緩釋肥側位深施及用量對油菜產量和肥料利用率的影響

呂偉生，肖小軍，肖國濱，黃天寶，肖富良，李亞貞，韓德鵬，鄭 偉

緩釋肥側位深施及用量對油菜產量和肥料利用率的影響

呂偉生，肖小軍，肖國濱，黃天寶，肖富良，李亞貞，韓德鵬，鄭 偉※

（江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術研究中心/江西省紅壤耕地保育重點實驗室/農業農村部江西耕地保育科學觀測實驗站，南昌 330046）

為明確紅壤稻田直播油菜緩釋肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）側位深施效果及適宜用量，該研究連續2 a在兩熟制和三熟制2種種植模式下開展緩釋肥側位深施效果對比試驗（設置不施肥、土表撒施和側位深施3個施肥方式）和施用量試驗（設置0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6個施肥水平），研究緩釋肥側位深施及不同用量對油菜產量形成和肥料利用率的影響。結果表明，施肥方式對紅壤稻田油菜產量形成和肥料利用率均有顯著影響（<0.05），且對兩熟制油菜影響更為顯著。相比傳統土表撒施，側位深施顯著促進了油菜產量和肥料利用率的提高（<0.05）。緩釋肥側位深施明顯提高了各時期油菜干物質量，尤其是顯著增加了初花期至成熟期的干物質積累量（<0.05），促進了花后根部與地上部干物質同步增長；促進了根系對N、P、K的吸收，提高了油菜產量和肥料利用率。菜籽產量與緩釋肥用量呈線性加平臺關系，適宜施肥量可保證較大的收獲密度，并協同產生較多的每株角果數和每角粒數，從而提高籽粒產量、肥料利用率和經濟效益。兩熟制和三熟制油菜緩釋肥側位深施的適宜用量分別為715.39和586.39 kg/hm2，產量潛力可分別達2 438.94和1 708.22 kg/hm2。研究表明，側位深施適量緩釋肥可顯著提高紅壤稻田直播油菜生產力，建議結合機械化種植因地制宜推廣應用。

機械化；作物；產量；緩釋肥；側深施肥；直播油菜；肥料利用效率

0 引 言

油菜是中國第一大食用植物油和第二大飼用蛋白源料，種植面積達700萬hm2，其中約90%為冬油菜，但仍難以滿足內需[1]。冬油菜種植于冬閑耕地，是南方紅壤區多熟制輪作換茬和地力培肥的首選作物[2]，發展該區域冬油菜生產具有重要的戰略意義。然而，中國冬油菜生產還面臨發展不均衡、單產水平低等問題，尤其在受立地條件影響的紅壤稻田，油菜多停留于傳統經驗種植，機械化水平、產量、效益及肥料利用率均偏低[1,3]。科學合理的播種和施肥方式是實現作物高產高效的重要措施[4]，而目前紅壤稻田油菜種肥播施方式主要采用人工土表撒施，種肥分布無序化、養分表聚化，不利于構建高質量群體[5]。此外，冬油菜生育期長，養分需求量較大，直播條件下對施肥的響應更加敏感[6]，而傳統的分次施肥技術又耗時費工[5]。隨著農機農藝技術融合發展，種子條播、穴播和同步側位深施肥的機械化生產技術日趨成熟[7]，因此，探究紅壤稻田直播油菜適宜的機械化輕簡化施肥技術尤為重要。

關于科學施肥，專家學者們普遍倡導“4 R”養分管理策略，即選擇適宜的肥料（Right source）、以合理的用量（Right rate）、在正確時間（Right time）施于合適的位置（Right place）[8]。研究表明，作物有序種植有利于改善群體質量而顯著增產[9]，同步側深施肥在增產的同時可顯著提高肥料利用率[10-11]。肥料施入土壤后，特別是在集中深施時會在根區形成肥料微域環境[12]，從而刺激根系增殖，形成理想根型，促進養分吸收和地上部生長[13-14]。合理的施肥方式可提高水稻[11,15-16]、玉米[17-18]、小麥[19-20]、大豆[21-22]等糧油作物的產量及肥料利用率，減少面源污染。在油菜種植中也發現，氮基肥條施（直播油菜）或穴施（移栽油菜）可減少氮肥損失，保證后期氮素供給，促進根系和地上部生長，進而提高產量與氮肥利用率[23]。對于油菜肥料集中施用，施肥位置至關重要，施肥太淺影響出苗和扎根，施肥過深又會增加動力成本[13,24]。總體而言，肥料深施在10～15 cm土層可明顯促進油菜根系生長和干物質積累，提高產量和肥料利用率[13-14]。近年來，隨著緩控釋技術升級和工藝成本降低，一次性基施且增產增效的油菜緩釋型配方肥也備受青睞[5]。李小坤等[25]針對湖北省的移栽油菜探究了多元長效油菜專用肥（N-P2O5-K2O: 15.6-8.4-11.1）的施用效果及適宜用量，表明適量施用該肥可明顯促進油菜生長并提高產量。魯劍巍等[5,26]通過多點試驗表明，在減少肥料養分投入并一次性基施的情況下，長效專用配方肥（N-P2O5-K2O:20-7-8、N-P2O5-K2O:25-7-8）仍能實現冬油菜增產增效。黃琳等[27]針對湖南省的直播油菜對比了以上2種配方肥的施用效果，發現二者均比常規施肥省工節本、增產增效，尤其是含氮量25%的配方肥。由此推測，緩釋型配方肥一次性側位深施有進一步減肥增效的潛力。

新形勢下，輕簡高效的直播油菜和一次性基施且增產增效的專用緩釋肥推廣規模正逐年擴大，適應當前油菜種植需求的機械化種肥同步播施技術也在不斷完善[4-5,28]。但目前相關施肥技術研究集中在氮素管理[23,29-30]等方面，且研究方式以土表撒施為主，關于直播油菜同步側位深施緩釋肥的系統研究還鮮有報道。據此，本文以當前主推的緩釋型配方肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）為材料，通過2 a田間試驗，探究緩釋肥側位深施的效果及適宜用量，以期為紅壤稻田油菜科學施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018－2020年在江西省紅壤研究所進賢試驗基地（28°35′N，116°17′E）進行。該區域屬典型的亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和，雨量充沛。兩年的油菜季氣象條件總體利于油菜生長，各月的氣溫分布和降水量如圖1所示。2019年10月－2020年5月間各月的氣溫總體高于2018－2019年，各月降水量則低于2018－2019年，特別是11月－2月。試驗前茬作物是水稻，機收時秸稈全量還田。土壤為第四紀黏土母質發育的紅壤土，肥力中等。2018－2019年試驗田0～20 cm耕層土壤理化性狀為：有機質24.23 g/kg、全氮2.41 g/kg、堿解氮156.34 mg/kg、有效磷36.31 mg/kg、速效鉀153.08 mg/kg、有效硼0.45 mg/kg，pH值為5.35；2019－2020年試驗田0～20 cm耕層土壤理化性狀為：有機質21.87 g/kg、全氮2.22 g/kg、堿解氮139.85 mg/kg、有效磷40.15 mg/kg、速效鉀144.60 mg/kg、有效硼0.37 mg/kg，pH值為5.18。

圖1 2018—2020年油菜生育期內各月平均氣溫和降水量

1.2 試驗設計

試驗用冬油菜品種為“大地199”（兩熟制品種，生育期約210 d）和“中油607”（三熟制品種，生育期約185 d），由中國油料作物研究所提供，種子用量分別為4.5和6.0 kg/hm2。所用肥料為油菜長效專用配方肥，由華中農業大學研制、湖北宜施壯農業科技有限公司生產，N、P2O5、K2O和中微量元素（B、Ca、Mg、Zn、S）配比為25:7:8:5。

2018－2019年和2019－2020年連續2 a在不同試驗田開展緩釋肥側位深施效果試驗。設置油菜品種和施肥處理二因素裂區試驗，其中油菜品種為主區，分別設置3個施肥處理：不施肥，耕地后按20 cm行距開深約2 cm的播種溝并條播種子（F0）；土表撒施，即耕地后將肥料撒施在地表，再按20 cm行距開深約2 cm的播種溝并條播種子（F1）；側位深施，耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝條播種子，再于行間間隔開深10 cm的肥溝施肥（F2）。每個處理設3次重復，隨機區組排列，小區面積10 m × 4 m。肥料按兩熟制油菜750 kg/hm2、三熟制油菜600 kg/hm2的用量一次性基施。

2019－2020年在緩釋肥側位深施效果試驗的基礎上開展緩釋肥施用量試驗。2個油菜品種分別設0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6個施肥水平。肥料一次性側位深施，即耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝條播種子，再于行間間隔開深10 cm的肥溝并按相應肥料用量施肥。每個處理3次重復，小區面積10 m×4 m。

根據不同熟制油菜的品種特性，并結合生產實際，兩熟制品種于10月上旬播種、次年5月中上旬收獲；三熟制品種于10月下旬播種、次年4月下旬收獲。

1.3 測試指標與方法

1.3.1 土壤基礎理化性質

在前茬水稻收獲之后，按五點取樣法采集耕作層（0～20 cm）土壤，自然風干后磨碎過篩，采用常規方法分別測定土壤pH值、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼含量[31]。

1.3.2 干物質量

2018－2019年緩釋肥側位深施效果試驗中，分別在油菜苗期、初花期和成熟期，每個小區選取1個有代表性（長勢均勻）的0.6 m2（連續3行，每行1 m）樣點，測定植株干物質量。取樣時在根莖結合處將根系和地上部分開（成熟期地上部按莖稈、角殼與籽粒分開），清洗后于105 ℃條件下殺青30 min，再于70 ℃條件下烘干至恒質量后稱量。

1.3.3 籽粒產量及產量構成

在油菜收獲前1 d，每個小區選定1個有代表性（長勢均勻）的0.6 m2（連續3行，每行1 m）樣方調查有效株數，然后收集樣方內的油菜，考查每株角果數、每角粒數和千粒質量。隨后分小區單獨收獲籽粒，晾干后測定實際產量。

1.3.4 成熟期地上部養分吸收量

分別將成熟期地上部莖稈、角殼與籽粒粉碎，過0.5 mm篩，經H2SO4-H2O2聯合消煮，用FOSS—2300型全自動定N儀測定氮含量，用鉬銻抗比色法測定磷含量，用火焰光度計測定鉀含量。

1.4 相關指標計算

1）肥料利用率：分別用肥料農學利用率、肥料偏生產力和肥料貢獻率等指標表征肥料利用效率[26]。

肥料農學利用率（kg/kg）=（施肥處理產量?不施肥處理產量）/施肥處理的養分（N、P2O5、K2O）施用量（1）

肥料偏生產力（kg/kg）=施肥處理產量/施肥處理的養分

（N、P2O5、K2O）施用量（2）

肥料貢獻率=（施肥處理產量?不施肥處理產量）/施肥處理產量×100% （3）

2）緩釋肥側位深施適宜用量：應用線性加平臺模型擬合緩釋肥最佳用量[25]。

線性加平臺模型為：

式中為菜籽產量，kg/hm2；為肥料用量，kg/hm2；a為截距，為回歸系數，為直線與平臺的交匯點；為平臺產量，kg/hm2。

3）經濟效益：參考相關方法計算各處理油菜經濟效益[26]。

產值（元/hm2）=菜籽價格×菜籽產量 （5）

投入成本（元/hm2）=肥料購買成本+施肥人工成本（6）

施肥效益（元/hm2）=施肥處理產值?不施肥處理產值?投入成本 （7）

產投比=（施肥處理產值?不施肥處理產值）/投入成本（8）

1.5 數據統計分析

采用 Microsoft Excel 2010進行數據分析與制圖，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析，多重比較采用Duncan新復極差法。除籽粒產量和產量構成外，僅對各施肥處理相關數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 緩釋肥側位深施效果

2.1.1 緩釋肥側位深施對油菜籽粒產量及產量構成的影響

由方差分析結果可知（表1），油菜品種、施肥處理及其交互作用均對油菜籽粒產量有顯著影響。籽粒產量年際間差異顯著，2019－2020年籽粒產量總體高于2018－2019年，但年份與施肥處理無顯著交互效應。施肥顯著提高了油菜產量，大地199和中油607 2 a平均增產率分別達212.83%和233.37%。在施肥條件下，F2處理相比F1處理，2018－2019年大地199和中油607分別顯著增產18.73%和13.32%，2019－2020年分別顯著增產13.07%和10.08%。由此可見，緩釋肥側位深施增產效果顯著，且兩熟制油菜產量對施肥方式的響應更為敏感，生產潛力大。

表1 不同施肥處理對油菜產量的影響

注：F0、F1和F2分別代表不施肥、土表撒施和側位深施；ns、*和**分別表示無顯著差異及在0.05和0.01水平上差異顯著。同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（<0.05）。下同。

Note: F0, F1 and F2 represent no fertilization, broadcast fertilizer on soil surface and lateral deep application fertilizer, respectively; ns, *, ** indicate no-significant, significant at0.05 and 0.01 levels, respectively. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference（<0.05）. The same as below.

從油菜產量構成來看（表2），施肥處理對每株角果數影響較大，而對千粒質量影響較小。與F1處理相比，F2處理顯著提高了每株角果數和總角果數，大地199和中油607 2 a分別平均提高了11.34%和10.61%，總角果數分別平均提高了22.70%和17.49%；同時，F2處理有提高收獲密度和每角粒數的趨勢，其中大地199和中油607收獲密度2 a分別平均提高了11.09%和6.81%。因此，保證較大的收獲密度、產生較多的每株角果數并維持正常的每角粒數和千粒質量，是緩釋肥側位深施處理實現增產的主要原因。

2.1.2 緩釋肥側位深施對油菜干物質量的影響

從2018－2019年油菜各生育期干物質量的測量結果可知（圖2），各處理植株地上部和總的干物質量均隨生育期的推進而顯著增加，于成熟期達最大值，而根部干物質量變化規律不盡相同。不同施肥方式下油菜干物質量在不同品種之間和不同生育時期的差異有所不同，同時地上部和根部生長對不同施肥處理的響應也存在一定差異。在苗期，F1和F2處理地上部干物質量無顯著差異，但對于大地199根部干物質量F2處理比F1處理顯著提高15.72%。初花期至成熟期，F2處理根部與地上部干物質保持協同增長，均顯著高于F1處理。而且，較之F1處理，F2處理花期和成熟期根部干物質增幅（大地199和中油607花期為18.44%和23.14%，成熟期為21.86%和27.53%）明顯高于地上部（大地199和中油607花期為10.91%和14.09%，成熟期為15.89%和18.87%）。

表2 不同施肥處理對油菜產量構成的影響

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），下同。

2.1.3 緩釋肥側位深施對油菜養分吸收的影響

圖3為不同施肥處理下油菜地上部N、P、K養分吸收量。

圖3 2018－2019年不同施肥處理對油菜地上部N、P、K吸收量的影響

由圖3可知，與產量和干物質量表現類似，2018－2019年F2處理可獲得較高的養分積累，各油菜品種成熟期地上部養分吸收量均表現為F2處理顯著大于F1處理。相比F1處理，大地199 F2處理的N、P、K吸收量分別增加了25.02%、21.06%和22.77%，中油607 F2處理的N、P、K吸收量分別增加了21.59%、19.19%和18.62%。

2.1.4 緩釋肥側位深施對油菜肥料利用率的影響

年份、品種和施肥方式對油菜肥料利用率均具有顯著影響（表3）。相比F1處理，F2處理顯著提高了肥料農學利用率、肥料偏生產力和肥料貢獻率。與F1處理相比，大地199 F2處理2 a平均肥料農學利用率從4.58增至5.69 kg/kg，增幅23.83%；肥料偏生產力從7.01增至8.11 kg/kg，增幅15.73%；肥料貢獻率從65.44%增至70.13%，增幅7.17%。而對于中油607，2 a平均肥料農學利用率從4.36增至5.10 kg/kg，增幅17.11%；肥料偏生產力從6.39增至7.13 kg/kg，增幅11.67%；肥料貢獻率從68.16%增至71.46%，增幅4.84%。緩釋肥側位深施可實現紅壤稻田直播油菜的高產高效生產。

表3 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響

2.2 緩釋肥側位深施適宜用量分析

2.2.1 緩釋肥用量對油菜籽粒產量及產量構成的影響

緩釋肥的施用顯著提高了油菜籽粒產量（圖4）。在施肥量0～900 kg/hm2范圍內，菜籽產量總體隨施肥量的增加呈增加的趨勢，大地199和中油607分別在肥料用量超過750和600 kg/hm2時不再顯著增加。油菜品種和施肥量互作效應顯著，在相同施肥量下，大地199產量顯著高于中油607，2個品種分別在施肥量為750和600 kg/hm2時產量最高，且均顯著高于900 kg/hm2施肥量處理。因此，根據實際的產量結果，利用線性加平臺模型計算緩釋肥側位深施最佳用量（圖4），大地199和中油607分別為715.39和586.39 kg/hm2，相應的平臺產量分別達2 438.93和1 708.22 kg/hm2。

圖4 緩釋肥施用量對油菜籽粒產量的影響

對于油菜產量構成（表4），隨著施肥量的增加，收獲密度、每株角果數和每角粒數均表現為先增后減的趨勢，大地199和中油607分別在施肥量達到750和600 kg/hm2時趨于穩定，而千粒質量在處理間差異較小。進一步相關分析和通徑分析顯示（表5），油菜產量與收獲密度、每株角果數和每角粒數呈極顯著或顯著正相關關系，而與千粒質量相關不顯著。其中，收獲密度對產量表現出最強的正直接效應和最大的貢獻率，每株角果數和每角粒數次之。可見，保證較大的收獲密度并產生較多的每株角果數和每角粒數，是側位深施適量緩釋肥提高直播油菜產量的基本途徑。

2.2.2緩釋肥用量對油菜肥料利用率的影響

緩釋肥施用量顯著影響了直播油菜的肥料利用率（表6）。隨著緩釋肥施用量的增加，肥料貢獻率和肥料農學利用率先增加后降低。肥料貢獻率在施肥量超過600 kg/hm2時不再顯著變化，肥料農學利用率在施肥量超過750（大地199）和600 kg/hm2（中油607）時顯著降低。肥料偏生產力則隨緩釋型配方肥施用量的增加而逐漸降低，在施肥量超過600 kg/hm2時變化顯著。總體而言，緩釋肥用量為600～750 kg/hm2時可維持較高的肥料利用率。

2.2.3 緩釋肥用量對油菜經濟效益的影響

由表7可知，隨著緩釋肥施用量的增加，施肥成本增加，最終產值、毛利潤和施肥凈利潤和產投比呈先增加后降低的趨勢。大地199和中油607的施肥產值、毛利潤和凈利潤分別在施肥量為750和600 kg/hm2時最高，產投比則均在施肥量為600 kg/hm2時達最大值，平均為3.96，而在施肥量過高（900 kg/hm2）或過低（300 kg/hm2）時均小于3。因此，側位深施600～750 kg/hm2緩釋肥可獲得相對較高的經濟效益。

表4 緩釋肥用量對油菜產量構成的影響

表5 油菜產量與產量構成的相關系數及通徑系數

注：*、**表示在0.05和0.01 水平顯著相關（=12）。

Note: *, ** significant at 0.05 and 0.01 levels, respectively (=12).

表6 緩釋型配方肥用量對油菜肥料利用率的影響

表7 緩釋肥用量對油菜經濟效益的影響

注：2019－2020年度油菜籽市場價格約為6.0元·kg–1，肥料價格為2.8元·kg–1。

Note: The market price of rapeseed during 2019 to 2020 is about 6 元·kg–1; Fertilizer price is about 2.8元·kg–1.

3 討 論

3.1 緩釋肥側位深施對直播油菜產量及肥料利用率的影響

冬油菜生育期較長，對肥料的依賴性強，而且在直播條件下對養分缺乏十分敏感[6]。作為國家測土配方施肥、科技支撐計劃及油菜產業技術體系建設項目的重要成果，油菜分次施肥技術相比農民習慣施肥方式，在肥料用量、養分比例及施肥方式上均有較大的改進，顯著提高了油菜產量和肥效，但肥料類型的選用仍由市場控制[32-33]。常規肥料實行一次性施用，養分釋放迅速，往往造成燒苗，若遇上雨水天氣，肥料養分極易流失[26]。分次施用的技術雖然延長了肥效，但增加了追肥成本。簡化施肥是油菜輕簡高效生產的一個重要環節，其中緩釋肥以一次性施用、肥效周期長、養分利用率高等諸多優點逐漸得到推廣應用[5,26-27]。本研究中，相比土表撒施，緩釋肥側位深施顯著提高了油菜產量和肥料利用率。這與油菜常規肥料基肥深施[13-14,23]及其他作物體系[15,17-22]的相關研究結論基本一致。但相比常規肥料基肥深施，本研究肥料集中深施較土表撒施的增產效果略低。這可能與油菜栽培模式對施肥方式的響應差異和立地條件差異有關[5-6]，也可能是因為本研究采用的是一次性基施的緩釋肥。緩釋肥中含有脲酶抑制劑和硝化抑制劑，能夠延緩氮素養分釋放，降低氮素氨揮發損失及地表徑流損失，保證油菜“前促后穩”的供肥需求，即使是表施也較普通肥料增產增效[5]。本研究還發現，緩釋肥側位深施對提高兩熟制油菜產量及肥料利用率的效果更顯著，可能與兩熟制油菜生育期更長、需肥量更多以及產量潛力更大等因素有關。此外，不同年份油菜產量及肥料利用率對緩釋肥側位深施的響應存在一定差異，其中2018－2019年表現更為敏感，這可能主要受降水量的影響。該年份油菜生長期間降水量偏多，加劇了緩釋肥土表撒施處理的養分淋溶和肥效降低[13,34]。

一般而言，種肥同層撒施時，肥料距離種子較近，可能影響出苗和發根。Hocking等[24]研究表明，油菜種肥表層同播時成苗率顯著低于其他肥料深施處理。Su等[13]在盆栽試驗中也發現，肥料淺施時油菜出苗率不到65%，并且前期生長明顯受阻。本研究顯示，緩釋肥側位深施有提高收獲密度的趨勢，但差異并不顯著。這與前人研究結果存在差異，可能是因為本研究采用的是一次性施用的專用緩釋肥，其對種子的安全性比普通肥料更高[35]；再者就是基肥含有較多的中微量元素和腐殖酸，提高了養分的有效性和油菜的抗逆性；此外，2 a試驗在播種后都有一定量的降雨（特別是2018－2019年），由于雨水的沖擊，表施的養分逐漸下移，減弱了土表養分富集對出苗的影響[36]。以上因素也導致各施肥處理苗期的干物質量差異較小，但根系干物質量（特別是在中后期）差異較大，足見根部生長對施肥方式的響應更敏感。作物根系形態和生理的可塑性強，施肥位置可顯著影響根系生長、生理活性及空間分布，進而影響養分吸收和產量形成[13-14,17]。側位深施處理促進油菜籽粒產量和肥料利用率的提高，主要得益于肥料深施顯著改善了花后根部生長，增加了初花至成熟期的干物質積累量，促進了花后根部與地上部的協同增長以及養分吸收。直播油菜總干物質量呈“S”形曲線變化，干物質積累集中在薹期至角果期[37]，肥料集中深施可以減少養分損失，保證油菜“前促后穩”的供肥需求，特別是保障油菜生長后期土壤養分供應，促進根系增殖和深層擴展并提高深層根系活力，為獲得高產量和高肥效奠定了物質和生理基礎[5-6]。而相比兩熟制油菜，三熟制油菜花后干物質增長對肥料側位深施的效應更敏感，這正與其干物質積累及養分吸收高峰相對后移的基本特性相吻合[38]。相關研究[16-17,19]也表明，肥料合理深施有利于提高禾本科作物拔節后特別是花后干物質累積和養分吸收，改善生育后期的營養狀況與生理活性，提高灌漿結實期群體的光合生產力和對光合產物的同化力，從而促進高產的形成。與移栽油菜不同，直播油菜個體纖弱，群體密度不穩定并極易受環境影響[5-6]。其養分調控原則為：促進出苗以提高群體起點，強化個體生長以降低植株死亡，最終保證個體質量與群體數量的平衡而實現高產[5]。與前人關于移栽或直播油菜的研究不同的是，本試驗并未進行間苗和定苗處理，因此體現的是群體質量。但肥料側位深施處理在維持較大的群體密度的同時，也促進了個體的壯大（較多的單株角果數、每角粒數及正常的千粒質量），最終獲得充足的角果數而實現增產增效。總之，在緩釋肥一次性施用的條件下，側位深施能夠進一步提高直播油菜產量與肥料利用率。

3.2 直播油菜緩釋肥側位深施的最佳用量

在多熟制輕簡化生產條件下，作物茬口較緊，直播油菜播種期偏晚（一般于10月中下旬），個體生長量較小，必須以高密度群體奪高產[39]。緩釋肥側位深施適宜用量試驗發現，隨著施肥量（0～750 kg/hm2）的增加，油菜收獲密度、每株角果數和每角粒數呈協同增加的趨勢，適宜施肥量處理（600～750 kg/hm2）最終有效株數可維持在40～55萬株/hm2。兩熟制和三熟制油菜分別在施肥量超過750和600 kg/hm2時，各產量構成因子則有降低的趨勢。與緩釋肥側位深施效果對比試驗一樣，在密度控制方面本試驗也未進行間苗定苗，因此反映的也是群體質量。適宜施肥量處理在獲得較高的植株密度的同時，提高了單株角果數、每角粒數，并保持正常的千粒重，最終擴大了群體庫容量而實現高產。其中，收獲密度對產量的正直接效應表現最強、貢獻率最大。這與李小坤等[25,35]研究結論相似，而適宜施肥量不盡一致，主要與種植制度、環境條件、肥料類型及施肥方式等因素有關。本研究是基于緩釋肥側位深施的施肥方式和作物秸稈全量還田的稻油多熟制輪作模式，周年養分盈余量和節肥增效的空間較大。劉寶林等[40]研究表明，早熟油菜一次性基施等量控釋氮肥比分次施普通尿素增產，甚至適量減施控釋氮肥亦能達到普通氮肥的產量水平，同時提高氮肥利用率。長期施用控釋氮肥，還有進一步減施化學氮肥的潛力[41-42]。而緩釋肥在減少肥料養分投入并一次性基施的情況下，仍能實現油菜增產增效。與前人研究結果一致[25,35]，本試驗中過量施肥既增加了成本和養分損失，又明顯降低了肥料利用率和經濟效益。而且，緩釋肥側位深施效果對比試驗表明，在等量緩釋肥一次性施用的條件下，側位深施能夠顯著提高油菜產量與肥料利用率。再綜合2019－2020年試驗結果發現，兩熟制油菜和三熟制油菜分別側位深施600和450 kg/hm2緩釋肥就基本能夠達到表面撒施750和600 kg/hm2緩釋肥的產量水平。長期實行秸稈還田具有培肥地力和降低化肥投入的效應[43]，緩釋肥側位深施則有進一步降低化肥投入的潛力。采用線性加平臺模型得出的最佳施肥量（N-P2O5-K2O:25-7-8）為兩熟制油菜715 kg/hm2、三熟制油菜585 kg/hm2，產量潛力分別達2 450和1 710 kg/hm2，且相應的肥料利用率高、經濟效益顯著。適宜施肥量與南方冬油菜多熟制區氮、磷、鉀肥推薦用量基本一致[5]，平臺產量則顯著高于本區域油菜的平均單產[1]，且產投比在3.0以上[44]。

機械化種肥同步播施技術實現了有序直播和緩釋肥一次性側位深施融合，并同步實現增產提質增效，將會得到更廣泛的應用。因此，各地應根據當地種植制度，在適合機械作業的田塊推廣應用油菜緩釋肥側位深施的農機農藝技術，即機播的同時一次性側位深施，油菜產量潛力、肥料利用率和經濟效益將會更加可觀。

4 結 論

1）相比傳統土表撒施，側位深施顯著促進了紅壤稻田直播油菜高產的形成和肥料利用率的提高，尤其是對兩熟制油菜。緩釋肥側位深施明顯提高了各時期油菜干物質量，特別是顯著增加了花期至成熟期的干物質積累量，促進了花后根部與地上部干物質量同步增長，2種熟制油菜花期至成熟期根部和地上部干物質增幅達18.44%～27.53%和10.91%～18.87%；同時促進了對N、P、K的吸收，2種熟制油菜平均增幅分別達21.59%～25.02%、19.19%～21.06%和18.62%～22.77%，提高油菜產量（兩熟制和三熟制油菜增產率為13.07%～18.73%和10.08%～13.32%）和肥料利用率（2 a平均肥料農學利用率、偏生產力和貢獻率分別增加17.11%～23.83%、11.67%～15.73%和4.84%～7.17%）。

2）側位深施適量緩釋肥可保證較大的收獲密度并產生較多的每株角果數和每角粒數，從而提高籽粒產量和經濟效益，同時維持較高的肥料利用率。采用線性加平臺模型擬合得出最佳施肥量：兩熟制和三熟制油菜的目標產量為2 438.94和1 708.22 kg/hm2時，緩釋肥側位深施的適宜用量分別為715.39和586.39 kg/hm2。

3）側位深施適量緩釋肥可顯著提高紅壤稻田直播油菜生產力，建議有機械化種植條件的地區結合當地種植制度進行推廣應用，機播的同時一次性側位深施。

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Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, Huang Tianbao, Xiao Fuliang, Li Yazhen, Han Depeng, Zheng Wei※

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In order to determine the effects of lateral deep application of slow-release fertilizer for direct seeding rapeseed in red soil paddy field, 2 a(2018－2020) field experiments covering two winter rapeseed(late-maturity varieties“Dadi 199” and early-maturity varieties“Zhongyou 607”) were conducted with 3 treatments, including no fertilization(F0), broadcast fertilization on soil surface (F1) and lateral deep application fertilizer(F2). The slow-release fertilizer (N 25%, P2O57% and K2O 8%) was used with application rate of 750 kg/hm2for late-maturity rapeseed and 600 kg/hm2for early-maturity rapeseed, respectively. At the same time, conventional fertilization experiments were carried out on two rapeseed varieties from 2019 to 2020, and the application levels of slow-release fertilizer were 0, 300, 450, 600, 750 and 900 kg/hm2, respectively. Each treatment was repeated 3 times and arranged in random blocks with a plot area of 10 m × 4 m. During the experiments, the air temperature and precipitation were measured. The harveting density, dry matter, seed yield and yield components were mearued. The absorption, agronomic efficiency, partial factor productivity and contribution rate of N, P and K were calculated. The results showed that the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed in red-soil paddyfield were significantly affected by fertilizing methods. Moreover, the differences were more significant (<0.05) for late-maturity varieties and rainy season(2018-2019) than for early-maturity varieties and drought season (2019－2020). Compared with F1, F2 treatment promoted the yield formation and increased the fertilizer use efficiency significantly (<0.05). Specifically, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing could improve dry matter production during the whole growth period of rapeseed, especially from anthesis to maturity, and with a corresponding rise of dry matter accumulation of both underground and aboveground after anthesis. At the same time, compared to the conventional cultivation, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing increased the absorption of nutrients(N, P and K), effective harvesting density and maintained sufficient pod numbers, and thus improved the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed. The optimal quantity of slow-release fertilizer for late-maturity rapeseed and early-maturity rapeseed were 715.39 and 586.39 kg/hm2to target yield of 2 438.94 and 1 708.22 kg/hm2, respectively. The study indicated that lateral deep application of appropriate slow-release fertilizer has the potential of improving rapeseed productivity in red-soil paddyfield of southern China and should be suggested to applicate according to the local conditions.

mechanization; crops; yields; slow-release fertilizer; lateral deep fertilization; direct-seeding rapeseed (L.); fertilizer use efficiency

呂偉生，肖小軍，肖國濱，等. 緩釋肥側位深施及用量對油菜產量和肥料利用率的影響[J]. 農業工程學報，2020，36(19)：19-29.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, et al. Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(19): 19-29. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

2020-05-28

2020-09-17

江西省重點研發計劃（20181BBF60004、20181ACF60015）；國家公益性行業（農業）科研專項（201503123）；國家油菜產業技術體系建設專項（CARS-12）；江西省油菜產業技術體系專項（JXARS-08）

呂偉生，博士，助理研究員，主要從事水稻、油菜等糧油作物優質高產栽培與耕作技術研究。Email：Lvweisheng2008@163.com

鄭偉，博士，副研究員，主要從事糧油作物栽培與育種研究。Email：zw07917043299@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003

S147.2

A

1002-6819(2020)-19-0019-11