江蘇沿江地區油菜施氮量對產量的影響及氮肥利用效率分析

張維 高建芹 戚存扣

摘要：為研究江蘇沿江地區油菜施氮量對油菜籽產量的影響，確定該地區油菜的適宜施氮量，以油菜品種寧雜1818和史力佳為試驗材料，設置N0（0 kg/hm2）、N120（120 kg/hm2）、N240（240 kg/hm2）、N360（360 kg/hm2）4個施氮量處理，研究結果表明，氮肥能顯著增加油菜的產量和植株氮素積累量，且隨著施氮量的增加，產量和植株氮素積累量均呈增加趨勢。當施氮量為N240時，寧雜1818和史力佳2個油菜品種的油菜籽產量比N0分別增加了104.80%和 123.98%。收獲指數和籽粒的氮素積累量占總積累量的比例雖比N120處理略有降低但差異不顯著。寧雜1818在此處理下的氮肥農學利用率顯著高于N120和N360，史力佳在此處理下的氮肥農學利用率雖比N120處理略有降低但差異不顯著。綜合上述結果表明，江蘇沿江地區油菜的施氮量在240 kg/hm2時，可以較好地協調較高產量和合理的氮肥利用率的統一。

關鍵詞：油菜;施氮量;產量;氮肥利用率

中圖分類號：S634.306?? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）12-0093-03

油菜是我國重要的油料作物，近年來種植面積保持在 7.4×106 hm2左右，為我們提供了60%左右的國產食用植物油[1]。在當前我國食用植物油對外依存度居高不下的嚴峻形勢下[2]，提高油菜產量對于維護國家食用油供給安全具有重要作用。氮素是限制油菜產量最重要的因素之一[3]，充足的氮素供應可增加植株的干物質累積和氮素吸收[4]，有利于增加分枝數和總角果數從而提高籽粒產量[5]。但氮肥施用過量則會造成油菜貪青晚熟，增產效應降低，還會增加由于降雨徑流而導致的氮素流失，提高環境污染風險[6]。在我國的油菜生產中，氮肥施用不合理的現象普遍存在[7]。

江蘇是我國重要的油菜產區，種植面積廣且產量高，據中國農業統計資料，2015年江蘇的油菜播種面積為3.36×105 hm2，占全國總面積的4.6%，居全國第七，單產高達 2 785 kg/hm2，居全國第一，是全國平均單產的1.4倍[8]。其中沿江、沿海地區是江蘇油菜核心產區，油菜面積約占江蘇油菜總面積的85%[9]。但近年來這些地區農村勞動力轉移量大，務農人口年齡結構不斷老化，由于缺乏勞動力，油菜種植密度越來越小，據調查，海門市油菜種植密度最小的田塊不到45 000株/hm2[10]。為了彌補密度減小帶來的油菜單產的降低，種植戶們不斷增加肥料的投入，尤其是氮肥。這種只關注產量的施肥方式，極易造成氮肥的過量施用，降低氮肥的利用效率，還易引發環境風險。因此，亟需在該區域開展油菜適宜施氮量的研究。為此，本研究通過在海門市悅來鎮布置油菜的氮肥用量田間試驗，研究施氮量對油菜產量及氮肥利用效率的影響，以期為當地油菜的合理施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

于2014—2016年在江蘇省海門市悅來鎮進行試驗，試驗點為旱作區，2年的前茬作物均為玉米，土壤的基本理化性質見表1。試驗材料選擇當地的主栽油菜品種寧雜1818和史力佳，其中寧雜1818為江蘇省農業科學院經濟作物研究所育成的雜交品種，史力佳為南京綠江種苗開發中心育成的常規油菜品種。

1.2 試驗設計

施氮量設4個處理：0、120、240、360 kg/hm2（分別以N0、N120、N240、N360表示），所用肥料品種為尿素（含N 46%）。每個處理施過磷酸鈣（含P2O5 12%）750 kg/hm2、氯化鉀（含K2O 60%）250 kg/hm2、硼砂15 kg/hm2。氮肥基追比為 5.5 ∶ 4.5;鉀肥基追比為7 ∶ 3;磷肥、硼肥全部為基肥。小區面積67 m2，3次重復，隨機區組排列。育苗移栽，密度6×104株/hm2，其他栽培管理方式同當地大田。

1.3 測定項目與方法

移栽前，以“S”形多點采集試驗田耕層土壤，混勻風干后磨碎測定基礎土壤理化性狀。土壤養分指標采用常規方法測定。

成熟期收獲前1 d，在每個小區隨機取樣5株，分籽粒、角殼和莖稈烘干后稱干質量，并采用凱氏定氮法測量氮素含量。

用以下參數來衡量氮肥的利用效率[11]：

氮肥農學利用率，指單位施氮量所增加的作物經濟學產量。計算方法為：氮肥農學利用率=（施氮區產量-不施氮區產量）÷氮肥用量;

氮肥偏生產力，指單位施氮量所能生產的作物經濟學產量。計算方法為：氮肥偏生產力=施氮區產量÷氮肥用量;

氮肥表觀利用率，反映了作物對施入土壤中的肥料氮的回收效率。計算方法為：氮肥表觀利用率=（施氮區植株總吸氮量-不施氮區植株總吸氮量）÷氮肥用量×100%;

氮肥生理利用率，是作物地上部每吸收單位肥料中的氮所獲得的籽粒產量的增加量。計算方法為：氮肥生理利用 率=（施氮區產量-不施氮區產量）÷（施氮區植株總吸氮 量- 不施氮區植株總吸氮量）。

利用Excel和SPSS統計軟件進行數據整理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 施氮量對油菜籽產量的影響

施氮能顯著提高油菜產量，且隨著施氮量的增加，種子產量也不斷提高（表2）。2年平均，寧雜1818各個施肥處理油菜籽產量分別比N0處理增加了46.22%、104.80%和 111.03%。處理N240與N120間油菜籽產量差異顯著。但處理N360與N240差異不顯著。史力佳各個施肥處理油菜籽產量比N0處理分別增加了75.68%、123.98%和150.05%，各處理間油菜籽產量差異顯著。2個品種對氮肥處理的增產效應存在顯著差異。寧雜1818各處理的油菜籽產量均高于史力佳。N0處理下寧雜1818油菜籽產量比史力佳高26.31%，表明寧雜1818比史力佳更耐貧瘠。當施氮量超過240 kg/hm2時，寧雜1818的增產效果已不顯著，而史力佳隨氮素水平增加依然有顯著增產效果。上述結果表明，寧雜1818是個氮高效型品種，而史力佳屬于“吃肥”的品種。

2.2 施氮量對油菜生物量的影響

施氮能顯著提高油菜地上各部位的生物學產量（表3）。寧雜1818的籽粒、果殼、莖稈的生物量均隨著施氮量的增加而不斷增加，N360處理的籽粒、果殼、莖稈的單株生物量達到了87.62、128.78、184.33 g，分別比N0處理增加了 92.2%、119.3%、102.2%。但N360處理與N240處理間差異不顯著。史力佳的籽粒、果殼、莖稈的生物量也隨著施氮量的增加逐漸增加，且各個處理間均差異顯著，N360處理下的籽粒、果殼、莖稈的單株生物量達到了83.46、120.46、169.39 g，分別比N0處理增加了111.0%、128.3%、112.4%。施氮對油菜的收獲指數也有影響，隨著施氮量的增加，收獲指數有下降的趨勢，在N120處理和N240處理下，2個品種的油菜收獲指數都與N0處理沒有顯著差異，但當施氮量達到360 kg/hm2時，2個品種的收獲指數均顯著降低。說明當施氮量過高時，油菜所吸收的氮素較多地分配到果殼和莖稈的生長上。

2.3 氮肥用量對植株氮素累積量的影響

油菜籽粒、果殼和莖稈各部位的氮素累積量均隨著施氮量的增加而不斷上升（表4），當施氮量增加到360 kg/hm2時，寧雜1818的籽粒、果殼和莖稈的氮素累積量分別達到了3.42、1.54、1.53 g/株，比N0處理分別增加了108.5%、227.7%、206.0%;史力佳的籽粒、果殼和莖稈的氮素累積量分別達到了3.24、1.39、1.44 g/株，比N0處理分別增加了138.2%、297.1%、213.0%。氮素總累積量也隨著施氮量的增加而不斷上升，當施氮量增加到 360 kg/hm2 時，寧雜1818和史力佳的地上部氮素總累積量分別達到了6.49 g/株和6.07 g/株，比不施氮處理增加了166.0%和179.7%。史力佳的籽粒、果殼和莖稈的氮素累積量及氮素總累積量各處理間差異顯著，而寧雜1818的籽粒和果殼的氮素累積量及氮素總累積量在N240處理和N360處理間差異不顯著。氮肥的施用還會影響各部位氮素累積量占總累積量的比例，隨著施氮量的增加，籽粒的氮素累積量所占比例逐漸下降，而果殼、莖稈所占比例逐漸增加。在不施氮的處理下，2個油菜品種的籽粒所占比例分別是62.95%和 62.67%，而莖稈所占比例分別為19.22%和20.97%，果殼所占比例最少，分別是17.84%和16.36%。當施氮量增加到360 kg/hm2時，2個油菜品種的籽粒所占比例分別是52.73%和53.37%，比N0處理降低了16.2%和14.8%;莖稈所占比例分別為23.57%和23.71%，比N0處理增加了22.6%和13.1%;果殼所占比例分別為23.69%和22.91%，分別比N0處理增加了32.8%和40.0%。

2.4 氮肥用量對油菜氮素利用率的影響

不同油菜品種的氮素利用率受氮肥用量的影響略有不同（表5）。隨著施氮量的增加，寧雜1818的氮肥農學利用率呈先升后降趨勢，在N240處理下最高，與N120處理和N360處理差異顯著;而史力佳的氮肥農學利用率隨著施氮量的增加逐漸降低，在N120處理下最高，N240處理與N120處理相比，雖有下降但差異不顯著，當施氮量增加到360 kg/hm2時，顯著低于施氮120 kg/hm2。2個品種的氮肥偏生產率均隨著施氮量的增加顯著降低。隨著施氮量的增加，2個品種的氮肥表觀利用率均呈先升后降的趨勢，在N240處理下，寧雜1818的氮肥表觀利用率為85%，顯著高于N120處理;史力佳在N240處理下的氮肥表觀利用率與N120處理和N360處理差異不顯著，但為3個處理中的最高值。氮肥的生理利用率在3個處理間差異不顯著。

3 討論

氮肥的增產效應及氮肥利用率是衡量氮肥適宜施用量的重要指標[12]。不同地區，由于土壤性質、環境條件、氣候以及栽培方式的不同，適宜的施氮量也不同。李銀水等通過在湖北4個縣布置的9個油菜氮肥肥效試驗確定了該地區的適宜施氮量為150 kg/hm2[11]。王寅等在蘇南、浙北油菜主產區布置了10組冬油菜的氮肥用量田間試驗，結果表明，在施氮量為199 kg/hm2時，不僅能大幅減少氮肥投入，還能獲得較高的區域產量水平和氮肥利用效率[13]。本研究表明，在江蘇沿江地區，氮肥的施用能顯著增加油菜的產量和氮素積累量，且隨著施氮量的增加，油菜的產量和氮素積累量都逐漸增加，當施氮量增加到360 kg/hm2時，2個油菜品種的產量和氮素積累量都達到4個處理的最高值，但此施氮量下，收獲指數、籽粒的氮素積累量占總積累量的比例以及氮肥的農學利用率和偏生產率都顯著降低，說明此施氮量已高于適宜施氮量，植株吸收到的氮素較多地分配到果殼和莖稈中。當施氮量為 240 kg/hm2 時，2個油菜品種都達到了較高的增產水平，實收產量比不施氮處理分別增加了104.80%和123.98%，且寧雜1818在此施氮量的產量雖比最高值（N360處理下的產量）略低，但差異不顯著。收獲指數、籽粒的氮素積累量占總積累量的比例雖比N120處理略有降低但差異不顯著。寧雜1818在此施氮量的氮肥農學利用率顯著高于N120和N360，史力佳在此施氮量的氮肥農學利用率雖比N120處理略有降低但差異不顯著，且2個品種的氮肥表觀利用率均在N240處理下達最大值。綜合上述結果，江蘇沿江地區油菜的施氮量在 240 kg/hm2 時，可以較好地協調較高產量和合理的氮肥利用率。在生產中，應根據土壤肥力、油菜品種、種植密度等情況在此施氮水平上做適當調整。

本試驗的研究結果與李銀水等[11]、王寅等[13]的研究結果相比，適宜的施氮量較高。究其原因，一方面是由于江蘇沿江地區的氣候條件適宜油菜的生長[14]，而油菜高產潛力的發揮需要較高的施氮量;另一方面是由于本試驗的種植密度較低，需要更高的氮肥投入。不少研究者認為，適當增加密度，減少施肥量尤其是施氮量是節本增效、實現農作物高產高效的栽培方式[5，15]。但由于當地的主要栽培方式是人工育苗移栽和收獲，機械化水平低，而勞動力成本較高，限制了栽培密度的增加。如果能夠提高該區域的機械化、輕簡化水平，那么便可以適當增加油菜的栽培密度，減少氮肥的投入。

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