肥料密度兩因子互作的胡麻產(chǎn)量效應(yīng)分析

楊 麗,王宗勝,劉 杰,劉趙帆

(平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000)

前言

胡麻L(zhǎng)inumusitatissimum，即油用亞麻，是我國(guó)北方干旱和半干旱地區(qū)重要的油料作物。胡麻籽富α-亞麻酸、木酚素、膳食纖維等多種活性成分，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。研究表明，胡麻油富含人體所需的不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸含量是所有油料作物中最高的，在功效上可替代深海魚油(王鵬飛, 2018)。除作為食用油來(lái)源以外，胡麻還廣泛應(yīng)用于工業(yè)、食品行業(yè)以及保健和化妝用品(高小麗等, 2010)。

土壤肥力是決定農(nóng)田生產(chǎn)力的基本因素，合理的施用肥料能夠有效地改善土壤肥力，提高作物產(chǎn)量。但過(guò)度施肥不僅導(dǎo)致土壤板結(jié)、肥料利用率低下，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染(崔紅艷等, 2015)。種植密度是作物群體結(jié)構(gòu)的重要特征，合理密植能夠改善作物對(duì)光照、肥料、水分的利用效率，促進(jìn)作物干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量增加(謝亞萍等, 2017)。劉棟等(2015)研究了氮肥施用量和播種密度對(duì)胡麻產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)不同種植密度和施肥量對(duì)胡麻植株性狀和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均有影響，適量施用氮肥(N 75 kg·hm-2)配合較低的播種密度(450萬(wàn)?！m-2)能夠獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。謝亞萍等(2017)的研究發(fā)現(xiàn)，適量施用鉀肥(K2O 45 kg·hm-2)、播種密度適中(750萬(wàn)株·hm-2)的條件下有利于胡麻增產(chǎn)。郭秀娟等(2017)比較了不同種植密度下，復(fù)合肥種類對(duì)胡麻的增產(chǎn)效應(yīng)，結(jié)果表明在播種密度為750萬(wàn)株·hm-2的條件下，有機(jī)復(fù)合肥與無(wú)機(jī)復(fù)合肥混合施用可以取得較高的胡麻產(chǎn)量。為建立胡麻生產(chǎn)的合理肥料密度管理模式，我們研究了不同水平的N、P2O5、K2O與胡麻播種密度的互作效應(yīng)，以期為提高胡麻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在平?jīng)鍪修r(nóng)科院高平試驗(yàn)站(106°40′E,35°32′N)，海拔1 359 m，年平均氣溫8.5℃，年降雨量570 mm，年蒸發(fā)量1 130.9 mm，無(wú)霜期175 d。屬黃土高原溝壑旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。土壤肥力中等，前茬為高粱。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用密度(D)、肥料(F)2個(gè)因素，每個(gè)因素三個(gè)水平，共9個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，二因素隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積12 m2(2.4 m×5 m)。根據(jù)作物產(chǎn)量及肥料利用率，將3個(gè)肥料水平定為低肥(F1，N、P2O5、K2O用量分別為75，60，37.5 kg·hm-2)、中肥(F2，N、P2O5、K2O用量分別為150，120，75 kg·hm-2)、高肥(F3，N、P2O5、K2O用量分別為225，180，112.5 kg·hm-2)，各處理肥料于胡麻播種前整地時(shí)一次性均勻撒施于地表并深翻入地下。所用氮肥為尿素含N 46%，磷肥為過(guò)磷酸鈣含P2O512%， 鉀肥為硫酸鉀含K2O 51%，復(fù)合肥磷酸二銨含N-P2O5為18%～46%。密度(D)的三個(gè)水平以平?jīng)霎?dāng)?shù)氐牟シN量為依據(jù)設(shè)計(jì)，分別設(shè)低、中、高3個(gè)播種密度，對(duì)應(yīng)的播種量分別為3 kg·hm-2，4 kg·hm-2，6 kg·hm-2。

播種前四天旋耕翻地，人工平整。旋耕前撒地下殺蟲(chóng)劑辛硫磷3 kg·hm-2，5月9日噴灑除草劑(辛酰溴苯腈100 g·hm-2，對(duì)水60 L)除草，結(jié)合后期人工除草三次，噴藥二次。葉片變黃立即收割，單脫、單曬、單儲(chǔ)，分小區(qū)計(jì)產(chǎn)。種植胡麻品種為'隴亞10號(hào)，2016年3月30日播種，7月26日收獲，生育期118 d。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定與方法

出苗率：田間80%左右幼苗出土?xí)r，數(shù)出每平米的幼苗株數(shù)，出苗率=出苗數(shù)/播種粒數(shù)*100%。胡麻成熟后每小區(qū)取20單株考種，測(cè)量其株高/cm、工藝長(zhǎng)度/cm，有效分莖、分枝數(shù)/個(gè)，蒴果數(shù)/個(gè)，果粒數(shù)/粒，千粒重/g，單株產(chǎn)量/g。并計(jì)算其平均數(shù)。每小區(qū)單打單曬獲得小區(qū)產(chǎn)量。收獲指數(shù)是指胡麻籽粒產(chǎn)量占收獲時(shí)植株總生物量的比值。收獲指數(shù)越高則說(shuō)明植株光合作用產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為籽粒產(chǎn)量的比率越高。稱量田間植株生物量，計(jì)算胡麻收獲指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

由表1可知，在低播種密度(D1)和中播種密度(D2)的條件下，667 m2苗數(shù)和出苗率均隨肥力的增加呈現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，出苗率在低肥條件下最高，中肥最低；高播種密度(D3)水平下，667 m2苗數(shù)和出苗率均隨肥力增加而降低。

低肥(F1)條件下，667 m2苗數(shù)隨播量的增加而增加，出苗率隨肥力的增加而減少，低播種密度處理出苗率最高(73.63%)，高播種密度最低(67.05%)。中肥(F2)水平，667 m2苗數(shù)隨播種密度增加而增加，出苗率先增后減，出苗率低播種密度處理最低，中播種密度最高，在52.01%～57.25%之間。高肥(F3)水平下，畝苗數(shù)、出苗率隨播種密度的增加先增后減，出苗率在39.36%～62.19%之間；綜上，中播種密度配合中/高肥的處理(D2F2、D2F3)和低播種密度低肥處理(F1D1)的出苗率高；中肥配合低/中播種密度(D2F1、D2F2)出苗率低。各種播量處理，低肥出苗率高。

2.2 經(jīng)濟(jì)性狀分析

由表2可知，胡麻株高在82.95～90.74 cm之間，D1F3 和D3F3顯著高于D3F2 (P<0.05)，其余處理間無(wú)顯著性差異。各處理的工藝長(zhǎng)度在57.15～62.75 cm之間，D2F2顯著高于D3F2 (P<0.05)，其余處理間無(wú)顯著性差異。有效分莖數(shù)D1F3最高，D3F1最低，D1F3、D2F3、D2F1顯著高于D3F1(P<0.05)。分枝數(shù)在3.23～6.23個(gè)之間，D3F2顯著高于D3F3(P<0.05)，其余處理間差異不顯著。每果粒數(shù)和千粒重兩指標(biāo)各處理之間均無(wú)顯著性差異。D1F3的有效蒴果數(shù)和單株蒴果數(shù)均顯著高于其他處理。單株產(chǎn)量D1F3最高，為1.11 kg，其次為D1F1，二者無(wú)顯著性差異；D3F2單株產(chǎn)量最低。

表1 各處理出苗率和小區(qū)生物量統(tǒng)計(jì)分析

2.3 產(chǎn)量

不同肥料、密度組合條件下，D2F2單位面積產(chǎn)量最高，為2 027.88 kg·hm-2，其余依次為D1F1、D3F1、D3F2、D1F2、DIF3、D2F1、D3F3和D2F3。D2F2單位面積產(chǎn)量顯著高于D3F3和D2F3，但與D1F1、D3F1、D3F2、D1F2、DIF3和D2F1差異不顯著。從單個(gè)因子分析，低播種密度(D1)條件下，產(chǎn)量隨肥力的增加而降低，中、高播種密度(D2和D3)條件下，產(chǎn)量隨肥力的增加呈先增后減的趨勢(shì)；同一播種密度下，高肥處理(F3)的單位面積產(chǎn)量均低于低肥處理(F1)。在低肥(F1)和高肥(F3)條件下，單位面積產(chǎn)量隨播種密度的增加呈先減后增的趨勢(shì)，中肥(F2)條件下，單位面積產(chǎn)量先增后減。在收獲指數(shù)方面，D1F1最高，為0.22，其次為D2F2(0.21)，D2F3和D3F2最低，均為0.17。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益

由表4可知，D2F2處理的籽粒產(chǎn)值最高，為10 950.55元·hm-2)；其次為D1F1，10 590.53元·hm-2；D2F3最低，為9 330.47元·hm-2。但是，隨著播種密度和施肥量的增加，種子和肥料的費(fèi)用也隨之增加。綜合考慮籽粒產(chǎn)值與種子、肥料費(fèi)用，D1F1的相對(duì)收入為9 087.15元·hm-2，高于其他處理；D2F2(8 303.79元·hm-2)次之，D3F3的相對(duì)收入最低。

表2 不同品種處理經(jīng)濟(jì)性狀分析

表3 各處理產(chǎn)量結(jié)果

表4 不同處理經(jīng)濟(jì)效益分析

注：胡麻種子價(jià)格為12元·kg-1，籽粒價(jià)格為5.4元·kg-1,尿素每袋40 kg,85元，過(guò)磷酸鈣每袋40 kg27元，硫酸鉀每袋50 kg190元，旋耕地，播種、田間管理、收獲、脫粒費(fèi)用基本一致，計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，沒(méi)有計(jì)入。

3 討論

合理的播種密度和化肥用量對(duì)提高作物產(chǎn)量具有重要意義。以往的研究發(fā)現(xiàn)，N、P、K配合施用不但能促進(jìn)亞麻生長(zhǎng), 還能顯著提高籽粒產(chǎn)量，但是過(guò)高的施肥量反而不利于胡麻增產(chǎn)(郭娜等，2018)。吳兵等人(2017)的研究發(fā)現(xiàn)，氮肥和磷肥用量能夠影響胡麻的產(chǎn)量，胡麻產(chǎn)量隨氮肥、磷肥用量的增加而呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。孫小花等人(2015)的研究發(fā)現(xiàn)，不同施鉀水平下，胡麻干物質(zhì)積累也呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，適量施肥有利于提高肥料的利用效率和胡麻產(chǎn)量。此外，過(guò)量施肥不僅不利于提高胡麻產(chǎn)量，還會(huì)對(duì)水體、大氣、土地造成染，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展(區(qū)惠平等, 2018)。播種密度也是影響胡麻產(chǎn)量的重要因素。張學(xué)新等人(2015)的研究發(fā)現(xiàn)，胡麻的多項(xiàng)生物學(xué)指標(biāo)隨胡麻播種密度的增加而降低，如出苗率、株高、單株有效分枝、單株有效結(jié)果等。此外，播種密度也會(huì)影響胡麻的抗倒伏性和胡麻田的雜草發(fā)生量，隨著胡麻播種密度的增加，雜草發(fā)生量逐漸減少；但由于胡麻的抗倒伏性能隨播種密度增加而降低，胡麻產(chǎn)量在高播種密度條件下反而降低(余紅等, 2016)。

土壤肥力和播種密度是影響農(nóng)作物生物性狀和產(chǎn)量的重要因素，二者相互作用對(duì)農(nóng)作物的影響更為復(fù)雜(張慶娜等, 2013)。筆者研究結(jié)果表明，在低、中、高三個(gè)播種密度水平下，胡麻的出苗率、經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量隨施肥量的增加在不同播種密度下呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)；在不同施肥水平下，胡麻的多項(xiàng)生物學(xué)特性和產(chǎn)量也隨播種密度的變化而呈現(xiàn)不同趨勢(shì)。低播種密度與低施肥量的組合D1F1的出苗率最高，收獲指數(shù)也是D1F1組合最高；在單位面積產(chǎn)量方面，中播種密度與中施肥量的組合D2F2最高，其次是D1F1，二者差異不顯著，在生物量方面，高播種密度與中施肥量的組合D3F2最高。但是隨著播種密度和施肥量的提高，種子和化肥的費(fèi)用也隨之增加。綜合考慮肥料與種子費(fèi)用，D1F1的相對(duì)收入高于其他播種密度與施肥量組合，即N、P2O5、K2O用量分別為75、60、37.5 kg·hm-2，播種量3 kg·667m-2的胡麻栽培方式有利于獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。