根肿病是由原生动物有孔虫界根肿菌属芸薹根肿菌侵染引起的世界性土传病害。近年来,我国主要甘蓝型油菜产区发病率呈现显著上升趋势,对甘蓝型油菜高产稳产造成严重威胁,抗根肿病新品种的培育是解决该问题的关键。本文首先阐述了根肿菌的侵染过程,重点分析了油菜近缘物种根肿病抗病基因及定位情况,对甘蓝型油菜根肿病抗病品种培育及利用的抗病位点进行了总结,并对抗根肿病甘蓝型油菜代表性品种综合表现和推广情况进行了介绍,最后结合甘蓝型油菜根肿病抗病品种培育存在的主要问题探讨与展望了相应的对策,以期为甘蓝型油菜抗根肿病遗传育种的研究和产业发展提供参考。
油菜秸秆含有丰富的营养元素,具有重要的肥料化利用价值。目前,关于我国油菜秸秆肥料化利用现状及研究进展缺乏系统梳理。本文基于农业农村部秸秆资源台账数据及文献资料,对我国油菜秸秆肥料化利用养分基础、利用现状、研究进展及存在的问题进行系统分析,并提出对策建议。研究表明,油菜秸秆中磷、钾等元素含量较高,2022年全国油菜秸秆肥料化利用量达1591.1万吨(未统计港澳台),以直接还田为主,油菜秸秆制有机肥及与饲料化、基料化联用也是重要的发展方向。油菜秸秆肥料化利用在土壤养分补充、土壤质地改善、重金属吸附、作物产量提高等方面都能起到促进作用。未来,需要加强油菜秸秆快速腐解技术研究、还田技术模式集成及轻简高效装备研发。
广西是我国长江以南三熟制油菜新兴产区,油菜种植面积逐年增加,发展潜力大,分析产业现状及存在的主要问题,并有针对性地提出发展建议,可为广西油菜产业可持续发展提供借鉴。本文从广西油菜种植面积和产量、区域分布、栽培品种和技术等方面出发,综述了广西油菜产业现状,分析了广西油菜产业存在的单产水平低、优良品种缺乏、栽培技术有待提高,产业扶持和多功能利用不足等问题。提出了加强广西短生育期油菜品种筛选和推广应用,加大政策扶持力度,促进油菜产业向多元化发展的建议,提升广西油菜产业化发展水平。
为了探究农业机械化作业对油菜产量的影响,利用2010-2022年湖北省16个地区的面板数据,实证分析农业机械化作业对油菜产量的影响、作用机制及异质性。研究发现:农业机械化作业能够显著提升油菜产量,且在利用工具变量法以及一系列稳健性检验后结论依然成立;机制分析表明,农业机械化作业主要通过扩大油菜种植面积进而提升油菜产量,且提升效果随油菜种植面积的扩大而逐渐增强,但农业机械化作业通过提高油菜单产进而提升油菜产量的路径不明显;而且不同农业机械化作业环节的油菜增产效应具有差异性,具体表现为:机耕作业>机收作业>机播作业。据此,提出大力推进油菜生产机械化水平,加大对机播、机收及田间管理(施肥、撒药、排灌)等关键环节的扶持,助力降本增效,发展家庭农场、农民合作社、农业龙头企业带动、农业社会化服务等多种形式的适度规模经营的政策建议。
甘蓝型油菜中,与拟南芥同源的基因BnaGA1功能尚待揭示。本研究对该基因进行了系统进化和表达模式分析,通过CRISPR/Cas9技术创建BnaGA1基因敲除突变体,分析突变体的转录和表型。结果表明,在甘蓝型油菜Westar中GA1有3个同源拷贝,其中BnaA09.GA1和BnaC09.GA1基因结构与表达模式相似,在除根以外的组织中均有一定的表达量,而BnaA03.GA1在所有的组织中几乎不表达。单突变体bnaga1c09的表型与野生型无明显差异;单突变体bnaga1a09株高明显降低,同时伴有叶色加深、花期延迟等赤霉素缺失的症状;双突变体bnaga1中活性赤霉素GA3和GA4的含量显著低于野生型,其表型也较bnaga1a09更明显,且其下胚轴伸长受到抑制,但施加外源赤霉素GA3可解除抑制。RNA-Seq分析发现,双突变体bnaga1差异基因显著富集角质、次黄蜡质和蜡的生物合成,植物病原互作等代谢通路有明显改变。研究结果可为揭示赤霉素合成路径基因BnaGA1在油菜生长发育过程中的关键作用提供依据。
开发低成本、高效、准确鉴别甘蓝型油菜品种的KASP标记,可为我国油菜品种的研发、保护、生产和管理提供强有力的技术支持。本研究基于前人筛选的203个高多态性SNP位点,利用KASP技术对94份甘蓝型油菜自交系和181份2019-2020年度国家冬油菜参试品种进行基因分型。结果获得了90个高质量的KASP标记,其位点的MAF、PIC、杂合度分别平均为0.20、0.24、0.26。聚类分析和群体结构分析可将181份参试品种分为2个大类群,细分为6个小类群,每个类群含有不同区组的品种。其中25个KASP标记可区分参试的174个非同名品种。本研究开发的一套包含90个位点的KASP标记组合,可用于甘蓝型油菜遗传多样性分析和品种鉴定。
为研究自交亲和性,快速挖掘甘蓝型油菜自交(不)亲和的调控因子,改进拟南芥以及白菜中的花粉体外萌发培养基和培养条件,研究出适于甘蓝型油菜半体外授粉的培养基及最适花粉萌发条件,建立适于甘蓝型油菜的半体外授粉方法。结果表明,在温度为22~23℃,湿度为48%~53%的条件下,半体外授亲和花粉后4 h,可见成束的花粉管,授不亲和花粉几乎没有花粉可以萌发,表明该半体外授粉系统可以用于油菜自交(不)亲和性的研究;在培养基中添加自交(不)亲和关键识别基因BnaSRK和BnaEXO70A1的反义寡核苷酸,半体外授不亲和花粉后4 h,分别有55.7%和27.4%油菜花粉可以粘附并且萌发,表明抑制这两个关键基因的表达可以影响自交(不)亲和;在培养基中添加10 mmol/L乙烯利,半体外授粉结果中约有77.4%油菜花粉可以萌发,表明乙烯可以打破油菜的自交不亲和性。利用该半体外授粉方法,将有利于挖掘和验证与甘蓝型油菜自交(不)亲和性相关的基因。
研究采薹对油菜不同DH后代相关性状的影响,分析筛选合理的采薹方式和不同性状特征的油蔬两用型油菜种质。选用两个营养体存在显著差异的甘蓝型油菜双亲组合及其239份DH后代为材料,设3个处理:蕾薹期不摘薹(CK)、薹高20~30 cm时摘薹10 cm(M1)、薹高40~60 cm时摘薹20 cm(M2),分析不同处理对农艺性状、产量和综合经济效益的影响。结果显示,M2薹菜产量更高,比M1平均增产106.10%;与对照相比,不同采薹对不同基因型的性状影响各不相同,M1和M2两种方式采薹后群体的平均籽粒产量降低了12.07%和14.80%,但也有87份材料在M1处理增产,59份材料在M2处理增产,34份在两个处理后均表现增产;按综合经济效益计,两种采薹处理都能大幅提升效益,平均效益分别可增加32.11%、77.26%,其中最大效益可提高276.53%;试验显示,两种采薹方式都不同程度地影响株高、分枝高度和有效分枝数等农艺性状。相关性分析表明,菜薹产量与薹茎粗、株高、分枝高度、有效分枝数呈极显著的正相关,与籽粒产量呈负相关。主成分分析表明,采薹将DH群体主要成分因子由产量因子转变为株型因子。综上,两种采薹方式比较,M2处理的综合经济效益更好;按照菜-油兼顾目标,筛选出两份薹菜、籽粒产量皆较高,同时摘薹不影响产籽量具有较高综合效益的种质。
为探究白菜型冬油菜(Brassica rapa L.)几丁质酶(chitinase-like, CTL)基因与抗寒性的关系,本研究以强抗寒品种陇油7号和弱抗寒品种天油4号的白菜型冬油菜为材料,分离克隆了BraCTL1基因启动子序列,构建BraCTL1基因启动子融合GUS基因载体,进行烟草遗传转化,结合PLACA在线软件,分析了BraCTL1启动子顺式调控元件及BraCTL1基因的表达模式。结果表明,低温处理后陇油7号叶片变为墨绿色、叶柄有明显弯曲,而天油4号叶片完全皱缩、边缘有明显的黄化、叶柄完全失去支撑、出现明显冻害形态。低温胁迫后陇油7号幼苗叶片中BraCTL1基因表达显著上升,在-8℃达到峰值,天油4号在-4℃达到最高值;-4℃处理2 h后陇油7号与天油4号叶片中BraCTL1基因表达量显著升高,陇油7号在18 h达最高值,天油4号在24 h达最高值;BraCTL1基因在叶柄中的表达量最高,叶片次之,根中显著低于叶柄和叶片。启动子结构分析表明,BraCTL1启动子区域含有7种不同类型的顺式作用元件,主要包含启动子核心序列,冷胁迫响应元件、光响应元件,激素响应元件、干旱响应元件、厌氧有关元件以及参与MeJA反应相关元件。BraCTL1启动子片段GUS染色结果表明,全长(2000 bp)、W1(1684 bp)、W2(1000 bp)和W3(575 bp)缺失片段均可以正常表达,而-1684 bp~-575 bp位点的5 '端片段具有较高的转录活性。
次生休眠特性是油菜地下种子库长期存在以及自生苗繁衍的重要原因,直接影响油菜的生产安全。为定位油菜种子次生休眠的遗传位点,以106份甘蓝型油菜种质资源作为研究群体,采用油菜90 K芯片对自然群体进行基因分型,共获得29 968个高质量的单核苷酸多态性(SNP)标记,对3年次生休眠表型进行全基因组关联分析,最终共定位到24个与油菜次生休眠显著相关的位点。同时,基于次生休眠特性差异显著的两份材料的转录组数据,进行了加权基因共表达网络分析。结合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析两种策略,共鉴定到52个油菜种子次生休眠候选基因,为加速甘蓝型油菜种子次生休眠的遗传改良提供了资源。
钾是重要的产量和品质元素,鉴定油菜阳离子/质子反向转运体(CPA)基因家族成员,结合钾肥用量田间试验探究油菜叶片钾素高效利用的机制具有重要意义。本研究通过生物信息学分析鉴定获得甘蓝型油菜106个CPA家族基因成员,通过序列比对和系统发育树分析,将其分为3个亚家族(CHX家族、NHX家族、KEA家族),不均匀地分布在19条染色体上。进化分析表明,全基因组三倍化事件和片段复制对CPA家族基因的进化起着重要作用。基于不同钾肥用量田间试验结合转录组分析发现,与钾充足处理相比,缺钾胁迫显著降低油菜叶片干重和钾含量,缺钾胁迫油菜的第3片短柄叶(上部叶片)干重和钾含量分别降低39.7%和64.2%,第5片短柄叶(下部叶片)干重和钾含量分别降低37.4%和73.1%。油菜叶片对缺钾胁迫的响应存在显著差异,缺钾胁迫时下部叶片较上部叶片具有更多的差异表达基因,共有12个CPA家族基因的表达差异显著,包括3个NHX家族基因、8个CHX家族基因和1个KEA家族基因。钾素供应显著影响CPA家族基因的表达,并且油菜叶片不同叶位间的CPA家族基因对钾素响应不同。
为提高抗逆性,了解甘蓝型油菜Bna.BON1基因在遭受非生物胁迫时的调控作用,研究了甘蓝型油菜中克隆到的4个Bna.BON1同源基因,分别命名为BnaA06.BON1,BnaC03.BON1,BnaA02.BON1和BnaC02.BON1。它们编码的蛋白质均包含保守的C2和vWA结构域,定位于细胞质膜上。多重序列比对和进化分析表明,Bna.BON1蛋白与拟南芥、白菜和甘蓝等BON1蛋白高度同源。启动子分析表明Bna.BON1基因的启动子区包含光响应、激素响应和胁迫响应等多种顺式作用元件。实时荧光定量PCR发现Bna.BON1基因在不同组织中均有表达,在叶和幼茎中表达量较高。非生物胁迫处理显示,BnaA06.BON1和BnaC03.BON1的表达量受低温(4℃)和高温(40℃)显著诱导,表现出不同程度的升高;BnaA02.BON1和BnaC02.BON1的表达量受低温(4℃)、高温(40℃)、干旱和盐胁迫(NaCl)显著诱导。因此认为Bna.BON1基因在甘蓝型油菜遭受非生物逆境胁迫时发挥重要的调控作用。
在植物组织培养过程中,褐化是制约离体繁殖的主要因素之一。为比较不同抗褐化剂减轻白菜型油菜愈伤组织诱导过程中出现的褐化现象,提高愈伤组织分化的能力,为白菜型油菜遗传转化体系的建立及转基因育种奠定基础,以白菜型油菜无菌苗的子叶和下胚轴为外植体,硝酸银、谷胱甘肽以及活性炭为抗褐化剂,研究白菜型油菜愈伤组织褐变问题。结果表明,在培养基中加入抗褐化剂可显著减少褐变,提高愈伤组织的生长能力。子叶和下胚轴均在谷胱甘肽浓度为30 mg/L、活性炭浓度为25 mg/L时抗褐化效果最好;不同外植体,子叶愈伤组织褐化率高于下胚轴。相关性分析表明,子叶愈伤组织褐化率与丙二醛含量呈显著正相关,与超氧化物歧化酶活性呈显著负相关;下胚轴愈伤组织褐化率与可溶性蛋白含量呈显著正相关,与超氧化物歧化酶活性呈显著负相关。添加适宜剂量的抗褐化剂和适宜天数的培养时间,可以通过减轻细胞膜损伤程度和提高抗氧化酶活性来降低油菜的外植体褐化程度。
为创制甘蓝型油菜新种质,应用不同剂量的60Co-γ射线处理甘蓝型油菜优良杂交品种的亲本以及优异品系的种子,分析辐射对成苗率、营养体生长及全生育期变异率的影响,确定最佳辐射剂量,并筛选突变体新种质。结果显示,随着60Co-γ辐射剂量的增大,成苗率、苗期鲜重和叶面积均呈现逐步下降的趋势,且变异率明显增大。甘蓝型油菜不同材料进行60Co-γ辐射诱变的最适剂量约为1000 Gy;处理的4个材料对辐射的敏感性依次为GRD328> YY300A> YY300R> GRI1626,其中GRD328得到子叶、茎秆、花期和花朵突变体材料最多,变异频率分别达0.07%、1.18%、1.87%和0.37%;YY300R得到真叶突变体材料最多,变异频率为0.96%;YY300A得到含油率变异材料最多,变异频率为0.69%。通过优化针对田间直播油菜的辐射诱变方法,获得了早熟、多子叶、高含油率、多主茎等性状的新种质。
为探究镁营养对油菜叶片光合碳分配的影响及其调控机制,采用镁素供应和光强两因素的试验设计,分析了不同镁营养和光强条件下油菜叶片生理功能性状、结构特征和干物质成分以及比叶重定量化模型。结果表明,镁素供应相同的条件下,高光增加了油菜叶片厚度、密度、比叶重和光合能力;低光降低了油菜叶片单位面积和碳水化合物含量。高光下缺镁显著降低油菜生物量、根冠比和光合能力;比叶重的增加主要受叶片密度的影响;低光下缺镁油菜各指标变化趋势与高光下相同,但变化幅度较小,植株整体生长水平较弱、碳积累减少。定量化分析结果表明,不同光照环境下,细胞密度的增加是导致缺镁植株单位叶面积碳分配增加的关键,其次是细胞空隙比例的下降。缺镁叶片细胞密度的增加则主要受非结构性碳水化合物的影响。综上,镁营养不足显著增加光合碳向非结构性碳水化合物的分配分配,且增幅在高光下更大,不利于二氧化碳的吸收和光合碳固定效率的提升。
为助力早熟油菜生产降本增效,探索适宜三熟制地区的早熟油菜高产高效栽培技术,在2022-2023生长季对早熟油菜阳光131进行了减肥增密试验。试验设置了两个肥料类型(A1:常规肥;A2:缓释肥)、三个肥料用量(B1:氮磷钾有效含量300.00 kg/hm2;B2:基于B1减量15%;B3:基于B1减量30%)和三个种植密度(C1:3.75×105 /hm²;C2:基于C1增密15%;C3:基于C1增密30%),共计18个处理。试验分别在长沙和昆明两地进行,以系统评价不同肥料类型、肥料用量和种植密度对早熟油菜生长发育、产量及肥料利用效率的影响。结果显示,缓释肥(A2)相比常规肥(A1)显著提高了阳光131的多个生长指标:株高增加2.81%~9.09%、SPAD值增加4.85%~9.26%、单株干物质量增加4.82%~19.02%、单株产量增加8.28%~9.21%、单产增加8.32%~9.19%。此外,氮积累量增加33.84%~46.09%、磷积累量增加14.71%~16.30%、钾积累量增加9.09%~14.01%、氮农学利用率增加11.87%~16.64%、氮偏生产力增加8.25%~9.30%、氮回收效率增加16.05~17.01个百分点。减少肥料用量显著提升了氮农学利用率(增加9.81%~30.83%)和氮偏生产力(增加12.94%~34.27%),但对其它指标均有不利影响。增加种植密度虽然限制了单株发育,但显著提升了群体产量(增加5.25%~10.68%)、氮积累量(增加2.72%~15.59%)、磷积累量(增加16.00%~39.30%)、钾积累量(增加7.04%~21.87%)、氮农学利用率(增加5.56%~11.75%)、氮偏生产力(增加5.41%~10.73%)、氮回收效率(增加0.72~4.85个百分点)及经济效益(增加4.88%~10.02%)。在长沙和昆明两地,均在处理A2B1C3下获得最大单产,分别为2685.00 kg/hm²和2306.40 kg/hm²。此外,在长沙和昆明地区分别在处理A2B2C3和A2B3C3下获得最大经济效益,分别为6882.75 CNY/hm²和3404.55 CNY/hm²。综上所述,施用缓释肥,适当减少肥料用量并增加种植密度,可以将对植株个体的影响降到最低,并显著提升早熟油菜的群体产量和经济效益。
为探讨移栽期对油菜毯状苗栽后生长发育和产量的影响,以甘蓝型油菜品种宁杂158为材料,设置11月1日、11月16日、12月1日和12月16日4个移栽期,分析了不同移栽期油菜毯状苗的差异,包括产量与产量构成因素、干物质积累、光能利用率、叶面积指数和角果皮面积指数。结果表明:移栽期推迟会导致油菜籽粒产量显著降低。以2021年为例,在11月1日之后移栽油菜,每晚移栽1 d,产量下降60.32 kg/hm2。移栽后油菜在越冬前的叶面积扩张与干物量积累对其产量形成关键期的物质积累呈显著正相关,移栽期推迟会导致油菜越冬前获得的有效积温减少,营养生长阶段缩短,叶面积减小,造成叶面积指数和角果皮面积指数降低,进而导致干物质积累量减少;同样以2021年试验为例,12月16日移栽与11月1日移栽相比,在蕾薹期、盛花期和成熟期的地上部干物重分别降低了93.54%、84.42%和58.10%,地下部干物重分别降低了82.87%、78.16%和55.05%。因此油菜毯状苗的移栽期适当提早有利于栽后油菜干物质快速积累与叶面积扩张,对油菜的生长发育及产量形成存在促进作用。
油菜毯状苗联合移栽机由拖拉机PTO(动力输出)驱动,因PTO为恒速,栽植速度与作业速度不能实时匹配,造成移栽株距不稳定,影响油菜栽植质量。为了提高株距稳定性,基于RTK(实时动态差分)卫星导航定位差分技术精准测量作业速度,设计了集成式电液比例控制液压系统,通过系统调试得出控制参数:Kc= 15, Kp= 0.5, Ki= 0.15, Kd= 0.05。对回归模型优化可知,在设计株距167.85 mm,作业速度3.21 km/h的时候,株距变异系数的预测值为3.06%。验证试验结果表明,在优化后的参数条件下,株距变异系数平均值为3.21%,与预测值误差仅为4.7%。说明所建立的模型与实际情况较为吻合,采用CCD法(中心组合设计法)对株距变异系数的预测结果是准确可靠的。
油菜受到冻害后,需要及时采取措施恢复生长,目前恢复措施较多,优先采取哪种措施事关重要。本文研究通过在2024年春季油菜受到冻害后,于湖北省沙洋县和当阳市布置田间试验,系统评估不同救灾措施对油菜冻害后的恢复效果,以帮助生产者选择合适的措施。田间试验采用裂区试验设计,主处理为不摘薹和摘(冻后)伤薹,副处理为不同物质包括对照、喷施新美洲星、碧护、芸薹素内酯、叶面肥、追施速效肥、喷施叶面肥+追施速效肥,分析了油菜产量、产量构成因子和收获指数等相关指标。结果表明,所有救灾措施均有效促进了油菜的生长,并带来了不同程度的增产效果。与不摘伤薹相比,摘薹处理在沙洋和当阳两地分别实现了11.2%和8.8%的平均增产。在不摘薹的条件下,与对照处理相比,施用不同救灾物质均显著提高了油菜籽产量,增幅在两个试验点分别为9.8%~77.9%和3.4%~77.1%,单株角果数增幅最为突出,分别平均提高了47.5%和32.6%。研究结果说明,在油菜直播条件下若初薹期遭受冻害时一般不建议将摘除伤薹作为救灾措施,建议优先采取喷施叶面肥与追施速效肥相结合的措施或喷施碧护等复合抗冻物质来恢复生产。
油菜在整个生长过程中尤其是苗期易遭受渍害胁迫。为深入了解植物生长调节剂对渍害的缓解机制,测定了强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45、不耐渍品系YZ59的生理耐受性。试验设置CK(正常供水)、T1(淹水模拟渍害+喷水)、T2(淹水模拟渍害+喷施GA抑制剂烯效唑Uniconazole)、T3(淹水模拟渍害+喷施ABA抑制剂去甲二氢愈创木酸NDGA)4个处理,检测渍害胁迫过程中抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、渗透调节物质(MDA、可溶性蛋白、脯氨酸)含量、内源激素(GA、ABA)含量和光合生理的变化。结果表明,T1处理下SOD、POD和CAT活性,MDA、可溶性蛋白、脯氨酸、GA、ABA含量升高,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著降低,表明渍害降低油菜光合作用,但油菜可通过生理响应减缓渍害。T2处理可有效缓解渍害对幼苗生长的胁迫作用,但T3处理效果不明显,且不同耐渍性甘蓝型油菜对两种植物生长调节剂的响应存在差异。T2处理通过抑制内源GA合成,使油菜幼苗GA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、渗透调节物质(MDA、可溶性蛋白、脯氨酸)含量、胞间CO2浓度显著低于T1,但不同耐渍性品系之间存在差异。T3处理抑制ABA合成,对油菜受到的渍害胁迫缓解程度较小,分析发现抑制ABA合成,强耐渍品系中GA含量显著降低,并且抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性降低,对耐渍性无显著影响。由此认为,烯效唑可通过降低油菜幼苗GA水平,抑制渍害胁迫过程中幼苗生长,提高依赖ABA途径的油菜抗氧化能力和渗透调节能力,进而影响光合和通气状况以提高油菜幼苗耐渍能力。
盐胁迫抑制油菜种子的萌发和芽苗生长。为了探究种子引发剂对甘蓝型油菜(Brassica napus)种子盐胁迫的缓解效应,探索提高油菜耐盐性的有效措施,利用NaCl、亚精胺和褪黑素对耐盐种质SA102和盐敏感种质WR011进行了不同浓度、不同时间的种子引发处理,分析盐胁迫条件下油菜种子发芽和芽苗生长参数。研究结果表明,NaCl引发处理对耐盐种质在盐胁迫条件下的种子萌发无促进作用,且长时间(24 h)NaCl引发还会抑制其发芽,而盐敏感种质在NaCl引发2 h萌发率最高。相比于NaCl引发,亚精胺和褪黑素引发处理更有利于油菜种子的萌发与芽苗生长,但不同油菜种质适宜的亚精胺或褪黑素引发浓度和时间存在差异。耐盐种质在2 mmol/L亚精胺引发处理14 h耐盐性效果最佳,而盐敏感种质在5 mmol/L亚精胺引发处理3.5 h效果最佳。褪黑素引发种子显著促进盐胁迫条件下油菜种子的萌发与芽苗生长,其中耐盐种质和盐敏感种质分别在25 μmol/L(5 h)与50 μmol/L(2 h)褪黑素引发下达到最高的萌发率。
为探究沼液与尿素配施在红壤地区油菜生产中的增产效果以及对土壤团聚体氮素分配的影响,本研究于2022至2023年布置了大田试验,处理包括尿素氮与沼液氮比例为85%∶15%(以有机氮占比记为ON15,以此类推)、70%∶30%(ON30)、55%∶45%(ON45)、40%∶60%(ON60)、尿素氮100%(ON0)和不施尿素氮(N0)。分析了油菜产量、土壤团聚体组分及全氮含量,并探讨了土壤团聚体氮含量与油菜相对产量的量化关系。结果表明:尿素氮及其与沼液配施的处理产量均显著高于N0处理(2022年和2023年的增幅分别为16.53%~45.45%和14.71%~50.98%),且沼液比例越高,油菜产量越高。与N0处理相比,ON15、ON30、ON45和ON60处理中>2 mm团聚体组分的比例均显著增加,2022年和2023年的增幅分别为48.83%~66.97%和37.10%~61.09%。与ON0处理相比,2022和2023年ON60和ON45处理>2 mm、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm团聚体组分中全氮含量均得到显著提升,且2023年还呈现出ON30处理中>2 mm和<0.053 mm团聚体组分中全氮含量显著高于ON0的趋势。进一步分析发现,各团聚体组分中全氮含量与油菜相对产量呈显著的正相关关系,结合拟合方程的参数表明,在所有团聚体组分中,>2 mm团聚体组分与油菜相对产量的斜率明显大于其它团聚体组分,即当>2 mm团聚体组分的全氮含量每增加0.1 g/kg,油菜相对产量可以增加5.08%~6.58%。因此,在红壤地区的油菜种植中,沼液配施尿素是提升油菜产量和促进团聚体氮素固持的重要措施,且相较其它团聚体组分,合理提升>2 mm团聚体组分中全氮含量是实现油菜高产目标最优途径。
为探究不同种植模式下轮作油菜对石灰性土壤结构与质量的提升效果,于2020-2021年在山西太谷长期连作玉米田采用随机区组设计进行田间试验。设置4个种植模式,分别是:玉米-小麦(MW)、油菜-小麦(RW)、油菜-玉米(RM)、玉米-玉米(MM),以MM为对照。研究表明,不同种植模式下的土壤有机碳含量、碳库管理指数、团聚体分布、团聚体有机碳储量等存在显著差异。团聚体的稳定性、土壤碳库活度以及土壤总有机碳含量与小粒径团聚体关系紧密。与MM相比,北方旱作传统轮作模式MW的团聚体稳定性更好,更有利于团聚体有机碳的储存;油菜轮作模式RM和RW的CMPI(碳库管理指数)增加了73.00%和76.00%,大团聚体(>3 mm)所占比例高出14.90%~30.17%,小团聚体(<1 mm)有机碳含量显著高出9.44%~47.53%。其中RM模式的CL(碳库活度)、CPI(碳库指数)、CMPI以及团聚体有机碳储量较RW具有显著优势。综上,种植油菜可以通过提升土壤中大团聚体的占比和小团聚体的有机碳含量,增加团聚体的有机碳储量进而改善土壤结构、提高土壤固碳能力。
洱海流域农田土壤养分丰富,但传统有机肥施用模式下油菜产量与氮肥利用率低。为创新洱海流域绿色高值油菜新模式及其配套的施肥模式,本研究通过调查不同施肥模式下氮肥运筹对菜油兼用型油菜产量和品质的影响,确定适合洱海流域菜油兼用型油菜的施肥措施。于2022-2023年在大理白族自治州的大田,设置绿色产品(有机肥替代50%化肥氮)和绿色生态(化肥氮)2种基肥模式,设置不追肥对照(CK)、苗期追肥(T1)、五叶期追肥(T2)、苗期+五叶期分次追肥(T3)4个氮肥运筹裂区处理。调查菜油兼用油菜品种云油杂15的产量、品质和根系形态。结果表明:在绿色产品和绿色生态模式中,与CK处理相比,各处理的籽粒分别增产98%~283%和164%~244%,油菜薹分别增产42%~141%和50%~85%。T3处理的氮素累积量与氮肥利用效率在绿色产品和绿色生态模式中,相较于其它追肥处理均显著提高。绿色产品模式中T3处理较其它处理能够最大程度提升籽粒和菜薹品质,提高籽粒油分产量与蛋白质产量,降低硫甙含量,提高一级薹比例,降低三级薹比例。蕾薹期T3处理的总根长、总根表面积、根尖数、根分叉数在绿色产品和绿色生态模式中比CK处理分别提高了95%和77%、210%和88%、101%和146%、245%和171%。此外,在相同的追肥处理中,绿色产品模式的菜籽与菜薹产量和品质、氮素累积量以及根系形态特征整体优于绿色生态模式。综上认为,绿色产品模式配合苗期+五叶期分次追施氮肥可以改善油菜前期根系形态,进而显著提高菜油兼用型油菜的产量和氮肥利用效率,是提高洱海流域菜油兼用型油菜产量与品质的关键施肥模式。
为科学利用绿肥油菜对土壤的生物熏蒸作用,通过田间实验研究不同含硫量绿肥油菜对枸杞地土壤线虫群落的影响,调查土壤线虫的数量和种类。处理包括行间种植高硫油菜(Hg)、低硫油菜(Lg)与常规清耕管理对照(CK)。结果显示:与CK相比,5月15日种植油菜一个半月,Hg和Lg处理分别使枸杞地土壤线虫数量显著升高103.45%和53.64%;6月30日种植油菜三个月,Hg和Lg处理分别使土壤线虫数量显著升高72.90%和51.34%;但在8月15日翻压油菜一个半月,Hg和Lg处理分别使土壤线虫数量显著降低58.35%和54.20%;9月30日翻压油菜三个月,Hg和Lg处理分别使土壤线虫数量升高5.10%和0.14%,但未达显著差异。同时,在线虫种类上,Hg和Lg处理使食细菌线虫个体和属的数量较CK显著升高,而使植食性线虫个体和属的数量较CK显著降低,特别是植食性线虫胞囊属。与CK相比,Hg和Lg处理线虫通路指数(NCR)在前3次采样时显著升高,而在第4次采样时显著降低;Hg和Lg处理使线虫丰富度指数(Rs)、瓦斯乐斯卡指数(WI)、自由生活线虫成熟度指数(MI)显著升高,而使植食性线虫成熟度指数(PPI)显著降低。这些结果表明,绿肥油菜有利于枸杞地土壤线虫数量的增长,同时能够增加食细菌线虫属的数量和相对丰度、降低植食性线虫属的数量和相对丰度,特别是高硫绿肥油菜。
甘蓝型油菜薹已逐步进入市场,明确甘蓝型油菜作为蔬菜的食用品质及消费者喜好度,可为油菜薹的生产及推广提供重要支撑。本研究以早熟甘蓝型油菜品种WH14、中熟甘蓝型油菜品种华油杂62(HZ62)与市面冬季常见蔬菜广东菜心(GD)和红菜薹(HS)作为研究对象,分别比较WH14和GD、HZ62和HS的营养品质,包括菜薹中可溶性糖、蔗糖、淀粉、纤维素、果胶与木质素等物质含量指标,并进行烹饪后样品的感官评价。营养品质测定结果表明:WH14比GD可溶性糖含量高13.1%,木质素含量高22.7%,纤维素含量低26.2%;HZ62比HS可溶性糖含量高55.2%,木质素含量高9.5%,纤维素含量低4.2%。感官评价结果表明:消费者对于三种菜薹均表现为喜好的情绪;认为WH14的甜度、整体品质和整体喜好度显著优于GD,而HZ62与HS相比,甜度略高、质地略差、整体喜好度没有显著差异。以上结果表明甘蓝型油菜薹综合品质较好,具备较高的推广价值。
油菜籽收获后未及时干燥很容易霉变酸败。本文采用连续隧道式微波干燥装置处理新收获油菜籽,通过单因素实验,对油菜籽出油率、过氧化值、酸价进行分析,利用响应面法优化微波干燥工艺参数,并采用GC-MS监测了最佳微波条件下油菜籽中的挥发性物质。结果表明:当设置微波功率784 W、传送带样品堆放厚度8 mm、传送速度0.70 cm/s时,油菜籽的出油率39.19%、过氧化值1.85 mmol/kg、酸价0.46 mgKOH/g、感官评分93分、水分7.19%。在该工艺条件下,相较于热风干燥油菜籽中对风味不利的辛辣味物质减少。