施肥对盐化土壤油葵养分吸收及产量和品质的影响

党柯柯 张骞 何文寿 曹哲 赵小霞

摘要：为探讨盐化土壤氮、磷、钾肥对油葵养分吸收、产量和籽实品质的影响，在宁夏灵武农场中度盐化土壤（盐化度≥0.5%）设置油葵肥效试验，测定油葵（S606）生长状况、干物质累积量、养分吸收利用、产量及品质的影响。结果表明：（1）不同处理整个生育期株高、茎粗变化均符合Logistics生长曲线，且各处理间差异显著，主要表现为N2P2K2处理的植株株高最高，各肥料对植株增高效果表现为氮肥>磷肥>钾肥>生物有机肥，对茎粗贡献为生物有机肥>氮肥>钾肥>磷肥。（2）干物质累积量随生育期变化符合Logistics曲线，氮肥及磷肥对油葵植株干物质的累积量有显著促进作用，钾肥对干物质累积作用贡献较小；氮肥对干物质向籽实累积有促进作用，而磷肥对干物质向籽实累积有抑制作用。（3）总体上施用氮、磷、钾肥分别显著提高植株氮总吸收量（TNA）、磷总吸收量（TPA）、钾总吸收量（TKA）以及100 kg籽实需氮、磷、钾量，但是显著降低其对应干物质生产效率及收获指数。N2P2K2处理油葵N、P2O5、K2O吸收累積量最高，分别为3.75、1.18、15.20 g/株。平均每生产100 kg籽实吸收N 4.18kg、P2O5 1.48 kg、K2O 25.34 kg。整个生育期中36.17%的养分由花期形成，灌浆期的养分累积仅次于花期（23.44%）。（4）氮、磷、钾肥均能够提高油葵产量，且3种肥料配施的增产效果优于任2种肥料配施，经分析单株叶干质量及株高对产量起到主要正效应。N2P2K2处理产量与其他施肥处理相比差异显著，为4 558.8 kg/hm2，比对照提高23.19%。（5）氮、磷、钾肥的施用可以改善部分油籽品质。经分析，氮肥促进粗蛋白、粗脂肪、棕榈酸、油酸在籽实中的积累，降低硬脂酸、亚油酸在籽实中的含量；磷肥促进油酸在籽实中积累，降低粗蛋白、棕榈酸、硬脂酸、亚油酸在籽实中积累；钾肥促进粗蛋白、硬脂酸、亚油酸在籽实中积累，降低粗脂肪、棕榈酸、油酸在籽实中的含量。

关键词：油葵；盐化土壤；生长状况；干物质累积量；养分吸收利用；产量；品质

中图分类号： S565.506文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）10-0070-07

据统计，全世界盐碱化地9.50亿hm2，约占世界可耕地面积的10%，我国约有2 700万hm2盐碱化地，约占全国可耕地面积的25%，并且有日益扩大的趋势[1]。我国盐碱土分布区由其土壤类型和气候条件决定，主要分布在我国北方以及南部沿海区域，如宁夏、甘肃、新疆等地区。宁夏的盐碱化土位于西北地区东部、黄河中上游，地处中温带半干旱、干旱区，降水稀少、蒸发强烈，容易形成盐碱地，其中盐地有1 370万hm2[2-6]。

我国耐盐碱植物总资源在世界耐盐碱植物总资源中占有重要比例。其中，油葵（Helianthus annuus L.）是近30年来总产量增长最快的世界三大油料作物之一[7]，也是我国第二大油料作物[8]，它作为一种生育周期短、适应性广、耐干旱、耐贫瘠、耐盐碱的典型作物[9]，成了生物治理盐碱地的首选[10]。宁夏大面积其他作物难以利用的可耕轻盐碱地、低洼地、瘠薄地及河滩地，均适合种植向日葵，也是中部干旱带和南部山区以及灌区灌水困难地区的优势作物[11-12]。而且随着现代农业的发展和经济全球化的加剧，油葵因其产油高、油品好的特点得到了广泛种植，成为越来越多的消费者的选择[13]，缓解了我国食用油供不应求的局面并提高了人们的生活水平。

油葵的产量和品质除了受遗传因素的影响外，还受很多环境因素的影响，比如当地的土壤条件、气候条件、灌溉的时期和水量、肥料的形式和用量、田间管理措施的差异等，尤其是施肥过程对油籽品质有直接影响[14-15]，因此本试验在前人研究的基础上，针对盐地利用、施肥、养分吸收利用、产量和品质3个方面的关系进行研究，采用3414部分实施方案进行试验设计，分别探讨盐化土壤氮、磷、钾肥对油葵生长的状况、干物质累积量、养分吸收利用、产量及品质的影响，为进一步探讨合理的施肥措施提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地基本情况

试验于2015年4月在宁夏回族自治区灵武市灵武农场进行，位于38°07′20.16″N、106°17′15.23″E。试验地土壤属灌淤土，土壤质地为壤土，中度盐化土壤。无灌溉情况，前茬水稻。1年灌溉冬水1次（播种前已经灌溉），生育期内未灌溉。播种前土壤情况见表1。

1.2材料

试验所施肥料分为基肥和追肥2类，其中磷、钾肥全部作为基施，70%氮肥基施，30%氮肥追施。氮肥为尿素（总氮≥46.4%，昆仑牌，宁夏石化分公司），磷肥为粒状重过磷酸钙[总磷含量（P2O5）≥46.0%，有效磷含量（P2O5）≥44.0%，三环牌，云南云天化股份有限公司]，钾肥为增效颗粒硫酸钾[总钾含量（K2O）≥40%，宏兴牌，宁夏宏兴农业生物工程股份有限公司]，生物有机肥为复合微生物肥料，其中各组分为：N+P2O5+K2O含量≥35%、有机质含量≥6%、生物活性N-P-K含量≥13%、有效活性菌数≥0.2亿/g、有益元素含量≥6%。[JP]

1.3试验方法

1.3.1试验处理与取样

试验设6个处理，各处理的施肥情况见表2，采用随机区组设计，4个重复。种植方法：行距 60 cm，株距20 cm，埂宽60 cm，埂高15 cm，渠宽150 cm，小区面积为5×10=50 m2，每小区8行，每行50株，小区400株，种植密度80 010株/hm2。4月17日播种，4月28日出苗。出苗后每隔10 d采样1次，每次取5株，全生育期共采样10次。施肥时以小区所占面积，计算磷肥、钾肥、70%氮肥基施、30%氮肥追施、有机肥的施用量，基肥在油葵播种前结合整地撒施后旋耕入土（旋深10～15 cm），追肥在现蕾期（6～8对真叶，6月6日），开沟追肥并覆土。

1.3.2测定项目与方法

（1）植株干物质量的测定方法。每次取样带回实验室的植株样品，首先用水分别冲洗干净根系上黏附的泥土，用滤纸吸干水分后，按照不同器官（根、茎、叶、空盘、籽实）分类剪开，立即称取各个器官鲜质量；再将各器官剪成小段或薄片，无损失放入已恒质量的大烧杯中，置于烘箱内，在105 ℃条件下杀青，烘30 min，然后将温度降至 65 ℃ 条件下烘12～14 h，冷却，称质量；再用相同方法烘干 2 h，再称质量，至恒质量为止。

（2）植株氮、磷、钾含量测定方法。将65 ℃条件下烘干的植株不同器官样品，分别粉碎，全部通过0.5 mm筛，测定氮、磷、钾含量。植株样品先采用H2SO4-H2O2消煮，半微量凯氏定氮法测定全氮含量，钒钼黄比色法测定全磷含量，火焰光度计法测定全钾含量，以烘干质量为基础计算氮、磷、钾养分含量[16]。

（3）产量。生理成熟区分小区收获，待风干后测定每个小区实产，换算成每公顷的产量。

（4）品质。取各处理成熟期籽粒，分别测定蛋白质含量以及油脂、脂肪酸组分（油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸）含量。分别用开氏法测定蛋白质含量，油重法（索氏提取法）测定油脂含量，气相色谱法测定脂肪酸含量。

1.4数据分析

采用和SAS 8.0和NPS分析数据，处理间差异显著性分析采用LSD检验法，用Microsoft Excel 2007作图。

2结果与分析

2.1各施肥处理对油葵生长状况的影响

株高作为植物的一个重要研究对象，也是油葵营养生长的关键指示性指标，在油葵生长情况的研究中也有很重要的作用。株高过低不利于光合作用和花期传粉过程，进而对向日葵产量造成影响[17]。油葵株高在发育过程中随着时间的推进不断增加，于不同生长时期分别测定株高。如图1所示，在生长初期是油葵营养生长的主要阶段，各处理间差异不明显，现蕾期（出苗后40 d左右）株高迅速增加，进入花期（出苗后60 d左右）后，植株由营养生长转向生殖生长，各主要养分优先分配给生殖器官，株高增長速率放慢至保持平稳。分析结果表明，各处理整个生育期株高变化均符合Logistics生长曲线，但是各处理之间株高差异显著，主要表现为N2P2K2处理的植株最高，氮、磷、钾肥对植株增高的效果表现为氮肥>磷肥>钾肥>生物有机肥。

油葵茎秆能支撑地上部分尤其是盘的质量，茎秆太细会造成倒伏，进而间接影响油葵的产量。由图1可知，在不同处理下整个生育期茎粗变化趋势均符合生长曲线Logistics，在出苗30 d后经历了快速增长—缓慢增长—保持平稳3个阶段，在50 d后茎粗增长速度下降基本达到稳定，此时茎内有机物向花盘内转移，营养生长逐渐停止，花盘盘茎不断增大，至成熟期油葵茎秆开始干枯死亡。分析表明，生物有机肥处理的茎粗最大，N0P2K2处理茎粗相对较小，氮、磷、钾肥对茎粗的贡献为生物有机肥>氮肥>钾肥>磷肥。

2.2各施肥处理对植株干物质累积量的影响

干物质的积累反映的是植株生长所需营养物质的丰富程度和光合能力，而干物质的分配直接决定构成植株的各器官部分在整个植株中所占的比例。由图2可知，在收获时N2P2K2处理、有机肥处理及N2P2K0处理干物质累积量较大，说明有机肥及氮肥对油葵氮素营养的累积作用较大。无肥区、N0P2K2及N2P0K2处理的干物质累积量相对较低，彼此无明显差异，说明氮肥及磷肥对油葵干物质的累积有显著的促进作用，而钾肥对干物质累积作用贡献较小。油葵叶片承担着主要的光合作用，是干物质的合成器官，是最初的“源”。分析发现，对照区叶片占植株干物质总量的12.33%，而N2P2K2处理叶片占植株干物质的15.86%， 证明氮磷钾配施

能够增加植株干物质累积量。油葵籽粒是最终的“库”，其所占的比例（收获系数）越高，产量也就越高。经分析，N2P0K2处理及有机肥处理单株籽实干质量占植株总干质量的比例最高（分别为36.5%和36.98%），N0P2K2处理相对较低，为31.68%，因此推断氮肥对干物质向籽实累积有促进作用，而磷肥对干物质向籽实累积有抑制作用。

图3展示了油葵干物质累积随出苗后时间变化情况。从出苗后31 d（三对叶期）到93 d（灌浆期），干物质累积量迅速增加，说明该时期是油葵植株生长的重要阶段，是各养分积累的关键时期。各施肥处理下的干物质积累总体表现出“S”型增长趋势，符合Logistics曲线。从表3可以看出，各处理所得拟合曲线的相关系数（r）都接近于1，说明此回归方程很好地解[CM（25]释了油葵植株干物质吸收量随生育期变化而变化的规律，[CM）]

说明方程回归参数估计精确度高，回归方程可信。

2.3不同施肥处理对油葵养分吸收利用的影响

2.3.1不同施肥处理对油葵氮素吸收利用的影响

表4表明，N2P2K0处理、N2P2K2处理与生物有机肥处理和对照N0P0K0处理相比，氮总吸收量（TNA）均呈显著性增加，说明施用氮肥和磷肥直接有效地促进了油葵植株对氮素的吸收；N2P2K2处理的每100 kg籽粒需氮量，与其他处理相比显著增加，而其他处理之间每生产100 kg籽粒的需氮量差异性不显著，说明只有氮、磷、钾肥配施才能有效增加100 kg籽粒需氮量。由表4可以看出，施氮肥总体趋势是降低氮素干物质生产效率（NDMPE），其中N2P0K2处理、N2P2K2处理及生物有机肥处理的NDMPE与不施氮处理相比差异性显著。各处理氮素收获指数（NHI）差异性不明显。

图4表明，最佳施肥N2P2K2处理各器官氮素养分含量随着出苗后时间延长逐渐变化，茎、叶中氮素含量呈现先增高后降低的趋势，峰值出现在出苗后74 d左右（花期-灌浆初期），空盘中的氮素含量随灌浆期推移逐渐降低，而籽实中的氮素含量在灌浆期迅速升高，直到成熟期趋于稳定。说明生长初期发育中心为营养器官（包括根、茎、叶等），氮素养分主要在这些器官中积累，灌浆后营养生长基本停止，氮素在各器官中的分配随生长发育中心的转移而进入籽实中。从表5可以看出，各处理所得拟合曲线的相关系数（R）都接近于1，说明此回归方程很好地解释了油葵植株氮素吸收随生育期变化而变化的规律，可见方程回归参数估计精确度高，回归方程可信。[JP]

2.3.2各施肥处理对油葵磷吸收利用的影响

表6表明，N2P0K2与N2P2K0处理磷总吸收量（TPA）相对于N0P0K0处理、N0P2K2处理均显著增大，N2P2K2处理及生物有机肥处理相对于其他处理其TPA均显著提高，说明磷肥能直接有效地提高TPA，且氮肥、钾肥对磷素吸收有促进作用，氮磷钾配施是增大TPA的重要措施。100 kg籽实需磷量在N0P2K2处理、N2P2K2处理之间差异不显著，而N0P0K0处理、N2P2K0处理和生物有机肥区显著低于以上处理，说明磷肥能直接提高100 kg籽实需磷量，钾肥对100 kg籽实需磷量的提高其促进作用。由表6还可以看出，N2P0K2处理和N2P2K2处理磷素干物质生产效率（PDMPE）明显低于其他处理，说明施磷能够降低PDMPE。N0P0K0处理的磷素收获指数（PHI）明[FL（2K2]图5表明，最佳施肥N2P2K2处理各器官磷养分含量随着出苗时间的延长而逐渐变化，根、茎、叶中磷素含量呈现先增高后略降低的趋势，峰值出现在出苗后74 d左右（花期-灌浆初期），空盘中的磷素含量随灌浆期的推移逐渐降低，而籽

实中的磷含量在灌浆期急剧升高，直到成熟期趋于稳定。说明植株中的磷主要集中在籽实中。图6表明，油葵磷养分累积量在苗期累积较慢，从现蕾期到花期增长速度最快，灌浆期趋[CM（25]于平稳，经历了慢—快—慢的累积速率变化过程。油葵各[CM）]

处理磷养分累积量与出苗后时间作图，符合Logistics曲线。从表7可以看出，拟合曲线的相关系数（R）都接近于1，说明此回归方程很好地解释了油葵植株磷素吸收随生育期变化而变化的规律，方程回归参数估计精确度高，回归方程可信。

2.3.3各施肥处理对油葵钾素吸收利用的影响

图7表明，油葵钾养分累积量苗期累积较慢，从苗期（3对叶）到灌浆初期增长速度最快，灌浆后期趋于平稳，经历了慢—快—慢的累积速率变化过程。相比磷素累积，钾素累积在整个生育期更提前，累积速率也较快，钾素累积持续时间较长。[JP]

从图8可以看出，最佳施肥N2P2K2處理各器官钾素养分含量随着出苗时间的延长而逐渐变化， 根、茎、叶中钾素含量呈现先增高后降低的趋势，峰值出现在出苗后74 d左右（花期-灌浆初期）， 空盘中的钾素含量逐渐升高，而籽实中的氮素含量先增高后减小，整体含量偏低，峰值出现在出苗后84 d（灌浆期），直到成熟期趋于稳定。说明生长后期钾素主要在葵盘中累积，而籽实不是钾素最终的转移器官。

油葵各处理钾养分累积量与出苗时间作图，符合Logistics曲线。从表9可以看出，对回归所作的统计分析中各处理所得拟合曲线的相关系数（R）都接近于1，说明此回归方程很好地解释油葵植株钾素吸收随生育期变化规律，方程回归参数估计精确度高，回归方程可信。[FL）]

2.4各施肥处理对油葵产量的影响

收获盘数与各区组出苗率相关，N0P2K2处理与施氮的其他处理收获盘数差异性显著，说明氮素对出苗影响较大。由于各小区盐分不均，实产与理论产量有一定差距。分析发现，N0P0K0处理与N0P2K2处理差异不显著，与其他施肥处理差异性显著，说明施氮肥对增产有重要促进效果。N2P2K2处理与其他施肥处理相比差异显著，与对照相比产量提高了2556%，而理论产量中N2P2K2处理比对照增产66.6%，有机肥处理比对照增产91.23%，增产效果较好（表11）。[FL）]

应，说明其在没有其他性状的相互作用下，对油葵的产量起到了主要的正效应；而单株氮吸收量、单盘粒质量对产量的影响为负效应。

2.6不同施肥处理对油葵品质指标的影响

3讨论与结论

3.1施肥对油葵生长状况及干物质累积的影响

施肥可以调控油葵生长及干物质的积累，各处理油葵植株的株高、茎粗及干物质累积量随生育期的变化而变化均符合Logistics曲线。氮肥、磷肥、钾肥及生物有机肥对植株增高效果表现为氮肥>磷肥>钾肥>生物有机肥，对茎粗贡献为生物有机肥>氮肥>钾肥>磷肥。

氮肥及磷肥对油葵干物质的累积有显著促进作用，而钾肥对干物质累积作用贡献较小；氮肥对干物质向籽实累积有促进作用，而磷肥对干物质向籽实累积有抑制作用。有研究表明，施肥量对不同油菜品种的干物质积累与分配的效应也不尽相同[18-19]，因此在油葵栽培过程中，特别是新品种推广前进行肥效试验，以此更好地发挥氮肥、磷肥、钾肥的增产效果和品种的产量潜力。

3.2施肥对油葵养分吸收利用及产量的影响

施肥影响油葵对养分的吸收和分配，即施用氮肥、磷肥、钾肥分别显著提高植株氮总吸收量（TNA）、磷总吸收量（TPA）、钾总吸收量（TKA）以及100 kg籽实需氮、磷、钾量，但是显著降低其对应干物质生产效率及收获指数。N2P2K2处理油葵N、P2O5、K2O吸收累积量最高，分别为3.75、1.18、15.20 g/株。平均每生产100 kg籽实平均吸收N

氮、磷、钾肥均能够提高油葵产量，且3种肥料配施的增产效果优于任2种肥料配施，经分析单株叶干质量及株高对产量起到主要的正效应。N2P2K2处理产量与其他施肥处理相比差异显著，为4 558.80 kg/hm2，比对照提高25.56%。

3.3施肥对油葵品质指标的影响

氮、磷、钾肥的施用可以改善部分油籽品质。经分析，氮肥促进粗蛋白、粗脂肪、棕榈酸、油酸在籽实的积累，降低硬脂酸、亚油酸在籽实中含量；磷肥促进油酸在籽实中积累，降低粗蛋白、棕榈酸、硬脂酸、亚油酸在籽实中积累；钾肥促进粗蛋白、硬脂酸、亚油酸在籽实中积累，降低粗脂肪、棕榈酸、油酸在籽实中的含量。

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