理相比,成苗率和成株率高主要原因是高留茬处理下地表秸秆覆盖量相对较少,有利于提高套播油菜苗期群体质量,而低留茬处理下地表秸秆覆盖量相对较多,尽管蓄水保墒效果好,但对幼苗前期生长产生抑制,沤苗死苗现象严重。在本试验条件下,留茬40 cm处理可较好地协调稻草的蓄水保墒效应与遮光效应,利于油菜出苗成株。李俊等[20]研究表明,前茬水稻留茬高度对后茬油菜产量影响较小。本研究表明,套播油菜单株产量随茬高增加呈下降趋势,但群体产量随茬高的增加先增加后下降,留茬40 cm处理产量最高,与产量最低的20 cm留茬相比,两年度平均增产18.92%,增产效果显著。其主要原因是留茬40 cm处理下套播油菜的成株率较高,成熟期密度大,单位面积角果多,有利于优质群体的构建,为最终高产奠定了基础。密度在作物群体、个体质量及最终产量的形成中起着极其重要的作用[21]。本研究不同留茬高度导致套播油菜密度及个体与群体协调性差异,最终造成了产量的差异。
CAPRIO等[22],CUTFORTH等[23]等研究指出,由前茬作物茬高引起的太阳入射辐射和光照强度差异,及由此造成的遮光效应差异与后茬作物生长发育密切相关。本试验研究表明,留茬高度显著影响套播油菜生长发育。越冬期、盛花期油菜主茎总叶数、绿叶数、最大叶宽、根颈粗及单株干重等个体指标随留茬高度增加而下降,最大叶长随留茬高度增加而增加,叶面积指数和群体干重等群体指标随着留茬高度增加先增加后下降。套播油菜各生育时期顶部3片全展叶叶绿素含量随留茬高度增加而下降。苗期各处理叶绿素含量差异较大,主要原因可能是随着茬高增加,太阳入射辐射和光照强度减少,引起遮光效应,从而导致高茬处理叶绿素含量偏低。处理之间叶绿素含量差异随着生育进程的推进逐渐缩小,至盛花期,各留茬处理差异无明显差异。主要原因可能是一方面随着生育进程推进,各留茬处理套播油菜株高逐渐增加,遮光效应逐渐减小;另一方面,随着茬高增加,套播油菜叶面积指数逐渐增大,增加了叶片对光合有效辐射的截获,光合作用增强。邹聪明等[24]研究表明,秸秆覆盖促进了套种玉米苗期根系生长发育,根系活力显著提高。本试验结果表明,套播油菜各生育时期根系活力随留茬高度增加而下降,说明随茬高下降,覆盖量增加,覆盖保墒等正效应增强,促进了套播油菜苗根系生长发育。相关分析表明,根系活力与地上部个体形态和生理指标相关显著,说明不同留茬高度导致的根系生长差异也可能是引起地上部生长差异的重要原因。套播油菜形态生理指标与产量相关性分析表明,适宜的留茬高度可在保证较高群体密度的同时,充分发挥个体的生产潜力,从而优化群体质量。
随着水稻机械收获技术的普及,稻草全量还田成为趋势。本试验条件下,留茬高度40 cm处理一方面有利于套播油菜生长发育和产量形成,另一方面能保证较低的稻谷机收损失率[10],因此,本研究结果具有一定的现实指导意义。此外,套播油菜机收留茬导致的稻草覆盖量差异不仅与茬高有关,还与水稻株高、群体繁茂性有关,而且稻草的蓄水保墒效应与遮光效应还可能受水稻分布均匀度及株行距配置的影响,因此相关研究还有待于进一步深化。
4 结论
晚稻低留茬处理,油菜出苗密度小、成苗率和成株率低,尽管个体生长发育较好,但成熟期密度不足不利于高产群体构建;高留茬处理,出苗密度大,成苗率和成株率显著提高,但个体生长发育偏弱,未能充分发挥套播油菜群体生长优势,最终影响高产。留茬过低或过高均不利于套播油菜优质群体的构建,试验表明留茬高度以40 cm为宜,群体生长和产量表现优势明显。The authors have declared that no competing interests exist.
