种肥播施方式对红壤旱地油菜产量及肥料利用率的影响

吕伟生 肖富良 张绍文 郑 伟 黄天宝 肖小军 李亚贞 吴 艳 韩德鹏 肖国滨,* 张学昆

种肥播施方式对红壤旱地油菜产量及肥料利用率的影响

吕伟生1肖富良1张绍文1郑 伟1黄天宝1肖小军1李亚贞1吴 艳1韩德鹏1肖国滨1,*张学昆2,3,*

1江西省红壤研究所/ 江西省红壤耕地保育重点实验室/ 农业农村部江西耕地保育科学观测实验站, 江西南昌 330046;2长江大学/ 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心, 湖北荆州 434023;3中国农业科学院油料作物研究所, 湖北武汉 430062

为明确红壤旱地油菜适宜的种肥播施方式, 本研究通过2017—2018年和2018—2019年2年的田间试验, 系统分析传统种肥土表撒播(T1)、种子条播而肥料土表撒施(T2)、种肥等行异位同步播施(T3)和种肥宽窄行异位同步播施(T4) 4种不同种肥播施方式对油菜产量、密度动态、干物质变化、养分吸收和肥料利用率的影响。结果表明, 种肥播施方式对红壤旱地油菜产量形成和肥料利用率均产生了显著影响, 且在低肥力条件下影响更为显著。相比T1和T2, T3、T4显著促进了油菜高产的形成和肥料利用率的提高, 但T3与T4二者之间差异不显著。种肥异位同步播施明显提高了各时期油菜干物质量, 尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量, 促进了花后根部与地上部干物质同步增长; 同时促进了对N、P、K的吸收, 保证较高的植株密度并协同产生充足的角果数, 最终提高油菜产量和肥料利用率。因此, 种肥异位同步播施可显著提高红壤旱地油菜生产力, 建议结合机械化种植因地制宜地推广应用。

油菜; 红壤旱地; 种植方式; 产量; 肥料利用率

油菜是我国第一大食用植物油源和第二大饲用蛋白源, 近年来种植规模维持在700万公顷左右, 其中约80%为南方冬油菜, 但仍难以满足内需[1]。冬油菜种植于冬闲地, 不与夏季粮油作物争时抢地, 是南方多熟制区轮作换茬和培肥地力的先锋作物[1-2]。红壤旱地是我国南方红壤区主要的耕地资源, 区域光热水资源丰富, 生产潜力巨大[3]。油菜对红壤旱地适应性较强, 是红壤旱地的主要种植作物之一。但红壤旱地油菜仅停留于经验种植, 机械化程度低, 产量、效益及肥料利用率也普遍偏低[4]。近年来, 红壤耕地冬闲甚至撂荒的面积逐年增加, 进一步制约了红壤旱地油菜的发展。科学合理的播种和施肥方式是实现作物高产高效生产的重要措施[5], 而目前红壤旱地油菜种肥播施方式还主要采用传统的人工土表撒施, 这使得种肥均呈无序分布、养分表聚化, 不利于构建高质量群体[6]。随着农机农艺技术融合发展, 种子条播、穴播甚至机械种植与肥料一次性侧位深施同步完成的机械化生产技术将日趋成熟[7], 因此, 探究红壤旱地油菜适宜的种肥播施方式颇具意义。

关于科学施肥, 研究者普遍倡导“4R” (Right source, Right rate、Right time和Right place)养分管理策略[8]。研究表明, 作物有序种植有利于改善群体质量而显著增产[9-10], 同步侧深施肥则在进一步增产的同时显著提高肥料利用率[11-12]。肥料施入土壤后, 特别是在集中深施时会在根区形成一种肥料微域环境[13], 从而刺激根系增殖、构建理想根型、促进养分吸收和地上部生长[14]。合理的施肥方式可提高水稻[11,15-16]、玉米[17-18]、小麦[5,19]、大豆[20-21]等作物的产量及肥料利用率, 减少面源污染。在油菜中也发现, 基肥氮条施(直播油菜)或穴施(移栽油菜)的集中施用方式可减少氮肥损失, 保证后期氮素供给, 促进根系和地上部生长, 进而提高产量与氮肥利用率[22]。对于油菜肥料集中施用, 施肥位置至关重要, 施肥太浅影响出苗和扎根, 而施肥过深又会增加动力成本[14,23]。总体而言, 肥料(N、P、K)深施在10 cm处明显促进油菜根系生长和干物质积累, 提高产量和肥料利用率[14]。

轻简高效的直播油菜和一次性基施且增产增效的专用缓释肥推广规模正逐年扩大, 适应当前油菜种植需求的机械化种肥同步播施技术也在不断完善[6,24]。直播油菜对施肥方式的响应更加敏感, 目前相关施肥技术研究集中在氮素管理[22,25-26]等方面, 且研究对象以水田油菜为主, 而关于旱地油菜特别是红壤旱地油菜种子与专用缓释肥同步播施方式的研究还鲜有报道。为了明确红壤旱地油菜适宜的种肥播施方式, 本文通过2年的田间试验, 探究不同种肥播施方式对籽粒产量、密度动态、干物质变化、养分吸收和肥料利用率的影响, 以期为红壤旱地油菜的高产高效栽培提供理论依据与实践参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

江西省进贤县张公镇(28°35′N, 116°17′E)属典型的亚热带季风湿润气候, 气候温和、雨量充沛。2年油菜种植期间各月的气温分布和降水量如图1所示。2017年10月—2018年2月5个月份中10月和1月的最高气温、最低气温和平均气温略低外, 其余各月的气温总体高于2018—2019年; 各月降水量均表现为2018—2019年高于2017—2018年, 特别是11月至翌年3月。试验前茬作物是芝麻, 秸秆全量还田。土壤为第四纪黏土发育的红壤旱地。2017—2018年0~20 cm耕层的土壤含有机质18.2g kg-1、全氮1.2 g kg-1、碱解氮107.3 mg kg-1、有效磷19.5 mg kg-1、速效钾86.3 mg kg-1、有效硼0.29 mg kg-1, pH 5.2; 2018—2019年0~20 cm耕层的土壤含有机质18.2g kg-1、全氮1.7 g kg-1、碱解氮146.4 mg kg-1、有效磷32.8 mg kg-1、速效钾132.9 mg kg-1、有效硼0.42 mg kg-1, pH 5.6。

1.2 试验设计

试验采用的油菜品种为“阳光2009” (包衣种), 由中国农业科学院油料作物研究所提供, 种子用量4.5 kg hm-2。所用的肥料为油菜长效专用配方肥, 由华中农业大学研制、湖北宜施壮农业科技有限公司生产, N (缓释型)∶P2O5∶K2O∶中微量元素(B、Ca、Mg、Zn、S)为25∶7∶8∶5, 按750 kg hm-2的用量一次性基施。

图1 试验点2017–2019年油菜生育期内各月的气温和降水量

设置种植方式和施肥处理二因素裂区试验, 主区种植方式有4种: 种肥土表撒播(T1)、肥料土表撒施而种子条播(T2)、种肥等行异位同步播施(T3)与种肥宽窄行异位同步播施(T4), 其中T1是本地油菜常规种植方式; 为计算肥料利用率, 各种植方式下分设不施肥(F0)和施肥(F1) 2个施肥处理。具体操作如下。T1: 肥料和种子均采用表面撒施(播)方式, 将肥料撒施后, 再撒播种子; 不施肥处理则直接撒播种子。T2: 先将肥料撒施在地表, 再按20 cm行距开深约2 cm的播种沟并条播种子; 不施肥处理则直接开沟条播种子。T3: 人工模拟机械种肥等行异位同步播施, 按20 cm行距开深2 cm的播种沟条播种子, 再于行间间隔开深8 cm的肥沟施肥, 种子与肥料的横向距离为10 cm; 不施肥处理则直接开沟条播种子。T4: 人工模拟机械种肥宽窄行异位同步播施, 按15 cm (窄行)∶25 cm (宽行)开深2 cm的播种沟条播种子, 再于窄行中间开深8 cm的肥沟施肥, 种子与肥料的横向距离为7.5 cm; 不施肥处理则直接开沟条播种子。试验8个处理, 3次重复, 共计24个小区, 每个小区面积为5 m´4 m。2年均于前1年10月15日播种, 不施肥处理分别于2018年5月6日和2019年5月12日收获, 施肥处理分别于2018年5月9日和2019年5月14日收获。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 土壤基础肥力 在前茬芝麻收获后, 按五点取样法采集0~20 cm耕作层土壤, 自然风干后磨碎过筛, 采用常规方法[27]分别测定土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和有效硼。

1.3.2 植株密度 每个小区选定0.8 m2(1.0 m × 0.8 m)样点, 按相应的规格播80粒, 分别于全苗期、五叶期和成熟期调查株数密度, 并计算表征密度变化的相关指标[28]:

出苗率(%) = 全苗期苗数/播种粒数×100;

成苗率(%) = 五叶期苗数/全苗期苗数×100;

成株率(%) = 成熟期株数/全苗期苗数×100。

1.3.3 干物质量 分别在油菜苗期(2017年12月16日、2018年12月15日)、初花期(2018年3月1日、2019年3月3日)和成熟期(2018年5月8日和2019年5月13日), 每个小区选取有代表性的0.36 m2(0.6 m × 0.6 m)样点, 测定植株干物质量。取样时在根茎结合处将根系和地上部分开(成熟期地上部按茎秆、角壳与籽粒分开), 清洗后于105℃条件下杀青30 min, 再于70℃条件下烘干至恒重后称重。

1.3.4 产量及产量构成 待油菜自然成熟后, 分小区单独收获籽粒, 晾干后称重。产量构成调查则结合成熟期植株密度和干物质量测定同时进行, 分别调查收获密度、单株角果数、每角粒数和千粒重。

1.3.5 成熟期地上部养分吸收量 成熟期地上部烘干并称重后, 分别将茎秆、角壳与籽粒粉碎, 过0.5 mm筛, 经H2SO4-H2O2联合消煮, 用FOSS-2300型全自动定N仪测定氮含量, 用钼锑抗比色法测定磷含量, 用火焰光度计测定钾含量[27]。

1.3.6 肥料利用率 分别用肥料农学利用率、肥料偏生产力和肥料贡献率等指标表征肥料利用率[29]。相关计算公式如下:

肥料农学利用率(kg kg-1) = (施肥处理产量− 不施肥处理产量)/施肥处理的养分(N、P2O5、K2O)施用量;

肥料偏生产力(kg kg-1) = 施肥处理产量/施肥处理的养分(N、P2O5、K2O)施用量;

肥料贡献率(%) = (施肥处理产量− 不施肥处理产量)/施肥处理产量×100。

1.3.7 气象数据采集 各年度的气象数据(日最高气温、平均气温、最低气温及降水量)来自试验地最近的气象站(进贤站号为58614), 从中国气象数据网(http://data.cma.cn/)获取。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2010和DPS 7.05处理数据、绘制图表。除籽粒产量外, 仅对各施肥处理相关数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 籽粒产量

由表1可知, 施肥处理、种植方式及二者互作均对油菜籽粒产量产生了显著影响。籽粒产量年际间差异显著, 特别是在不施肥条件下, 2018—2019年籽粒产量显著高于2017—2018年。施肥显著提高了2年油菜产量, 不同种植方式下(T1、T2、T3、T4) 2年平均增产率分别达135.0%、141.6%、157.5%和159.8%。此外, 种植方式之间对油菜产量的影响有所差异, 在不施肥条件下无显著差异, 但条播处理(T2、T3、T4)产量均明显高于撒播处理(T1); 而在施肥条件下这种差异更大, 总体呈现T3≈T4>T2>T1的趋势。与常规种植方式(T1)相比, 2017—2018年种肥异位同步播施(T3、T4)和种子条播而肥料撒施(T2)处理显著增产24.1%、22.0%和9.7%; 而在2018—2019年, 仅见T3、T4处理显著增产13.6%和14.9%, T2增产8.4%但不显著, 说明低肥力条件下红壤旱地油菜产量对种植方式的响应更加敏感。从2年平均产量来看, 在施肥条件下T3和T4处理均显著高于T1和T2处理。

2.2 产量构成

由表2可知, 在施肥条件下, 种植方式对收获密度和每株角果数具有极显著影响, 而对每角粒数和千粒重无显著影响。各产量构成在T3、T4处理间无显著差异, 但T3、T4处理较T1处理显著提高了收获密度(2年平均增幅16.2%)和每株角果数(2年平均增幅12.2%), 较T2处理显著提高了每株角果数(2年平均增幅14.6%)。

表1 不同种植方式对油菜籽粒产量的影响

ns: 无显著差异; *和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。数据后面的不同小写字母表示处理间差异显著(< 0.05)。F0: 不施肥; F1: 施肥; T1: 传统种肥土表撒播; T2: 种子条播而肥料土表撒施; T3: 种肥等行异位同步播施; T4: 种肥宽窄行异位同步播施。

ns: not significant; *, ** indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Different lowercase letters within a growing season indicate significant difference at the 0.05 probability level. F0: no fertilizer application; F1: fertilizer application; T1: conventional sowing and fertilizing method; T2: sowing in row with surface broadcast fertilizing; T3: synchronous sowing in uniform row with side deep fertilizing; T4: synchronous sowing in wide-narrow row with side deep fertilizing.

由表3可知, 油菜产量与收获密度和每株角果数呈显著正相关关系, 而与每角粒数和千粒重负相关。其中, 收获密度对产量表现出最强的正直接效应, 每株角果数次之。可见, 保证较大的收获密度并产生较多的每株角果数, 是种肥异位同步播施方式实现油菜高产的主要途径。

2.3 植株密度

种植方式对油菜植株密度(全苗期除外)和成株率的影响达显著水平, 对出苗率和成苗率影响较小(表4)。相比常规种植方式(T1), 种肥异位同播处理(T3、T4)显著提高了2年油菜五叶期和成熟期植株密度(平均增幅12.9%和16.2%), 以及2017—2018年的成株率(平均增幅8.8%), 而二者与T2处理差异不显著。

2.4 干物质量

由图2可知, 各处理植株地上部和总的干物质量均随生育期的推进而显著增加, 于成熟期达最大值, 而根部干物质量变化规律不尽一致。不同种植方式下油菜干物质量在不同年份和不同生育时期的差异变化有所不同, 同时地上部和根部生长对不同种植方式的响应也存在一定差异。在苗期, 不同种植方式间地上部干物质量无显著差异, 但2017—2018年种植方式对根部干物质量影响显著, 其中T3、T4处理根部干物质量分别比T1处理显著提高18.8%和21.5%。花期至成熟期, T3、T4处理根部与地上部干物质保持协同增长, 2年均显著高于T1处理, 在2017—2018年显著高于T2处理。而且, 较T1、T2处理, T3、T4处理花期和成熟期根部干物质增幅(花期为9.1%~29.2%、成熟期为8.2%~33.7%)明显高于地上部(花期为4.6%~16.3%、成熟期为6.3%~24.5%)。

表2 不同种植方式对油菜产量构成的影响

ns: 无显著差异; *和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。数据后面的不同小写字母表示处理间差异显著(< 0.05)。处理同表1。

ns: not significant; *, ** indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Different lowercase letters within a growing season indicate significant difference at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Table 1.

表3 油菜产量与产量构成的相关系数及通径系数

*表示达0.05水平显著相关(=8)。*: Significant atthe0.05 probability level (= 8).

2.5 养分吸收量

由图3可知, 与产量和干物质量表现类似, 种肥异位同步播施可获得较高的养分积累, 各种植方式下油菜成熟期地上部养分吸收量总体表现为T3≈T4>T2>T1。除2018—2019年P吸收量外, T3、T4处理较T1处理显著促进了N、P、K吸收量, 平均增幅分别为23.6%、19.1%和22.7%。2017—2018年T3、T4与T2处理N、K吸收量均达到显著差异, 其中N吸收量提高了12.4%~16.6%, K吸收量提高了13.8%~14.9%, 而在2018—2019年差异不显著。

表4 不同种植方式对油菜植株密度的影响

ns: 无显著差异; *和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。数据后面的不同小写字母表示处理间差异显著(< 0.05)。处理同表1。

ns: not significant; *, ** indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Different lowercase letters within a growing season indicate significant difference at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Table 1.

图2 不同种植方式对油菜各生育期根部和地上部干物质量的影响

图柱上的不同小写字母表示处理间差异显著(<0.05)。处理同表1。

Different lowercase letters on the columns indicate significant difference at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Table 1.

图3 不同种植方式对油菜地上部N、P、K养分吸收量的影响

图柱上的不同小写字母表示处理间差异显著(< 0.05)。处理同表1。

Different lowercase letters on the columns indicate significant difference at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Table 1.

2.6 肥料利用率

种植方式对油菜肥料利用率产生了显著影响, 其中种肥异位同步播施方式可维持较高的肥料利用率, 尤其是在2017—2018年(表5)。种肥异位同步播施处理(T3、T4)显著提高了肥料农学利用率、肥料偏生产力和肥料贡献率, 三者2年均表现为种肥异位同步播施处理(T3、T4)最高, 肥料撒播而种子条播处理(T2)次之, 常规种植方式(T1)最低, 其中T1和T2处理总体差异不显著。与常规种植方式(T1)相比, 种肥异位同步播施处理(T3、T4)2年平均肥料农学利用率从3.6 kg kg-1增至4.6 kg kg-1和4.8 kg kg-1, 增幅分别为27.3%和27.8%; 肥料偏生产力从6.7 kg kg-1增至8.0 kg kg-1和7.9 kg kg-1, 增幅分别为18.6%和18.3%; 对于肥料贡献率而言, 从53.4%增至59.2%和59.7%, 增幅分别为10.8%和11.7%。总体来看, 2017—2018年油菜肥料利用率对种植方式的响应更为敏感。

3 讨论

3.1 在有序种植的基础上, 改进施肥方式进一步提高油菜产量及肥料利用率

本研究发现, 与种肥土表撒播常规种植方式相比, 种肥等行异位同步播施、种肥宽窄行异位同步播施和种子条播而肥料撒施等有序种植方式2年显著增产18.9%、18.5%和9.1%, 同时也显著提高了肥料利用率, 这与其他作物的研究结果基本一致[10]。有序种植有利于改善红壤旱地油菜群体质量并显著增产增效, 但与水稻等[30]作物不同的是, 本试验中宽窄行种植相比等行距种植并未显著增产, 这可能与油菜株高较高、群体密度较大及旱地种植根系发达等因素有关。与种子条播而肥料撒施相比, 种肥等行异位同步播施和种肥宽窄行异位同步播施等肥料集中深施处理也显著提高了籽粒产量和肥料利用率, 这与水田油菜[14,22]及其他作物体系[15-21]的研究结论相类似。但相比水田油菜, 本研究肥料集中深施较肥料表施处理的增产效果仅与水田移栽油菜相近[22], 却远低于水田直播油菜[14,22]。这既可能与油菜栽培模式对施肥方式的响应差异和立地条件差异有关[31], 也可能是因为本研究采用的是一次性基施的专用缓释肥。缓释肥能够显著减少氮素氨挥发损失及地表径流损失, 即使是表施也较普通肥料增产增效[6]。总而言之, 在有序种植的基础上, 改进施肥方式能够进一步提高作物产量与肥料利用率。

表5 不同种植方式对油菜肥料利用率的影响

ns: 无显著差异; *和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。数据后面的不同小写字母表示处理间差异显著(<0.05)。处理同表1。

ns: not significant; *, ** indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Different lowercase letters within a growing season indicate significant difference at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Table 1.

3.2 种肥异位同播提高油菜产量及肥料利用率的原因

一般而言, 种肥同层撒施时, 肥料距离种子较近, 可能影响出苗和发根。Hocking等[23]研究表明, 油菜种肥表层同播时成苗率显著低于其他肥料深施处理。苏伟等[32]在盆栽试验中也发现, 肥料浅施时(深度2~4 cm)油菜出苗率不到65%, 并且前期生长明显受阻。而本研究显示, 种肥异位同步播施处理仅对越冬期至成熟期植株密度和成株率的影响显著, 对全苗期密度、出苗率、成苗率影响较小。这与前人研究结果存在差异, 可能还是因为本研究采用的是一次性基施的专用缓释肥, 其对种子的安全性比普通肥料更高[33]; 再者就是供试种子为包衣种子且基肥含有较多的中微量元素, 提高了油菜苗期的抗逆性; 此外, 2年播种后都有一定量的降雨(尤其是2018—2019年), 由于雨水从上而下的冲击, 使表施的养分逐渐下移, 减弱了土表养分富集对出苗的影响[32]。以上因素也导致各处理苗期干物质量差异较小, 但根系干物质量(尤其是在中后期)差异更大, 足见根部生长对种肥播施方式的响应更敏感。作物根系形态和生理的可塑性强, 施肥位置可显著影响根系生长、生理活性及空间分布, 进而影响养分吸收和产量形成[14,18]。种肥异位同步播施促进油菜高产的形成和肥料利用率的提高, 主要得益于肥料深施显著改善了花后根部生长, 增加了初花至成熟期的干物质积累量, 促进了花后根部与地上部的协同增长以及养分吸收。直播油菜总干物质量呈“S”形曲线变化, 干物质积累集中在薹期至角果期[22], 通过肥料集中深施以减少养分损失, 保证油菜“前促后稳”的供肥需求, 尤其是保障油菜生长后期土壤养分供应, 促进根系增殖和深层扩展并提高深层根系活力, 为获得高产量和高肥效奠定了物质和生理基础[6,31]。禾本科作物的相关研究[5,16,18]也表明, 肥料合理深施有利于提高拔节后, 特别是花后干物质累积和养分吸收, 改善生育后期的营养状况与生理活性, 提高灌浆结实期群体的光合生产力和对光合产物的同化力, 从而促进高产的形成。相比移栽油菜, 直播油菜个体纤弱, 群体密度不稳定并易受环境影响, 但科学的养分管理可以影响个体发育, 从而调控群体密度与生长过程[29,31]。与前人关于直播油菜的研究不同, 在密度控制方面本试验并未进行间苗定苗, 因此更多是反映群体质量。但种肥异位同步播施处理在维持较大的群体(较高的植株密度)的同时, 也促进了个体的壮大(较多的单株角果数、正常的每角粒数及千粒重), 最终获得充足的角果数而实现高产增效。

3.3 不同气象及地力条件下油菜产量及肥料利用率对种肥异位同播的响应差异

本研究中油菜产量和肥料利用率在不同年份间存在一定差异, 可能主要与土壤基础肥力及气象条件的差异有关。2017—2018年试验地基础肥力偏低, 基础产量相对较低, 种肥异位同步播施不仅能够减少肥料养分损失, 同时还可以保证土壤养分供应, 最终显著提高产量和肥料利用率; 2018—2019年试验地基础肥力较高, 基础产量则相对较高, 虽然表施增加了土壤养分损失, 但由于土壤本身养分供应充足, 所以种肥异位同步播施的优势并没有2017—2018年明显。但在施肥条件下油菜产量年份间差异较小, 而2017—2018年各处理油菜肥料利用率普遍高于2018—2019年, 这可能主要受降水量的影响。2018—2019年油菜生长期间降水量明显偏多, 由此造成光合生产受限及相对较大的养分淋溶损失是增产潜力和肥料利用率降低的主要原因[14,35]。但有趣的是, 在2018—2019年试验中, 降水量增加并未造成到像同期大面积水田油菜一样的严重渍害。其原因在于: 本研究为旱地油菜小区试验, 土壤渍水相对较轻, 且供试品种阳光2009耐渍性较强, 也在一定程度上减轻了渍害[35]; 更重要的是, 所采用的缓控释肥较普通肥料含有更多的中微量元素并降低了养分损失, 可实现以水调肥并以肥减渍的双重效果[6,35]。

机械化种肥同步播施技术实现了有序种植和控释肥一次性侧位深施相融合, 并同步实现增产提质增效, 将会得到更广泛的应用。然而, 目前涉及红壤旱地油菜种肥同步播施技术的研究较少, 而且本研究仅在江西红壤区采用人工模拟机械种肥异位同播技术进行2年对比试验, 不同土壤肥力和种植制度下的行距配置、肥料用量及施肥位置等相关技术参数仍需进一步优化, 从而进一步完善红壤旱地油菜高产高效栽培技术和理论体系。

4 结论

相比传统种肥撒播及种子条播而肥料撒施的种植方式, 种肥异位同步播施明显提高了各时期油菜干物质量, 尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量, 促进了花后根部与地上部的同步增长; 同时促进了N、P、K吸收, 保证较高的植株密度并协同产生充足的角果数, 最终提高油菜产量和肥料利用率。种肥异位同步播施可显著提高红壤旱地油菜生产力, 建议结合机械化种植因地制宜地进行推广应用。

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Effects of sowing and fertilizing methods on yield and fertilizer use efficiency in red-soil dryland rapeseed (L.)

LYU Wei-Sheng1, XIAO Fu-Liang1, ZHANG Shao-Wen1, ZHENG Wei1, HUANG Tian-Bao1, XIAO Xiao-Jun1, LI Ya-Zhen1, WU Yan1, HAN De-Peng1, XIAO Guo-Bin1,*, and ZHANG Xue-Kun2,3,*

1Jiangxi Institute of Red Soil / Jiangxi Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation / Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanchang 330046, Jiangxi, China;2Yangtze University / Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland, Ministry of Education, Jingzhou 434023, Hubei, China;3Oil Crops Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430062, Hubei, China

In order to explicit proper sowing and fertilizing methods of rapeseed production in red-soil dryland, a two-year field experiment covering two rapeseed seasons (2017–2018 and 2018–2019) was conducted with four treatments of sowing and fertilizing methods to analyze the impact on yield formation and fertilizer use efficiency of rapeseed, including conventional sowing and fertilizing method (T1), sowing in row with surface broadcast fertilizing (T2), synchronous sowing in uniform row with side deep fertilizing (T3) and synchronous sowing in wide-narrow row with side deep fertilizing (T4). The results were as follows: The yield and fertilizer use efficiency of rapeseed in red-soil dryland were significantly affected by sowing and fertilizing methods. Besides, these differences were more significant in poor soil condition and drought season (2017–2018) than those in nutrient-rich soil condition and rainy season (2018–2019). Compared with T1 and T2, T3 and T4 promoted the yield formation and increased its fertilizer use efficiency significantly, whereas there was no significant difference between T3 and T4. Specifically, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing could improve dry matter production during the whole growth period of rapeseed, especially from anthesis to maturity, with a corresponding rise of dry matter accumulation of both underground and aboveground after anthesis. Meanwhile, compared with the conventional cultivation, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing increased the uptake of nutrients (N, P and K), effective plant density and maintained sufficient pod number, and thus improved the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed. This study indicated that the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing had the potential of improving rapeseed productivity in red-soil dryland of southern China. Therefore, it should be suggested to promote the application according to local condition.

rapeseed (L.); red-soil dryland; planting pattern; seed yield; fertilizer use efficiency

10.3724/SP.J.1006.2020.94203

本研究由国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-12), 江西省现代农业产业技术体系建设专项(JXARS-08), 江西省重点研发计划项目(20171BBF60032, 20181BBF60004)和江西省科技合作领域重点项目(20161BBH80069)资助。

This study was supported by the China Agriculture Research System (CARS-12), the Jiangxi Agriculture Research System (JXARS-08), the Key Research and Development Program of Jiangxi Province (20171BBF60032, 20181BBF60004), and the Key Program in Technology Cooperation of Jiangxi Province (20161BBH80069).

肖国滨, E-mail: xiaoguobin@sohu.com; 张学昆, E-mail: zhang.xk@139.com

E-mail: Lvweisheng2008@163.com

2019-12-23;

2020-07-02;

2020-07-16.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20200716.1434.002.html