贛北地區(qū)氮肥用量對直播油菜密度、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

陳國徽，劉秋霞，曹國軍，熊 文，呂太華，高冰可*

(1.九江農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江西 九江 332000；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430070)

菜籽油是我國用量最大的食用油品，占國內(nèi)生產(chǎn)食物用油的57%以上，因此,油菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展對解決我國食用油供需矛盾、提升我國食用油自給能力、確保食用油供給安全具有長遠(yuǎn)意義[1-2]。雖然油菜生產(chǎn)呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的趨勢，但也有不少問題亟待解決[3]。油菜傳統(tǒng)的育苗移栽、高氮肥投入等生產(chǎn)技術(shù)費(fèi)時費(fèi)工，且農(nóng)村勞力大量向城市轉(zhuǎn)移，勞力數(shù)量下降，勞力價格上漲，導(dǎo)致油菜種植成本不斷提高，農(nóng)民收益減少[4-6]。這也挫傷了農(nóng)民種植積極性，導(dǎo)致種植面積不斷下降[7-8]。冬油菜直播具有保持土壤水分、保護(hù)耕層土壤結(jié)構(gòu)、節(jié)省勞力等優(yōu)勢[9-10]。因此，發(fā)展冬油菜直播輕簡高效種植技術(shù)可以從根本解決油菜生產(chǎn)上存在的費(fèi)工費(fèi)力問題，節(jié)約生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入。但以往的研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，田間營養(yǎng)狀況顯著影響直播油菜的出苗、成苗和成株狀況。其中氮素營養(yǎng)狀況對直播油菜成株率的影響最大，因此農(nóng)田養(yǎng)分管理中氮肥的管理也顯得格外重要。本試驗(yàn)通過研究氮肥用量對直播油菜生長過程中的密度消減動態(tài)、油菜籽產(chǎn)量及其構(gòu)成因子，擬進(jìn)一步了解氮素營養(yǎng)如何影響直播油菜的出苗速度和出苗率、收獲時的成苗數(shù)和成苗率、油菜籽產(chǎn)量及其構(gòu)成因子等關(guān)鍵參數(shù)，為冬油菜精量直播和高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2015～2016年在江西省九江農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。供試土壤為灰潮土，0～20 cm耕層土壤的理化性狀：pH 5.73、有機(jī)質(zhì)1.18%、全氮0.82 mg/kg、速效磷44.38 mg/kg、速效鉀61.24 mg/kg。油菜品種為華油雜62，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)共設(shè)5個不同施氮處理(表1)。其中，分次施用按50%基肥+20%苗肥(播種后40 d左右)+15%越冬肥(播種后100 d左右)+15%薹肥(抽薹初期)的比例施用。各處理除氮肥施用量不同外，其他肥料均相同。施用磷肥90 kg/hm2、鉀肥120 kg/hm2和硼砂15 kg/hm2，磷肥品種為過磷酸鈣(含P2O512%)、鉀肥品種為氯化鉀(含K2O 60%)、硼肥品種為硼砂(含B 10.8%)，磷鉀硼肥全部作基肥一次性施用。

小區(qū)面積為20 m2，小區(qū)長寬設(shè)置為10 m×2 m。各小區(qū)間溝寬度0.3 m，各重復(fù)間溝0.4 m。整個試驗(yàn)外圍四周設(shè)保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)內(nèi)種植直播油菜。各處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 不同時期密度調(diào)查 播種后，選擇一塊具有代表性的區(qū)域，調(diào)查0.36 m2直播油菜株數(shù)，每隔15 d進(jìn)行1次密度調(diào)查。

1.3.2 成熟期取樣及考種 成熟期各小區(qū)選取1 m2，將油菜植株連根挖起、洗凈，從中選出具有代表性植株10株，考察分枝高度、一級有效分枝數(shù)、單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)等指標(biāo)。

1.3.3 籽粒產(chǎn)量 成熟期小區(qū)實(shí)收產(chǎn)量。

1.3.4 土壤及植株養(yǎng)分含量 土壤pH值：水土比為2.5∶1，pH計測定；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮用堿解擴(kuò)散法測定；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定。植株全氮含量采用濃H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮儀測定。

1.3.5 有關(guān)參數(shù)的計算 施氮增收/(元/hm2)=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)×油菜籽價格

施氮純利潤/(元/hm2)=施氮增收-氮肥用量×氮肥價格

產(chǎn)投比=施氮增收/氮肥投入

植株氮總累積量/(kg/hm2)=[植株生物量(kg/hm2)×植株氮素含量(%)]/100

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)用SAS統(tǒng)計軟件及Excel 2003軟件進(jìn)行分析，采用最小顯著法(LSD)檢驗(yàn)試驗(yàn)資料的差異顯著性水平(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對直播油菜密度的動態(tài)影響

從表2、表3可知，播種后隨著生長期的推移，直播油菜密度也有所變化。在播種后14 d，各處理出苗較均勻，密度均在110萬株/hm2以上。處理U180的出苗率最低，只有74.2%，其他處理均在90%左右。對油菜出苗率與施氮量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：油菜的出苗率與施氮量不存在顯著相關(guān)性。播種后31 d，各處理密度均出現(xiàn)大幅下降；其中，處理U60和U240下降幅度最大，密度分別降到94.6萬株/hm2和98.4萬株/hm2；不施肥的N0處理密度下降幅度相對較小。從播種后47 d開始到收獲，各處理的密度都有一定程度的下降；相較而言，不施肥的處理密度下降較緩。最終收獲時，各處理密度在41.4萬～68.6萬株/hm2之間；隨著氮肥施用量增加各處理密度呈現(xiàn)下降的趨勢。

由圖1可知，收獲時各處理間施氮量同油菜密度存在負(fù)相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)r=-0.916)，在P<0.05水平上相關(guān)性顯著。

表2各處理對油菜出苗率的影響%

處理重復(fù)Ⅰ重復(fù)Ⅱ重復(fù)Ⅲ平均值N091.195.985.690.9U6095.994.192.994.3U12076.6100.091.789.4U18076.670.675.474.2U24095.392.980.889.7

圖1 收獲期施氮量與密度的相關(guān)性分析

2.2 氮肥用量對直播油菜農(nóng)藝性狀的影響

由表4可知，施用氮肥對直播油菜的各農(nóng)藝性狀均有不同程度的影響。隨著施氮量的增加，一級分枝數(shù)、分枝高度、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)均有不同程度的上升趨勢，且施氮量同分枝高度存在顯著正相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)r=0.896)。由圖2可知，施氮量與千粒重沒有相關(guān)關(guān)系。

表3 不同生長時期各處理的密度對比 萬株/hm2

圖2 施氮量與各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

處理一級分枝數(shù)/(個/株)分枝高度/cm單株角果數(shù)/(個/株)角粒數(shù)/(粒/角)千粒重/gN07.7ab79.3b357.7a20.1ab3.46abU607.2b78.6b323.4a19.3b3.34abU1208.3a80.4b335.0a20.8ab3.28abU1807.7ab92.6a373.2a19.8ab3.16bU2408.1a93.6a359.6a21.8a3.54a

注：小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性。

2.3 氮肥用量對直播油菜氮素積累量的影響

分別在苗期和越冬期取樣，分析測試植株生物學(xué)產(chǎn)量和含氮量，從而獲得2次不同時期的氮素積累量。

由表5可知，施氮量的多少直接影響植株體內(nèi)氮素含量。通過相關(guān)性分析表明，施氮量與氮素積累量存在顯著性相關(guān)，苗期和越冬期的相關(guān)系數(shù)r分別為0.932和0.937(圖3)。不施氮肥的N0處理氮素積累量顯著低于其他處理，隨著氮肥施用量的增加，氮素在植株體內(nèi)積累量明顯呈上升趨勢。苗期植株吸收氮素迫切，但吸收量相對后期弱；處理U240氮素含量最高，為149.64 kg/hm2，同N0處理存在極顯著差異；處理U120和U240在苗期氮素含量也較高，同對照存在顯著性差異。

由表5可知，隨著油菜生育進(jìn)程的推移，越冬期各處理氮素積累量差異顯著變大。植株體內(nèi)氮素積累量呈現(xiàn)顯著上升趨勢。處理U240的氮素含量最高，達(dá)到588.98 kg/hm2，同其他處理存在極顯著差異；U120和U180的氮素含量較接近，分別為288.28和285.05 kg/hm2，同U60處理存在顯著差異，同對照存在極顯著差異；從苗期到越冬期，處理U60的氮素積累量提高幅度也較大，但是與N0處理沒有顯著差異。

表5 各處理間不同時期氮素積累量

圖3 施氮量與不同時期氮素積累量的相關(guān)性分析

2.4 氮肥用量對直播油菜產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表6可知，隨著氮肥用量的增加，產(chǎn)量也隨之提升。作為不施氮肥的對照，其產(chǎn)量只有970 kg/hm2，極顯著低于其他處理； U120和U240處理的產(chǎn)量最高，分別為2006、2043 kg/hm2，與其他處理差異極顯著。同時表明，施氮可以明顯增加油菜的經(jīng)濟(jì)效益，隨著氮肥施用的增加，施氮增收和純利潤均呈上升趨勢；施氮增收最高值出現(xiàn)在施氮240 kg/hm2處理，施氮純利潤最高值出現(xiàn)在處理U120。施氮產(chǎn)投比呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且產(chǎn)投比最高值出現(xiàn)在施氮量為120 kg/hm2的處理中。相較不施氮肥的N0處理，施氮肥可以明顯提高油菜的經(jīng)濟(jì)效益。

表6 各處理間產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的對比

注：油菜單價按照當(dāng)?shù)禺?dāng)年實(shí)收價格4.4元/kg計算，肥料成本按照過磷酸鈣0.9元/kg、氯化鉀1.8元/kg、硼砂2元/kg計算；其他成本包括用工、農(nóng)藥、機(jī)耕機(jī)收費(fèi)用；對照不施肥，節(jié)約人工追肥成本150元。大寫字母代表在0.01水平上存在極顯著差異。

圖4 各處理氮肥施入量同經(jīng)濟(jì)效益的線性關(guān)系

由圖4可知，氮肥施用量與各處理經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系可知，直播油菜經(jīng)濟(jì)效益隨著氮肥施入量的增加而先增后減，呈多項式函數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為：y=-0.083x2+35.76x-406.9，相關(guān)系數(shù)r為0.9，具有顯著的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)?shù)适┤?45.4 kg/hm2時，經(jīng)濟(jì)效益值最大，為3445元/hm2。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮肥施用量與直播油菜密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著生長期推移，氮肥施用量越大，密度消減程度越高。氮肥施用量增加也促使一級分枝數(shù)、分枝高度、每角粒數(shù)和單株角果數(shù)各有不同程度的增加，但對千粒重沒有影響。植株體內(nèi)的氮素積累量與氮肥施用量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，氮肥施入量的差異直接影響到油菜植株氮素積累量，且隨著生長期的推移，不同氮肥施用量導(dǎo)致油菜氮素積累量的差距加大。氮肥的施用也顯著影響了直播油菜的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，分析表明，當(dāng)?shù)适┤?45.4 kg/hm2時，經(jīng)濟(jì)效益值最大，為3445元/hm2。

[1] 殷艷,廖星,余波,等.我國油菜生產(chǎn)區(qū)域布局演變和成因分析[J].中國油料作物學(xué)報,2010,32(1):147-151.

[2] 朱珊,李銀水,余常兵,等.密度和氮肥用量對油菜產(chǎn)量及氮肥利用率的影響[J].中國油料作物學(xué)報,2013,35(2):179-184.

[3] 蘇偉,魯劍巍,周廣生,等.免耕及直播密度對油菜生長、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(7):1519-1526.

[4] 李燕玲,劉愛民.長江流域冬季農(nóng)業(yè)主要作物的耕地競爭機(jī)制及案例研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2009,18(2):146-151.

[5] 傅壽仲.雙低油菜核心競爭力研究：油菜栽培及其成本效益分析[J].中國油料作物學(xué)報,2004,26(3):101-105.

[6] 官春云.改變冬油菜栽培方式,提高和發(fā)展油菜生產(chǎn)[J].中國油料作物學(xué)報,2006,28(1):83-85.

[7] 王漢中.我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史回顧與展望[J].中國油料作物學(xué)報,2010,32(2):300-302.

[8] 沈金雄,傅廷棟,涂金星,等.中國油菜生產(chǎn)及遺傳改良潛力與油菜生物柴油發(fā)展前景[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2007,26(6):894-899.

[9] 張海林,高旺盛,陳阜,等.保護(hù)性耕作研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及對策[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,10(1):16-20.

[10] 謝瑞芝,李少昆,金亞征,等.中國保護(hù)性耕作試驗(yàn)研究的產(chǎn)量效應(yīng)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(2):397-404.