氮磷钾肥对食葵产量及养分吸收利用的影响

白苇，尹海峰，王宽，杨素梅，张宝英，崔金丽，靳涛，胡杨

（1.张家口市农业科学院，河北张家口075000；2.河北北方学院，河北张家口075000）

氮磷钾肥对食葵产量及养分吸收利用的影响

白苇1，尹海峰2，王宽2，杨素梅1，张宝英1，崔金丽1，靳涛1，胡杨1

（1.张家口市农业科学院，河北张家口075000；2.河北北方学院，河北张家口075000）

为进一步提高冀北食用向日葵（食葵）的产量和肥料利用效率，以当地主栽品种三道眉为试材，研究了NPK平衡施肥对食葵农艺性状、籽粒产量和养分吸收利用的影响。结果表明：氮、磷和钾养分对食葵籽粒产量的影响顺序为钾＞氮＞磷；施用氮、磷、钾肥均能促进植株对养分的吸收利用和贮存积累，其作用顺序为磷＞氮＞钾；食葵全株的养分吸收总量为钾＞氮＞磷，其中，氮和磷含量均以籽粒中最高、茎秆中最低，钾含量以花盘中最高、籽粒中最低。NPK平衡施肥条件下，每生产100 kg食葵籽粒的氮、磷、钾养分吸收量分别为8.20 kg、3.03 kg、17.47 kg，吸收比例为1∶0.37∶2.13；氮、磷、钾的肥料利用率分别为47.15%、40.06%、53.28%，农学效率分别为2.57 kg/kg、5.51 kg/kg、5.35 kg/kg。

向日葵；平衡施肥；养分吸收量；产量

合理施肥，充分发挥肥料的增产作用，是实现作物高产稳产、低本高效的一项重要措施。然而在实际生产中，农民盲目施肥，施肥不平衡、结构不合理，造成了肥料的巨大浪费和环境污染[1]。向日葵具有抗旱、耐盐，改良土壤的特性[2]，在我国冀北地区广泛种植。近年来随着种植业结构调整和种植效益的不断提高，食葵种植面积呈逐年扩大趋势。然而在施肥过程中，农民对肥料施用量缺乏依据，过量施肥或偏施氮磷肥、钾肥用量不足，严重制约了食葵产量的进一步提高[3]。目前，关于向日葵合理施肥的研究较少。谷杰等[4]研究表明，氮磷钾是影响向日葵产量的主要因素，其中，缺钾造成的产量降幅最大，达到了22.7%；缺氮次之，产量下降19.4%；缺磷造成的减产幅度最小，为15.3%。李晓慧等[5]研究显示，食葵形成100 kg籽粒需吸收氮（N）3.5～4.6 kg、磷（P2O5）1.5～2.1 kg、钾（K2O）8.9～10.3 kg，吸肥比例为1∶（0.40～0.41）∶（2.22～2.34）；整个生育期，氮含量以叶片中最高、花盘中最低，磷含量以籽粒中最高、花盘中最低，钾含量以茎秆中最高、籽粒中最低。而张维琴等[6]研究的向日葵不同器官养分含量结果则显示，氮和磷含量以籽粒中最高、花盘中最低，钾含量以茎秆中最高、籽粒中最低。不同地区的气候环境、土壤条件、栽培品种及种植技术不尽相同，造成各地食葵的吸肥规律和施肥技术存在一些差异，氮磷钾各因子的增产作用大小不一。针对冀北地区食葵主栽品种三道眉开展NPK平衡施肥试验，分析NPK平衡施肥对食葵农艺性状、产量和养分吸收利用的影响，探明测土配方施肥条件下食葵氮、磷、钾的利用状况，可以优化食葵的氮磷钾施肥量，提高食葵产量和肥料利用效率，为当地食葵科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

试验于2013年在张家口市农业科学院坝下基地（张家口市宣化县沙岭子镇）进行。该区地处北纬40°40′、东经114°55′，海拔643 m，全年日照时数2906.4h，年平均温度6.2℃，年平均降水量349.7mm；0～20 cm耕层土壤基础养分含量为有机质18.22 g/kg、碱解氮30.11 mg/kg、速效磷3.75 mg/kg、速效钾46.86 mg/kg，pH值8.60；常年种植制度为一年一熟，前茬作物为玉米。

参试食葵品种为当地主栽品种三道眉；肥料种类有尿素（N含量46%，河北阳煤正元化工集团有限公司）、过磷酸钙（P2O5含量18%，中化化肥有限公司）和氯化钾（K2O含量60%，俄罗斯乌拉尔钾肥股份有限公司）。试验设CK（不施肥）、PK（缺氮施肥）、NK（缺磷施肥）、NP（缺钾施肥）、NPK（平衡施肥）5个施肥处理（表1），其中，全部的磷钾肥和30%的氮肥在播种时开沟条施，剩余70%的氮肥在现蕾期浇水追施。小区长7.5m、宽4.0m，随机区组排列，3次重复。食葵于5月23日露地播种，行距0.8 m，5行/区，种植密度2.1万株/hm2，10月6日收获；其他管理同当地大田常规。

表1 不同处理的肥料施肥量（kg/hm2）Table 1 Fertilization of different treatments

食葵播种前（5月19日），采用“S”型取样法，采集0～20 cm耕层10个点次的混合土样1 kg，利用TFC型土壤养分速测仪测定土壤基础养分含量和pH值。收获时，各小区单打、单收，测定籽粒产量；采用5点取样法，每小区取样株10株进行室内考种，测定株高、茎粗、叶片数、盘径、秕粒数、粒长、粒宽、盘粒数、百粒重和单盘重；每处理随机取食葵样株3株，风干后分成茎秆、花盘、叶片和籽粒4个部分，60℃恒温烘干后粉碎，测定氮（凯氏定氮法）、磷（钒钼黄比色法）、钾（火焰光度法）含量。根据公式，计算养分吸收总量、100 kg籽粒养分吸收量、肥料利用率和肥料农学效率：

养分吸收总量（kg/hm2）=茎秆产量×茎秆养分含量＋花盘产量×花盘养分含量＋叶片产量×叶片养分含量＋籽粒产量×籽粒养分含量

100 kg籽粒养分吸收量（kg）=养分吸收总量/籽粒产量×100

肥料利用率（%）=（氮磷钾区养分吸收总量-缺素区养分吸收总量）/所施肥料中养分总量×100

肥料农学效率（kg/kg）=（氮磷钾区产量-缺素区产量）/所施肥料中养分总量

利用Excel软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾养分对食葵农艺性状的影响

CK的株高、叶片数、盘径和粒长均＜施肥处理，其中，株高与NP和NPK处理差异达到了极显著水平，叶片数与NPK处理差异达到了显著水平，盘径与NK和NPK处理差异达到了显著水平，粒长与PK和NPK处理差异达到了显著水平；秕粒数极显著＞施肥处理（表2）。与该处理不施肥，食葵生长所需养分仅由土壤基础地力提供，无法满足需求有关。不同施肥处理的茎粗和粒宽与CK相比增减不一，但差异均不显著。表明施肥可以明显改善食葵的农艺性状，但不同养分的作用效果存在差异。

施肥处理中，NPK处理的农艺性状均优于各缺素处理，其中，株高、茎粗、叶片数、盘径、粒长、粒宽分别增加了0.3～29.9 cm、0.1～0.3 cm、2.2～4.7片、0.6～3.0 cm、0.3～1.6 mm、0.3～1.0 mm，秕粒数减少了3.5～13.7个，与该处理三大养分全面、比例适宜，有利于食葵生长有关。多重比较结果显示，与NPK处理相比，PK处理的株高极显著降低、盘径明显变小，NK处理的株高和叶片数明显降低，NP处理各农艺性状无显著变化。表明缺氮会导致株高和盘径显著降低，缺磷会导致株高和叶片数显著降低，而缺钾对各农艺性状影响均较小。

表2 不同施肥处理下食葵的主要农艺性状Table 2 Effects of different fertilizations on the main agronomic traits of confectionary sunflower

2.2 氮、磷、钾养分对食葵产量性状和产量的影响

CK的产量构成指标和产量均＜施肥处理，其中，盘粒数与NP和NPK处理差异达到了极显著水平；百粒重与PK处理差异达到了显著水平，与NPK处理差异达到了极显著水平；单盘重与PK处理差异达到了显著水平，与NK和NPK处理差异达到了极显著水平；产量与PK、NK和NPK处理差异均达到了极显著水平（表3）。表明施肥可以明显提高食葵的产量性状和产量，但不同养分的作用效果存在差异。

施肥处理中，NPK处理的产量构成指标均优于各缺素处理，最终，产量分别较PK、NK、NP处理增加了13.3%、12.6%和19.5%，其中，与PK和NK处理差异达到了显著水平，与NP处理差异达到了极显著水平。进一步对产量构成因素进行分析发现，与NPK处理相比，PK处理的盘粒数显著减少，NK处理的盘粒数显著减少、百粒重极显著降低，NP处理的百粒重和单盘重均极显著降低。表明缺氮会导致盘粒数显著减少，缺磷会导致盘粒数和百粒重显著降低，缺钾会导致百粒重和单盘重极显著降低；三大元素均对产量有显著影响，效应顺序为钾＞氮＞磷，其中，缺钾会导致产量极显著降低。因此，在食葵生产中，应重视平衡施肥，尤其是钾肥的施用。

表3 不同施肥处理下食葵的产量性状和产量Table 3 Effects of different fertilizations on the yield traits and yield of confectionary sunflower

2.3 氮、磷、钾养分对食葵养分吸收的影响

从食葵各器官的氮、磷、钾含量看，不同处理的氮和磷含量顺序均为籽粒＞花盘＞叶片＞茎秆，钾含量顺序为花盘＞茎秆＞叶片＞籽粒（表4），表明氮和磷含量均以籽粒中最高、茎秆中最低，钾含量以花盘中最高、籽粒中最低。与CK相比，不同施肥处理食葵各器官的氮、磷、钾含量增减不同，其中，NPK处理的茎秆含氮量与CK相当，花盘、叶片和籽粒含氮量均＞CK；茎秆含磷量与CK相当，籽粒含磷量＞CK；茎秆和叶片含钾量＞CK。表明NPK平衡施肥，可以提高食葵全株的含氮量、籽粒的含磷量、茎叶的含钾量。

从食葵各器官的氮、磷、钾积累量看，不同处理的养分积累量顺序均为钾＞氮＞磷（表5），表明食葵不同器官中均以钾积累量最高、磷积累量最低。CK的全株氮、磷、钾积累量均＜施肥处理，表明施肥可以提高食葵对氮、磷、钾养分的吸收。其中，NPK处理的各器官养分积累量均＞各缺素处理，最终，全株养分积累总量分别较PK、NK、NP处理增加了33.26%、50.55%和11.81%，其中，氮积累量较PK处理增加了35.58%，磷积累量较NK处理增加了36.71%，钾积累量较NP处理增加了10.23%。3个缺素处理中，各器官和全株的养分积累总量顺序均为NP＞PK＞NK。表明磷肥对食葵养分积累影响最大，氮肥次之，钾肥影响最小。

籽粒中的养分积累量占全株该养分积累量的比例，反映了该养分在植物体内的分配关系。施肥处理的籽粒中，氮比例以PK处理最高、NK处理次之，磷比例以NK处理最高、PK处理次之，钾比例以NP处理最低（表6）。表明缺氮或缺磷时，食葵吸收的氮和磷优先满足籽粒生长；缺钾时，食葵吸收的钾优先满足营养器官（茎叶、花盘）生长，而在籽粒中积累较少。

表4 不同施肥处理下食葵各器官的氮、磷、钾含量（%）Table 4 Effects of different fertilizations on N，P and K contents of different organs of confectionary sunflower

表5 不同施肥处理下食葵各器官的氮、磷、钾养分积累量（kg/hm2）Table 5 Effects of different fertilizations on N，P and K accumulation of different organs of confectionary sunflower

2.4 不同施肥处理的养分利用效率

NPK平衡施肥条件下，生产100 kg食葵籽粒的氮、磷、钾养分吸收量分别为8.20 kg、3.03 kg、17.47 kg，吸收比例为1∶0.37∶2.13（表7）。表明食葵生产时需钾最多，需氮次之，需磷最少。3种元素的肥料利用率顺序为钾＞氮＞磷，肥料农学效率顺序为磷＞钾＞氮。

表6 不同施肥处理下食葵籽粒中的氮、磷、钾养分分配比例（%）Table 6 Effects of different fertilizations on N，P and K distribution in confectionary sunflower seed

表7 不同施肥处理下的氮、磷、钾养分利用效率Table 7 Effects of different fertilizations on N，P and K utilization efficiency

3 结论与讨论

一些学者对我国东北、内蒙地区的向日葵施肥技术与吸肥规律进行了研究[7～10]，成果推广应用后该区的向日葵产量均得到了不同程度的提高。但是，不同地区由于栽培品种、气候环境和土壤条件存在差异，因此，向日葵的施肥技术和吸肥规律也不尽相同。本研究结果表明，施用氮磷钾肥能显著改善食葵的农艺性状，明显提高产量，但不同养分的作用效果存在差异，其中，对籽粒产量的影响顺序为钾＞氮＞磷，缺钾会导致产量极显著降低，这与谷杰等[4]和杨素梅等[11]的研究结果相一致。食葵中，氮和磷的养分含量均以籽粒中最高、茎秆中最低，钾养分含量以花盘中最高、籽粒中最低，这与张维琴等[6]的研究结果相近。与不施肥对照相比，NPK平衡施肥可以提高食葵全株的含氮量、籽粒的含磷量、茎叶的含钾量，从而有效改善农艺性状和产量性状，最终，明显提高籽粒产量。

施用氮、磷、钾肥均可促进植株对养分的吸收，其作用顺序为磷＞氮＞钾。缺氮或磷时，食葵吸收的氮和磷优先满足籽粒生长，在籽粒中积累较多；缺钾时，食葵吸收的钾优先满足营养器官（茎叶、花盘等）的生长，而在籽粒中积累较少。NPK平衡施肥条件下，全株养分积累量最大，不同养分的积累量顺序为钾＞氮＞磷。

在NPK平衡施肥条件下，当地食葵主栽品种三道眉每形成100 kg籽粒需吸收氮（N）8.20 kg、磷（P2O5）3.03 kg、钾（K2O）17.47 kg，吸收比例为1∶0.37∶2.13，吸收的三大养分以钾最多、氮次之、磷最少，这与李晓慧等[5]和李庆文等[12]的研究结果相近；氮、磷、钾的肥料利用率分别为47.15%、40.06%、53.28%，与全国平均水平相近[13]，农学效率分别为2.57 kg/kg、5.51 kg/kg、5.35 kg/kg。

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Effects of N，P and K Fertilizers on Yield，Nutrient Uptake and Utilization of Confectionary Sunflowers

BAI Wei1，YIN Hai-feng2，WANG Kuan2，YANG Su-mei1，ZHANG Bao-ying1，CUI Jin-li1，JIN Tao1，HU Yang1
（1.Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences，Zhangjiakou 075000，China；2.Hebei North University，Zhangjiakou 075000，China）

In order to further improve the yield and fertilizer utilization efficiency of confectionery sunflowers in Northern Hebei Province，taking local main cultivar Sandaomei as the tested material，the effects of N，P and K balanced fertilization combination on the agronomic traits，yield and nutrient uptake and utilization of confectionary sunflowers were studied.The results indicated that the effects of N，P and K on the yield of confectionary sunflower seeds were ordered as K＞N＞P.The application of N，P and K fertilizers could all promote the uptake，utilization，storage and accumulation of plants to nutrient，the promotion effect of the three factors was as follows：P＞N＞K.The total nutrient absorbed by whole plant was as follows：K＞N＞P，the contents of N and P were the highest in seed，while they were the lowest in stalk.And the content of K was the highest in flower disc，while it was the lowest in seed.The nutrient uptake amount of N，P and K in 100 kg seeds was 8.20 kg，3.03 kg and 17.47 kg，respectively，and the ratio of fertilizer uptake was 1∶0.37∶2.13.The fertilizer utilization of N，P and K was 47.15%，40.06%and 53.28%，respectively，and the agronomical efficiency of the three factors was 2.57 kg/kg，5.51 kg/kg and 5.35 kg/kg，respectively.

Confectionary sunflower；Balanced fertilization；Nutrient absorption；Yield

S565.5

A

1008-1631（2017）03-0054-05

2017-04-13

国家向日葵产业技术体系建设项目（CARS-16）

白苇（1981-），男，河北张家口人，助理研究员，硕士，主要从事向日葵育种、栽培与技术推广工作。E-mail：bai_wei@126.com。