氮磷鉀肥對食葵產量及養分吸收利用的影響

白葦，尹海峰，王寬，楊素梅，張寶英，崔金麗，靳濤，胡楊

（1.張家口市農業科學院，河北張家口075000；2.河北北方學院，河北張家口075000）

氮磷鉀肥對食葵產量及養分吸收利用的影響

白葦1，尹海峰2，王寬2，楊素梅1，張寶英1，崔金麗1，靳濤1，胡楊1

（1.張家口市農業科學院，河北張家口075000；2.河北北方學院，河北張家口075000）

為進一步提高冀北食用向日葵（食葵）的產量和肥料利用效率，以當地主栽品種三道眉為試材，研究了NPK平衡施肥對食葵農藝性狀、籽粒產量和養分吸收利用的影響。結果表明：氮、磷和鉀養分對食葵籽粒產量的影響順序為鉀＞氮＞磷；施用氮、磷、鉀肥均能促進植株對養分的吸收利用和貯存積累，其作用順序為磷＞氮＞鉀；食葵全株的養分吸收總量為鉀＞氮＞磷，其中，氮和磷含量均以籽粒中最高、莖稈中最低，鉀含量以花盤中最高、籽粒中最低。NPK平衡施肥條件下，每生產100 kg食葵籽粒的氮、磷、鉀養分吸收量分別為8.20 kg、3.03 kg、17.47 kg，吸收比例為1∶0.37∶2.13；氮、磷、鉀的肥料利用率分別為47.15%、40.06%、53.28%，農學效率分別為2.57 kg/kg、5.51 kg/kg、5.35 kg/kg。

向日葵；平衡施肥；養分吸收量；產量

合理施肥，充分發揮肥料的增產作用，是實現作物高產穩產、低本高效的一項重要措施。然而在實際生產中，農民盲目施肥，施肥不平衡、結構不合理，造成了肥料的巨大浪費和環境污染[1]。向日葵具有抗旱、耐鹽，改良土壤的特性[2]，在我國冀北地區廣泛種植。近年來隨著種植業結構調整和種植效益的不斷提高，食葵種植面積呈逐年擴大趨勢。然而在施肥過程中，農民對肥料施用量缺乏依據，過量施肥或偏施氮磷肥、鉀肥用量不足，嚴重制約了食葵產量的進一步提高[3]。目前，關于向日葵合理施肥的研究較少。谷杰等[4]研究表明，氮磷鉀是影響向日葵產量的主要因素，其中，缺鉀造成的產量降幅最大，達到了22.7%；缺氮次之，產量下降19.4%；缺磷造成的減產幅度最小，為15.3%。李曉慧等[5]研究顯示，食葵形成100 kg籽粒需吸收氮（N）3.5～4.6 kg、磷（P2O5）1.5～2.1 kg、鉀（K2O）8.9～10.3 kg，吸肥比例為1∶（0.40～0.41）∶（2.22～2.34）；整個生育期，氮含量以葉片中最高、花盤中最低，磷含量以籽粒中最高、花盤中最低，鉀含量以莖稈中最高、籽粒中最低。而張維琴等[6]研究的向日葵不同器官養分含量結果則顯示，氮和磷含量以籽粒中最高、花盤中最低，鉀含量以莖稈中最高、籽粒中最低。不同地區的氣候環境、土壤條件、栽培品種及種植技術不盡相同，造成各地食葵的吸肥規律和施肥技術存在一些差異，氮磷鉀各因子的增產作用大小不一。針對冀北地區食葵主栽品種三道眉開展NPK平衡施肥試驗，分析NPK平衡施肥對食葵農藝性狀、產量和養分吸收利用的影響，探明測土配方施肥條件下食葵氮、磷、鉀的利用狀況，可以優化食葵的氮磷鉀施肥量，提高食葵產量和肥料利用效率，為當地食葵科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

試驗于2013年在張家口市農業科學院壩下基地（張家口市宣化縣沙嶺子鎮）進行。該區地處北緯40°40′、東經114°55′，海拔643 m，全年日照時數2906.4h，年平均溫度6.2℃，年平均降水量349.7mm；0～20 cm耕層土壤基礎養分含量為有機質18.22 g/kg、堿解氮30.11 mg/kg、速效磷3.75 mg/kg、速效鉀46.86 mg/kg，pH值8.60；常年種植制度為一年一熟，前茬作物為玉米。

參試食葵品種為當地主栽品種三道眉；肥料種類有尿素（N含量46%，河北陽煤正元化工集團有限公司）、過磷酸鈣（P2O5含量18%，中化化肥有限公司）和氯化鉀（K2O含量60%，俄羅斯烏拉爾鉀肥股份有限公司）。試驗設CK（不施肥）、PK（缺氮施肥）、NK（缺磷施肥）、NP（缺鉀施肥）、NPK（平衡施肥）5個施肥處理（表1），其中，全部的磷鉀肥和30%的氮肥在播種時開溝條施，剩余70%的氮肥在現蕾期澆水追施。小區長7.5m、寬4.0m，隨機區組排列，3次重復。食葵于5月23日露地播種，行距0.8 m，5行/區，種植密度2.1萬株/hm2，10月6日收獲；其他管理同當地大田常規。

表1 不同處理的肥料施肥量（kg/hm2）Table 1 Fertilization of different treatments

食葵播種前（5月19日），采用“S”型取樣法，采集0～20 cm耕層10個點次的混合土樣1 kg，利用TFC型土壤養分速測儀測定土壤基礎養分含量和pH值。收獲時，各小區單打、單收，測定籽粒產量；采用5點取樣法，每小區取樣株10株進行室內考種，測定株高、莖粗、葉片數、盤徑、秕粒數、粒長、粒寬、盤粒數、百粒重和單盤重；每處理隨機取食葵樣株3株，風干后分成莖稈、花盤、葉片和籽粒4個部分，60℃恒溫烘干后粉碎，測定氮（凱氏定氮法）、磷（釩鉬黃比色法）、鉀（火焰光度法）含量。根據公式，計算養分吸收總量、100 kg籽粒養分吸收量、肥料利用率和肥料農學效率：

養分吸收總量（kg/hm2）=莖稈產量×莖稈養分含量＋花盤產量×花盤養分含量＋葉片產量×葉片養分含量＋籽粒產量×籽粒養分含量

100 kg籽粒養分吸收量（kg）=養分吸收總量/籽粒產量×100

肥料利用率（%）=（氮磷鉀區養分吸收總量-缺素區養分吸收總量）/所施肥料中養分總量×100

肥料農學效率（kg/kg）=（氮磷鉀區產量-缺素區產量）/所施肥料中養分總量

利用Excel軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 氮、磷、鉀養分對食葵農藝性狀的影響

CK的株高、葉片數、盤徑和粒長均＜施肥處理，其中，株高與NP和NPK處理差異達到了極顯著水平，葉片數與NPK處理差異達到了顯著水平，盤徑與NK和NPK處理差異達到了顯著水平，粒長與PK和NPK處理差異達到了顯著水平；秕粒數極顯著＞施肥處理（表2）。與該處理不施肥，食葵生長所需養分僅由土壤基礎地力提供，無法滿足需求有關。不同施肥處理的莖粗和粒寬與CK相比增減不一，但差異均不顯著。表明施肥可以明顯改善食葵的農藝性狀，但不同養分的作用效果存在差異。

施肥處理中，NPK處理的農藝性狀均優于各缺素處理，其中，株高、莖粗、葉片數、盤徑、粒長、粒寬分別增加了0.3～29.9 cm、0.1～0.3 cm、2.2～4.7片、0.6～3.0 cm、0.3～1.6 mm、0.3～1.0 mm，秕粒數減少了3.5～13.7個，與該處理三大養分全面、比例適宜，有利于食葵生長有關。多重比較結果顯示，與NPK處理相比，PK處理的株高極顯著降低、盤徑明顯變小，NK處理的株高和葉片數明顯降低，NP處理各農藝性狀無顯著變化。表明缺氮會導致株高和盤徑顯著降低，缺磷會導致株高和葉片數顯著降低，而缺鉀對各農藝性狀影響均較小。

表2 不同施肥處理下食葵的主要農藝性狀Table 2 Effects of different fertilizations on the main agronomic traits of confectionary sunflower

2.2 氮、磷、鉀養分對食葵產量性狀和產量的影響

CK的產量構成指標和產量均＜施肥處理，其中，盤粒數與NP和NPK處理差異達到了極顯著水平；百粒重與PK處理差異達到了顯著水平，與NPK處理差異達到了極顯著水平；單盤重與PK處理差異達到了顯著水平，與NK和NPK處理差異達到了極顯著水平；產量與PK、NK和NPK處理差異均達到了極顯著水平（表3）。表明施肥可以明顯提高食葵的產量性狀和產量，但不同養分的作用效果存在差異。

施肥處理中，NPK處理的產量構成指標均優于各缺素處理，最終，產量分別較PK、NK、NP處理增加了13.3%、12.6%和19.5%，其中，與PK和NK處理差異達到了顯著水平，與NP處理差異達到了極顯著水平。進一步對產量構成因素進行分析發現，與NPK處理相比，PK處理的盤粒數顯著減少，NK處理的盤粒數顯著減少、百粒重極顯著降低，NP處理的百粒重和單盤重均極顯著降低。表明缺氮會導致盤粒數顯著減少，缺磷會導致盤粒數和百粒重顯著降低，缺鉀會導致百粒重和單盤重極顯著降低；三大元素均對產量有顯著影響，效應順序為鉀＞氮＞磷，其中，缺鉀會導致產量極顯著降低。因此，在食葵生產中，應重視平衡施肥，尤其是鉀肥的施用。

表3 不同施肥處理下食葵的產量性狀和產量Table 3 Effects of different fertilizations on the yield traits and yield of confectionary sunflower

2.3 氮、磷、鉀養分對食葵養分吸收的影響

從食葵各器官的氮、磷、鉀含量看，不同處理的氮和磷含量順序均為籽粒＞花盤＞葉片＞莖稈，鉀含量順序為花盤＞莖稈＞葉片＞籽粒（表4），表明氮和磷含量均以籽粒中最高、莖稈中最低，鉀含量以花盤中最高、籽粒中最低。與CK相比，不同施肥處理食葵各器官的氮、磷、鉀含量增減不同，其中，NPK處理的莖稈含氮量與CK相當，花盤、葉片和籽粒含氮量均＞CK；莖稈含磷量與CK相當，籽粒含磷量＞CK；莖稈和葉片含鉀量＞CK。表明NPK平衡施肥，可以提高食葵全株的含氮量、籽粒的含磷量、莖葉的含鉀量。

從食葵各器官的氮、磷、鉀積累量看，不同處理的養分積累量順序均為鉀＞氮＞磷（表5），表明食葵不同器官中均以鉀積累量最高、磷積累量最低。CK的全株氮、磷、鉀積累量均＜施肥處理，表明施肥可以提高食葵對氮、磷、鉀養分的吸收。其中，NPK處理的各器官養分積累量均＞各缺素處理，最終，全株養分積累總量分別較PK、NK、NP處理增加了33.26%、50.55%和11.81%，其中，氮積累量較PK處理增加了35.58%，磷積累量較NK處理增加了36.71%，鉀積累量較NP處理增加了10.23%。3個缺素處理中，各器官和全株的養分積累總量順序均為NP＞PK＞NK。表明磷肥對食葵養分積累影響最大，氮肥次之，鉀肥影響最小。

籽粒中的養分積累量占全株該養分積累量的比例，反映了該養分在植物體內的分配關系。施肥處理的籽粒中，氮比例以PK處理最高、NK處理次之，磷比例以NK處理最高、PK處理次之，鉀比例以NP處理最低（表6）。表明缺氮或缺磷時，食葵吸收的氮和磷優先滿足籽粒生長；缺鉀時，食葵吸收的鉀優先滿足營養器官（莖葉、花盤）生長，而在籽粒中積累較少。

表4 不同施肥處理下食葵各器官的氮、磷、鉀含量（%）Table 4 Effects of different fertilizations on N，P and K contents of different organs of confectionary sunflower

表5 不同施肥處理下食葵各器官的氮、磷、鉀養分積累量（kg/hm2）Table 5 Effects of different fertilizations on N，P and K accumulation of different organs of confectionary sunflower

2.4 不同施肥處理的養分利用效率

NPK平衡施肥條件下，生產100 kg食葵籽粒的氮、磷、鉀養分吸收量分別為8.20 kg、3.03 kg、17.47 kg，吸收比例為1∶0.37∶2.13（表7）。表明食葵生產時需鉀最多，需氮次之，需磷最少。3種元素的肥料利用率順序為鉀＞氮＞磷，肥料農學效率順序為磷＞鉀＞氮。

表6 不同施肥處理下食葵籽粒中的氮、磷、鉀養分分配比例（%）Table 6 Effects of different fertilizations on N，P and K distribution in confectionary sunflower seed

表7 不同施肥處理下的氮、磷、鉀養分利用效率Table 7 Effects of different fertilizations on N，P and K utilization efficiency

3 結論與討論

一些學者對我國東北、內蒙地區的向日葵施肥技術與吸肥規律進行了研究[7～10]，成果推廣應用后該區的向日葵產量均得到了不同程度的提高。但是，不同地區由于栽培品種、氣候環境和土壤條件存在差異，因此，向日葵的施肥技術和吸肥規律也不盡相同。本研究結果表明，施用氮磷鉀肥能顯著改善食葵的農藝性狀，明顯提高產量，但不同養分的作用效果存在差異，其中，對籽粒產量的影響順序為鉀＞氮＞磷，缺鉀會導致產量極顯著降低，這與谷杰等[4]和楊素梅等[11]的研究結果相一致。食葵中，氮和磷的養分含量均以籽粒中最高、莖稈中最低，鉀養分含量以花盤中最高、籽粒中最低，這與張維琴等[6]的研究結果相近。與不施肥對照相比，NPK平衡施肥可以提高食葵全株的含氮量、籽粒的含磷量、莖葉的含鉀量，從而有效改善農藝性狀和產量性狀，最終，明顯提高籽粒產量。

施用氮、磷、鉀肥均可促進植株對養分的吸收，其作用順序為磷＞氮＞鉀。缺氮或磷時，食葵吸收的氮和磷優先滿足籽粒生長，在籽粒中積累較多；缺鉀時，食葵吸收的鉀優先滿足營養器官（莖葉、花盤等）的生長，而在籽粒中積累較少。NPK平衡施肥條件下，全株養分積累量最大，不同養分的積累量順序為鉀＞氮＞磷。

在NPK平衡施肥條件下，當地食葵主栽品種三道眉每形成100 kg籽粒需吸收氮（N）8.20 kg、磷（P2O5）3.03 kg、鉀（K2O）17.47 kg，吸收比例為1∶0.37∶2.13，吸收的三大養分以鉀最多、氮次之、磷最少，這與李曉慧等[5]和李慶文等[12]的研究結果相近；氮、磷、鉀的肥料利用率分別為47.15%、40.06%、53.28%，與全國平均水平相近[13]，農學效率分別為2.57 kg/kg、5.51 kg/kg、5.35 kg/kg。

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Effects of N，P and K Fertilizers on Yield，Nutrient Uptake and Utilization of Confectionary Sunflowers

BAI Wei1，YIN Hai-feng2，WANG Kuan2，YANG Su-mei1，ZHANG Bao-ying1，CUI Jin-li1，JIN Tao1，HU Yang1
（1.Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China；2.Hebei North University，Zhangjiakou 075000，China）

In order to further improve the yield and fertilizer utilization efficiency of confectionery sunflowers in Northern Hebei Province，taking local main cultivar Sandaomei as the tested material，the effects of N，P and K balanced fertilization combination on the agronomic traits，yield and nutrient uptake and utilization of confectionary sunflowers were studied.The results indicated that the effects of N，P and K on the yield of confectionary sunflower seeds were ordered as K＞N＞P.The application of N，P and K fertilizers could all promote the uptake，utilization，storage and accumulation of plants to nutrient，the promotion effect of the three factors was as follows：P＞N＞K.The total nutrient absorbed by whole plant was as follows：K＞N＞P，the contents of N and P were the highest in seed，while they were the lowest in stalk.And the content of K was the highest in flower disc，while it was the lowest in seed.The nutrient uptake amount of N，P and K in 100 kg seeds was 8.20 kg，3.03 kg and 17.47 kg，respectively，and the ratio of fertilizer uptake was 1∶0.37∶2.13.The fertilizer utilization of N，P and K was 47.15%，40.06%and 53.28%，respectively，and the agronomical efficiency of the three factors was 2.57 kg/kg，5.51 kg/kg and 5.35 kg/kg，respectively.

Confectionary sunflower；Balanced fertilization；Nutrient absorption；Yield

S565.5

A

1008-1631（2017）03-0054-05

2017-04-13

國家向日葵產業技術體系建設項目（CARS-16）

白葦（1981-），男，河北張家口人，助理研究員，碩士，主要從事向日葵育種、栽培與技術推廣工作。E-mail：bai_wei@126.com。