施肥對鹽化土壤油葵養分吸收及產量和品質的影響

黨柯柯 張騫 何文壽 曹哲 趙小霞

摘要：為探討鹽化土壤氮、磷、鉀肥對油葵養分吸收、產量和籽實品質的影響，在寧夏靈武農場中度鹽化土壤（鹽化度≥0.5%）設置油葵肥效試驗，測定油葵（S606）生長狀況、干物質累積量、養分吸收利用、產量及品質的影響。結果表明：（1）不同處理整個生育期株高、莖粗變化均符合Logistics生長曲線，且各處理間差異顯著，主要表現為N2P2K2處理的植株株高最高，各肥料對植株增高效果表現為氮肥>磷肥>鉀肥>生物有機肥，對莖粗貢獻為生物有機肥>氮肥>鉀肥>磷肥。（2）干物質累積量隨生育期變化符合Logistics曲線，氮肥及磷肥對油葵植株干物質的累積量有顯著促進作用，鉀肥對干物質累積作用貢獻較??；氮肥對干物質向籽實累積有促進作用，而磷肥對干物質向籽實累積有抑制作用。（3）總體上施用氮、磷、鉀肥分別顯著提高植株氮總吸收量（TNA）、磷總吸收量（TPA）、鉀總吸收量（TKA）以及100 kg籽實需氮、磷、鉀量，但是顯著降低其對應干物質生產效率及收獲指數。N2P2K2處理油葵N、P2O5、K2O吸收累積量最高，分別為3.75、1.18、15.20 g/株。平均每生產100 kg籽實吸收N 4.18kg、P2O5 1.48 kg、K2O 25.34 kg。整個生育期中36.17%的養分由花期形成，灌漿期的養分累積僅次于花期（23.44%）。（4）氮、磷、鉀肥均能夠提高油葵產量，且3種肥料配施的增產效果優于任2種肥料配施，經分析單株葉干質量及株高對產量起到主要正效應。N2P2K2處理產量與其他施肥處理相比差異顯著，為4 558.8 kg/hm2，比對照提高23.19%。（5）氮、磷、鉀肥的施用可以改善部分油籽品質。經分析，氮肥促進粗蛋白、粗脂肪、棕櫚酸、油酸在籽實中的積累，降低硬脂酸、亞油酸在籽實中的含量；磷肥促進油酸在籽實中積累，降低粗蛋白、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸在籽實中積累；鉀肥促進粗蛋白、硬脂酸、亞油酸在籽實中積累，降低粗脂肪、棕櫚酸、油酸在籽實中的含量。

關鍵詞：油葵；鹽化土壤；生長狀況；干物質累積量；養分吸收利用；產量；品質

中圖分類號： S565.506文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0070-07

據統計，全世界鹽堿化地9.50億hm2，約占世界可耕地面積的10%，我國約有2 700萬hm2鹽堿化地，約占全國可耕地面積的25%，并且有日益擴大的趨勢[1]。我國鹽堿土分布區由其土壤類型和氣候條件決定，主要分布在我國北方以及南部沿海區域，如寧夏、甘肅、新疆等地區。寧夏的鹽堿化土位于西北地區東部、黃河中上游，地處中溫帶半干旱、干旱區，降水稀少、蒸發強烈，容易形成鹽堿地，其中鹽地有1 370萬hm2[2-6]。

我國耐鹽堿植物總資源在世界耐鹽堿植物總資源中占有重要比例。其中，油葵（Helianthus annuus L.）是近30年來總產量增長最快的世界三大油料作物之一[7]，也是我國第二大油料作物[8]，它作為一種生育周期短、適應性廣、耐干旱、耐貧瘠、耐鹽堿的典型作物[9]，成了生物治理鹽堿地的首選[10]。寧夏大面積其他作物難以利用的可耕輕鹽堿地、低洼地、瘠薄地及河灘地，均適合種植向日葵，也是中部干旱帶和南部山區以及灌區灌水困難地區的優勢作物[11-12]。而且隨著現代農業的發展和經濟全球化的加劇，油葵因其產油高、油品好的特點得到了廣泛種植，成為越來越多的消費者的選擇[13]，緩解了我國食用油供不應求的局面并提高了人們的生活水平。

油葵的產量和品質除了受遺傳因素的影響外，還受很多環境因素的影響，比如當地的土壤條件、氣候條件、灌溉的時期和水量、肥料的形式和用量、田間管理措施的差異等，尤其是施肥過程對油籽品質有直接影響[14-15]，因此本試驗在前人研究的基礎上，針對鹽地利用、施肥、養分吸收利用、產量和品質3個方面的關系進行研究，采用3414部分實施方案進行試驗設計，分別探討鹽化土壤氮、磷、鉀肥對油葵生長的狀況、干物質累積量、養分吸收利用、產量及品質的影響，為進一步探討合理的施肥措施提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗地基本情況

試驗于2015年4月在寧夏回族自治區靈武市靈武農場進行，位于38°07′20.16″N、106°17′15.23″E。試驗地土壤屬灌淤土，土壤質地為壤土，中度鹽化土壤。無灌溉情況，前茬水稻。1年灌溉冬水1次（播種前已經灌溉），生育期內未灌溉。播種前土壤情況見表1。

1.2材料

試驗所施肥料分為基肥和追肥2類，其中磷、鉀肥全部作為基施，70%氮肥基施，30%氮肥追施。氮肥為尿素（總氮≥46.4%，昆侖牌，寧夏石化分公司），磷肥為粒狀重過磷酸鈣[總磷含量（P2O5）≥46.0%，有效磷含量（P2O5）≥44.0%，三環牌，云南云天化股份有限公司]，鉀肥為增效顆粒硫酸鉀[總鉀含量（K2O）≥40%，宏興牌，寧夏宏興農業生物工程股份有限公司]，生物有機肥為復合微生物肥料，其中各組分為：N+P2O5+K2O含量≥35%、有機質含量≥6%、生物活性N-P-K含量≥13%、有效活性菌數≥0.2億/g、有益元素含量≥6%。[JP]

1.3試驗方法

1.3.1試驗處理與取樣

試驗設6個處理，各處理的施肥情況見表2，采用隨機區組設計，4個重復。種植方法：行距 60 cm，株距20 cm，埂寬60 cm，埂高15 cm，渠寬150 cm，小區面積為5×10=50 m2，每小區8行，每行50株，小區400株，種植密度80 010株/hm2。4月17日播種，4月28日出苗。出苗后每隔10 d采樣1次，每次取5株，全生育期共采樣10次。施肥時以小區所占面積，計算磷肥、鉀肥、70%氮肥基施、30%氮肥追施、有機肥的施用量，基肥在油葵播種前結合整地撒施后旋耕入土（旋深10～15 cm），追肥在現蕾期（6～8對真葉，6月6日），開溝追肥并覆土。

1.3.2測定項目與方法

（1）植株干物質量的測定方法。每次取樣帶回實驗室的植株樣品，首先用水分別沖洗干凈根系上黏附的泥土，用濾紙吸干水分后，按照不同器官（根、莖、葉、空盤、籽實）分類剪開，立即稱取各個器官鮮質量；再將各器官剪成小段或薄片，無損失放入已恒質量的大燒杯中，置于烘箱內，在105 ℃條件下殺青，烘30 min，然后將溫度降至 65 ℃ 條件下烘12～14 h，冷卻，稱質量；再用相同方法烘干 2 h，再稱質量，至恒質量為止。

（2）植株氮、磷、鉀含量測定方法。將65 ℃條件下烘干的植株不同器官樣品，分別粉碎，全部通過0.5 mm篩，測定氮、磷、鉀含量。植株樣品先采用H2SO4-H2O2消煮，半微量凱氏定氮法測定全氮含量，釩鉬黃比色法測定全磷含量，火焰光度計法測定全鉀含量，以烘干質量為基礎計算氮、磷、鉀養分含量[16]。

（3）產量。生理成熟區分小區收獲，待風干后測定每個小區實產，換算成每公頃的產量。

（4）品質。取各處理成熟期籽粒，分別測定蛋白質含量以及油脂、脂肪酸組分（油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸、棕櫚油酸）含量。分別用開氏法測定蛋白質含量，油重法（索氏提取法）測定油脂含量，氣相色譜法測定脂肪酸含量。

1.4數據分析

采用和SAS 8.0和NPS分析數據，處理間差異顯著性分析采用LSD檢驗法，用Microsoft Excel 2007作圖。

2結果與分析

2.1各施肥處理對油葵生長狀況的影響

株高作為植物的一個重要研究對象，也是油葵營養生長的關鍵指示性指標，在油葵生長情況的研究中也有很重要的作用。株高過低不利于光合作用和花期傳粉過程，進而對向日葵產量造成影響[17]。油葵株高在發育過程中隨著時間的推進不斷增加，于不同生長時期分別測定株高。如圖1所示，在生長初期是油葵營養生長的主要階段，各處理間差異不明顯，現蕾期（出苗后40 d左右）株高迅速增加，進入花期（出苗后60 d左右）后，植株由營養生長轉向生殖生長，各主要養分優先分配給生殖器官，株高增長速率放慢至保持平穩。分析結果表明，各處理整個生育期株高變化均符合Logistics生長曲線，但是各處理之間株高差異顯著，主要表現為N2P2K2處理的植株最高，氮、磷、鉀肥對植株增高的效果表現為氮肥>磷肥>鉀肥>生物有機肥。

油葵莖稈能支撐地上部分尤其是盤的質量，莖稈太細會造成倒伏，進而間接影響油葵的產量。由圖1可知，在不同處理下整個生育期莖粗變化趨勢均符合生長曲線Logistics，在出苗30 d后經歷了快速增長—緩慢增長—保持平穩3個階段，在50 d后莖粗增長速度下降基本達到穩定，此時莖內有機物向花盤內轉移，營養生長逐漸停止，花盤盤莖不斷增大，至成熟期油葵莖稈開始干枯死亡。分析表明，生物有機肥處理的莖粗最大，N0P2K2處理莖粗相對較小，氮、磷、鉀肥對莖粗的貢獻為生物有機肥>氮肥>鉀肥>磷肥。

2.2各施肥處理對植株干物質累積量的影響

干物質的積累反映的是植株生長所需營養物質的豐富程度和光合能力，而干物質的分配直接決定構成植株的各器官部分在整個植株中所占的比例。由圖2可知，在收獲時N2P2K2處理、有機肥處理及N2P2K0處理干物質累積量較大，說明有機肥及氮肥對油葵氮素營養的累積作用較大。無肥區、N0P2K2及N2P0K2處理的干物質累積量相對較低，彼此無明顯差異，說明氮肥及磷肥對油葵干物質的累積有顯著的促進作用，而鉀肥對干物質累積作用貢獻較小。油葵葉片承擔著主要的光合作用，是干物質的合成器官，是最初的“源”。分析發現，對照區葉片占植株干物質總量的12.33%，而N2P2K2處理葉片占植株干物質的15.86%， 證明氮磷鉀配施

能夠增加植株干物質累積量。油葵籽粒是最終的“庫”，其所占的比例（收獲系數）越高，產量也就越高。經分析，N2P0K2處理及有機肥處理單株籽實干質量占植株總干質量的比例最高（分別為36.5%和36.98%），N0P2K2處理相對較低，為31.68%，因此推斷氮肥對干物質向籽實累積有促進作用，而磷肥對干物質向籽實累積有抑制作用。

圖3展示了油葵干物質累積隨出苗后時間變化情況。從出苗后31 d（三對葉期）到93 d（灌漿期），干物質累積量迅速增加，說明該時期是油葵植株生長的重要階段，是各養分積累的關鍵時期。各施肥處理下的干物質積累總體表現出“S”型增長趨勢，符合Logistics曲線。從表3可以看出，各處理所得擬合曲線的相關系數（r）都接近于1，說明此回歸方程很好地解[CM（25]釋了油葵植株干物質吸收量隨生育期變化而變化的規律，[CM）]

說明方程回歸參數估計精確度高，回歸方程可信。

2.3不同施肥處理對油葵養分吸收利用的影響

2.3.1不同施肥處理對油葵氮素吸收利用的影響

表4表明，N2P2K0處理、N2P2K2處理與生物有機肥處理和對照N0P0K0處理相比，氮總吸收量（TNA）均呈顯著性增加，說明施用氮肥和磷肥直接有效地促進了油葵植株對氮素的吸收；N2P2K2處理的每100 kg籽粒需氮量，與其他處理相比顯著增加，而其他處理之間每生產100 kg籽粒的需氮量差異性不顯著，說明只有氮、磷、鉀肥配施才能有效增加100 kg籽粒需氮量。由表4可以看出，施氮肥總體趨勢是降低氮素干物質生產效率（NDMPE），其中N2P0K2處理、N2P2K2處理及生物有機肥處理的NDMPE與不施氮處理相比差異性顯著。各處理氮素收獲指數（NHI）差異性不明顯。

圖4表明，最佳施肥N2P2K2處理各器官氮素養分含量隨著出苗后時間延長逐漸變化，莖、葉中氮素含量呈現先增高后降低的趨勢，峰值出現在出苗后74 d左右（花期-灌漿初期），空盤中的氮素含量隨灌漿期推移逐漸降低，而籽實中的氮素含量在灌漿期迅速升高，直到成熟期趨于穩定。說明生長初期發育中心為營養器官（包括根、莖、葉等），氮素養分主要在這些器官中積累，灌漿后營養生長基本停止，氮素在各器官中的分配隨生長發育中心的轉移而進入籽實中。從表5可以看出，各處理所得擬合曲線的相關系數（R）都接近于1，說明此回歸方程很好地解釋了油葵植株氮素吸收隨生育期變化而變化的規律，可見方程回歸參數估計精確度高，回歸方程可信。[JP]

2.3.2各施肥處理對油葵磷吸收利用的影響

表6表明，N2P0K2與N2P2K0處理磷總吸收量（TPA）相對于N0P0K0處理、N0P2K2處理均顯著增大，N2P2K2處理及生物有機肥處理相對于其他處理其TPA均顯著提高，說明磷肥能直接有效地提高TPA，且氮肥、鉀肥對磷素吸收有促進作用，氮磷鉀配施是增大TPA的重要措施。100 kg籽實需磷量在N0P2K2處理、N2P2K2處理之間差異不顯著，而N0P0K0處理、N2P2K0處理和生物有機肥區顯著低于以上處理，說明磷肥能直接提高100 kg籽實需磷量，鉀肥對100 kg籽實需磷量的提高其促進作用。由表6還可以看出，N2P0K2處理和N2P2K2處理磷素干物質生產效率（PDMPE）明顯低于其他處理，說明施磷能夠降低PDMPE。N0P0K0處理的磷素收獲指數（PHI）明[FL（2K2]圖5表明，最佳施肥N2P2K2處理各器官磷養分含量隨著出苗時間的延長而逐漸變化，根、莖、葉中磷素含量呈現先增高后略降低的趨勢，峰值出現在出苗后74 d左右（花期-灌漿初期），空盤中的磷素含量隨灌漿期的推移逐漸降低，而籽

實中的磷含量在灌漿期急劇升高，直到成熟期趨于穩定。說明植株中的磷主要集中在籽實中。圖6表明，油葵磷養分累積量在苗期累積較慢，從現蕾期到花期增長速度最快，灌漿期趨[CM（25]于平穩，經歷了慢—快—慢的累積速率變化過程。油葵各[CM）]

處理磷養分累積量與出苗后時間作圖，符合Logistics曲線。從表7可以看出，擬合曲線的相關系數（R）都接近于1，說明此回歸方程很好地解釋了油葵植株磷素吸收隨生育期變化而變化的規律，方程回歸參數估計精確度高，回歸方程可信。

2.3.3各施肥處理對油葵鉀素吸收利用的影響

圖7表明，油葵鉀養分累積量苗期累積較慢，從苗期（3對葉）到灌漿初期增長速度最快，灌漿后期趨于平穩，經歷了慢—快—慢的累積速率變化過程。相比磷素累積，鉀素累積在整個生育期更提前，累積速率也較快，鉀素累積持續時間較長。[JP]

從圖8可以看出，最佳施肥N2P2K2處理各器官鉀素養分含量隨著出苗時間的延長而逐漸變化， 根、莖、葉中鉀素含量呈現先增高后降低的趨勢，峰值出現在出苗后74 d左右（花期-灌漿初期）， 空盤中的鉀素含量逐漸升高，而籽實中的氮素含量先增高后減小，整體含量偏低，峰值出現在出苗后84 d（灌漿期），直到成熟期趨于穩定。說明生長后期鉀素主要在葵盤中累積，而籽實不是鉀素最終的轉移器官。

油葵各處理鉀養分累積量與出苗時間作圖，符合Logistics曲線。從表9可以看出，對回歸所作的統計分析中各處理所得擬合曲線的相關系數（R）都接近于1，說明此回歸方程很好地解釋油葵植株鉀素吸收隨生育期變化規律，方程回歸參數估計精確度高，回歸方程可信。[FL）]

2.4各施肥處理對油葵產量的影響

收獲盤數與各區組出苗率相關，N0P2K2處理與施氮的其他處理收獲盤數差異性顯著，說明氮素對出苗影響較大。由于各小區鹽分不均，實產與理論產量有一定差距。分析發現，N0P0K0處理與N0P2K2處理差異不顯著，與其他施肥處理差異性顯著，說明施氮肥對增產有重要促進效果。N2P2K2處理與其他施肥處理相比差異顯著，與對照相比產量提高了2556%，而理論產量中N2P2K2處理比對照增產66.6%，有機肥處理比對照增產91.23%，增產效果較好（表11）。[FL）]

應，說明其在沒有其他性狀的相互作用下，對油葵的產量起到了主要的正效應；而單株氮吸收量、單盤粒質量對產量的影響為負效應。

2.6不同施肥處理對油葵品質指標的影響

3討論與結論

3.1施肥對油葵生長狀況及干物質累積的影響

施肥可以調控油葵生長及干物質的積累，各處理油葵植株的株高、莖粗及干物質累積量隨生育期的變化而變化均符合Logistics曲線。氮肥、磷肥、鉀肥及生物有機肥對植株增高效果表現為氮肥>磷肥>鉀肥>生物有機肥，對莖粗貢獻為生物有機肥>氮肥>鉀肥>磷肥。

氮肥及磷肥對油葵干物質的累積有顯著促進作用，而鉀肥對干物質累積作用貢獻較?。坏蕦Ω晌镔|向籽實累積有促進作用，而磷肥對干物質向籽實累積有抑制作用。有研究表明，施肥量對不同油菜品種的干物質積累與分配的效應也不盡相同[18-19]，因此在油葵栽培過程中，特別是新品種推廣前進行肥效試驗，以此更好地發揮氮肥、磷肥、鉀肥的增產效果和品種的產量潛力。

3.2施肥對油葵養分吸收利用及產量的影響

施肥影響油葵對養分的吸收和分配，即施用氮肥、磷肥、鉀肥分別顯著提高植株氮總吸收量（TNA）、磷總吸收量（TPA）、鉀總吸收量（TKA）以及100 kg籽實需氮、磷、鉀量，但是顯著降低其對應干物質生產效率及收獲指數。N2P2K2處理油葵N、P2O5、K2O吸收累積量最高，分別為3.75、1.18、15.20 g/株。平均每生產100 kg籽實平均吸收N

氮、磷、鉀肥均能夠提高油葵產量，且3種肥料配施的增產效果優于任2種肥料配施，經分析單株葉干質量及株高對產量起到主要的正效應。N2P2K2處理產量與其他施肥處理相比差異顯著，為4 558.80 kg/hm2，比對照提高25.56%。

3.3施肥對油葵品質指標的影響

氮、磷、鉀肥的施用可以改善部分油籽品質。經分析，氮肥促進粗蛋白、粗脂肪、棕櫚酸、油酸在籽實的積累，降低硬脂酸、亞油酸在籽實中含量；磷肥促進油酸在籽實中積累，降低粗蛋白、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸在籽實中積累；鉀肥促進粗蛋白、硬脂酸、亞油酸在籽實中積累，降低粗脂肪、棕櫚酸、油酸在籽實中的含量。

參考文獻：

[1]Liang Y C，Yang C G，Shi H H. Effects of silicon on growth and mineral composition of barley grown under toxic levels of aluminum[J]. Journal of Plant Nutrition，2001，24（2）：229-243.

[2]馬瓊，張偉，馬玉蘭. 寧夏揚黃灌區土壤鹽漬化狀況分析[J]. 寧夏農林科技，2005（5）：43-44.

[3]劉陽春，何文壽，何進智，等. 鹽堿地改良利用研究進展[J]. 農業科學研究，2007，28（2）：68-71.

[4]李宏廣，何文壽，段曉紅，等. 寧夏前進農場堿化土壤改良及水稻合理施肥技術研究[J]. 西北農業學報，2009，18（5）：217-222.

[5]馮銳，苗濟文，王平武，等. 寧夏鹽堿土改良工作50年回顧與展望[J]. 寧夏農林科技，2000（1）：25-30.

[6]陳萍，何文壽，康永利，等. 寧夏鹽堿脅迫下油用向日葵吸肥規律研究進展[J]. 北方園藝2012（1）：188-191.

[7]崔良基，劉悅，王德興. 我國發展向日葵生產潛力及對策[J]. 雜糧作物，2008，28（5）：336-338.

[8]張小娟，韓明，鄭敏娜. 不同油用向日葵品種在鹽堿地的適應性研究[J]. 山西農業科學，2012，40（4）：332-335.

[9]崔云玲，王生錄，陳炳東，等. 不同品種油葵對鹽脅迫響應研究[J]. 土壤學報，2011，48（5）：1051-1058.

[10]陳玉梁，裴懷弟，石友太，等. 溫度和鹽脅迫對油葵種子萌發及幼苗生長的影響[J]. 中國油料作物學報，2011，33（4）：374-378.[JP]

[11]郭秉承，賴偉利，蔣學勤，等. 2006年寧夏油料產銷形勢的分析[J]. 農業科學研究，2006，27（3）：63-65.

[12]馬和亮. 我區向日葵實現第三次品種換代[N]. 寧夏日報，2008-01-02（2）.

[13]王德興，崔良基，宋殿秀，等. 氮、磷、鉀肥配施對油葵干物質積累與分配的影響[J]. 遼寧農業科學，2012（5）：1-6.

[14]Ismailia M.The effects of nitrogen and potassium rates on grain yield and quality of sunflowers[J]. Plant Physiology-Nutrition，2008，13-20.

[15]Ruffo M L，Garcia F O，Bollero G A，et al. Nitrogen balance approach to sunflower fertilization[J]. Communications in soil science and plant analysis，2003，34（17-18）：2645-2657.

[16]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，2000：265-275.

[17]阿蘭·博讓. 向日葵的研究與開發利用[M]. 北京：中國農業出版社，1995.

[18]劉冬碧，陳防，魯劍巍，等. 油菜干物質積累和養分鉀磷硫吸收特點及施鉀的影響[J]. 中國油料作物學報，2001，23（2）：48-51，56.

[19]鄒娟，魯劍巍，劉銳林，等. 4個雙低甘藍型油菜干物質積累及養分吸收動態[J]. 華中農業大學學報，2008，27（2）：229-234.