中國(guó)油菜生產(chǎn)的高產(chǎn)高效氮素管理

魯劍巍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070）

·專題導(dǎo)讀·

中國(guó)油菜生產(chǎn)的高產(chǎn)高效氮素管理

魯劍巍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070）

氮素是作物生長(zhǎng)最重要的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，氮肥的合理施用能促進(jìn)作物生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量，但過(guò)量施氮或不適時(shí)的偏施則會(huì)抑制作物生長(zhǎng)并對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生威脅［1］。

油菜是中國(guó)最重要的油料作物，提供了60%左右的國(guó)產(chǎn)食用植物油，近年來(lái)種植面積保持在740萬(wàn)公頃左右，其中長(zhǎng)江流域的冬油菜種植面積和總產(chǎn)量占全國(guó)的80%左右。與其他油料作物相比，長(zhǎng)江流域冬油菜為冬季作物，具有不與夏糧作物爭(zhēng)地、長(zhǎng)期種植可以培肥地力、減少南方冬閑田面積等諸多特點(diǎn)，提高中國(guó)食用油自給率、保障食用油安全供給的可行之路只能是穩(wěn)定和擴(kuò)大冬油菜種植面積、依靠科技進(jìn)步提高油料作物產(chǎn)量和產(chǎn)油量［2］。

同世界其他主要油菜種植區(qū)域相比，中國(guó)冬油菜種植的長(zhǎng)江流域一般采用一年兩熟或三熟的種植制度，具有土地利用強(qiáng)度大、土壤養(yǎng)分帶走量大、土壤有機(jī)質(zhì)含量低、土壤自身供肥能力及保肥能力差等特點(diǎn)，導(dǎo)致在同等產(chǎn)量水平時(shí)要求比世界其他油菜主產(chǎn)區(qū)施用更多的肥料和多次施肥。例如在加拿大油菜主產(chǎn)區(qū)，種植油菜時(shí)如果不施肥僅靠土壤自身的肥力就可生產(chǎn)出施肥條件下的85%—90%的產(chǎn)量［3］，在中國(guó)的東北海拉爾地區(qū)如果不施肥也可生產(chǎn)出施肥條件下的80%左右的產(chǎn)量，但在中國(guó)長(zhǎng)江流域如果不施肥僅靠土壤自身肥力油菜只能維持施肥條件下的40%—50%的產(chǎn)量，也就是說(shuō)，從養(yǎng)分供應(yīng)角度來(lái)看中國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)的油菜產(chǎn)量對(duì)肥料的依存率平均高達(dá)55%以上。另外，就施肥對(duì)長(zhǎng)江流域主要作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率來(lái)講，水稻平均為29.6%、小麥為48.6%、棉花為38.0%、油菜為56.2%，反映在土壤肥力基本相同時(shí)，由于作物的種類、生育時(shí)期的氣候不同導(dǎo)致冬作油菜更加依賴肥料的施用［4］。由于以上客觀因素的存在，無(wú)論是農(nóng)民實(shí)際生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門(mén)的推薦指導(dǎo)，施肥已成為油菜生產(chǎn)中的重要技術(shù)措施，在油菜生產(chǎn)的直接成本中肥料投入占一半以上，施肥措施到位與否直接影響油菜籽產(chǎn)量和收入。

近10多年來(lái)隨著國(guó)家測(cè)土配方施肥項(xiàng)目和其他相關(guān)科技項(xiàng)目的實(shí)施，初步建立和培植了一支以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)及相關(guān)油菜主產(chǎn)省農(nóng)業(yè)科學(xué)院為依托的油菜營(yíng)養(yǎng)與施肥科研隊(duì)伍，油菜科學(xué)施肥研究及技術(shù)應(yīng)用有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，明確了中國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)耕地土壤養(yǎng)分缺乏因子及缺乏程度、目前高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)油菜的營(yíng)養(yǎng)需求特性，研制了中國(guó)主要區(qū)域油菜專用肥配方及其配套施用技術(shù)，并通過(guò)農(nóng)業(yè)部相關(guān)推廣應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行了大面積的示范和應(yīng)用，為保障中國(guó)油菜的高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

然而，目前油菜施肥尤其是氮肥施用量總體偏高導(dǎo)致肥料投入成本高、養(yǎng)分利用率低，區(qū)域間和田塊間氮肥投入過(guò)高和過(guò)低的現(xiàn)象并存導(dǎo)致養(yǎng)分的增產(chǎn)增效潛力得不到有效發(fā)揮，油菜氮素營(yíng)養(yǎng)與施肥技術(shù)研究跟不上生產(chǎn)發(fā)生的變化導(dǎo)致新推廣應(yīng)用的油菜品種缺少針對(duì)性的施肥方案以及與輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)相配套的輕簡(jiǎn)高效施肥技術(shù)，這些問(wèn)題的存在既制約了油菜高產(chǎn)綠色高效生產(chǎn)的發(fā)展，也阻礙了油菜植物營(yíng)養(yǎng)與施肥科學(xué)的進(jìn)步。針對(duì)以上問(wèn)題，本專題從不同油菜品種的氮素營(yíng)養(yǎng)效率及碳積累轉(zhuǎn)運(yùn)、不同氮營(yíng)養(yǎng)條件下的氮分配及其對(duì)光合作用的影響、種植密度及栽培模式與氮素養(yǎng)分管理的配套等多個(gè)角度和層面對(duì)本領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了展示。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)外近年來(lái)的研究與實(shí)踐進(jìn)展和經(jīng)驗(yàn)提出了中國(guó)冬油菜氮素養(yǎng)分管理策略［5-6］。需要指出的是，本專題只是近年來(lái)從事油菜養(yǎng)分與施肥研究工作的部分研究成果，油菜的氮素營(yíng)養(yǎng)遺傳生理［7］、油菜氮素營(yíng)養(yǎng)快速診斷與精準(zhǔn)施用［8］、氮與其他養(yǎng)分的配合、氮肥的簡(jiǎn)化施用技術(shù)等研究均有一定程度的進(jìn)步，但本專題沒(méi)有涉及。我們希望通過(guò)本專題能展示目前在油菜氮素營(yíng)養(yǎng)管理研究上取得的進(jìn)展、突出油菜生產(chǎn)中養(yǎng)分管理技術(shù)的重要作用、剖析當(dāng)前生產(chǎn)中養(yǎng)分管理存在的問(wèn)題，引起科研及技術(shù)推廣各層面對(duì)油菜養(yǎng)分尤其是氮素科學(xué)管理的進(jìn)一步重視，開(kāi)展更多更深入的研究，為油菜減肥高效綠色生產(chǎn)提供更強(qiáng)的技術(shù)支撐。

References

［1］ JU X T， XING G X， CHEN X P， ZHANG S L， ZHANG L J， LIU X J，CUI Z L， YIN B， CHRISTIE P， ZHU Z L， ZHANG F S. Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems. Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unite States of America， 2009， 106: 3041-3046.

［2］ 王漢中， 殷艷. 中國(guó)油料產(chǎn)業(yè)形勢(shì)分析與發(fā)展對(duì)策建議. 中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)， 2014， 36（3）: 414-421. WANG H Z， YIN Y. Analysis and strategy for oil crop industry in China. Chinese Journal of Oil Crop Sciences， 2014， 36（3）: 414-421.（in Chinese）

［3］ MAHLI S S， BRANDT S， ULRICH D， LAFOND G P， JOHNSTON A M， ZENTNER R P. Comparative nitrogen response and economic evaluation for optimum yield of hybrid and open-pollinated canola. Canadian Journal of Plant Science， 2007， 87（3）: 449-460.

［4］ WANG W N， LU J W， REN T， LI Y S， ZOU J， SU W， LI X K. Inorganic fertilizer application ensures high crop yields in modern agriculture: A large scale field case study in central China. Journal of Food， Agriculture & Environment， 2012， 10（2）: 703-709.

［5］ RATHKE G W， BEHRENS T， DIEPENBROCK W. Integrated nitrogen management strategies to improve seed yield， oil content and nitrogen efficiency of winter oilseed rape （Brassica napus L.）: A review. Agriculture， Ecosystems and Environment， 2006， 117: 80-108.［6］ BOUCHET A S， LAPERCHE A， BISSUEL-BELAYGUE C， SNOWDON R， NESI N， STAHL A. Nitrogen use efficiency in rapeseed. A review. Agronomy for Sustainable Development， 2016， 36（2）: 1-20.

［7］ WANG G L， DING G D， LI L， CAI H M， YE X S， ZOU J， XU F S. Identification and characterization of improved nitrogen efficiency in interspecific hybridized new-type Brassica napus. Annals of Botany，2014， 114（3）: 549-559.

［8］ LI L T， LU J W， WANG S Q， MA Y， WEI Q Q， LI X K， CONG R H，REN T. Methods for estimating leaf nitrogen concentration of winter oilseed rape （Brassica napus L.） using in situ leaf spectroscopy. Industrial Crops and Products， 2016， 91: 194-204.

Nitrogen Management with High Yield and High Efficiency for Oilseed Rape in China

LU Jian-wei
（College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070）