《直播油菜密植增效配套关键技术创建与应用》

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该项目属农业技术类。

油菜是中国第一大油料作物,湖北省是中国最重要的油菜产区之一,优势明显,潜力巨大。长江流域油菜栽培方式自2010年前后逐渐由育苗移栽转向直播栽培,且配套栽培技术缺乏,导致直播油菜茬口紧张、出苗成苗难、肥料利用效率低、草害重、单产低而不稳等问题。该项目自2007年实施以来,通过农科教、产学研联合攻关,研发了以“五密栽培”为核心的农机农艺配套技术,集成建立了直播油菜密植增效配套关键技术体系,并进行了推广应用,为指导新时期湖北省乃至全国油菜生产方式变革、推进油菜生产全程机械化提供了重要理论依据和技术支撑。

1、阐明了直播油菜密植增效机理,创建了直播油菜绿色高效的“五密栽培”核心技术。在长江流域进行了多年多点试验,系统研究了播期、密度、施氮量对直播油菜抗倒性、产量和品质的影响,阐明了“五密栽培”技术高产抗倒相互协调的生理及分子机理,即密植改变了油菜株型及冠层结构,光能利用率提高;群体根系总量增加,肥料利用率提高;封行期提前,透光率降低,苗期杂草发生减轻;茎秆木质素合成相关基因上调表达,木质素含量增加,抗倒性增强。明确了3-4万株/亩密度是适合该省直播油菜高产及机械化收获适宜密度。基于此提出每亩播种量在0.20kg~0.25kg,播期每推迟5天,亩播种量增加25g~30g,确保越冬期每亩基本苗达3.0万~3.5万株。与传统生产方式相比,可减氮15%~25%,增产25%~35%,机收损失率下降10%以上。“以密增产、以密补迟,以密省肥、以密适机、以密控草”效果显著。

2、建立并完善了密植油菜高产抗倒协调的配套关键技术。为适应新形势下育苗移栽-低密度直播-高密度直播生产方式的转变,优化了密植油菜施氮量和液态硅肥调控技术。增施氮肥增加了苗期-初花期的光能利用率而增产,但茎秆木质素合成基因PAL表达量下降,木质素含量降低,抗倒性减弱;增加密度提高了角果期光能利用率而增产,茎秆木质素合成关键基因(PAL、CCR1和4CL)表达量增加,木质素含量增加,抗倒性增强。明确了一般地力水平,在3万/亩密度下,14~16kg/亩施氮量与高氮间产量无显著差异,且抗倒性增强。旺长易倒伏田块在蕾薹初期喷施

0.09g/L的液态硅肥[Si(OH)4],茎秆和角果木质素合成基因PAL表达量升高,木质素和SiO2含量增加,茎秆抗倒性增加5%~16%,角果抗裂角指数提高30%以上,同时减少了传统种植环节多效唑的施用,增密省肥减药效果显著。实际生产中,选用油菜专用缓释肥N-P2O2-K2O-微量元素(添加硅)含量为25%-7%-8%-5%的全营养油菜专用缓释肥,每亩施40~50kg底肥,种植大户可利用低空无人机快速高效监测成苗密度和幼苗长势。

3、提出了密植减氮油菜“一播足苗”关键技术,建立了以抗倒、抗裂角为核心的适宜机械收获评价指标。针对直播油菜“一播足苗”难、播种和收获机械化程度低、损失率高的问题,完善了直播油菜播种和收获技术。水田和旱地油菜适宜翻耕深度分别约为20cm和30cm、播种深度2cm加镇压、行距设为20cm左右,增加了根系玉米素含量,减少了脱落酸合成,促进了深层主根及侧根生长,根冠比增加,出苗率提高15.0%~18.0%,增产8%~10%,倒伏降低5%~8%。抗倒品种茎秆可溶性糖、纤维素和碳含量高,抗裂角品种果壳纤维素/半纤维素含量高。高产且适宜机械作业的品种株高约165.5cm、分枝起点约69.5cm,终花后20天植株鲜重约170g、茎杆抗折力约97N。全株角果基本全黄、主花序角果大部分脱水变枯到开始变黑前,为机收适宜时期,产量损失率约8%,持续5天左右。生产中可选用播量、行距可调的多工序联合作业直播机,一次性完成深旋、秸秆翻压、播种、施肥、镇压等环节,并采用油菜联合收获机适期收获,有效促进了农机农艺融合。

项目实施以来,申报专利12项,授权3项,颁布实施6项地方标准,3项技术被列为湖北省主推技术,2项技术被列为农业农村部主推技术,其中油菜密植技术连续3年被列为农业农村部主推技术,发表论文35篇(SCI 15篇);举办培训会60余场次,培训人员5700余人次。近五年在该省累计推广应用1516.9万亩,增收菜籽21.3万吨,节本增效22.0亿元。项目辐射带动湖南、四川、江西、安徽等省,显著提高了长江流域直播油菜生产水平。

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