桂北地区不同油菜品种对氮磷钾肥的响应研究
时间：2022-12-08 21:55:03 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
刘助生，钟丽，廖云云，张宗急，明日，李云娟，方鹏，韦永忠
(1 广西茶叶科学研究所，广西 桂林 541000；
2 桂林市农业科学研究中心，广西 桂林 541006；
3 南宁市蔬菜研究所，广西 南宁 530002；
4 广西华田农业科技有限公司，广西 南宁 530000；
5 融水县农业农村局，广西 融水 545300)
油菜是我国重要的油料作物，年产菜籽油占国产食用植物油总量的47%[1]。油菜作为广西主要冬种油料作物，种植区域主要分布在百色、河池、柳州、桂林、贺州等地，常年油菜种植面积1.3 万hm2左右。近年来，对油菜开发利用及政府的积极引导，冬种播种面积最高年份曾达8.6 万hm2。同时，受劳动力、化肥等投入价格的上涨，较高的种植成本跟较低的产出效益仍是油菜发展的主要矛盾。为更好地应对油菜产业的发展需求，改变种植模式，种植高产品种及合理的施肥是促进油菜增产增收的重要手段[2]。
施肥是农作物增产增收的重要手段之一，对作物的产量有直接影响[3]，是作物增产增收的基本物质保障[4]。我国油菜主产区的油菜产量对肥料投入的依存度在55%以上[5]，同时，大量试验研究表明，施肥增产增效显著[6]。培育并推广节肥油菜品种是实现减肥增效的有效途径。大量研究表明，不同油菜品种的氮磷钾效率存在显著差异，某些油菜品种的氮、磷效率可相差一倍以上[7]。然而，不同品种氮磷效率的高低是相对的，从不同的油菜群体中筛选出来的氮磷钾高效油菜品种在不同区域种植时的肥料效率可能并不一致，因此，氮磷钾高效油菜品种的筛选应该考虑种植区域的特殊性。本文通过分析不同油菜品种产量、农艺性状和施肥量之间的关系，比较不同油菜品种在本地区对土壤氮磷钾素缺乏的耐性表现，研究在广西桂北常见的4 个油菜品种的养分响应及利用效率差异情况，为广西地区油菜产区科学种植、合理施肥提供依据。
1.1 试验材料
试验于2018—2019 年在桂林市农业科学研究中心核心试验基地进行。试验田土壤基本理化性质为:有机质40.0 g/kg、全氮3.25 g/kg、有效磷46.4 mg/kg、速效钾67 mg/kg，前茬作物种植水稻，采用水稻—油菜种植制度。
供试肥料分别为尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O512%)、氯化钾(K2O 60%)及颗粒硼肥(B 11%)。参试油菜品种为丰油730(湖南隆平高科亚华棉油种业有限公司)、阳光131(中国农业科学院油料作物研究所)、阳光2009(中国农业科学院油料作物研究所)和浙油杂108(浙江省农业科学院)共4 个。参试品种属于近年来广西主推早中熟品种，种植面积大，能在桂北、桂中等不同生态区域种植，适应性强。
1.2 试验方法
试验设置16 个处理，采用裂区设计。主区设置4 个施肥处理:(1)氮、磷、钾肥配施(对照)；
(2)不施氮，仅施磷、钾肥(-N)；
(3)不施磷，仅施氮、钾肥(-P)；
(4)不施钾，仅施氮、磷肥(-K)；
副区为4 个油菜品种:丰油730、阳光131、阳光2009 和浙油杂108。试验小区面积为15 m2，3 次重复，随机区组排列。
试验中氮、磷和钾肥施用量分别为N 180 kg/hm2、P2O5105 kg/hm2和K2O 120 kg/hm2，按各处理要求进行施用。氮肥按基肥∶越冬肥＝6 ∶4分两次施用，磷、钾肥作基肥一次性施入。为保证试验效果，统一基施硼肥(B 11%)4.5 kg/hm2。油菜于2018 年10月13 日穴播，行距30 cm，株距16 cm，11 月5 日定苗，每穴留苗1 株，种植密度18 万株/hm2，2019 年4月27 日收获。田间管理采用当地推荐方式。
1.3 调查项目及方法
收获前，从各处理中齐地收割生长正常、大小相当的油菜代表样10 株，调查记录株高、最低分枝位、根颈粗、主茎长度及角果数、有效分枝数、单株角果数、每角果籽粒数和千粒质量等农艺性状及产量构成参数信息。在代表样中选取3 株，统计植株茎秆、荚果壳和籽粒的干质量，计算茎秆、荚果壳与籽粒的比例，3 个部分的样品磨碎用于植株地上部养分含量的测定；
籽粒产量为收获整个小区籽粒，晒干后计算的实际产量；
茎秆及果壳干物质量由取样植株茎秆、果壳与籽粒的比例计算得出。使用以下几个参数[8]表征氮、磷、钾肥对油菜产量的影响及利用情况:
产量损失率(CR，%)＝(Y-Y0)/Y×100
吸收利用率(RE，%)＝(U-U0)/F×100
生理利用率(PE，kg/kg)＝(Y-Y0)/(U-U0)
土壤氮素依存率(SDR，%)＝U0/U×100
式中:F—氮肥施用量；
Y—施氮肥区籽粒产量；
Y0—无氮区籽粒产量；
U—施氮区地上部植株总吸氮量(植株地上部不同部位干物质量与相应养分含量之积的和)；
U0—无氮区地上部植株总吸氮量。
磷、钾肥的计算方式与氮肥相同。
1.4 数据分析
试验数据采用Microsoft Excel 2016 计算整理，利用SPSS Statistics 18.0 进行方差分析、多重比较和相关分析。
2.1 不同油菜品种产量对氮磷钾的响应
同一施肥处理下，不同的油菜品种的籽粒产量表现不同(表1)。对照处理中阳光131 产量最高，达到2 875 kg/hm2，显著高于阳光2009 的2 383 kg/hm2，在该处理下这两个品种籽粒产量差异显著，其余品种产量差异不显著。在-N、-P、-K 处理下，阳光131 与丰油730 产量均较高，同一施肥处理下这两个品种产量差异不显著，且阳光131 在-N、-P 和-K下产量最高，表明阳光131 对低氮、磷、钾的耐受性较强；
阳光2009 在-N、-P 处理中产量最低，与其它3 个品种产量差异显著，表明阳光2009 对低氮、磷的耐受性较弱；
浙油108 在-K 下产量最低，与其它3 个品种产量差异显著，表明浙油108 对低钾的耐受性较弱。氮、磷和钾的缺乏显著降低了油菜品种籽粒产量，同一品种在-N、-P、-K 处理下产量差异显著。各品种在-N 处理下氮肥产量损失率均超过了50%，其中阳光2009 最高，达到72.7%；
-P 处理下磷肥产量损失率在50%左右，阳光2009 最高达到58.1%；
-K 处理中只有浙油杂108 的钾肥产量损失率超过50.0%，达到53.4%。结果表明，品种对氮素响应较大，且阳光2009 对氮、磷响应较敏感，浙油杂108 对钾素响应较敏感。
表1 不同施肥处理油菜各品种的产量差异Table 1 Yield difference of rape varieties under different fertilization treatments
2.2 不同油菜品种农艺性状对氮磷钾的响应
由表2 可知，缺乏氮、磷、钾肥的处理对不同油菜品种农艺性状的影响程度不同。在-N 处理下，4个品种的株高、最低分枝位、根颈粗、有效分枝数与对照相比差异都显著，缺磷、钾处理下4 个供试品种的株高、最低分枝位、主序长度、根颈粗及有效分枝数较对照处理均有不同程度降低，其中缺氮降幅最显著。-N 处理下，阳光2009 降幅最大，株高、最低分枝位、主序长度、根颈粗及有效分枝数分别下降26.6%、23.3%、30.7%、55.3%和37.7%；
-P 处理下，同样为阳光2009 的株高、最低分枝位、主序长度、根颈粗及有效分枝数降幅最大，分别为8.6%、2.0%、12.2%、27.4%和11.7%；
-K 处理下，丰油730 的株高、最低分枝位、主序长度、根颈粗及有效分枝数降幅最大，分别为7.9%、4.6%、14.7%、6.0%和16.0%。结果表明氮素是影响农艺性状的关键因素，阳光2009 农艺性状受氮、磷制约更明显。
表2 不同施肥处理的各油菜品种农艺性状比较Table 2 Comparison of agronomic characters of rape varieties under different fertilization treatments
2.3 不同油菜品种产量构成对氮磷钾的响应
由表3 可知，缺乏氮(-N)、磷(-P)、钾肥(-K)对所有参试品种的每角粒数及千粒质量影响不显著；
对单株角果数产生显著影响，与对照相比，-N、-P 和-K 处理平均单株角果数分别减少了43.6%、13.5%和11.9%，缺氮处理降幅最大；
对主茎角果数影响差异程度不同，-N 处理对所有参试品种的主茎角果数产生显著影响，-P 对阳光2009 主茎角果数差异显著，对其余3 个品种的主茎角果数差异不显著，-K 对所有参试品种主茎角果数差异不显著，-N、-P 和-K 处理平均主茎角果数减少23.8%、10.3%和11.7%。表明氮磷钾缺乏主要影响了单株角果数量和主茎角果数，其中受氮素影响最大，这与产量表现一致。
表3 不同施肥处理油菜各品种的产量构成比较Table 3 Comparison of yield components of rape varieties under different fertilization treatments
续表3
2.4 籽粒产量与农艺性状、产量构成的相关分析
由不同处理籽粒产量与农艺性状、产量构成等指标的相关分析(表4)可看出，不同施肥处理的籽粒产量与最低分枝位、单株角果数及主茎角果数存在显著正相关性。各品种的籽粒产量与株高、主序长度、根颈粗、有效分枝数、单株角果数、主茎角果数均存在显著正相关，这进一步表明籽粒产量主要受单株角果数和主茎角果数影响，除此之外，不同施肥处理的产量还受最低分枝位影响，而不同品种产量则受株高、主序长度、根颈粗及有效分枝的影响。
表4 籽粒产量与农艺性状、产量构成等指标的相关分析Table 4 Correlation analysis of yield，agronomic characters and yield components
2.5 不同油菜品种养分利用效率对氮磷钾的响应
由表5 可知，不同品种间氮、磷、钾肥的吸收利用率、生理利用率、土壤养分依存率表现有所差异。各品种氮肥、磷肥和钾肥吸收利用率(RE)分别在50.5%～56.3%、17.2%～20.0%和66.1%～86.4%之间，丰油730、阳光131 和浙油杂108 间的氮、磷肥吸收利用率差异不显著，但均显著高于阳光2009，其中阳光131 氮肥和磷肥的吸收利用率分别为56.3%，20.0%，在参试品种中最高；
钾肥吸收利用率按大小排序为:浙油杂108＞丰油730＞阳光131＞阳光2009，浙油杂108 钾肥吸收利用率高于其他品种，丰油730 和阳光131 间差异不显著。各品种氮、磷和钾肥生理利用率(PE)分别在16.8～19.1、61.8～76.8 和12.0～14.5 kg/kg 之间，其中阳光2009 氮肥生理利用率为19.1 kg/kg，显著高于其它品种，丰油730、阳光131 和浙油杂108 的氮肥生理利用率差异不显著，但均显著低于阳光2009；
各品种磷肥生理利用率变化与氮肥相似，阳光2009 磷肥生理利用率为76.8 kg/kg，显著高于其它品种。各品种对土壤氮素、磷素和钾素依存率(SDR)分别在26.5%～31.8%、37.4%～50.3%和48.9%～57.9%之间，丰油730 土壤氮素依存率最高，阳光131 土壤磷素依存率最高，且丰油730 和阳光131 对土壤氮、磷素的依存率显著高于阳光2009，浙油杂108 对土壤氮素依存率与阳光2009 差异不显著，但土壤磷素依存率显著高于阳光2009；
阳光131 土壤钾素依存率最大，显著高于其它品种。
表5 不同油菜品种的氮、磷和钾肥利用效率Table 5 Fertilizers efficiency of N，P and K in different oilseed rapes cultivars
本试验中油菜在氮磷钾缺乏条件下单株角果数减少导致减产，在缺氮条件下，单株角果数和主茎角果数较对照均显著减低，而缺磷、钾条件下，单株角果数下降而主茎角果数差异不显著，表明缺磷、钾减少了分枝角果生长。有研究表明，施用氮肥增加主茎上中下部的角果数量，产量增加[9]；
王寅等[10]认为，地力水平较高的田块磷素缺乏时主序角果数量变化不显著；
钾素提高中、下位分枝的生产力，而对主序及上位分枝的生产力作用较小甚至有一定的消弱[11]。本试验结果与上述研究一致。
多项研究表明，不同油菜品种的土壤养分利用效率不同[12-14]，通过分析氮、磷及钾肥的利用率发现，阳光2009 氮、磷及钾肥的吸收利用率偏低，表明阳光2009 从土壤中吸收氮、磷和钾素能力较弱，土壤氮、磷和钾依存率均偏低表明其对缺氮、磷和钾比较敏感，然而其生理利用率并不低，表明其氮、磷转化到籽粒中的效率较高，尽管如此，阳光2009 籽粒产量仍然偏低。成熟期钾素向籽粒中转移量较少，因此品种间钾肥生理利用率差异不易显现。
刘秀秀等[7]通过比较产量及增产率发现，不同油菜品种对土壤氮、磷、钾缺乏时的耐受性和敏感性存在显著差异。本试验也对供试品种的养分胁迫敏感性和耐受性进行了比较。阳光2009 缺氮、磷产量损失率均最高，阳光131 均最低，故阳光2009 对缺磷、氮敏感性最强，阳光131 敏感性最弱；
浙油杂108 缺钾产量损失率最高，阳光2009 最弱，故浙油杂108 对缺钾敏感性最强，阳光2009 最弱。阳光2009 在缺氮、磷条件下产量及土壤氮素、磷素依存率均最低，表明阳光2009 对土壤氮素、磷素缺乏的耐受性较低，同理，浙油杂108 对钾素缺乏耐受性较低。只有明确了不同品种、不同养分需求特点才能合理施肥，因地制宜提高肥料利用效率实现高产稳产[15]。
阳光131 在氮磷钾充足和缺乏的情况下产量均最高，阳光2009 对氮、磷响应较敏感，浙油杂108 对钾素响应较敏感。氮磷钾缺乏降低了油菜品种株高、最低分枝位、主序长度、根颈粗、有效分枝数、单株角果数及主茎角果数等农艺性状和产量因子，其中氮素缺乏影响最显著，阳光2009 受氮、磷缺乏影响最大。阳光2009 在氮磷钾缺乏时显著减产，其原因是养分利用效率和土壤依存效率偏低；
阳光131养分利用效率和土壤依存效率高，属于高效节肥型品种。
