緩釋型配方肥在晚稻套播油菜上的應(yīng)用效果

黃天寶，呂偉生，鄭 偉，肖小軍，李亞貞，肖富良，韓德鵬，陳何良，肖國濱*

(1.江西省紅壤研究所/江西省紅壤耕地保育重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 江西耕地保育科學(xué)觀測實驗站，江西 南昌 330046；2.江西省大余縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江西 贛州 341500)

油菜是我國第一大食用植物油源和第二大飼用蛋白源，近年來種植面積過億畝，其中約80%為南方冬油菜，但仍難以滿足內(nèi)需[1]。冬油菜是南方多熟制區(qū)輪作換茬和培肥地力的先鋒作物[2]，因此促進國內(nèi)油料特別是冬油菜生產(chǎn)，對保障我國食用植物油和飼用蛋白的安全供給具有重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)調(diào)查，目前我國長江流域冬油菜區(qū)有超過666.7萬hm2的冬閑田尚未開發(fā)利用，其中近一半的冬閑田適合種植油菜，足見油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展面積的潛力巨大[1]。然而，我國冬油菜生產(chǎn)還面臨發(fā)展不均衡、單產(chǎn)水平低等問題，特別是江西、湖南等三熟制區(qū)，由于茬口緊張、土壤黏重以及稻草全量還田等造成整地困難，導(dǎo)致冬閑面積居高不下[1,3]。水稻套播油菜技術(shù)具有搶時免耕播種、增加溫光資源利用、充分利用土壤墑情、稻稈覆蓋抑草保墑、省工、節(jié)本、增效等優(yōu)點，是充分利用雙季稻田的有效措施[4]。無人機飛播和水稻機收秸稈切碎等技術(shù)的推廣應(yīng)用則進一步助推了套播油菜的發(fā)展。但水稻套播油菜為免耕種植，使得肥料養(yǎng)分表聚化[5]，且秸稈覆蓋還田也影響了追肥效果[6]，這勢必會降低肥料利用率。此外，冬油菜生育期偏長，養(yǎng)分需求量較大，直播條件下對施肥的響應(yīng)更加敏感[7]，而傳統(tǒng)的分次施肥技術(shù)又耗時費工[6]。因此，探究水稻套播油菜適宜的輕簡化施肥技術(shù)就顯得尤為重要。近年來，隨著緩控釋技術(shù)升級和工藝成本降低，可一次性基施且增產(chǎn)增效的油菜緩釋型配方肥備受青睞[6,8]。李小坤等[9]針對湖北兩熟制移栽油菜探究了多元長效油菜專用肥(N∶P2O5∶K2O=15.6∶8.4∶11.1)一次性施用效果及適宜用量，表明適量施用該肥明顯促進油菜生長并增加菜籽產(chǎn)量。周鸝[10]、魯劍巍[6]等通過冬油菜主產(chǎn)區(qū)多點田間試驗，研究了油菜長效專用配方肥(N∶P2O5∶K2O=20∶7∶8、N∶P2O5∶K2O=25∶7∶8)的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)在減少肥料養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下，配方肥仍能實現(xiàn)增產(chǎn)增效。黃琳等[11]針對湖南兩熟制直播油菜對比了以上2種配方肥的施用效果，結(jié)果表明二者均比常規(guī)施肥省工節(jié)本、增產(chǎn)增效，尤其是含氮量25%的配方肥。但不難發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究與應(yīng)用主要集中于兩熟制油菜，關(guān)于三熟制油菜特別是晚稻套播油菜的配方肥施用效果還鮮有報道。為此，以當(dāng)前主推的緩釋型配方肥(N∶P2O5∶K2O=25∶7∶8)為材料，于2016～2018年在油稻稻三熟制區(qū)探究了該配方肥在晚稻套播油菜上的施用效果，以期為套播油菜輕簡化施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016～2017年和2017～2018年在江西省進賢縣張公鎮(zhèn)馬家村和泉嶺鄉(xiāng)燕窩村進行。該區(qū)域?qū)俚湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候，氣候溫和，雨量充沛。油菜季氣象條件總體利于油菜生長，各月的氣溫分布和降水量如圖1所示。試驗前茬作物是雙季晚稻，土壤為第四紀(jì)黏土母質(zhì)發(fā)育的紅壤土，肥力中等，0～20 cm耕層的土壤基本理化性狀：pH值5.23、有機質(zhì)23.24 g/kg、全氮2.37 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀及有效硼分別為146.54、42.87、139.72和0.31 mg/kg。

圖1 試驗點2016～2018年油菜生育期內(nèi)各月的氣溫和降水量

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 小區(qū)試驗 2016～2017年于江西省進賢縣張公鎮(zhèn)馬家村開展小區(qū)試驗。試驗所用油菜品種為豐油730和圣光127，分別設(shè)置3個施肥處理：(1)不施肥(由于紅壤稻田普遍缺硼且油菜對缺硼非常敏感，故在基肥中施硼砂(含B 10%)10 kg/hm2；(2)分次施常規(guī)肥(N、P2O5、K2O用量分別為165、90、90 kg/hm2)，其中基肥施三元復(fù)合肥(15∶15∶15)600 kg/hm2、硼砂(含B 10%)10 kg/hm2，臘肥和薹肥分別追施尿素(含N 46.3%)80 kg/hm2；(3)一次性施配方肥(N、P2O5、K2O用量分別為165、46.2、52.8 kg/hm2)，即在基肥中一次性施入緩釋型配方肥660 kg/hm2，該肥料由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研制、湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，N(緩釋型)∶P2O5∶K2O∶中微量元素(B、Ca、Mg、Zn、S)配比為25∶7∶8∶5。每個處理分設(shè)3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積15 m×4 m。于晚稻機收前6 d(10月21日)按6.0 kg/hm2的用種量套播[12-13]。晚稻采用全喂入式收割機按30 cm的留茬高度進行減損機收并聯(lián)合稻草切碎均勻噴撒還田[14-15]。

1.2.2 生產(chǎn)驗證 2017～2018年于江西省進賢縣張公鎮(zhèn)馬家村和泉嶺鄉(xiāng)燕窩村百畝連片晚稻套播油菜示范田開展緩釋型配方肥效果驗證。油菜品種為陽光131，于前茬晚稻機收前5 d(10月19日和20日)按6.0 kg/hm2的用種量套播。在各示范片隨機選取5塊田進行分次施常規(guī)肥處理，其他田塊則一次性施配方肥，具體管理同上述小區(qū)試驗。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì) 在油菜施基肥前，按五點取樣法采集耕作層(0～20 cm)土壤，自然風(fēng)干后磨碎過篩，采用常規(guī)方法分別測定土壤pH值、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼[16]。

1.3.2 籽粒產(chǎn)量 待油菜自然成熟后，分小區(qū)單獨收割并脫粒，晾干后稱重。

1.3.3 相關(guān)指標(biāo)的計算 分別用肥料貢獻率、肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)力等指標(biāo)表征肥料利用效率計算公式如下[10]：

肥料貢獻率/%=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理產(chǎn)量×100

肥料農(nóng)學(xué)利用率/(kg/kg)=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理的養(yǎng)分(N、P2O5、K2O)施用量

肥料偏生產(chǎn)力/(kg/kg)=施肥處理產(chǎn)量/施肥處理的養(yǎng)分(N、P2O5、K2O)施用量

參考相關(guān)方法計算各處理油菜經(jīng)濟效益，計算公式如下[8,10]：

產(chǎn)值/(元/hm2)=菜籽價格×菜籽產(chǎn)量

投入成本/(元/hm2)=肥料購買成本+施肥人工成本

施肥效益/(元/hm2)=施肥處理產(chǎn)值-不施肥處理產(chǎn)值/投入成本

產(chǎn)投比=(施肥處理產(chǎn)值-不施肥處理產(chǎn)值)/投入成本

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行分析與制圖，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

由表1可知，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了套播油菜籽粒產(chǎn)量，2個品種平均增產(chǎn)量為1132.17 kg/hm2，平均增產(chǎn)率達245.76%。一次性基施配方肥處理相比分次施常規(guī)肥處理，豐油730和圣光127分別增產(chǎn)79.72、59.28 kg/hm2，平均增產(chǎn)率為4.46%，但差異均未達顯著水平?？梢?，在減少肥料養(yǎng)分投入(P2O5減48.67%、K2O減41.33%)且一次性基施的情況下，緩釋型配方肥仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。

表1 不同施肥處理對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥處理對油菜經(jīng)濟效益的影響

從2個品種的平均產(chǎn)值來看，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理的產(chǎn)值較不施肥處理高2.37倍和2.52倍，且二者施肥效益均在2900元/hm2以上。其中，一次性基施配方肥處理的產(chǎn)值為8968.52元/hm2，與常規(guī)肥分次施用處理相比增加382.25元/hm2。具體分析施肥投入成本可知，一次性基施配方肥處理的肥料成本和施肥用工成本分別比分次施常規(guī)肥處理降低243和600元/hm2?？廴ネ度氤杀竞?，一次性基施配方肥處理的施肥效益達4186.05元/hm2，相比常規(guī)肥分次施用處理增收1225.26元/hm2。一次性基施配方肥處理的產(chǎn)投比均在2.0以上，是分次施常規(guī)肥處理的1.49倍，表明緩釋型配方肥以更少的施肥投入實現(xiàn)了更顯著的經(jīng)濟效益(表2)。

2.3 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響

相比分次施常規(guī)肥處理，一次性施配方肥處理明顯提高了套播油菜的肥料利用率，尤其是肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)力(表3)。其中，2個品種一次性施配方肥處理的平均肥料農(nóng)學(xué)利用率從3.18 kg/kg增至4.42 kg/kg，增幅為38.99%；平均肥料偏生產(chǎn)力從4.53 kg/kg增至6.18 kg/kg，增幅為36.46%；而對于肥料貢獻率而言，2個品種平均提高了1.84%，但差異未達顯著水平。總體而言，緩釋型配方肥同步實現(xiàn)了套播油菜高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

表2 不同施肥處理對油菜經(jīng)濟效益的影響

表3 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響

2.4 生產(chǎn)性驗證

百畝集中生產(chǎn)性驗證的測產(chǎn)結(jié)果顯示(圖2)，一次性基施配方肥處理油菜籽機收產(chǎn)量在1700 kg/hm2以上。相比分次施常規(guī)肥處理，一次性基施配方肥處理在泉嶺和張公示范點分別增產(chǎn)138.65、81.26 kg/hm2，平均增產(chǎn)率為6.87%，其中泉嶺示范點顯著增產(chǎn)8.87%。在實際生產(chǎn)中，緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入(P2O5減48.67%、K2O 減41.33%)且一次性基施的情況下，表現(xiàn)出更顯著的節(jié)肥增產(chǎn)效果。

圖2 示范點不同施肥處理對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

3 討論

我國冬油菜生育期較長，對肥料的依賴性強，而且在直播條件下對養(yǎng)分缺乏十分敏感[7]。油菜常規(guī)分次施肥技術(shù)是國家測土配方施肥、科技支撐計劃及油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項目的重要成果，相比農(nóng)民習(xí)慣施肥方式，在肥料用量、養(yǎng)分比例及施肥方式上均有較大的改進，顯著提高了油菜產(chǎn)量潛力，但肥料類型的選用仍由市場控制[17-18]。常規(guī)肥料實行一次性施用，養(yǎng)分釋放迅速，往往造成燒苗，若遇上雨水天氣，肥料養(yǎng)分極易流失[10]。分次施用的技術(shù)雖然延長了肥效，但增加了追肥成本。新形勢下，油菜精耕細(xì)作、耗時費工的生產(chǎn)方式已難以為繼，輕簡化高效化生產(chǎn)越來越受到農(nóng)民的青睞[1]。簡化施肥是油菜輕簡高效生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，其中緩控釋肥以一次性施用、肥效周期長、養(yǎng)分利用率高等諸多優(yōu)點逐漸得到推廣應(yīng)用[6,10,11]。

在本研究中，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了菜籽產(chǎn)量和經(jīng)濟收益，說明施肥對套播油菜生產(chǎn)至關(guān)重要。而相比于分次施常規(guī)肥，緩釋型配方肥實現(xiàn)了晚稻套播油菜肥料一次性基施，同時還保證了豐產(chǎn)，節(jié)省了成本，提高了施肥效益和肥料利用率。這與前人關(guān)于兩熟制油菜的試驗結(jié)果基本一致[6,10,11]。然而，本研究中緩釋型配方肥處理較分次施常規(guī)肥處理增產(chǎn)并不顯著，可能與三熟制油菜生育期偏短、干物質(zhì)積累及養(yǎng)分吸收高峰相對后移的基本特性，以及試驗周期等因素有關(guān)[19-20]。若再適當(dāng)增施緩釋型配方肥，油菜產(chǎn)量是否顯著提高則還有待進一步試驗研究。緩釋型配方肥中含有脲酶抑制劑和硝化抑制劑，能夠延緩氮素養(yǎng)分釋放，顯著降低氮素?fù)p失，保證了油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求[6]。劉寶林等[21]關(guān)于早熟油菜的研究也表明，一次性基施等量控釋氮肥比分次施普通尿素增產(chǎn)，甚至適量減施控釋氮肥亦能達到普通氮肥的產(chǎn)量水平，同時提高了氮肥利用率。而長期施用控釋氮肥，還有進一步減施化學(xué)氮肥的潛力[22-23]。

此外，有趣的是，緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入(P2O5減48.67%、K2O減41.33%)的情況下，仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。推測其原因在于：一是所采用的緩控釋肥較普通肥料含有更多的中微量元素和腐殖酸，提高了養(yǎng)分的有效性[6]；二是本試驗示范地基礎(chǔ)肥力較高，0-20 cm耕層土壤有效磷和速效鉀分別達42.87、139.72 mg/kg，在稻草切碎覆蓋還田條件下可能出現(xiàn)養(yǎng)分盈余[24-25]；還有就是，緩控釋肥一次性基施避免了常規(guī)施肥后期追肥無法觸及土壤的缺陷，提高了肥效[6]。配方肥養(yǎng)分用量與南方冬油菜三熟制區(qū)氮磷鉀肥推薦用量基本一致[6]，但長期實行秸稈還田可能還有進一步培肥地力并降低化肥氮投入的潛力[26]。一次性施配方肥處理較之分次施常規(guī)肥處理，顯著提高了套播油菜的肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)力也佐證了這一點。配方肥施肥效益的提高則主要得益于產(chǎn)量增加帶來的收益、施肥用工及肥料成本的降低。一次性施配方肥處理產(chǎn)量也顯著高于本區(qū)域油菜的平均單產(chǎn)[27]，而且產(chǎn)投比維持在2.0以上，施肥效益十分顯著[28]。此外，相比小區(qū)試驗，生產(chǎn)性示范驗證中一次性基施配方肥處理的增產(chǎn)效果更加顯著。因此，因地制宜地推廣應(yīng)用油菜緩釋型配方肥，油菜產(chǎn)量和經(jīng)濟效益將會更加可觀。

需要指出的是，本研究未綜合考慮肥料適宜用量、生態(tài)環(huán)境、土壤肥力等因素的影響。因此，還有必要就不同生態(tài)區(qū)域、不同土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力等因素開展更多相關(guān)技術(shù)研究和示范，以進一步明確緩釋型配方肥在晚稻套播油菜上的普適性和最佳用量，從而更好地指導(dǎo)大面積生產(chǎn)。

4 結(jié)論

在油稻稻三熟制秸稈還田下，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了套播油菜產(chǎn)量和收入。緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下，仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果，是套播油菜一種較為理想的肥料，可因地制宜地推廣應(yīng)用。