苗期漬水條件下施氮量對直播油菜產量及氮素吸收利用的影響

嚴紅梅，湯維群，彭 霄，楊云飛，吳永成，2，3*

（1四川農業大學農學院，成都 611130；2農業部西南作物生理生態與耕作重點實驗室，四川成都 611130；3作物生理生態及栽培四川省重點實驗室，成都 611130）

四川省位于長江上游，近年來油菜種植面積增長迅速，油菜籽粒總產量已經位居全國第一［1］。但該地區油菜主要通過與水稻輪作，利用冬季稻田采用機械化直播方式種植，土壤板結嚴重，地上水位升高，漬水情況常有發生。近年來秋季雨水增多，農田積水嚴重，土壤濕度增大，澇漬風險加大［2，3］。前人研究表明，澇漬影響油菜生長，降低油菜養分吸收利用和籽粒產量［4～6］。油菜作為需肥量較大（尤其是氮肥）的作物，施用氮肥既能提高油菜產量［7，8］，又能減輕油菜受漬害的影響［9，10］。宋楚崴等［9］基于盆栽與池栽漬水試驗發現增施氮肥能緩解油菜受花期漬水的影響。劉波等［11］研究認為，施氮能夠緩解直播油菜受苗期漬水的影響，提高油菜群體質量，獲得高產。陳紅琳等［12］研究指出，與未漬水處理相比，苗期漬水脅迫顯著降低了直播油菜產量，但苗期漬水脅迫后增施氮肥可挽回產量損失。目前針對漬水對油菜生長及生理過程的影響已開展了較多的研究［13］，但是有關苗期漬水條件下施氮量對直播油菜產量及氮素吸收利用的研究較少。為此，在成都平原稻油輪作制度下開展大田試驗，研究苗期漬水條件下不同施氮量對直播油菜的產量、氮素吸收和氮肥利用率的影響，探明苗期漬水下直播冬油菜高產的適宜施氮量，為該區域秋季多雨條件下直播油菜的氮肥合理施用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

試驗于2017年10月—2018年5月在四川省成都市崇州市白頭鎮甘泉村進行。該地位于岷江中上游川西平原西部，屬亞熱帶季風氣候類型，氣候溫和，四季分明。年均氣溫15.9℃，年均降水量1100 mm。試驗田塊土壤基礎肥力：有機質、全氮、全磷、全鉀含量分別為36.96、2.18、0.6和6.02 g/kg，有效磷和速效鉀含量分別為2.86和60.04 mg/kg。供試油菜品種為佳油JS-1，由四川科樂油菜研究開發有限公司選育，是四川省審定的第一個機收油菜半矮稈新品種。

試驗采取單因素隨機區組試驗設計，設置5個施氮處理，記為N0、N90、N135、N180和N225，施氮量分別為0、90、135、180和225 kg/hm2，每個處理3次重復，共計15個小區，小區面積20 m2。試驗采用人工拉線點播，于5葉期進行勻苗補苗，基本苗密度為30萬株/hm2。氮肥分2次施入（底肥氮用量為90 kg/hm2，追肥氮用量根據各處理總施氮量計算），磷肥（P2O560 kg/hm2）、鉀肥（K2O 90 kg/hm2）以及硼肥（15 kg/hm2）全部作底肥一次施入。

試驗于2017年10月7日播種，11月2日勻苗補苗，11月23日追施氮肥，翌年3月11日開花，5月5日成熟收獲。2017年10月中旬到11月上旬遭遇連續多次降雨，因而油菜出苗后受到田間積水漬害影響長達近20 d，田間排水措施為理通圍溝、廂溝及排水口。

1.2 測定項目及方法

（1）全氮含量。在油菜成熟期，每個小區取代表性植株6株，按莖稈、角果和籽粒分開后于105℃殺青30 min，然后于80℃恒溫烘干后，粉碎磨細過0.5 mm篩。稱取粉碎后樣品約0.2 g，放入消煮管中，加5 mL濃硫酸、1片定氮片，在消煮爐中消煮1.5 h，冷卻至室溫后，進行樣品全氮含量的測定，所用儀器為F0SS 8400型全自動凱氏定氮儀。

（2）農藝性狀與產量。在油菜成熟期時，每個小區取10株長勢均勻一致的植株樣品，分別測定株高、主花序長、一次分枝數及單株角果數等農藝性狀。各小區單獨割曬、實收測產。

（3）氮肥利用率相關指標計算

氮肥農學利用率（AEN，kg/kg）=（施氮區作物產量-不施氮區作物產量）/施氮量

氮肥偏生產力（PFPN，kg/kg）=施氮區籽粒產量/氮肥投入量

氮肥表觀利用率（REN，%）=（施氮肥區作物吸氮量-不施氮肥區作物吸氮量）/氮肥投入量×100

1.3 數據處理與分析方法

采用Excel 2013和SPSS19.0分別對數據進行整理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 苗期漬水條件下施氮量對直播油菜成熟期農藝性狀的影響

由表1可知，各施氮處理油菜成熟期農藝性狀顯著高于不施氮處理。各施氮處理油菜的株高、主花序長、一次分枝數及角果層厚度均隨著施氮量的增加而增加，在N225處理達到最大值，而一次分枝高度隨著施氮量的增加表現為先增后降的趨勢，在N180處理達到最大值。方差分析表明，除一次分枝數與N135處理差異不顯著外，N225處理成熟期各農藝性狀顯著高于N90、N135處理，但與N180處理無顯著差異。

表1 油菜成熟期各處理農藝性狀比較Table 1 Comparison of agronomic characters of rape at maturity stage in different treatments

2.2 苗期漬水條件下施氮量對直播油菜產量及收獲指數的影響

從表2可以看出，與不施氮處理相比，施氮對直播油菜的籽粒產量有顯著影響。從產量構成因素及收獲指數分析，施氮量對直播油菜的單株角果數有顯著影響，但對每角果籽粒數、千粒質量和收獲指數并無顯著影響。各施氮處理的單株角果數均顯著高于不施氮處理。直播油菜的籽粒產量和單株角果數隨著施氮量的增加而增加，最高值均出現在N225處理；但N180處理與N225處理之間差異不顯著。

表2 各處理油菜產量及收獲指數比較Table 2 Comparison of yield，yield components and harvest index of rape in different treatments

2.3 苗期漬水條件下施氮量對直播油菜氮素吸收利用的影響

由表3可知，隨著施氮量的增加，直播油菜植株氮素積累量逐漸增加，氮肥偏生產力逐漸下降，氮肥農學利用率表現為先增后降的趨勢，最高值出現在N180處理。方差分析表明，N180與N225處理間，直播油菜的植株氮素積累量、氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥表觀利用率無顯著差異。

表3 各處理油菜氮素吸收利用比較Table 3 Comparison of nitrogen absorption and utilization of rape in different treatments

3 討論與結論

關于漬水對作物產量的影響，國內外已開展大量研究，不同時期漬水均會影響作物生長發育、降低作物氮肥偏生產力、氮素積累量及產量，但漬水后增施氮肥不僅能提高氮肥偏生產力，而且能降低產量損失［4，14～16］。本試驗結果也發現，增施氮肥顯著增加了苗期漬水條件下直播油菜的籽粒產量。隨著施氮量（90～225 kg/hm2）的增加，油菜籽粒產量表現為增加趨勢，但施氮量超過180 kg/hm2時，直播油菜籽粒產量無顯著變化，這與劉波等［11］研究結果相似。

本試驗還表明，苗期漬水條件下，直播油菜植株氮素積累量隨著施氮量的增加而增加，而氮肥偏生產力隨著施氮量增加而下降。而劉波等［11］研究指出，苗期漬水條件下，直播油菜氮肥偏生力、農學利用效率和表觀利用率隨著施氮量的增加均表現為降低的趨勢。研究結果的差異可能是因為試驗所采用的品種和生態環境不同所致。鄒小云等［17］指出，花期漬水條件下，施氮對提高油菜氮素利用效率無較大貢獻。但劉波等［11］研究表明，苗期漬水條件下，高施氮處理（240～300 kg/hm2）的直播油菜氮素積累量和氮肥利用率降幅顯著低于中低施氮處理（0～180 kg/hm2）。本研究中，當施氮量為180～225 kg/hm2時，苗期漬水條件下直播油菜的植株氮素積累量、氮肥農學利用率和氮肥表觀利用率均處于較高值。

綜合來看，本試驗區苗期漬水條件下，直播油菜施氮量為180～225 kg/hm2能較好地實現油菜高效生產與氮肥合理利用。