減量施肥和灌溉對(duì)紅麻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

王道波++李伏生++宋巖++周瑞陽

摘要：通過大田小區(qū)試驗(yàn)，研究減量灌溉和施肥對(duì)紅麻（Hibiscus cannabinus）生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，以探討紅麻水肥利用特點(diǎn)，為紅麻高產(chǎn)高效栽培水肥管理提供合理依據(jù)。結(jié)果表明， 與足量施肥相比，減少25%施肥量顯著降低紅麻株高等農(nóng)藝性狀、生麻產(chǎn)量和地上部產(chǎn)量；與足量灌溉相比，減少20%灌水量和40%灌水量均顯著降低紅麻株高等農(nóng)藝性狀和生麻產(chǎn)量，表明足量施肥和灌溉是紅麻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的必備條件。足量施肥和灌溉的紅麻生麻產(chǎn)量顯著高于其他處理。減少25%施肥量時(shí)，減少20%灌水量的紅麻生麻產(chǎn)量顯著高于減少40%灌水量，但與足量灌溉之間的差異不明顯，表明水和肥應(yīng)協(xié)調(diào)供應(yīng)。因此，為了獲得理想的產(chǎn)量，紅麻應(yīng)按照灌水定額進(jìn)行灌溉，施肥量采用200 kg N/ hm2，66.7 kg P2O5 /hm2，133.4 kg K2O/hm2。但水和肥有一種供應(yīng)不足時(shí)，應(yīng)當(dāng)減少另一種的用量。

關(guān)鍵詞：紅 麻（Hibiscus cannabinus）；減量灌溉；減量施肥；生麻產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀

中圖分類號(hào)：S563.5；S318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）11-2610-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.013

Effects of Reducing Irrigation and Fertilization on Growth and Yield

of Kenaf（Hibiscus cannabinus）

WANG Dao-bo1，2，LI Fu-sheng1，SONG Yan3，ZHOU Rui-yang1

（1.College of Agriculture， Guangxi University， Nanning 530005， China；2.College of Resources and Environment， Qinzhou University， Qinzhou 535099， Guangxi， China； 3.Beihai College of Beihang University， Beihai 536001， Guangxi， China）

Abstract： The effects of reducing irrigation and fertilization on growth and yield were studied by a field experiment to investigate the character of water and fertilzer use， so as to provide rational irrigation and fertilization for high yield and high efficient cultivation of kenaf. The results showed that compared with adequate fertilization， reducing 25% fertilization significantly reduced agronomic traits， dry bark weight and shoot dry weight of Kenaf. It showed that adequate fertilization was the guaranteed of high and stable yield. Compared with adequate irrigation， reducing 20% irrigation and 40% irrigation decreased significantly agronomic traits and dry bark weight of Kenaf. It showed that irrigation was necessary for high yield. In adequate fertilization and irrigation， yield of kenaf was significantly higher than other treatments. In reducing 25% fertilizer amount， reducing 20% irrigation was the most adaptive irrigation level. It is indicated that the best strategy of irrigation and fertilization mode was full fertilization （N 200 kg/hm2， P2O5 66.7 kg/hm2， K2O 133.4 kg/hm2） with Irrigation quota. If one of irrigation and fertilization was in short supply， the amount of the other should be reduced.

Key words： kenaf（Hibiscus cannabinus）； reducing irrigation； reducing fertilization； raw flax yield； agronomic traits

過量施肥獲得高產(chǎn)已成為中國(guó)各地普遍問題，由此引發(fā)農(nóng)業(yè)面源污染，加劇生態(tài)環(huán)境惡化。譚宏偉等[1]研究表明，與常規(guī)灌溉施肥相比，滴灌減量施肥處理對(duì)甘蔗不同生長(zhǎng)階段氮磷鉀的吸收量和吸收強(qiáng)度均有顯著的促進(jìn)作用，甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)也得到顯著提高。唐新蓮等[2]認(rèn)為，滴灌減量施肥（較常規(guī)施肥減量10%～50%）提高了甜糯玉米的產(chǎn)量，并顯著提高了其可溶性糖和淀粉含量，改善了玉米品質(zhì)。段然等[3]認(rèn)為，減量施肥對(duì)玉米和油菜產(chǎn)量沒有顯著影響，同時(shí)氮磷徑流損失量比常規(guī)處理分別減少3.54%～35.71%。吳俊等[4]認(rèn)為，減量施肥處理年度累計(jì)流失負(fù)荷較常規(guī)施肥處理下降6%～53%。endprint

減量灌溉的研究也受到重視。有學(xué)者認(rèn)為，紅麻的株高和總干重隨灌水量增加而增加，ETc在125%時(shí)產(chǎn)量最高[5-7]。薛馮定等[8]認(rèn)為，任一生育期虧水都會(huì)造成春玉米株高和產(chǎn)量降低。李萬春等[9]認(rèn)為，拔節(jié)期水分虧缺會(huì)導(dǎo)致冬小麥根干質(zhì)量和地上部干重減小。王道波等[10]認(rèn)為，苗期中水、其他生育期高水處理時(shí)紅麻產(chǎn)量最高。

近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)紅麻（Hibiscus cannabinus L.）、玉米、小麥等作物對(duì)減量施肥和減量灌溉的響應(yīng)有了一定的研究，但是不同作物需水規(guī)律不盡相同，相同作物不同品種之間也有差異。基于紅麻本身存在遺傳多樣性及對(duì)水肥利用的差異，分別以常規(guī)種福紅992和雜交種紅優(yōu)2號(hào)為例，研究減量施肥和灌溉對(duì)不同品種紅麻農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的影響，為確定紅麻的灌溉和施肥水平提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)在廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)場(chǎng)的網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。供試土壤為赤紅壤，pH 5.0、有機(jī)質(zhì)19.2 g/kg、堿解氮（N）77.6 mg/kg（1 mol/L NaOH堿解擴(kuò)散法）、速效磷（P）21.1 mg/kg（0.5 mol/L NaHCO3法）、速效鉀（K）59.8 mg/kg（1 mol/L 中性NH4OAc法），田間持水量28%（質(zhì)量含水量）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)因素包括2種紅麻品種、2個(gè)施肥水平和3個(gè)灌溉水平，每個(gè)品種設(shè)對(duì)照1個(gè)，共14個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。2種紅麻品種：紅優(yōu)2號(hào)和福紅992。3種灌水水平分別為：高水（IH），采用紅麻灌水定額；中水（IM），采用紅麻灌水定額的80%；低水（IL），采用紅麻灌水定額的60%。各灌水水平的具體灌水量見表1。2種施肥水平分別為：推薦施肥量（T1）N 200 kg/hm2， P2O5 66.7 kg/hm2，K2O 133.4 kg/hm2；減量施肥量（T2），為推薦施肥量的75%。N肥用尿素（含N46%），P肥用重過磷酸鈣（含P2O5 54%），K肥用氯化鉀（含K2O 60%）。全部肥料用作基肥，在播種前混勻施入[11]。

1.3 試驗(yàn)管理

種植方式選用壟耕，壟寬40 cm，壟間距40 cm，紅麻行間距30 cm，株間距9 cm，每公頃種植27.8萬株。2012年5月25日播種， 5月29日出苗，平均高約5 cm時(shí)每穴留1株幼苗。其余處理連續(xù)兩周無有效降水則灌溉1次，灌水方式為溝灌。2012年10月30日收獲，各處理其他農(nóng)學(xué)管理相同。6月25日噴施90%敵百蟲（1∶1000）、百菌靈，消除和預(yù)防地老虎、斜紋夜蛾、線蟲等病蟲害。

1.4 測(cè)定方法

收獲后，用皮尺測(cè)量紅麻株高，即從子葉節(jié)到頂端的距離；使用游標(biāo)卡尺測(cè)量紅麻子葉節(jié)處的直徑；用鋼卷尺測(cè)量主根長(zhǎng)。采集各處理地上部分及其根系，在90 ℃殺青30 min后于65 ℃烘干至恒重，分別稱生麻皮、麻稈、葉和花蕾、根系等干物質(zhì)質(zhì)量；地上部干質(zhì)量是麻皮、麻稈、葉和花蕾的干物質(zhì)質(zhì)量之和，生麻產(chǎn)量指麻皮干質(zhì)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在SPSS 17軟件中使用通用線性模型進(jìn)行方差分析，方差分析包括減量灌溉、減量施肥和品種，不同指標(biāo)各處理平均值的比較用Duncan法。減量施肥和減量灌溉的對(duì)產(chǎn)量的影響在Surfer 8軟件中進(jìn)行插值擬合，空間插值使用Kriging法，變量圖模型采用線性模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 減量施肥和灌溉對(duì)紅麻生長(zhǎng)和干物質(zhì)量的影響

2.1.1 株高 由表2可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1株高分別提高46.6%和29.8%，T2株高分別提高29.8%和15.5%，IH株高分別提高40.4%和29.6%，IM株高分別提高37.3%和22.3%，IL株高分別提高36.8%和16.2%，差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1株高分別提高12.9%和12.4%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)的T1來說，與IL相比，IH株高提高7.8%，與IM相比，IH株高提高5.5%，差異均顯著。對(duì)于福紅992來說，與IL相比，IH和IM株高分別提高82.5%和37.4%，差異顯著，且T2的IH和IM之間株高差異也顯著。

2.1.2 莖粗 由表2可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1莖粗分別提高47.2%和49.6%，T2莖粗分別提高32.4%和24.8%，IH莖粗分別提高47.9%和45.3%，IM莖粗分別提高37.1%和41.8%，IL莖粗分別提高34.5%和24.6%，差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1莖粗分別提高11.2%和19.8%，除紅優(yōu)2號(hào)IL外差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)的T1和福紅992來說，與IL相比，IH和IM莖粗分別提高11.9%和10.9%，16.6%和13.8%，除福紅992IL和IM之間差異不顯著外，其余差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)的T2來說，與IL和IM相比，IH莖粗分別提高7.8%和16.5%，差異顯著。

2.1.3 主根長(zhǎng) 由表2可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，IH主根長(zhǎng)分別提高16.8%和27.1%，差異顯著。對(duì)于福紅992來說，與IL相比，IH主根長(zhǎng)分別提高23.9%，差異顯著。

2.1.4 地上部干質(zhì)量 由表2可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1地上部干質(zhì)量分別提高190.3%和256.9%，差異顯著；T2時(shí)，僅福紅992的IH和IM地上部干質(zhì)量分別提高134.9%和77.8%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1地上部干質(zhì)量分別提高101.1%和85.4%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，T1時(shí)，與IL相比，IH地上部干質(zhì)量分別提高32.5%和51.3%，與IM相比，IH地上部干質(zhì)量分別提高23.1%和21.2%，差異均顯著；且福紅992T1時(shí)，IL和IM之間的差異也顯著。endprint

2.1.5 根干質(zhì)量 由表2可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1根干質(zhì)量分別提高252.3%和161.5%，T2根干質(zhì)量分別提高74.2%和53.2%，IH根干質(zhì)量分別提高207.9%和150.0%，IM根干質(zhì)量分別提高184.7%和104.3%，IL根干質(zhì)量分別提高97.1%和67.7%，除福紅992 T2IL外，差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1根干質(zhì)量分別提高102.2%和70.7%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說來說，與IL相比，IH根干質(zhì)量分別提高56.2%和49.0%，IM的根干質(zhì)量分別提高44.4%和21.8%，除福紅992T1 IM外，其余差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，T1時(shí)，與IM相比，IH根干質(zhì)量分別提高11.7%和44.7%，差異顯著。

2.2 減量施肥和灌溉對(duì)紅麻產(chǎn)量的影響

2.2.1 生麻產(chǎn)量（麻皮干質(zhì)量） 由表3可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1生麻產(chǎn)量（麻皮干質(zhì)量）分別提高263.1%和226.3%，T2生麻產(chǎn)量分別提高100.8%和106.5%，IH生麻產(chǎn)量分別提高234.5%和216.4%，IM生麻產(chǎn)量分別提高193.4%和177.1%，IL生麻產(chǎn)量分別提高118.0%和105.6%，差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1生麻產(chǎn)量分別提高80.8%和58.0%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)的T1和福紅992來說來說，與IL相比，IH生麻產(chǎn)量分別提高81.4%和53.9%，IM的生麻產(chǎn)量分別提高57.9%和34.8%，差異均顯著，且除福紅992 T2外，IH和IM之間的差異也顯著。

圖1可以看出，紅優(yōu)2號(hào)的生麻產(chǎn)量顯著高于福紅992。減量施肥或者減量灌溉時(shí)，紅優(yōu)2號(hào)和福紅992的生麻產(chǎn)量均出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但兩個(gè)品種之間的下降趨勢(shì)并不完全一致。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)來說，生麻產(chǎn)量的下降趨勢(shì)受施肥減少量的影響明顯高于灌溉量減少時(shí)的影響；福紅992則受減量灌溉的影響比較顯著。

2.2.2 種子干質(zhì)量 由表3可以看出，對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，分別與CKH和CKF相比，T1種子干質(zhì)量分別提高309.5%和521.5%，差異顯著；T2時(shí)，僅福紅992的IH種子干質(zhì)量提高200.0%，差異均顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)和福紅992來說，與T2相比，T1種子干質(zhì)量分別提高213.8%和197.2%，差異顯著。對(duì)于紅優(yōu)2號(hào)的T1和福紅992來說，與IL相比，IH種子干質(zhì)量分別提高23.9%和34.0%，差異顯著；且除福紅992 T1外，IH和IM之間的差異也顯著。

3 討論

為了獲得理想的產(chǎn)量，紅麻應(yīng)按照灌水定額進(jìn)行灌溉，施肥量采用推薦施肥量，即N 200 kg/hm2， P2O5 66.7 kg/hm2，K2O 133.4 kg/hm2。但水和肥有一種供應(yīng)不足時(shí)，應(yīng)當(dāng)減少另一種的用量。同時(shí)，水肥對(duì)紅麻生長(zhǎng)的影響不僅表現(xiàn)在數(shù)量上，灌溉和施肥方式同樣產(chǎn)生影響，有必要進(jìn)一步研究。

3.1 減量施肥對(duì)紅麻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

關(guān)于施肥量對(duì)紅麻農(nóng)藝性狀的影響，不同人得到不同的結(jié)論。Ogbonnaya等[12]認(rèn)為，紅麻的莖粗和皮厚等農(nóng)藝性狀與生麻產(chǎn)量密切相關(guān)。洪建基等[13]、黃其椿等[14]人研究表明，紅麻的株高等農(nóng)藝性狀與紅麻的產(chǎn)量和品質(zhì)關(guān)系密切。但Danalatosa等[5]和葉繼標(biāo)等[15]認(rèn)為，雖然株高、莖粗等因素與紅麻產(chǎn)量密切相關(guān)，但與產(chǎn)量不存在直接的線性關(guān)系，株高等因素只能作為紅麻長(zhǎng)勢(shì)的輔助指標(biāo)，不能作為衡量產(chǎn)量的依據(jù)。本文研究表明，與不施肥相比，紅麻的株高、莖粗等農(nóng)藝性狀均有大幅度的提高，但低肥和高肥之間的差異，沒有與不施肥相比之間的差異那么明顯，且部分指標(biāo)之間的差異不顯著。

Adamson等[16]、Cristina等[17]、Kipriotis等[18]的研究表明，每公頃施N肥0～150 kg時(shí)，紅麻的產(chǎn)量沒有顯著地差異。但也有人持相反意見。Tigka等[19]和Kuchindra等[20]的研究表明，在不同的土壤、氣候條件下，施肥（86～224 kg N/hm2）能夠顯著地增加紅麻產(chǎn)量。研究結(jié)果表明，與不施肥相比，紅麻的生麻產(chǎn)量、種子產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀均有大幅度的提高，雖然高肥與低肥的產(chǎn)量性狀之間差異，沒有與不施肥之間的差異那么明顯，但差異顯著。與前人研究結(jié)果基本一致。

紅麻產(chǎn)量并非隨著施肥量的增加而持續(xù)增加。有研究表明，隨著施肥水平的提高，紅麻生麻產(chǎn)量等指標(biāo)逐漸上升，但超過某一值后，產(chǎn)量反而降低[21，22]。嚴(yán)文淦等[23]研究表明，施用氮、磷和鉀肥均可促進(jìn)苧麻干物質(zhì)積累和本身養(yǎng)分的吸收，在一定范圍內(nèi)，增施氮鉀肥對(duì)構(gòu)成苧麻產(chǎn)量的莖粗、有效株數(shù)均有促進(jìn)作用，原麻產(chǎn)量也隨著氮鉀肥用量的增加而提高。

3.2 減量灌溉對(duì)紅麻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

國(guó)內(nèi)外對(duì)紅麻需水規(guī)律的研究，主要體現(xiàn)在整個(gè)生育期的用水總量上，并且平均分配灌水量。Nkaa等[24]認(rèn)為、不同生育期紅麻水分脅迫對(duì)紅麻的產(chǎn)量和纖維品質(zhì)影響不顯著，但提高了造紙品質(zhì)。Quaranta等[25]、Cristina等[17]的研究表明，紅麻的農(nóng)藝性狀受到灌水量顯著影響，隨著灌溉量的增加，生物產(chǎn)量也增加，但水分利用效率減少。Danalatosa等[5]和Moreno等[7]的試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著灌水量的增加，紅麻的株高、葉面積指數(shù)、總干重增加顯著。這些研究與本研究結(jié)果基本一致，與對(duì)照相比，不同品種紅麻的生麻產(chǎn)量、地上部干質(zhì)量、根干質(zhì)量等指標(biāo)均有較大的增長(zhǎng)；同時(shí)，在不同灌溉水平下的差異也顯著。

但也有人得到不同的結(jié)果。Banuelos等[6]將灌水水平設(shè)置為25%的ETc、50%的ETc、100%的ETc、125% ETc和150% ETc。隨著灌水量的增加，灌溉量對(duì)株高、產(chǎn)量等的顯著顯著，但灌水超過125% ETc時(shí)，產(chǎn)量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這是由于過量灌溉導(dǎo)致土壤水分過飽和，土壤氧氣不足，導(dǎo)致根部呼吸困難；當(dāng)土壤水分過飽和時(shí)時(shí)間偏長(zhǎng)，麻莖底部生長(zhǎng)出白色氣生根，生皮產(chǎn)量降低；當(dāng)土壤水分長(zhǎng)期過飽和時(shí)，甚至爛根。endprint

3.3 減量施肥和灌溉耦合對(duì)紅麻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量的影響

國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別以玉米、小麥等為例，研究表明，不但水和肥是作物生長(zhǎng)必須的兩個(gè)要素，而且它們之間存在一定的相互作用。灌溉對(duì)土壤理化性質(zhì)影響不顯著，但對(duì)棉花的產(chǎn)量影響顯著；施肥顯著的改變了土壤的理化性質(zhì)，但對(duì)棉花產(chǎn)量影響不顯著，水肥之間存在明顯的交互作用[26]。馮鵬等[27]認(rèn)為，適當(dāng)灌溉時(shí)，隨著灌水量的增加，作物水分利用效率增加。鄭志松等[28]研究表明，子粒產(chǎn)量隨灌水量或施肥量的增加而增加，小麥子粒蛋白質(zhì)和氨基酸含量均隨施氮量增加而增加，隨灌水量增加而降低；且灌水量和施氮量互作效應(yīng)顯著。張玉銘等[29]認(rèn)為，適宜灌溉情況下，氮磷配施是提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵。王軍等[30]利用二次多項(xiàng)式逐步回歸法求得水肥耦合模型，該模型能較好的模擬水肥和青貯玉米產(chǎn)量的關(guān)系；當(dāng)灌溉水平為1 531.66 m3/hm2、施肥水平為119.94 kg/hm2時(shí)，青貯玉米產(chǎn)量達(dá)到最大。馮淑梅等[31]研究表明，水氮二因素對(duì)大豆的葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累的影響效應(yīng)是氮肥大于水分，并且均為正效應(yīng)；水氮二因素交互對(duì)大豆葉面積指數(shù)、單株干物質(zhì)積累量影響作用也都是正效應(yīng)。

研究表明，水和肥對(duì)紅麻生麻產(chǎn)量的影響存在互作影響，并且雜交種和常規(guī)種之間的有所差異：紅優(yōu)2號(hào)（雜交種）生麻產(chǎn)量的受施肥的影響明顯高于灌溉的影響，但福紅992（常規(guī)種）相反。在本試驗(yàn)的條件下，施肥量采用推薦施肥量，灌溉量采用灌溉定額時(shí)，兩個(gè)品種紅麻生麻產(chǎn)量均達(dá)到最大值。但有一方出現(xiàn)虧缺時(shí)，耦合效應(yīng)顯著：75%施肥量時(shí)，80%灌水量的生麻產(chǎn)量顯著高于60%灌水量，但與100%灌水量之間的差異不明顯。這表明水和肥有一種供應(yīng)不足時(shí)，應(yīng)當(dāng)減少另一種的用量。

參考文獻(xiàn)：

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