包膜復混肥對油菜產量與生物量的影響

何俊龍+劉強+宋海星+榮湘民+彭建偉+官春云

摘要：為了探討油菜施用包膜復混肥的增產機理。采用多地區田間小區試驗，研究了包膜肥料對油菜產量、生物量、根莖比、秸稈產量比的影響。結果表明，與普通復混肥相比，全量包膜復混肥油菜產量平均達到2 501.00 kg/hm2，比全量普通復混肥平均增產13.72%，半量包膜復混肥產量平均達到1 690.27 kg/hm2，比半量普通復混肥平均增產6.34%；包膜復混肥的突出作用主要體現在油菜生長后期，能夠更好地為油菜生長提供養分。

關鍵詞：包膜復混肥；油菜；產量；生物量

中圖分類號：S634.306 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2014）08-0103-03

化學肥料在糧食生產和人類社會的進步中做出了巨大的貢獻，當今世界有1/3的糧食產量直接來源于化學肥料^[1]。目前，我國的化學肥料年使用已達4.637×107 t，占世界化肥總用量的35%，按平均1 hm2化學肥料使用量達到400 kg，是美國的4倍，是發達國家化肥安全施用上限（225 kg/hm2）的2倍。但是我國的化肥有效利用率很低，60%～70%進入環境，造成嚴重的環境污染和生態危害^[2]。肥料利用率低的主要原因是由于絕大部分化學肥料為速溶性肥料，施入土壤后可在短期內溶解，速效養分在短期內不能全部被作物吸收利用而流失。包膜肥料作為新型肥料的研制和開發成為解決上述問題的突破口，已引起世界各國的廣泛關注^[3]。包膜肥料作為緩控釋肥研究的重要方向，具有控制條件單一，養分釋放緩慢，釋放期長，便于控制的特點^[4]。隨著測土配方施肥技術的跟進，目前緩控施肥在玉米、小麥、花生、棉花等作物上的研究都取得了較好的成果，但在油菜上的應用尚存在較大的盲區^[5-7]。油菜具有需肥量大、耐肥性強的特點，其產量、效益的提高與施肥關系尤為密切^[8]。本研究擬通過自制的高聚物包膜復混肥，研究不同施肥量對油菜產量和生物量的影響，為包膜肥料在油菜上的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試油菜品種為湘雜油1613，由國家油料改良中心湖南分中心提供。供試土壤肥力狀況見表1。供試肥料復混肥為湖南興湘科技開發有限公司生產的含N、P2O5、K2O 為12%、6%、7%的油菜專用肥，總養分≥25%，包膜復混肥為上述復混肥用自制高聚物包膜材料手工包裹而成，1 kg包膜材料包40 kg復混肥，硼肥為硼砂，包膜材料為國家油料改良中心湖南分中心提供。

1.2 試驗設計

田間試驗于2010年10月至2011年5月在湖南省衡陽、寧鄉、湘潭3個地點進行。根據湖南省油菜需肥特征和試驗區土壤肥力狀況，設5個處理：處理1：普通復混肥 750 kg/hm2 （全量）；處理2：普通復混肥375 kg/hm2（半量）；處理3：包膜復混肥750 kg/hm2（全量）；處理4：包膜復混肥375 kg/hm2（半量）；處理5：不施肥對照。每個處理施硼肥（含硼10.8%）15 kg/hm2。設3次重復，共15個小區，隨機區組排列。每小區面積為2 m×10 m（其中5 m2為采樣區，15 m2為測產區）。油菜于2010年10月22日直播，出苗后通過2次間苗調整密度為3.75×105株/hm2，2011年5月10日收獲。田間管理同一般油菜田。

1.3 測定項目與方法

分別于油菜苗期、盛花期和收獲期采全株樣品（每小區5株，根系挖掘深度為20 cm），考察植株的生物量（g）、根干質量（g）、莖干質量（g）、千粒質量（g）、每角粒數（個）、每株角果數（個）、測產（kg/hm2）。

1.4 數據處理

采用Excel 2012和SPSS 17.0進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 包膜復混肥對油菜產量的影響

表2結果顯示，處理3在3個試驗地點均獲得高產，達到 2 342.49～2 646.00 kg/hm2，平均達到2 501.00 kg/hm2，與其他處理相比較都達到極顯著水平。與不施肥對照相比增產率為114.79%～200.68%，平均達到154.76%；與處理1相比增產率為4.28%～26.88%，平均達到13.72%。半量包膜復混肥（處理4）油菜產量為1 445.80～1 976.69 kg/hm2，平均達到1 690.27 kg/hm2。在衡陽和湘潭極顯著高于處理2，在寧鄉與處理2相比，增產不顯著。處理4與不施肥對照相比，增產率達到43.05%～87.31%，平均增產率達70.54%。

2.2 包膜復混肥對油菜生物量的影響

2.2.1 包膜復混肥對油菜生物總量的影響

觀察圖1可以看出，在衡陽地區油菜生長總體趨勢是前期快后期慢，在寧鄉與湘潭地區表現為前期慢后期快的趨勢。在衡陽，包膜復混肥的處理3與處理4在油菜生長前期，生物量的積累分別低于普通復混肥的處理1與處理2；生長后期，各個處理的增長速率均有所下降，但包膜復混肥的處理3與處理4增長速率明顯高于普通復混肥的處理1與處理2，表現出后勁足。寧鄉與湘潭地區生物量的積累基本相似，在油菜生長前期，4個施肥處理的積累量沒有表現出較大的差距，全量施肥的處理1與處理3生物量的積累基本一致，半量施肥的處理2與處理4變化規律與全量施肥相一致；生長后期，包膜復混肥的處理3與處理4生物量的積累明顯高于普通復混肥的處理1與處理2，這與衡陽地區在生長后期所表現出來的規律相一致。

2.2.2 包膜復混肥對油菜根莖比的影響 從3個地區油菜根莖比的變化（圖2）可見，在衡陽和湘潭地區都表現為先升后降，在寧鄉呈現持續下降的趨勢。從衡陽的油菜根莖比變化可以看出，在苗期，包膜復混肥的處理3與處理4分別小于普通復混肥的處理1與處理2；到盛花期，包膜復混肥處理的根莖比出現反超現象，表現為處理4>處理3>處理1>處理2。收獲期根莖比出現大幅下降，表現為處理3>處理1=處理4=處理2。觀察寧鄉油菜根莖比變化可以看出，在油菜生長苗期，各處理根莖比有較大差別，其中包膜復混肥的處理3與處理4分別高于普通復混肥的處理1與處理2。盛花期，處理4根莖比達到最低值，其他各處理間差異不大；收獲期各施肥處理根莖比表現出處理3>處理1=處理2>處理4。湘潭地區，同樣在油菜生長苗期，包膜復混肥的處理3與處理4分別高于普通復混肥的處理1與處理2；盛花期全量包膜復混肥的處理3根莖比大于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4根莖比小于半量普通復混肥處理2；收獲期各施肥處理根莖比表現為處理3>處理1=處理2=處理4。

2.2.3 包膜復混肥對油菜秸稈產量比的影響

圖3中3個試驗地油菜秸稈產量比的結果顯示，三地不施肥處理的比值均最小，全量包膜復混肥的處理3秸稈產量比次之。在衡陽地區秸稈產量比值中，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4大于半量普通復混肥處理2。寧鄉地區秸稈產量比值規律與衡陽地區相一致。在湘潭地區，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4小于半量普通復混肥處理2。

2.3 產量與產量構成因素、生物量的相關性

結果（表3）顯示，3個產量構成因素中只有每株角果數與產量呈顯著相關，3個時期的生物量中，只有收獲期的生物量

3 討論

20世紀70年代，緩控釋肥的研究成為熱點， 因其克服了普通肥料短期效應的特點，被譽為21世紀的肥料。20世紀90年代，世界緩控釋肥的消耗總量已達到6.5×105 t，其中 2/3 是聚合物包膜肥料，最大的消耗國是美國，大約占世界總用量的70%，其次是日本和歐洲。在美國和歐洲，約占總量的90%是用于非農市場（高爾夫球場、苗圃、專業草坪、景觀園藝），僅10%用于農業（主要是用在蔬菜、草莓、柑橘等蔬菜果樹上）^[9]。我國雖起步較晚，但仍取得了可喜的成果，尤其糧食作物的緩控釋肥料。根據我國國情與緩控釋肥存在的問題，將包膜控釋技術與復混技術相結合，根據不同作物的需肥特點、以及土壤的供肥狀況，研制速緩相濟，與不同大田作物吸肥曲線相吻合的控釋專用復混肥系列， 實現包膜肥料的復合專用化^[10]。包膜肥料養分釋放速率受土壤溫度、土壤水分含量、pH值、質地、土壤微生物活性和土壤有機質等因素的影響^[11]，所以同一種包膜肥料在不同作物、不同地區、不同環境條件下養分釋放規律也有所不同，因此研究一種包膜肥料在不同地區、不同環境條件下對一種作物生長的影響效應，總結出普遍適用的規律，是包膜肥料克服多重因素影響條件下實現大范圍應用和推廣的必由之路。

包膜復混肥作為緩控釋肥的一種，是以顆?；蕿楹诵模韺油扛惨粚拥退苄曰蛭⑷苄詿o機物質或有機聚合物.使肥料成分通過包膜的微孔、裂縫慢慢釋放出來從而延長或控制肥料養分釋放^[12]，因此包膜復混肥在油菜生長前期效果不如普通復混肥，油菜生長后期，包膜復混肥處理的油菜仍能夠保持較高的生物量積累速率和積累量。崔文慧等研究結果也表明，緩釋肥的比例增加，油菜的生物量增加^[13]。根系作為養分和水分吸收的主要器官，不僅可以調節作物的養分供給，同時也受土壤養分的反調節，劉代平等研究結果表明，在油菜的整個生育期里，不同氮素水平對油菜根系形態以及生理特性有顯著影響^[14]。當土壤養分含量相對較少時，就會對油菜生長形成一種逆境，為了滿足作物生長的養分需求，就需要通過增加根系面積來提高養分吸收面積。由于包膜復混肥的肥力釋放特性，在本試驗的處理中，油菜生長前期，除不施肥處理外，只有半量包膜復混肥處理的土壤養分含量最低，因此處理4能夠在前期更好地促進根的生長。隨著作物生育期的推進，根系的生長逐漸減弱，側重地上部生殖器官的發育。由于全量包膜復混肥養分釋放具有緩慢的特點，避免了普通復混肥早期肥力迅速釋放，而后勁不足的缺點，仍能夠在油菜生長后期為根系生長提供養分，保證根系更高的活力，為獲得高產提供更大的可能。從產量的分析結果也可以證明，包膜復混肥應用在油菜上同樣可以獲得高產。

盡管到目前為止包膜肥料的研究成果是可喜的，但仍與緩控釋肥的目標相差甚遠^[15]。因此，物美價廉的包膜材料，先進高效的生產工藝、科學完善的控釋理論，嚴格規范的檢測標準仍是我們所努力的目標。

本試驗結果表明，包膜復混肥在提高油菜產量方面的效果是顯著的，全量包膜復混肥處理產量平均達2 501.00 kg/hm2，比全量普通復混肥處理增產13.72%，半量包膜復混肥產量

平均達1 690.27 kg/hm2，比半量普通復混肥增產6.34%。包膜復混肥在油菜生長前期沒有普通復混肥效果好，直到油菜生長后期，才表現出較好效果，促進油菜生物量以相對較高的速度繼續積累，為油菜籽粒結實保證植株更加活躍的狀態。

參考文獻：

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[4]肖 強，張夫道，王玉軍，等. 納米材料膠結包膜型緩/控釋肥料對作物產量和品質的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2008，14（5）：951-955.

[5]衛 麗，馬 超，黃曉書，等. 控釋肥對夏玉米碳、氮代謝的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2010，16（3）：773-776.

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[8]汪 浩. 菜需肥特性及施肥技術[J]. 現代農業科技，2009（23）：83，86.

[9]Landels S P. US markets for controlled-rellease fertilizers：present size and value，projected demand，trends，and opportunities for new CRF products[C]//Scheib R M. Controlled release fertilizer workshop. New York：Marcei Dekker Pubi，1991.

[10]楊同文，尹 飛，楊志丹，等. 包膜肥料研究現狀與進展[J]. 河南農業大學學報，2003，37（2）：141-144.

[11]Vyas B N，Mistry K B. Hydrolysis of prilled urea，sulphur coated urea and urea super granules in anoxic solution sol and inceptisol[J]. Indian Journal of Agricultural Science，1985，55（1）：35-40.

[12]許秀成，李 萍，王好斌. 裹型緩釋/控制釋放肥料專題報告[J]. 磷肥與復肥，2000，15（3）：1-6.

[13]崔文慧，王 干，韓守良，等. 不同緩釋肥施用比例對油菜生長及土壤養分的影響[J]. 河南農業科學，2013，42（3）：59-62.

[14]劉代平，宋海星，劉 強，等. 油菜根系形態和生理特性與其氮效率的關系[J]. 土壤，2008，40（5）：765-769.

[15]鄒 菁. 色環保型緩釋/控釋肥料的研究現狀及展望[J]. 武漢化工學院學報，2003，25（1）：13-17.

2.2.3 包膜復混肥對油菜秸稈產量比的影響

圖3中3個試驗地油菜秸稈產量比的結果顯示，三地不施肥處理的比值均最小，全量包膜復混肥的處理3秸稈產量比次之。在衡陽地區秸稈產量比值中，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4大于半量普通復混肥處理2。寧鄉地區秸稈產量比值規律與衡陽地區相一致。在湘潭地區，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4小于半量普通復混肥處理2。

2.3 產量與產量構成因素、生物量的相關性

結果（表3）顯示，3個產量構成因素中只有每株角果數與產量呈顯著相關，3個時期的生物量中，只有收獲期的生物量

3 討論

20世紀70年代，緩控釋肥的研究成為熱點， 因其克服了普通肥料短期效應的特點，被譽為21世紀的肥料。20世紀90年代，世界緩控釋肥的消耗總量已達到6.5×105 t，其中 2/3 是聚合物包膜肥料，最大的消耗國是美國，大約占世界總用量的70%，其次是日本和歐洲。在美國和歐洲，約占總量的90%是用于非農市場（高爾夫球場、苗圃、專業草坪、景觀園藝），僅10%用于農業（主要是用在蔬菜、草莓、柑橘等蔬菜果樹上）^[9]。我國雖起步較晚，但仍取得了可喜的成果，尤其糧食作物的緩控釋肥料。根據我國國情與緩控釋肥存在的問題，將包膜控釋技術與復混技術相結合，根據不同作物的需肥特點、以及土壤的供肥狀況，研制速緩相濟，與不同大田作物吸肥曲線相吻合的控釋專用復混肥系列， 實現包膜肥料的復合專用化^[10]。包膜肥料養分釋放速率受土壤溫度、土壤水分含量、pH值、質地、土壤微生物活性和土壤有機質等因素的影響^[11]，所以同一種包膜肥料在不同作物、不同地區、不同環境條件下養分釋放規律也有所不同，因此研究一種包膜肥料在不同地區、不同環境條件下對一種作物生長的影響效應，總結出普遍適用的規律，是包膜肥料克服多重因素影響條件下實現大范圍應用和推廣的必由之路。

包膜復混肥作為緩控釋肥的一種，是以顆粒化肥為核心，表層涂覆一層低水溶性或微溶性無機物質或有機聚合物.使肥料成分通過包膜的微孔、裂縫慢慢釋放出來從而延長或控制肥料養分釋放^[12]，因此包膜復混肥在油菜生長前期效果不如普通復混肥，油菜生長后期，包膜復混肥處理的油菜仍能夠保持較高的生物量積累速率和積累量。崔文慧等研究結果也表明，緩釋肥的比例增加，油菜的生物量增加^[13]。根系作為養分和水分吸收的主要器官，不僅可以調節作物的養分供給，同時也受土壤養分的反調節，劉代平等研究結果表明，在油菜的整個生育期里，不同氮素水平對油菜根系形態以及生理特性有顯著影響^[14]。當土壤養分含量相對較少時，就會對油菜生長形成一種逆境，為了滿足作物生長的養分需求，就需要通過增加根系面積來提高養分吸收面積。由于包膜復混肥的肥力釋放特性，在本試驗的處理中，油菜生長前期，除不施肥處理外，只有半量包膜復混肥處理的土壤養分含量最低，因此處理4能夠在前期更好地促進根的生長。隨著作物生育期的推進，根系的生長逐漸減弱，側重地上部生殖器官的發育。由于全量包膜復混肥養分釋放具有緩慢的特點，避免了普通復混肥早期肥力迅速釋放，而后勁不足的缺點，仍能夠在油菜生長后期為根系生長提供養分，保證根系更高的活力，為獲得高產提供更大的可能。從產量的分析結果也可以證明，包膜復混肥應用在油菜上同樣可以獲得高產。

盡管到目前為止包膜肥料的研究成果是可喜的，但仍與緩控釋肥的目標相差甚遠^[15]。因此，物美價廉的包膜材料，先進高效的生產工藝、科學完善的控釋理論，嚴格規范的檢測標準仍是我們所努力的目標。

本試驗結果表明，包膜復混肥在提高油菜產量方面的效果是顯著的，全量包膜復混肥處理產量平均達2 501.00 kg/hm2，比全量普通復混肥處理增產13.72%，半量包膜復混肥產量

平均達1 690.27 kg/hm2，比半量普通復混肥增產6.34%。包膜復混肥在油菜生長前期沒有普通復混肥效果好，直到油菜生長后期，才表現出較好效果，促進油菜生物量以相對較高的速度繼續積累，為油菜籽粒結實保證植株更加活躍的狀態。

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[12]許秀成，李 萍，王好斌. 裹型緩釋/控制釋放肥料專題報告[J]. 磷肥與復肥，2000，15（3）：1-6.

[13]崔文慧，王 干，韓守良，等. 不同緩釋肥施用比例對油菜生長及土壤養分的影響[J]. 河南農業科學，2013，42（3）：59-62.

[14]劉代平，宋海星，劉 強，等. 油菜根系形態和生理特性與其氮效率的關系[J]. 土壤，2008，40（5）：765-769.

[15]鄒 菁. 色環保型緩釋/控釋肥料的研究現狀及展望[J]. 武漢化工學院學報，2003，25（1）：13-17.

2.2.3 包膜復混肥對油菜秸稈產量比的影響

圖3中3個試驗地油菜秸稈產量比的結果顯示，三地不施肥處理的比值均最小，全量包膜復混肥的處理3秸稈產量比次之。在衡陽地區秸稈產量比值中，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4大于半量普通復混肥處理2。寧鄉地區秸稈產量比值規律與衡陽地區相一致。在湘潭地區，全量包膜復混肥處理3小于全量普通復混肥處理1，半量包膜復混肥處理4小于半量普通復混肥處理2。

2.3 產量與產量構成因素、生物量的相關性

結果（表3）顯示，3個產量構成因素中只有每株角果數與產量呈顯著相關，3個時期的生物量中，只有收獲期的生物量

3 討論

20世紀70年代，緩控釋肥的研究成為熱點， 因其克服了普通肥料短期效應的特點，被譽為21世紀的肥料。20世紀90年代，世界緩控釋肥的消耗總量已達到6.5×105 t，其中 2/3 是聚合物包膜肥料，最大的消耗國是美國，大約占世界總用量的70%，其次是日本和歐洲。在美國和歐洲，約占總量的90%是用于非農市場（高爾夫球場、苗圃、專業草坪、景觀園藝），僅10%用于農業（主要是用在蔬菜、草莓、柑橘等蔬菜果樹上）^[9]。我國雖起步較晚，但仍取得了可喜的成果，尤其糧食作物的緩控釋肥料。根據我國國情與緩控釋肥存在的問題，將包膜控釋技術與復混技術相結合，根據不同作物的需肥特點、以及土壤的供肥狀況，研制速緩相濟，與不同大田作物吸肥曲線相吻合的控釋專用復混肥系列， 實現包膜肥料的復合專用化^[10]。包膜肥料養分釋放速率受土壤溫度、土壤水分含量、pH值、質地、土壤微生物活性和土壤有機質等因素的影響^[11]，所以同一種包膜肥料在不同作物、不同地區、不同環境條件下養分釋放規律也有所不同，因此研究一種包膜肥料在不同地區、不同環境條件下對一種作物生長的影響效應，總結出普遍適用的規律，是包膜肥料克服多重因素影響條件下實現大范圍應用和推廣的必由之路。

包膜復混肥作為緩控釋肥的一種，是以顆粒化肥為核心，表層涂覆一層低水溶性或微溶性無機物質或有機聚合物.使肥料成分通過包膜的微孔、裂縫慢慢釋放出來從而延長或控制肥料養分釋放^[12]，因此包膜復混肥在油菜生長前期效果不如普通復混肥，油菜生長后期，包膜復混肥處理的油菜仍能夠保持較高的生物量積累速率和積累量。崔文慧等研究結果也表明，緩釋肥的比例增加，油菜的生物量增加^[13]。根系作為養分和水分吸收的主要器官，不僅可以調節作物的養分供給，同時也受土壤養分的反調節，劉代平等研究結果表明，在油菜的整個生育期里，不同氮素水平對油菜根系形態以及生理特性有顯著影響^[14]。當土壤養分含量相對較少時，就會對油菜生長形成一種逆境，為了滿足作物生長的養分需求，就需要通過增加根系面積來提高養分吸收面積。由于包膜復混肥的肥力釋放特性，在本試驗的處理中，油菜生長前期，除不施肥處理外，只有半量包膜復混肥處理的土壤養分含量最低，因此處理4能夠在前期更好地促進根的生長。隨著作物生育期的推進，根系的生長逐漸減弱，側重地上部生殖器官的發育。由于全量包膜復混肥養分釋放具有緩慢的特點，避免了普通復混肥早期肥力迅速釋放，而后勁不足的缺點，仍能夠在油菜生長后期為根系生長提供養分，保證根系更高的活力，為獲得高產提供更大的可能。從產量的分析結果也可以證明，包膜復混肥應用在油菜上同樣可以獲得高產。

盡管到目前為止包膜肥料的研究成果是可喜的，但仍與緩控釋肥的目標相差甚遠^[15]。因此，物美價廉的包膜材料，先進高效的生產工藝、科學完善的控釋理論，嚴格規范的檢測標準仍是我們所努力的目標。

本試驗結果表明，包膜復混肥在提高油菜產量方面的效果是顯著的，全量包膜復混肥處理產量平均達2 501.00 kg/hm2，比全量普通復混肥處理增產13.72%，半量包膜復混肥產量

平均達1 690.27 kg/hm2，比半量普通復混肥增產6.34%。包膜復混肥在油菜生長前期沒有普通復混肥效果好，直到油菜生長后期，才表現出較好效果，促進油菜生物量以相對較高的速度繼續積累，為油菜籽粒結實保證植株更加活躍的狀態。

參考文獻：

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