杨万里,宋海星,杨 勇,官春云
(1.湖南农业大学资源环境学院,湖南 长沙 410128;2.国家油料改良中心湖南分中心,湖南 长沙 410128)
油菜是湖南省的主要经济作物之一,大面积发展油菜生产对提高农民经济收入和农村生活水平有着极其重要的意义。近年来,湖南省已培育出一大批优质高产油菜品种,且随着油菜栽培技术的研究[1-3]与应用,使得大面积种植水平不断提高,油菜生产取得了长足的进步。但是种植模式单一、施肥不合理等问题依然存在,尤其对新培育的优质品种缺乏配套的保优栽培技术,经济效益难以达到应有的水平。本研究设置了5种施肥水平,对油菜生长及产量的影响进行了研究,旨在探明油菜对氮、磷、钾、硼的需要量以及较适宜的施肥水平,为油菜精准合理施肥与高产优质栽培提供科学依据。
供试油菜品种为湘杂油763。供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥,前作为水稻,其有机质、全氮、全磷、全钾、全硫含量分别为 31.73、0.85、0.86、14.36、0.49 g/kg;碱解氮、速效磷、速效钾、速效硫、速效硼含量分别为 111.80、5.86、52.29、43.15、0.26 mg/kg。供试肥料:尿素(含N 46%)、钙镁磷肥(含P2O512%)、氯化钾(含K2O 60%)、硼砂(含B 11.3%)。
试验设施肥种类4个因子,施肥用量5个水平(见表 1),共 5 个处理(由低到高分别用 0、1、2、3、4表示)。重复3次,共15个小区,小区面积为20 m2(其中5 m2为采样区,15 m2为测产区),随机区组排列。
表1 不同处理的施肥量 (kg/hm2)
分别在越冬期、盛花期和收获期,每小区采5株全株样品(根系挖掘深度为20 cm),洗净、烘干、粉碎、过筛后用H2SO4-H2O2进行消煮,测定氮、磷、钾含量。全氮测定采用凯氏定氮法、全磷测定采用钒钼黄比色法、全钾测定采用火焰光度计法。越冬期考种测量绿叶数、总叶数、最大叶叶长和叶宽、根茎粗、单株总重。盛花期考种测量株高、10 cm以上分枝数、主茎绿叶数、根茎粗、单株总重。收获期考种测量株高、分枝数、单株总重、单株角果数、每角果粒数、千粒重以及籽粒产量。
数据处理采用Excel 2003程序和SPSS11.5统计分析软件处理。
2.1.1 不同施肥水平对油菜株高的影响 由表2可以看出,油菜盛花期和收获期单株株高均随着施肥量的增加而增加,其差异达到显著水平,但较高施肥水平(如施肥水平2、3、4)之间差异不显著,盛花期油菜单株株高变化范围121.34~150.56 cm,收获期单株株高变化范围是135.24~158.32 cm,即施肥量达到一定程度后对株高的促进作用并不明显。
表2 不同施肥水平株高、有效分枝数、根茎粗、最大叶长、最大叶宽的比较
2.1.2 不同施肥水平对油菜有效分枝数的影响不同施肥水平对油菜有效分枝数的影响,如表2所示,盛花期和收获期均表现出随着施肥量的增加而增加,但较高施肥水平(如施肥水平2、3、4)之间差异不大,低施肥水平(施肥水平0、1)和较高施肥水平(如施肥水平2、3、4)处理间的油菜有效分枝数差异显著,但较低或较高施肥水平处理间的差异不显著,这与施肥量对油菜株高的影响是一致的。
2.1.3 不同施肥水平对油菜根茎粗的影响 由表2可知,越冬期和盛花期根茎粗随施肥量的增加而增加,变化大小顺序为施肥水平4>施肥水平3>施肥水平2>施肥水平1>施肥水平0,越冬期油菜根茎粗5个施肥水平间差异达到显著水平,盛花期较低施肥水平间差异显著,但较高施肥水平间差异不显著。说明施肥量对油菜根茎粗具有明显影响,但主要表现在油菜生长前期,高施肥量对油菜生长后期根茎粗影响较小。
2.1.4 不同施肥水平对油菜叶长和叶宽的影响不同施肥水平对油菜最大叶长和叶宽的影响分别见表2,由表2可知,施肥量对油菜最大叶长和叶宽都有明显影响,随着施肥量的增加,无论是越冬期还是盛花期,油菜最大叶长和叶宽均随施肥量的增加而增加。在5种施肥水平处理下,油菜最大叶长之间的差异达到显著水平,但最大叶宽在高施肥水平(施肥水平3、4、5)间差异不显著。
由表3可以看出,不同生育期油菜干物质累积量均随着施肥量的增加而增加,但以施肥水平4处理下的油菜干物质累积量为最大。方差分析表明,施肥量对油菜干物质累积量具有显著影响,越冬期和盛花期施肥水平3、4较其他施肥水平达到极显著差异;收获期各施肥水平处理间差异都达到了显著水平。
表3 不同施肥水平不同生育期油菜干物质累积量 (g)
油菜对氮、磷、钾的需要比其它作物多,油菜对磷、硼的反应比较敏感。施肥水平对油菜植株氮、磷、钾、硼吸收量的测定结果(表5)表明,施肥能促进油菜对氮、磷、钾、硼的养分吸收,在油菜整个生育期(越冬期、盛花期、成熟期),油菜植株氮、磷、钾、硼吸收量都随施肥量的增加而增加,其差异达到了显著甚至极显著水平,这与油菜干物质累积量的变化趋势相一致。
由表4可以看出,施肥量对油菜籽粒产量具有很大影响,油菜籽粒产量随施肥量的增加而增加,但增加幅度随施肥水平的不同而有很大差异。与对照相比,4个施肥水平分别增加了299.43、1202.15、1762.59、2130.80 kg/hm2, 增 产 幅 度 分 别 达 到176%、707%、1036%、1253%;而增加相同的施肥量,处理间油菜籽粒产量增加量分别为902.72、460.44、468.22 kg/hm2,增加幅度分别为 192.2%、33.5%、25.5%,说明随施肥量的增加,油菜籽粒产量的增产效应反而下降,边际产量降低。方差分析表明,5个施肥处理之间油菜籽粒产量都达到了极显著水平,说明增加施肥量是提高油菜产量的一个很好的途径。
表4 不同施肥水平不同生育期油菜养分吸收量 (kg/hm2)
油菜产量构成因素的测定结果(表5)表明,施肥量对油菜单株有效角果数和每角果粒数均有影响,油菜单株有效角果数和每角果粒数都随着施肥量的增加而增加,但在较高施肥水平处理下,单株有效角果数和变化差异不显著,如在施肥水平3和4中,单株有效角果数分别为170.13个和170.33个,每角果粒数分别为17.31粒合18.5粒。同时可以看出,施肥量对油菜千粒重影响较小,千粒重的变化范围在4.63~5.75 g之间。
表5 不同施肥水平油菜产量构成因素及籽粒产量
作物的营养生长虽然不同于经济产品的形成,但对所有作物来说,营养生长情况直接影响着生殖生长和经济产量的形成[4],一方面是因为营养器官是进行光合作用的主要部位(叶片)和起重要的支持与输导作用(茎),也是因为营养器官的增长可以为籽粒或贮藏组织提供光合产物。但是,目前施肥量对油菜农艺性状的影响研究,主要局限于油菜生长后期有效角果数、角果粒数、千粒重等产量构成因素方面[5-6],油菜生长前中期茎叶性状及其与产量的关系方面研究未得到足够的重视。本试验在5种不同施肥水平条件下,油菜越冬期、盛花期和收获期的干物质累积量,盛花期和收获期株高、分枝数以及越冬期和盛花期的根茎粗、叶长和叶宽等茎叶性状都随施肥量的增加而增加,施肥水平对越冬期盛花期和收获期干物质累积量,越冬期和盛花期的根茎粗、叶长和叶宽影响较大,但盛花期和收获期株高影响较小。
营养元素与油菜的产量有着密切的关系,只有满足植株对营养元素的需求才能获得优质、丰收,施用肥料是高产量的保证[7]。油菜在生长发育过程中,各生育阶段对氮、磷、钾等营养物质的吸收量与植株干物质积累量的趋势相一致[8],且增加某种养分时还可促进油菜对其他养分的吸收[9],从而促进生长、提高产量。试验结果表明,施肥量会影响湘杂油763的养分吸收量,籽粒产量与植株养分吸收量成高度正相关,籽粒产量和养分吸收量对施肥量的反应基本一致。施肥量达到一定程度后边际产量下降,施肥的增产效应减少,即施肥的增产效果随着施肥量的增加而减少。说明,施肥量是油菜产量形成的主要影响因素,但养分需要量并不与施肥量完全正相关[10],高施肥量的栽培条件反而不利于油菜产量的形成。因此,生产实践中,要适当控制施肥量。
(1)在不同施肥量条件下,油菜株高、分枝数、根茎粗、叶长、叶宽及单株干物质累积量均随施肥水平的增加而增加,以施肥水平4最大。
(2)籽粒产量均随着施肥量的增加而增加,其中以施肥水平4处理的籽粒产量最高。每株有效角果数、每角果粒数、千粒重均随着施肥量的增加而增加,但千粒重各处理的差异不显著。
(3)养分吸收量随施肥量的变化趋势与产量相同,均随着施肥量的增加而增加。
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