氮磷鉀平衡施用對(duì)油用向日葵產(chǎn)量及肥料效率的影響

段玉，妥德寶，張君，李煥春，趙沛義，安昊，姚俊卿

(內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院資源環(huán)境與檢測(cè)技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010031)

向日葵(Helianthus annuus)原產(chǎn)于拉丁美洲、墨西哥一帶，菊科，向日葵屬，是世界上主要的油料作物之一。2008～2010年，中國(guó)向日葵平均播種面積96.9萬(wàn)公頃，總產(chǎn)為201.5萬(wàn)噸［1］。內(nèi)蒙古向日葵播種面積為40.2萬(wàn)公頃，占全國(guó)播種面積的41.5%，總產(chǎn)為 88.3萬(wàn)噸，占全國(guó)總產(chǎn)量的43.8%。向日葵是內(nèi)蒙古種植的重要的油料作物，在自治區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，同時(shí)也是河套灌區(qū)農(nóng)民的重要經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源。河套灌區(qū)的巴彥淖爾市是向日葵的適生區(qū)，是內(nèi)蒙古向日葵的高產(chǎn)區(qū)，雖然播種面積僅占內(nèi)蒙古地區(qū)向日葵播種面積的40%，但總產(chǎn)量卻占內(nèi)蒙古的70%［2－4］。向日葵植株高大，生長(zhǎng)迅速，吸收養(yǎng)分較多，在生長(zhǎng)中需要合理施肥才能保證提高產(chǎn)量和籽實(shí)品質(zhì)。李慶文等［5］在遼寧河淤土和風(fēng)沙土(1980～1982)進(jìn)行的研究表明，生產(chǎn)100 kg食用葵與油用葵籽實(shí)所需的N、P2O5、K2O 分別為 6.22、1.33、14.6與 7.44、1.86、16.6 kg。谷潔等［6］的研究認(rèn)為氮、磷、鉀是向日葵產(chǎn)量的限制因子，缺鉀時(shí)籽實(shí)產(chǎn)量下降22.7%，減產(chǎn)幅度最大，缺氮次之，減產(chǎn)幅度為19.4%，缺磷減產(chǎn)幅度較小為15.3%?？偟膩?lái)看，關(guān)于向日葵的施肥肥效及養(yǎng)分吸收規(guī)律的研究較少［7］，尤其是有關(guān)油用向日葵的研究報(bào)道更少。因此，本文針對(duì)油用向日葵急需解決的平衡施肥問(wèn)題，于2008～2010年，在內(nèi)蒙古河套及土默川灌區(qū)進(jìn)行了多點(diǎn)多年的氮、磷、鉀施肥肥效及養(yǎng)分吸收利用特點(diǎn)的田間試驗(yàn)，研究了油用向日葵對(duì)氮、磷、鉀的肥料效應(yīng)及養(yǎng)分吸收利用特點(diǎn)，以期為油用向日葵的科學(xué)施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

2008年試驗(yàn)在杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)(杭后)、臨河區(qū)干召?gòu)R鎮(zhèn)(臨河)和五原縣隆興昌鎮(zhèn)(五原)進(jìn)行;2009年試驗(yàn)在杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)、五原縣隆興昌鎮(zhèn)和達(dá)拉特旗白泥井鎮(zhèn)(達(dá)旗)進(jìn)行;2010年在杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)、五原縣隆興昌鎮(zhèn)和內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院(農(nóng)科院)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。河套灌區(qū)的杭錦后旗、臨河區(qū)和五原縣采用黃河水灌溉，內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)和達(dá)旗采用地下水灌溉。試驗(yàn)區(qū)無(wú)霜期125～135 d左右，河套灌區(qū)年降水量150～200 mm，內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)和達(dá)旗降水量350～400 mm，河套灌區(qū)土壤為灌淤土，達(dá)旗為潮土，內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)為草甸栗鈣土。試驗(yàn)地0—20 cm土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分狀況Table 1 Soil nutrient contents in experimental plots

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試油用向日葵品種為雜交種“S31”。向日葵在5月下旬播種，8月底9月初收獲。種植密度45000～50000株/hm2。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理:1)NPK氮、磷、鉀肥配合施用，肥料用量由中加合作實(shí)驗(yàn)室根據(jù)土壤測(cè)試值和目標(biāo)產(chǎn)量進(jìn)行推薦，具體用量見(jiàn)表2;2)PK不施氮肥;3)NK不施磷肥;4)NP不施鉀肥;5)CK不施肥對(duì)照。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積30m2，隨機(jī)排列。氮肥為尿素(含N 46%)，磷肥為重過(guò)磷酸鈣(含P2O546%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，氮、磷、鉀肥全部做基肥深施，田間管理同一般生產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

收獲時(shí)各處理單打、單收，分別測(cè)產(chǎn)，并隨機(jī)取樣3株，測(cè)定莖葉、花盤(pán)和籽實(shí)干物質(zhì)重，然后將各部分混勻后粉碎，過(guò)2mm篩備用。植株樣品用H2SO4－H2O2消解后，全氮用凱氏定氮法，全磷用釩鉬黃比色法，全鉀用火焰光度法測(cè)定。

有關(guān)計(jì)算公式:

某養(yǎng)分元素的增產(chǎn)率(%)=(全肥區(qū)產(chǎn)量－缺該養(yǎng)分區(qū)產(chǎn)量)/缺該養(yǎng)分區(qū)產(chǎn)量×100

某養(yǎng)分元素的農(nóng)學(xué)效率(AE)(kg/kg)=(全肥區(qū)產(chǎn)量－缺該養(yǎng)分區(qū)產(chǎn)量)/該養(yǎng)分施入量;

某養(yǎng)分元素的利用率(%)=(全肥區(qū)該元素吸收量－缺該元素區(qū)養(yǎng)分吸收量)/全肥區(qū)該元素養(yǎng)分用量×100。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel電子表格進(jìn)行計(jì)算處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥對(duì)油用向日葵產(chǎn)量的影響

2008～2010年，在4個(gè)不同地點(diǎn)進(jìn)行的9項(xiàng)次油用向日葵肥料試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明，不同施肥處理之間油用向日葵的產(chǎn)量存在顯著差異。與缺素處理相比，氮磷鉀平衡施用均有增產(chǎn)效果，其中，在磷、鉀肥的基礎(chǔ)上施用氮肥增產(chǎn)10.3% ～49.9%，平均為20.5%;在氮、鉀肥基礎(chǔ)上施用磷肥增產(chǎn)8.0%～18.5%，平均為11.5%;在氮、磷肥基礎(chǔ)上施用鉀肥增產(chǎn)7.3% ～28.7%，平均為14.4%。從平均值可以看出，施肥的增產(chǎn)效果為氮肥＞鉀肥＞磷肥。說(shuō)明在河套及土默川灌區(qū)氮素仍然是限制油用向日葵產(chǎn)量的主要因素。向日葵是高耗鉀作物，盡管試驗(yàn)區(qū)的土壤速效鉀水平大多在100 mg/L，但施用鉀肥的增產(chǎn)效果較好，說(shuō)明鉀素也是限制產(chǎn)量的一個(gè)重要因素，生產(chǎn)中也必須引起重視。

與不施肥對(duì)照(CK)相比，施肥可明顯提高油用向日葵的產(chǎn)量，且不同施肥處理間也存在顯著差異。NPK處理比對(duì)照(CK)增產(chǎn)19.6% ～63.4%，平均為32.8%;PK處理增產(chǎn)4.2% ～21.5%，平均為10.4%;NK處理增產(chǎn) 6.3% ～51.3%，平均為19.2%;NP處理增產(chǎn) 9.2% ～27%，平均為15.3%。

2.2 施肥對(duì)油用向日葵肥料農(nóng)學(xué)效率和經(jīng)濟(jì)效益的影響

農(nóng)學(xué)效率指投入單位養(yǎng)分增加的作物籽實(shí)產(chǎn)量，可反映施肥的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)收益。表3結(jié)果表明，在施磷、鉀肥基礎(chǔ)上施用氮肥，每公斤N可增產(chǎn)向日葵籽實(shí)1.8～7.4 kg，平均為3.5 kg，按肥料價(jià)格和油用向日葵價(jià)格計(jì)算(即肥料收益)，每投入一元的氮肥可增收1.93～8.09元，平均3.81元;在氮、鉀肥基礎(chǔ)上施用磷肥，每公斤P2O5可增產(chǎn)向日葵籽實(shí)2.5～9.7kg，平均為5.0 kg，肥料收益為2.33～8.37元，平均4.31元;在氮、磷肥基礎(chǔ)上施用鉀肥，每公斤 K2O可增產(chǎn)向日葵籽實(shí)1.7～11.4 kg，平均為4.6 kg，肥料收益為1.45～9.98元，平均4.02元。從以上結(jié)果可以看出，施用磷肥的增產(chǎn)增收效果大于鉀肥的增產(chǎn)增收效果，氮肥的增產(chǎn)增收效果最低。

表2 油用向日葵施用氮、磷、鉀肥的增產(chǎn)效果Table 2 Effects of N、P、K fertilizers on yields of oil sunflower

表3 氮、磷、鉀肥對(duì)油用向日葵農(nóng)學(xué)效率和收益的影響Table 3 Agronomy efficiencies and fertilization income of oil sunflower under the NPK fertilization

2.3 氮磷鉀對(duì)油用向日葵肥料利用率的影響

本研究的多年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，不同地點(diǎn)、不同年份、不同地力水平向日葵的肥料利用率不盡相同(表4)。在施磷、鉀肥的基礎(chǔ)上施用氮肥的肥料利用率(N)為23.3% ～41.7%，平均34.3%;在氮、鉀肥基礎(chǔ)上施用磷肥的肥料利用率(P2O5)為10.5% ～20.0%，平均14.8%;在氮、磷肥基礎(chǔ)上施用鉀肥的肥料利用率(K2O)為39.8% ～63.0%，平均51.3%。這一結(jié)果和其他作物及我國(guó)各地的養(yǎng)分利用率基本相近［8］。

在氮、磷、鉀(NPK處理)配施條件下，生產(chǎn)100 kg向日葵籽實(shí)需要吸收N 4.39～5.82 kg，平均4.99 kg;P2O51.16～2.09 kg，平均 1.74 kg;K2O 4.13 ～10.51 kg，平均6.79 kg。

表4 氮、磷、鉀肥對(duì)油用向日葵養(yǎng)分利用率的影響Table 4 Nutrient use efficiencies of oil sunflower under the NPK fertilization

3 討論與結(jié)論

油用向日葵植株高大，生長(zhǎng)迅速，生育期短，對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收較多較快。3年9項(xiàng)次試驗(yàn)結(jié)果表明，氮磷鉀配合施用是油用向日葵增產(chǎn)的重要施肥措施。氮磷鉀配合施用比缺氮區(qū)平均增產(chǎn)20.5%，比缺磷區(qū)增產(chǎn) 11.5%，比缺鉀區(qū)增產(chǎn)14.4%，可見(jiàn)氮素仍然是限制產(chǎn)量的主要因素。施肥增產(chǎn)效果為氮肥＞鉀肥＞磷肥。

內(nèi)蒙古河套及土默川是我國(guó)相對(duì)富鉀地區(qū)，近年來(lái)隨著糧食產(chǎn)量的增加，土壤速效鉀含量逐年下降［8］，單施氮、磷化肥已經(jīng)不能滿足作物高產(chǎn)的需求，特別是需鉀量較高的向日葵。本研究表明，在內(nèi)蒙古向日葵主產(chǎn)區(qū)，向日葵施用鉀肥增產(chǎn)效果顯著，土壤速效鉀在75～150 mg/kg時(shí)，在氮、磷肥(NP)的基礎(chǔ)上施用鉀肥平均增產(chǎn)14.4%，僅次于在磷鉀(PK)基礎(chǔ)上施用氮肥的增產(chǎn)效果(20.5%)，高于在氮鉀(NK)基礎(chǔ)上施用磷肥的增產(chǎn)效果(11.5%)。

施用每公斤 N、P2O5、K2O分別增產(chǎn)向日葵3.5 kg、5.0 kg和4.6 kg，按肥料價(jià)格計(jì)算，每施一元的N、P2O5、K2O養(yǎng)分，平均增收3.81元、4.31元和4.02元。磷肥的農(nóng)學(xué)效率和肥料效益高于鉀肥的增產(chǎn)增收效果，氮肥的增產(chǎn)增收效果最低，可能與氮肥用量偏大以及不合理施肥造成的氮肥損失較多有關(guān)。本研究結(jié)果表明，肥料利用率氮(N)平均為34.3%、磷(P2O5)平均14.8%、鉀(K2O)平均為51.3%，基本與全國(guó)平均水平相近［9］。

品種以及栽培管理措施不同，生產(chǎn)100 kg油用向日葵籽實(shí)所需吸收的N、P2O5、K2O量也不相同，李慶文等［5］研究表明，成熟的油用向日葵施用氮、磷、鉀肥生產(chǎn)100 kg籽實(shí)吸收 N、P2O5、K2O為7.44、1.86和16.68 kg。本研究的結(jié)果為吸收N平均為4.99 kg，吸收 P2O5平均為1.74 kg，吸收 K2O平均為6.79 kg。在氮、磷、鉀三元素中以需鉀最多，氮次之，磷最少，與李慶文的研究結(jié)果有相同的趨勢(shì)。

推薦施肥的主要參數(shù)是施肥的養(yǎng)分利用率和單位產(chǎn)量的養(yǎng)分吸收量，通過(guò)本項(xiàng)研究為該地區(qū)油用向日葵推薦施肥提供了主要技術(shù)參數(shù)，為油用向日葵合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

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