減肥增密對三熟制直播油菜生長和產(chǎn)量的影響

摘要：為促進(jìn)三熟制油菜生產(chǎn)提質(zhì)增效，探究緩釋型配方肥減施配合密植對三熟制直播油菜生長發(fā)育、產(chǎn)量構(gòu)成的影響，以甘藍(lán)型冬油菜中油607為材料，采用緩釋型配方肥施用量（F）和密度（D）兩因素裂區(qū)試驗，主區(qū)為緩釋型配方肥施用量，設(shè)置 F1當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施用量（750 kg/hm2）和F2農(nóng)民習(xí)慣施用量減少20% （600 kg/hm2）2個水平，副區(qū)為密度處理，設(shè)置D1農(nóng)民習(xí)慣種植密度（30萬株/hm2）、D2增密50%（45萬株/hm2）和D3增密100%（60萬株/hm2）3個水平，調(diào)查油菜農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分吸收和抗性等指標(biāo)。結(jié)果表明，與F1D1相比，減肥增密處理F2D3因個體生長不足導(dǎo)致油菜苗期根頸粗、SPAD值、綠葉數(shù)、單株干物質(zhì)積累量以及成熟期株高、分枝數(shù)、單株干物質(zhì)積累量顯著下降，并在一定程度上增加了菌核病發(fā)病率和倒伏指數(shù)，但充分發(fā)揮了群體優(yōu)勢，從而獲得高產(chǎn)，其產(chǎn)量為 2 064.7 kg/hm2，比F1D1處理高9.3%，N、P、K肥料偏生產(chǎn)力分別比F1D1處理高36.5%、36.6%、36.5%。因此，緩釋型配方肥施用量600 kg/hm2配合種植密度60萬株/hm2 可協(xié)同提高本試驗區(qū)域內(nèi)三熟制直播油菜產(chǎn)量與肥料偏生產(chǎn)力，同時兼顧了化肥減施和產(chǎn)量效益，可為油菜綠色高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三熟制油菜；化肥減施；增密；產(chǎn)量

中圖分類號：S565.404文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）11-0088-06

油菜（Brassica napus L.）是我國重要的油料經(jīng)濟(jì)作物，菜籽油年產(chǎn)量占我國植物源食用油的55%以上［1］。隨著我國農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和種植模式的調(diào)整，三熟制油菜在油菜產(chǎn)業(yè)鏈中的地位更加凸顯。江西省地處長江流域雙低油菜優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶，是典型的三熟制冬油菜產(chǎn)區(qū)，對保障國家糧油安全起到了重要作用［2-3］。由于區(qū)域差異、品種、產(chǎn)量水平等因素的影響，江西省三熟制油菜在實際生產(chǎn)過程中也面臨諸多問題，如不同種植模式下的油菜施肥技術(shù)比較混亂，沒有區(qū)別對待，特別是沒有針對雙季稻區(qū)油菜施肥技術(shù)展開研究，以及傳統(tǒng)的分次施肥既費(fèi)時費(fèi)力又增加成本，忽略了以優(yōu)質(zhì)輕簡高效為主要目標(biāo)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求等［4-6］。因此，如何因地制宜地制定栽培措施，在保證油菜產(chǎn)量的前提下，提高肥料利用率、提高種植效益是該區(qū)域內(nèi)三熟制直播油菜種植亟需解決的問題。

作物-土壤-肥料的協(xié)調(diào)和同步是作物高產(chǎn)和養(yǎng)分高效的關(guān)鍵，就肥料而言，緩釋型配方肥的應(yīng)用能減少施肥次數(shù)、增加作物產(chǎn)量、提高肥料利用率，對于同時解決高產(chǎn)和節(jié)肥問題，實現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義［6-8］。魯劍巍等通過多點試驗表明，油菜長效專用肥（N、P2O5、K2O含量分別為20%、7%、8%）在減少養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下仍能達(dá)到油菜增產(chǎn)增效［9-10］。麻井彪等針對四川省直播油菜的研究發(fā)現(xiàn)，緩釋型配方肥（N、P2O5、K2O含量分別為25%、7%、8%）以低施用量帶來的收益遠(yuǎn)高于高施用量的常規(guī)肥［11］。同時，大量實踐證明，油菜施肥量和種植密度之間存在密切的互作關(guān)系，油菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的提高可以通過“低密高肥”或“高密低肥”的栽培措施實現(xiàn)，可在減少投入的條件（如肥料、人工等）下，通過調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)和資源利用率（光能、肥料等），達(dá)到高產(chǎn)高效?？梢妼?yōu)化施肥與群體調(diào)控相結(jié)合，是實現(xiàn)油菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和節(jié)肥增效的良好方向，同時可由此推測，緩釋型配方肥施用有進(jìn)一步的減肥增效潛力［7，12-15］。

新形勢下，輕簡高效的直播油菜和一次性基施且增產(chǎn)增效的緩釋型專用肥推廣規(guī)模正在逐年擴(kuò)大，而相關(guān)油菜減肥增密研究與應(yīng)用主要集中于兩熟制油菜和普通氮肥，關(guān)于稻田三熟制直播油菜緩釋型配方肥減量施用配合增密栽培調(diào)控方法的研究還鮮有報道［9-13，15-16］。為此，本研究在江西省油菜養(yǎng)分管理調(diào)控等研究的基礎(chǔ)上，以早熟甘藍(lán)型油菜品種中油607為材料，在江西稻田三熟制直播條件下探討緩釋型配方肥用量和種植密度對早熟油菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及倒伏指數(shù)等的影響，為指導(dǎo)江西雙季稻區(qū)早熟油菜生產(chǎn)節(jié)肥增效提供參考依據(jù)［6，14］。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與試驗材料

試驗于2021年10月至2022年4月在江西省吉安市安?？h金田鄉(xiāng)（27°12′32″N，114°41′40″E）開展，該地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。試驗地整齊平整、肥力均勻且排灌方便，前茬為雙季晚稻，土壤為紅壤土，0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為2728 g/kg、全氮含量為1.25 g/kg、堿解氮含量為123.14 mg/kg、[JP3]有效磷含量為46.08 mg/kg、速效鉀含量為92.91 mg/kg、有效硼含量為0.12 mg/kg，pH值為5.43。

供試油菜品種為中油607，千粒重為3.9 g，含油量為44.2%，生育期為182.2 d，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供。試驗用肥為油菜專用緩釋型配方肥，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)、湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，N（緩釋）、P2O5、K2O含量分別為25%、7%、8%，另含5%的中微量元素（B、Ca、Mg、Zn、S）。

1.2 試驗設(shè)計與方案

試驗采用緩釋型配方肥施用量（F）和密度（D）兩因素裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為緩釋型配方肥施用量，設(shè)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施用量［750 kg/hm2（F1）］和減少20%施用量［600 kg/hm2（F2）］2個水平，副區(qū)為密度處理，設(shè)農(nóng)民習(xí)慣種植密度為30萬株/hm2（D1）、增密50%［45萬株/hm2（D2）］和增密100%［60萬株/hm2（D3）］3個水平，共6個處理，每個處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為15 m2（2.0 m×7.5 m）。配方肥根據(jù)不同處理作基肥一次性人工撒施，播種采用開溝條播的方式進(jìn)行，行距為20 cm，D1、D2、D3條件下株距分別為16.7、11.1、8.3 cm。油菜出苗后開始間苗，在4～5葉期根據(jù)不同密度處理進(jìn)行定苗，其他農(nóng)事管理同一般大田直播油菜。

1.3 測定項目與方法

試驗于2021年10月24日播種。12月25日用便攜式葉綠素儀（SPAD-502 Plus）測定苗期植株倒三葉SPAD（soil and plant analyzer development）值，每個處理測5株，每株測3次（測葉片上、中、下部取平均值），測定時避開葉脈。每個小區(qū)選取10株，用游標(biāo)卡尺測量根頸粗，測算綠葉數(shù)并用打孔法測定苗期葉面積指數(shù)，后將植株地上部分和地下部分分別烘干稱重計算苗期干物質(zhì)量。4月18日每個小區(qū)選取10株具有代表性的油菜植株進(jìn)行成熟期考種，考查根頸粗、株高、分枝高度、分枝數(shù)、單株角果數(shù)和每角粒數(shù)，后將植株樣品按根、莖、角果殼和籽粒分樣，烘干后稱量計算干物質(zhì)量，用全自動凱氏定氮儀測定氮含量，用鉬銻抗比色法測定磷含量，用火焰光度計法測定鉀含量［17］。4月25日每個小區(qū)單打單收，測定千粒重和產(chǎn)量。相關(guān)計算公式如下：

收獲指數(shù)=籽粒產(chǎn)量/地上部生物量［18］；

肥料偏生產(chǎn)力（kg/kg）=產(chǎn)量/養(yǎng)分（N、P2O5、K2O）施用量［19］；

成熟期每個小區(qū)選取連續(xù)的100株植株考查菌核病發(fā)病情況和倒伏情況：

菌核病發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；

病情指數(shù)=∑（該病級株數(shù)×該病級級數(shù)）/（調(diào)查總株數(shù)×最高病級數(shù)）×100［20］；

倒伏指數(shù)=∑（該分級株數(shù)×該倒伏級數(shù)）/調(diào)查總株數(shù)［21-22］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩釋型配方肥和密度對三熟制直播油菜農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，三熟制直播油菜苗期和成熟期的農(nóng)藝性狀在不同處理下存在顯著差異。根頸粗隨配方肥施用量的減少而減小，與F1相比，配方肥減施后苗期根頸粗減小4.3%，成熟期減小61%；根頸粗隨密度的增加呈減小趨勢，與D1相比，D2和D3苗期根頸粗分別減小7.0%和9.7%，成熟期分別減小4.2%和9.6%，達(dá)到顯著差異水平。葉片SPAD值、株高和分枝數(shù)表現(xiàn)出相同趨勢。苗期綠葉數(shù)在不同密度下表現(xiàn)為D1gt;D2gt;D3，且差異顯著，不同施肥量處理間無顯著差異。葉面積指數(shù)在不同施肥量下表現(xiàn)為F1gt;F2，在不同密度下表現(xiàn)為D3gt;D2gt;D1，分枝高度表現(xiàn)出相似趨勢。

2.2 緩釋型配方肥和密度會對三熟制直播油菜生物量的影響

由圖1可知，配方肥施用量與栽培密度會對三熟制直播油菜生物量產(chǎn)生顯著影響，且單株生物量與群體生物量隨施肥量和密度的變化表現(xiàn)出不同規(guī)律。單株與群體干物質(zhì)量隨施肥量減少而減少，單株干物質(zhì)量隨密度增加而減少，但由于數(shù)量的增加群體干物質(zhì)量隨密度增加而顯著增加。與F1相比，F(xiàn)2苗期單株干物質(zhì)量減少3.7%，群體干物質(zhì)量減少3.5%，成熟期單株干物質(zhì)量減少41%，群體干物質(zhì)量減少3.7%，且均達(dá)到顯著差異水平。與D1相比， D2、 D3苗期和成熟期的單株干物質(zhì)量分別減少4.4%、7.9%和9.3%、160%，D2、D3苗期和成熟期的群體干物質(zhì)量分別增加14.7%、28.9%和8.9%、17.6%，并且均達(dá)到了顯著差異水平。苗期單株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1D1gt;F1D2gt;F2D1gt;F2D2gt;F1D3gt;F2D3，成熟期單株干物質(zhì)量表現(xiàn)為F1D1gt;F2D1gt;F1D2gt;F2D2gt;F2D3gt;F1D3，苗期與成熟期的群體干物質(zhì)量均為F2D3gt;F1D3gt;F1D2gt;F2D2gt;F1D1gt;F2D1。

2.3 緩釋型配方肥和密度對三熟制直播油菜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表2可知，不同配方肥施用量與栽培密度間油菜產(chǎn)量存在極顯著差異，且兩者間存在極顯著的互作效應(yīng)。施肥量減少，油菜產(chǎn)量整體降低，與F1相比，配方肥施用量減少20%，油菜產(chǎn)量降低7.1%，且達(dá)到極顯著差異水平。配方肥施用量為750 kg/hm2時，油菜產(chǎn)量隨栽培密度增加呈先增后減趨勢，與D1相比，D2處理產(chǎn)量顯著增加11.5%，D3處理增加2.8%。配方肥施用量為600 kg/hm2時，油菜產(chǎn)量隨栽培密度增加而增加，與D1相比，D2和D3產(chǎn)量分別顯著增加11.1%和26.3%。總體上看，油菜產(chǎn)量隨密度增加而增加，與D1相比，D2和D3增產(chǎn)顯著，達(dá)到11.3%和13.7%。F1D2處理產(chǎn)量最高，F(xiàn)2D3次之，兩者之間無顯著差異，但2個處理產(chǎn)量均顯著高于其他處理，F(xiàn)1D2與F2D3的收獲指數(shù)分別為0.25和0.23。單株角果數(shù)和單位面積角果數(shù)隨施肥量的減少整體減少，與F1相比，F(xiàn)2單株角果數(shù)和單位面積角果數(shù)顯著減少3.4%和2.6%。單株角果數(shù)隨密度增加而減少，與D1相比，D2和D3顯著減少13.4%和29.1%。F1條件下，單位面積角果數(shù)隨密度增加呈先增后減趨勢，D2密度達(dá)最大值。導(dǎo)致這一結(jié)果的原因與高肥高密條件下油菜病害和倒伏的增加有關(guān)。施肥量減少20%后，單位面積角果數(shù)隨密度增加而增加，D3密度達(dá)最大值。每角果籽粒數(shù)隨施肥量減少而減少，隨密度增加而增加。千粒重表現(xiàn)出相同的變化趨勢，但各處理間差異不顯著。

2.4 緩釋型配方肥和密度對三熟制直播油菜養(yǎng)分吸收和肥料偏生產(chǎn)力的影響

由表3可知，緩釋型配方肥施用量和栽培密度顯著影響成熟期油菜植株全氮、全磷積累量，對鉀的積累無顯著影響。全氮、全磷積累量整體隨緩釋型配方肥用量的減少而顯著減少，與F1相比，F(xiàn)2全氮和全磷積累量分別平均減少3.0%和8.8%?？傮w上看，全氮、全磷積累量隨密度增加呈增加趨勢，與D1相比，D2全氮和全磷積累量分別平均增加23.2%和9.9%，D3增加26.0%和30.0%。但是，不同施肥量條件下，氮素積累量隨密度的變化規(guī)律卻不盡相同。農(nóng)民習(xí)慣施用量條件下，氮素積累量隨密度增加呈先增后減趨勢，施肥量減少20%條件下，氮素積累量隨密度增加而顯著增加。在F1條件下， 肥料偏生產(chǎn)力隨密度增加表現(xiàn)出先增后減趨勢，F(xiàn)2條件下，表現(xiàn)出隨密度增加而增加的趨勢。同密度下，肥料偏生產(chǎn)力隨施肥量減少而顯著增加。與F1D1相比，F(xiàn)2D3的N、P、K肥料偏生產(chǎn)力分別增加36.5%、36.6%和36.5%。

2.5 緩釋型配方肥和密度對三熟制直播油菜抗性的影響

由表4可知，油菜菌核病發(fā)生情況和抗倒性在不同配方肥施用量和栽培密度處理間存在顯著差異。菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)隨密度增加呈顯著增加趨勢。與D1相比，D2和D3處理發(fā)病率分別平均增加7.0、15.2百分點，病情指數(shù)分別平均增加3.5和10.0，倒伏指數(shù)分別平均增加192%和500%。配方肥施用量減少20%，菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)分別平均減少7.3百分點和2.6，油菜倒伏指數(shù)表現(xiàn)出相同趨勢，平均降低20.3%。

3 討論

施肥量和種植密度是作物生產(chǎn)中重要的調(diào)控因子，在油菜生產(chǎn)上，多數(shù)人認(rèn)為，適度減肥增密是節(jié)本增效、持續(xù)發(fā)展油菜生產(chǎn)的必要選擇，本研究以此為出發(fā)點，研究了緩釋型配方肥減施配合密植對雙季稻田三熟制直播油菜生長發(fā)育、產(chǎn)量構(gòu)成的影響，可為雙季稻田三熟制直播油菜綠色高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實踐參考［7，16，23］。

田效琴等針對四川省兩熟制直播油菜探究了施氮量和密度的互作效應(yīng)，表明油菜高產(chǎn)是由前期生長發(fā)育與有效分枝數(shù)、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素共同決定的［13］。本研究表明，緩釋型配方肥用量和種植密度通過影響油菜的生長發(fā)育決定其農(nóng)藝性狀（株型性狀、產(chǎn)量構(gòu)成因子）的優(yōu)劣，進(jìn)而作用于產(chǎn)量形成［24］。不同緩釋型配方肥用量與種植密度組合對農(nóng)藝性狀的影響不盡相同，減肥增密處理油菜單株表現(xiàn)出顯著劣勢，與習(xí)慣肥密處理相比，減肥增密處理不僅使油菜苗期根頸粗、SPAD值、綠葉數(shù)、單株干物質(zhì)積累量顯著降低，還使成熟期根頸粗、株高、分枝數(shù)、單株干物質(zhì)積累量顯著降低，主要原因是減肥增密條件下個體間對溫、光、水、肥的競爭加劇，個體優(yōu)勢較難發(fā)揮。但是，作物產(chǎn)量的形成是個體與群體綜合作用的結(jié)果，油菜單株生產(chǎn)力下降的情況下，協(xié)調(diào)好單位面積有效角果數(shù)、每角果粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系，充分發(fā)揮群體優(yōu)勢也能有效獲得高產(chǎn)，本研究中，F(xiàn)2D3雖然單株角果數(shù)顯著低于F1D1，但每角粒數(shù)和千粒重稍高于F1D1，單位面積角果數(shù)與F1D1相當(dāng)，群體干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量顯著高于F1D1佐證了這一點［13，25-26］?！坝汀尽尽比熘颇Ｊ缴a(chǎn)季節(jié)緊且周年施肥量大，實際生產(chǎn)中，農(nóng)戶擔(dān)心種植密度大容易造成倒伏，因此油菜種植密度普遍偏低，合理密植主要發(fā)揮了較強(qiáng)的群體優(yōu)勢，在一定程度上能達(dá)到“增密增產(chǎn)、增密補(bǔ)遲”的效果，但密度過大導(dǎo)致作物個體間競爭加劇，群體內(nèi)部環(huán)境惡化，不利于產(chǎn)量形成，因此出現(xiàn)本研究結(jié)果中習(xí)慣施肥水平下，油菜產(chǎn)量隨密度增加先升后降，而減肥水平下，油菜產(chǎn)量隨密度增加而增加，密度拐點后移的情況［27-28］。因氣候環(huán)境、栽培方式和品種特性等的不同，前人提出的油菜高產(chǎn)種植密度和施肥量組合相差較大，本研究中減肥配合增密50%處理可以達(dá)到與習(xí)慣肥密處理相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量；F2D3比F1D1增產(chǎn)9.3%，同時土地節(jié)約150 kg/hm2緩釋型配方肥，與前人高密低肥組合可以實現(xiàn)低密高肥組合相同目標(biāo)產(chǎn)量并能兼顧節(jié)肥的研究結(jié)果［13-14，23，29］基本一致。

本研究所用早熟冬油菜品種，其養(yǎng)分積累總量趨勢為Kgt;Ngt;P，類似結(jié)果在其他油菜品種中也有報道［30-31］。不同農(nóng)藝措施對作物的養(yǎng)分積累影響較大，本研究結(jié)果顯示，減肥或者增密對成熟期油菜N、P的積累和肥料偏生產(chǎn)力影響較大，對K的積累無顯著影響；F2D3顯著提高了N、P的吸收量，分別比F1D1高24.2%、22.3%，N、P、K肥料偏生產(chǎn)力分別比F1D1增加36.5%、36.6%和36.5%，油菜籽產(chǎn)量也顯著提高，可見本研究條件下“增密節(jié)肥、增密增產(chǎn)”效果顯著，主要原因有2個方面，其一是本研究中土壤基礎(chǔ)地力較高，且緩釋型配方肥有利于協(xié)調(diào)植物養(yǎng)分需求與土壤養(yǎng)分供應(yīng)間的矛盾，有利于實現(xiàn)節(jié)肥增效；其二是適當(dāng)密植有利于群體根系生長，促進(jìn)作物對養(yǎng)分的吸收和利用，提高肥料利用率，從而實現(xiàn)減肥增效。減肥增密的主要目的是節(jié)本增效，充分發(fā)揮肥料的效益，但高密度群體下，植株生長緊密，冠層較茂盛，導(dǎo)致通風(fēng)透光性較差，基部潮濕易引發(fā)病害，油菜菌核病的發(fā)生勢必影響油菜對養(yǎng)分的吸收和利用，進(jìn)而影響產(chǎn)量［11，14，27，32-33］。本研究中，減肥增密處理菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)顯著高于習(xí)慣肥密處理，但顯著低于習(xí)慣施肥配合增密處理，說明高密度栽培下，肥料減施在一定程度上能減少菌核病的發(fā)生。施肥量和種植密度是控制倒伏性狀的重要栽培措施，二者通過調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)和光合作用，影響莖稈和生殖器官間碳水化合物的積累和運(yùn)輸以及莖稈結(jié)構(gòu)形態(tài)，進(jìn)而影響莖稈機(jī)械強(qiáng)度等關(guān)鍵倒伏指標(biāo)［34］。前人研究表明，高密度群體單株產(chǎn)量降低，冠層重量減輕，適當(dāng)減少肥料投入和施肥次數(shù)能減輕倒伏風(fēng)險，本研究結(jié)果與之類似，高密度水平下，減肥處理倒伏指數(shù)顯著低于習(xí)慣施肥處理［35］。

4 結(jié)論

在江西省三熟制油菜產(chǎn)區(qū)，在緩釋型配方肥減施20%條件下適當(dāng)增加種植密度，能充分發(fā)揮群體優(yōu)勢，增加植株對N、P的吸收，保證油菜產(chǎn)量。因此，在保證油菜高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過緩釋型配方肥減施配和增加種植密度優(yōu)化管理，能降低油菜生產(chǎn)肥料投入，提高肥料利用率。需要指出的是，當(dāng)前油菜茬養(yǎng)分投入是否影響后茬水稻，以及三熟制油菜長期減肥密植對雙季稻田可持續(xù)利用的影響仍有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

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