甘藍型春油菜品種干物質積累和養分吸收分配特性研究

摘要：以青海省目前主栽的4個甘藍型春油菜雜交品種為材料，研究了全生育期內的干物質積累和養分吸收差異。結果表明，4個品種全生育期干物質累積量由高到低依次為青雜3號>青雜2號>青雜5號>青雜4號。4個品種均在蕾薹期或花期干物質累積量最高，分別占全生育期的54.11%、70.36%、74.63和51.15%。植株體內氮素、磷素含量均隨著生育期推進呈下降趨勢，至成熟時略有回升;鉀素含量則隨生育期推進始終呈下降趨勢。4個品種的N、P、K養分吸收總量均呈K>N>P的趨勢，氮素吸收量為119.76～168.44 kg/hm2，磷素吸收量為26.92～51.56 kg/hm2，鉀素吸收量為223.30～283.72 kg/hm2。同一施肥水平下，籽粒產量由高到低的次序依次為青雜2號> 青雜5號>青雜3號>青雜4號，生育期較長的青雜2號和青雜5號在產量上占有優勢。成熟期氮素和磷素多分配于籽粒中，分別占總吸收量的60.86%～72.39%和68.38%～80.51%;鉀素在莖枝和角殼中分配較多，占吸收量的83.63%～93.33%。

關鍵詞：春油菜;干物質;養分累積

中圖分類號： S634.306 ?文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）16-0078-04

收稿日期：2019-03-28

基金項目：國家重點研發計劃（編號：2018YFD020090）。

作者簡介：李月梅（1974—），女，青海海東人，碩士，副研究員，主要從事農業資源與環境方向的研究。

青海高原冷涼的氣候生態條件對油菜有廣泛的適應性，是春油菜天然的適宜生長區[1]。油菜在青海有悠久的種植歷史，但長期以白菜型油菜品種為主，其產量和種植面積均處于較低水平。隨著春油菜育種技術的提高，青海省農林科學院春油菜中心“八五”期間育成了國內第1個雙低春性甘藍型油菜品種青油14號，后來又育成了甘藍型油菜青雜系列雙低雜交品種，已在我國北方其他省（區）春油菜區推廣種植。近年來，又育成了一批可替代部分白菜型油菜的特早熟甘藍型雙低雜交油菜品種，如青雜3號、青雜4號，這些新育成春油菜雜交品種生產潛力較大，它們的大面積推廣應用，有力地促進了青海省油菜產業的發展。截止2017年，青海省油菜種植面積16.98萬hm2[2]，列全省作物種植面積的第1位，并有繼續擴大的趨勢。青雜系列春油菜品種是目前青海省主要推廣的油菜高產品種[3-6]，這些品種的大面積推廣為春油菜產區產量的快速提高發揮了重要作用。但長期以來，缺乏與之相配套的養分吸收特性研究和施肥技術研究，優質油菜品種的增產潛力難以得到充分發揮，因此開展此類研究對于指導油菜高產栽培具有重要的意義。目前關于冬油菜品種的養分吸收規律報道較多[7-12]，而目前對春油菜栽培生理研究多集中于產量、施肥現狀和栽培方式等方面[13-17]，對不同甘藍型春油菜雜交品種干物質及養分吸收動態等方面的系統研究則鮮見報道。因此，本研究以青海省種植面積較大的4個甘藍型春油菜雜交品種為研究對象，探討青海生產條件下春油菜不同雜交品種間的干物質積累和養分吸收特性，為構建青海省油菜化肥減施增效技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在青海省農林科學院試驗站進行，土壤類型為淡栗鈣土，土壤質地為中壤，其主要耕作制度為1年1熟制。土壤基本理化性狀為含有機質17.82 mg/kg、全磷1.91 g/kg、全氮1.09 g/kg、全鉀22.9 g/kg、堿解氮76 mg/kg、速效磷 14.7 mg/kg、速效鉀158 mg/kg，pH值為8.28。

供試春油菜品種為青海省農林科學院春油菜中心選育并推廣面積較大的甘藍型雙低油菜，分別為青雜2號、青雜3號、青雜4號和青雜5號，共4個油菜品種。試驗于2017年4月7日播種，4～5葉期間苗、定苗，田間密度為18萬株/hm2。青雜4號生育期最短，于2017年8月4日收獲，全生育期 119 d;青雜3號于2017年8月10日收獲，全生育期125 d;青雜2號和青雜5號于2017年8月22日收獲，全生育期 137 d。其中青雜2號和青雜5號為晚熟品種;青雜3號和青雜4號為早熟品種。

1.2 研究方法

田間管理：所有品種全生育期施肥量均為120 kg/hm2 N、75 kg/hm2 P2O5、75 kg/hm2 K2O、165 g/hm2 B。供試肥料品種分別為尿素（含46% N）、過磷酸鈣（含12% P2O5）、氯化鉀（含60% K2O）和硼砂（含11% B）。肥料施用時期和比例：70%的氮肥和全部的磷肥、鉀肥和硼肥作基肥施用，在播種前施入，并人工耕翻入土壤，余下的30%的氮肥在5葉期定苗后追肥施入。試驗重復3次，小區面積為15.75 m2。油菜生產管理措施與當地大田相同。各品種的生育進程見表1。

樣品采集及測定：第1次取樣在播種后39 d進行，時間為2017年5月16日，春油菜生長期為5葉期，每小區采有代表性油菜30株;第2～6次取樣時間分別為播種后55、69、84、99、115 d，時間分別為2017年6月1日、2017年6月15日、2017年6月30日、2017年7月15日、2017年7月31日，每次每小區采有代表性油菜5株;最后1次取樣在收獲前1 d進行。所采樣品帶回室內105 ℃殺青30 min，然后在65 ℃下用鼓風干燥箱烘干，稱量地上部干質量，將樣品粉碎并過 0.5 mm 篩，進行N、P、K養分測定。成熟時將植株全株采樣，并按莖枝、籽粒、角殼3部分制備樣品，全生育期共采樣7次。植株全氮含量采用蒸餾-擴散法測定;植株全磷含量采用高氯酸-濃硫酸消煮-鉬銻抗比色法測定;植株全鉀含量采用火焰光度法測定。

2 結果與分析

2.1 地上部干物質積累特性

從苗期開始，4個春油菜品種的干物質累積隨著生長進程的推進大體呈先增長后降低的態勢。不同品種的干物質積累高峰有所區別，青雜2號和青雜5號分別在花期和蕾薹期，青雜3號和青雜4號均在花期。在成熟收獲時各品種的干物質積累量均有不同程度的下降。各品種全生育期干物質累積量由高到低依次為青雜3號>青雜2號>青雜5號>青雜4號，其值分別為16 867.75、14 520.84、13 237.01、13 054.33 kg/hm2（表2）。各品種不同生育階段干物質累積情況分析表明，青雜2號、青雜3號、青雜4號和青雜5號4個品種均以蕾薹期和花期干物質累積量為最高，分別占全生育期累積量的54.11%、70.36%、74.63%和51.15%。

2.2 春油菜不同生長時期整株養分含量

由圖1可知，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號4個品種整株體內氮素含量隨著生育進程的延長呈逐漸下降趨勢，只在成熟收獲時略有回升。第1次取樣時植株的氮素含量最高，4個品種的含量范圍在3.48%～3.79%，之后逐漸下降，至播種后115 d時（第6次取樣）降至最低，范圍在 0.64%～1.08%間，其中成熟較早的青雜3號和青雜4號比較晚成熟的青雜2號和青雜5號含量更低。青雜3號和青雜4號在成熟收獲時體內氮素含量相對較低，分別為0.71%和0.94%，而青雜2號和青雜5號體內則維持較高的氮素含量水平，氮素含量均高于1.10%。

4個春油菜品種植株磷的含量隨著生育期的推進呈階梯型下降趨勢，至成熟收獲時略有回升（圖2）。第1次取樣時（播種后39 d），4個品種體內P2O5含量在0.95%～1.09%范圍變動，之后快速下降，至播種后69 d，進入第1個平臺期;在播種后99 d，4個品種體內P2O5含量快速下降，在播種后 115 d 后降至最低，P2O5含量變化范圍在0.16%～0.37%，其中成熟較早的青雜3號和青雜4號較低，分別為0.16%和0.19%，而成熟較晚的青雜2號和青雜5號略高，分別為0.33%和 0.37%。4個品種的磷含量在成熟收獲時相差較大，青雜2號和青雜5號的P2O5含量水平較高，分別為0.34%和 0.39%，而青雜3號和青雜4號則呈較低水平，分別為0.18%和0.21%。

由圖3可知，4個春油菜品種植株的鉀含量變化趨勢與氮基本一致。第1次取樣時，4個品種K2O含量在4.21%～5.08% 范圍幅動，之后隨生育進程逐漸下降，至成熟收獲時K2O含量降至最低值，范圍在1.60%～1.95%。

2.3 春油菜不同生長時期養分吸收特性

青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號4個春油菜品種隨著生育期進程的推進，對氮素吸收呈單峰型變化（圖4）。青雜2號和青雜5號的氮素吸收高峰出現在播種后115 d，氮素吸收量分別達174.67、167.49 kg/hm2，均為角果期;青雜3號氮素吸收高峰出現在播種后99 d，氮素吸收量達 195.37 kg/hm2，為角果發育初期;青雜4號氮素吸收高峰出現在播種后84 d，氮素吸收量達到184.05 kg/hm2，為角果發育初期。在成熟收獲時，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號體內氮素含量均較前一生長階段呈下降趨勢，此階段的氮素吸收量按由高到低的次序依次為青雜2號>青雜5號> 青雜4號>青雜3號，分別為168.44、148.25、122.71、119.76 kg/hm2，其中早熟的青雜3號和青雜4號成熟時體內氮素含量分別較最高吸收值時下降了38.70%和33.33%，晚熟的青雜2號和青雜5號則相對下降較少，僅較最高吸收值時下降了3.56%和11.48%。

由圖5可知，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號4個春油菜品種的磷素吸收趨勢基本與氮素一致，即隨著生育期進程的推進，其對磷素吸收也呈單峰型變化。但與氮素吸收曲線不同，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號4個春油菜雜交品種的磷素吸收高峰均出現在播種后 99 d，吸收量分別為66.30、69.76、61.63、70.56 kg/hm2，青雜2號、青雜3號、青雜5號對應的生育期均為角果發育初期，而青雜4號則處于角果發育中期。之后4個品種的磷素吸收均呈下降趨勢，至成熟收獲時4個品種的磷素吸收量均到達谷底，按由高到低的次序依次為青雜5號>青雜2號>青雜3號>青雜4號，分別為51.56、49.91、30.92、26.92 kg/hm2。

由圖6可知，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號4個春油菜品種的K2O吸收隨著生育期進程的推進呈不斷增加趨勢，在成熟收獲時均有所下降。4個品種從苗期至播種后84 d對K2O吸收量呈快速增加趨勢，播種后115 d達到最高峰，之后對K2O吸收量均呈下降趨勢;在成熟收獲時維持在較低水平。成熟收獲時4個品種的K2O吸收量按由高到低的次序依次為青雜2號>青雜3號>青雜5號>青雜4號，分別為283.72、270.24、242.37、223.30 kg/hm2。

2.4 成熟期春油菜不同器官養分分配規律

表3為4個甘藍型雜交春油菜在成熟期各不同器官（莖枝、角殼、籽粒）的養分分配情況，這4個品種的雜交春油菜成熟時，總體而言，其籽粒中的氮素吸收量和磷素吸收量均高于角殼和莖枝，分別占總吸收量的60.86%～72.39%、6838%～80.51%;鉀素分配則不同，其在莖枝和角殼中分布較多，在這2個部位的吸收量占鉀素總吸收量的83.63%～93.33%，這與鄒娟等對冬油菜的研究結論相似[18]。4個品種的籽粒產量按由高到低的次序依次為青雜2號>青雜5號>青雜3號>青雜4號，分別為3 620.78、3 574.62、3 322.17、2 776.62 kg/hm2，生育期較長的青雜2號和青雜5號在產量上占有優勢。4個品種氮、磷、鉀3種養分總吸收量均呈現 K>N>P的趨勢，說明鉀素對甘藍型油菜生長具有重要作用。

3 討論與結論

在全國第2次土壤普查中，明確青海為富鉀地區，因此此后20多年間農業生產中施肥依據“缺氮、少磷、鉀豐富”的方針執行，基本不施用鉀肥，在當地油菜施肥習慣中，主要肥料品種為尿素、磷酸二銨，側重于氮、磷肥的投入[17]。目前推廣的甘藍型雜交油菜產量水平較以往的品種有了很大幅度的提升，由此油菜收獲后將大量的鉀素攜出了土壤，本研究結果表明青雜2號、青雜5號、青雜3號、青雜4號這4個甘藍型雜交油菜的生長均需要大量的鉀素來支撐，其需求量甚至超過了氮素，因此在今后的油菜生產中需注重鉀肥的適量投入，初花至角果發育初期為吸鉀高峰，由于此時油菜植株生長旺盛，難以進行田間追肥，應適當以葉面噴施方式進行鉀素補充。此外，傳統油菜施肥方式中，氮肥以基肥為主施用，在油菜 3～5葉期時結合定苗追施20%～30%氮肥[13-14，17]。本研究中早熟的青雜4號氮素吸收高峰在花期，而生育期相對較長的青雜2號、青雜3號、青雜5號氮素吸收高峰則出現在角果發育初期，因此需改變傳統施肥習慣中早施氮肥的方式，將追施的氮肥依據不同種植品種后移至初花期或角果發育初期，使養分需求與養分供應相匹配，才能達到高產、高效的目的。

4個品種的干物質累積總體呈先增加后降低的趨勢，而植株體內的氮磷鉀養分含量則隨著生育進程持續下降，因此導致氮磷鉀養分累積量在生育中期形成一個峰值，至成熟收獲時，青雜2號、青雜3號、青雜5號和青雜4號的養分吸收量均較最高吸收值時有所下降，其原因可能是由于臨近成熟期葉片的大量脫落導致，劉曉偉等對冬油菜葉片的研究有相似結論[19]。早熟品種（青雜3號、青雜4號）相對晚熟品種（青雜2號、青雜5號）下降得更為明顯。早熟的青雜4號和青雜3號其產量相對晚熟品種較低，雖然在營養生長期4個品種具有較為相近的吸收特性，但在生殖生長期由于生育進程的縮短，植株提前進入成熟階段，氮磷鉀養分吸收量的大幅下降，導致其經濟產量偏低。

本研究中青雜5號花期干物質累積量低于其他品種及其他生育期，其具體機理不明。考慮作物養分吸收會因立地條件、種植制度等條件的不同而有所變化[7，10]，而早熟性和晚熟性春油菜間的差異會更加明顯，這些問題須要在以后研究中繼續進行探索和驗證。

青海省目前主栽的4個甘藍型春油菜雜交品種全生育期干物質累積量由高到低依次為青雜3號>青雜2號>青雜5號>青雜4號。4個品種均在蕾薹期和花期干物質累積量最高，分別占全生育期的54.11%、70.36、74.63和51.15%。4個甘藍型春油菜雜交品種植株體內氮素、磷素含量均隨著生育期推進呈下降趨勢，至成熟時略有回升;鉀素含量則隨生育期推進始終呈下降趨勢。4個品種的N、P、K養分吸收總量均呈K>N>P的趨勢，氮素吸收量為119.76～168.44 kg/hm2，磷素吸收量為26.92～51.56 kg/hm2，鉀素吸收量為223.30～283.72 kg/hm2。相同肥料供給水平下，籽粒產量由高到低的次序依次為青雜2號>青雜5號>青雜3號> 青雜4號，生育期較長的青雜2號和青雜5號在產量上占有優勢。成熟期氮素和磷素多分配于籽粒中，鉀素在莖枝和角殼中分配較多。

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