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耐盐碱多用途油菜综合利用技术的研究进展

花匠小妙招
2024-12-15 03:12

耐盐碱多用途油菜综合利用技术的研究进展
Advances in Comprehensive Utilization and Multi-Use Technology of Saline-Alkali Resistant Rapeseed (Brassica napus L.)

1. 引言

土壤盐胁迫是限制农作物生长发育和稳产的主要不利因素之一 [1]，我国盐碱土面积达9913万hm2 [2]。土壤盐胁迫通过引起土壤水势胁迫和盐离子摄入过量产生盐毒害作用 [3]，而对植物产生不利影响，如何充分利用盐碱提高土地产能成为研究的热点问题。

油菜(Brassica napus L.)十字花科芸薹属植物，属于多用途作物，由于其根系能够分泌有机酸，具有一定的抗盐碱能力，属中度耐盐作物。油菜抽薹期割取菜薹菜用，始花期至盛花末期可以开展田间观光旅游，终花期将油菜翻压还田做绿肥或者收获后做青贮饲料再或者直接收获菜籽榨油。绿肥通过促进土壤微生物和酶活性，调节土壤氮、磷、钾库及有机质含量 [4]。油菜做绿肥翻压后分解所产生的各种有机酸、糖类、酚类及含氮、硫的杂环化合物，具有活性基团，可以活化土壤有机物，降低盐碱危害。傅院士推广的复种饲料(绿肥)油菜，在内蒙古自治区、新疆维吾尔族自治区等次生盐碱地产量和种植效益均比较突出 [5] [6] (农民日报，2017-12-07；新浪新闻网，2017-11-23)，其中“饲用油菜生产及利用技术”已被农业农村部作为2017年主推技术之一发布 [7] (农业部办公厅关于推介2017年农业主推技术的通知，2017-6-20)。

本文总结了近几年盐碱地油菜多用途综合开发利用的研究技术进展，以期为油菜的多功能利用以及盐碱地的综合开发提供理论支撑。

2. 国内外研究进展

2.1. 油菜抗/耐盐碱种植技术研究现状

油菜根系可以分泌有机酸，具有较强的抗盐碱能力。在盐碱地块，白菜型油菜出苗率高于甘蓝型油菜和芥菜型油菜；甘蓝型油菜成活率高于白菜型油菜和芥菜型油菜 [8]。在模拟盐碱胁迫情况下，随着处理盐浓度的增加，种子发芽率、幼苗根系活力和可溶性蛋白含量降低，叶片细胞膜透性和脯氨酸的含量显著增加，pH值、盐度(Na+)和 CO2−3 是盐碱混合条件对油菜胁迫的主导因素 [9]。通过品种筛选，我们可以找到生产上能够满足需要的耐盐碱品种 [10]。在盐碱地，油菜应该适当早播，促进早发，选择能一次完成浅耕灭茬、开沟作畦、播种、施肥等多道工序的联合直播机，苗期增加施肥量，增加磷肥用量，在后期注重叶面喷肥；盐碱地地块面积大，化学防除杂草可用精喹禾灵乳油防除禾本科杂草，用草除灵悬浮剂防除双子叶杂草。盐碱地的耕作层容易返盐，油菜茎叶对根部的覆盖是抑制耕作层返盐的有效措施，遇到连续较长时间的干旱，应及时中耕松土控制返盐或者适当灌水进行洗盐压盐 [11] [12]。

2.2. 油菜绿肥对土壤肥力的改良作用

绿肥是有机肥料的一种，它是指所有能够翻压到土壤中用作肥料，或者是与作物套播轮作，从而起到改良土壤理化性质、促进作物生长的绿色植物体 [13]。傅廷栋院士 [14] 提出，在现代农业中发展绿肥具有重要的意义，绿肥对耕地土壤肥力影响巨大，绿肥提高土壤有机质含量，能促进土壤微生物和土壤动物活动，绿肥最主要、最直接的作用还是改良土壤结构，促进团粒结构形成，从而增加土壤疏松性．改善土壤通气性和透水性，提高土壤保肥性和缓冲性，明显改善土壤理化性状，改良土壤沙、黏、板、瘦、酸、碱、盐等中低产障碍因子，加速生土熟化，逐步提高土壤肥力等级。同时，绿肥具有重要的生态环境效益，可以有效减少裸露土地面积，大幅度减少雨水和大风对土壤的侵蚀，减少沙尘暴发生频率及强度。绿肥可以提高土地的综合利用效率，绿肥主要种植区域一般都是气候较差的“三冬田”，或在棉花、玉米、大豆等作物套种间隙，或者是水果、林木树下空地。利用空闲土地发展绿肥，可充分利用光、热和土壤资源。

高玲等 [4] 研究表明，绿肥不仅可以对土壤氮、磷、钾库进行调节，还可以改善有机质，并能促进土壤微生物和酶活性，对活化和改良土壤具有重要作用。油菜作为绿肥对土壤养分的影响效果明显，绿肥压青显著增加土壤有机质的含量13%，土壤全氮量增加73%，随着压青量的增加土壤碱解氮逐渐增加，显著增加水稻产量 [15]。绿肥翻压后分解所产生的各种有机酸、糖类、酚类及含氮、硫的杂环化合物，具有活性基团，可以活化土壤有机物，降低盐碱危害。长期绿肥还田能够降低士壤容重，提高土壤孔隙度和含水量 [16]。翻压油菜后，土壤中碱解氮、有效磷、有效钾及有机质含量均有所提高，其中有效钾和有机质含量增加较为显著，与基础土样相比，分别提高了17.99%和25.45%；土壤pH值变化不大，土壤容重下降明显，降低了22.55%，后茬作物水稻的增产效果显著 [17]。奚柏龙等 [18] 以冬油菜为绿肥，土壤容重降低0.04~0.44 g∙cm−3，土壤毛管孔隙度增加0.6%~1.2%，土壤的含水量增加0.2%~1.3%。油菜不仅可以通过活化土壤中的矿质态磷，补充土壤磷素，油菜还是少数可以把矿物态磷吸收、利用的作物之一。据分析，油菜鲜草的含水量约为83%，氮素营养可达到0.43%。此外，油菜鲜草中含磷量(P2O5)约为0.26%、含钾量(K2O)约为0.44%。在对油菜干草的分析中发现，其含氮量可达到2.52%、含磷量(P205) 1.53%、含钾量(K2O) 2.57% [14]。大量元素含量非常丰富，这也是油菜作为绿肥的重要优势之一。此外，油菜翻耕入土之后，可以有效活化土壤，改良土壤的物理性质，显著提高土壤有机质含量，并能长期作用于土壤，对一些劣质土壤具有很好的改良作用 [18]。

2.3. 油菜青贮饲用对畜牧业的影响

饲用油菜，又称双低油菜(低芥酸和低硫代葡萄糖甙)，其油有利于人体健康，饼粕无毒适合直接用作家畜饲料 [19]。饲用油菜种植成本低、生物量大、蛋白和脂肪含量高，其蛋白和消化能接近豆科牧草，且适口性好 [20]。自然风干条件下，饲料油菜干物质含量为15.7%，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、碳氮比含量分别为25.6%、2.4%、16%、16.85%、2.42%~5.94% [21]，从营养成分组成看饲料油菜属于高蛋白型饲草，其粗蛋白含量接近豆科饲草，并有高脂肪低纤维的特点，与传统复种的豆科饲草相比，具有较高的无氮浸出物和钙含量，是一种优质的饲草来源 [22]。大量试验表明饲料油菜不同生长发育时期的营养价值也有不同，苗期的粗蛋白和粗脂肪含量高于开花期和结荚期，粗纤维在结荚期达到最高，考虑到产量和营养价值等因素，建议在抽薹期至开花期刈割鲜草饲喂家畜 [23]。油菜秸秆经测定油菜秸秆的粗蛋白含量达5.48%、粗脂肪2.14%、粗纤维46.17%、灰分5.02%、钙0.83%、磷0.09%、水分9.17%，完全满足草食动物的饲草营养标准 [24]。

近年来，先后将饲用油菜用于养猪、牛、羊、兔，取得了一定的经济效益。油菜饲用最佳刈割期为终花末期，杨华等 [25] 研究表明饲喂青贮饲料油莱比油菜配制的发酵全混日粮(FTMR)肉牛日增重更快，效果更好。配制发酵全混日粮(FTMR)显著增加湖羊的日增重量和出栏重量，可显著降低饲养成本，可缓解肉羊养殖中冬春季饲料不足的现状 [20] [26]。柴君秀等 [27] 用20%的饲用油菜替代玉米秸秆饲喂肉羊，育肥羊30d可多增质量0.6 kg，能提高肉羊日增质量、屠宰率、净肉率、熟肉率和胴体脂肪含量等，降低失水率 [28]。邱玉朗等 [29] 发现经发酵的有油菜配制的FTMR饲喂小尾寒羊的日增质量和料重比优于未经发酵的TMR组，且小尾寒羊对FTMR粗纤维的消化率显著优于TMR组，表明FTMR饲喂肉羊的效果更好，这些研究结果说明饲用油菜营养丰富，经发酵后饲喂肉羊效果更佳。民猪的基础日粮中添加1 kg饲用油菜，30 d可多增质量1.54 kg [30]。在肉兔基础日粮中添加5%~10%新鲜饲用油菜，30 d后可显著提高肉兔日增质量12%~18% [31]。

3. 展望

油菜作为多用途的作物，在“菜–薹–观花旅游–绿肥/饲料作物”的多用途中具有其他作物如青贮玉米、二月兰、毛苕子等青贮或绿肥作物不可比拟的优势。以后应该关注油菜在盐碱地多用途油菜综合利用技术的开发，加强譬如播期与播种量、垄沟栽培降盐碱、微咸水综合利用等栽培技术对油菜品质和产量的调控效应研究，进而为美丽乡村建设、“乡村振兴战略”国家战略指导下的种植业结构调整、油菜绿肥还田，减施化肥降低面源污染、畜牧业亟需的青贮饲料多样化开发提供技术支撑。

基金项目

国家重点研发计划课题“绿肥高效利用下作物生产化肥减施技术集成与应用”(2017YFD0200808)；天津市种业科技重大专项“耐盐碱‘菜–花–肥/饲/油’多用途油菜新品种的引进、筛选与繁育”(18ZXZYNC00 100)；天津农学院天津市高等学校基本科研业务费资助项目“盐碱地垄作沟灌微咸水对饲用油菜产量及品质的调控机理研究”。