苗期渍水条件下施氮量对直播油菜产量及氮素吸收利用的影响

严红梅，汤维群，彭 霄，杨云飞，吴永成，2，3*

（1四川农业大学农学院，成都 611130；2农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，四川成都 611130；3作物生理生态及栽培四川省重点实验室，成都 611130）

四川省位于长江上游，近年来油菜种植面积增长迅速，油菜籽粒总产量已经位居全国第一［1］。但该地区油菜主要通过与水稻轮作，利用冬季稻田采用机械化直播方式种植，土壤板结严重，地上水位升高，渍水情况常有发生。近年来秋季雨水增多，农田积水严重，土壤湿度增大，涝渍风险加大［2，3］。前人研究表明，涝渍影响油菜生长，降低油菜养分吸收利用和籽粒产量［4～6］。油菜作为需肥量较大（尤其是氮肥）的作物，施用氮肥既能提高油菜产量［7，8］，又能减轻油菜受渍害的影响［9，10］。宋楚崴等［9］基于盆栽与池栽渍水试验发现增施氮肥能缓解油菜受花期渍水的影响。刘波等［11］研究认为，施氮能够缓解直播油菜受苗期渍水的影响，提高油菜群体质量，获得高产。陈红琳等［12］研究指出，与未渍水处理相比，苗期渍水胁迫显著降低了直播油菜产量，但苗期渍水胁迫后增施氮肥可挽回产量损失。目前针对渍水对油菜生长及生理过程的影响已开展了较多的研究［13］，但是有关苗期渍水条件下施氮量对直播油菜产量及氮素吸收利用的研究较少。为此，在成都平原稻油轮作制度下开展大田试验，研究苗期渍水条件下不同施氮量对直播油菜的产量、氮素吸收和氮肥利用率的影响，探明苗期渍水下直播冬油菜高产的适宜施氮量，为该区域秋季多雨条件下直播油菜的氮肥合理施用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

试验于2017年10月—2018年5月在四川省成都市崇州市白头镇甘泉村进行。该地位于岷江中上游川西平原西部，属亚热带季风气候类型，气候温和，四季分明。年均气温15.9℃，年均降水量1100 mm。试验田块土壤基础肥力：有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为36.96、2.18、0.6和6.02 g/kg，有效磷和速效钾含量分别为2.86和60.04 mg/kg。供试油菜品种为佳油JS-1，由四川科乐油菜研究开发有限公司选育，是四川省审定的第一个机收油菜半矮秆新品种。

试验采取单因素随机区组试验设计，设置5个施氮处理，记为N0、N90、N135、N180和N225，施氮量分别为0、90、135、180和225 kg/hm2，每个处理3次重复，共计15个小区，小区面积20 m2。试验采用人工拉线点播，于5叶期进行匀苗补苗，基本苗密度为30万株/hm2。氮肥分2次施入（底肥氮用量为90 kg/hm2，追肥氮用量根据各处理总施氮量计算），磷肥（P2O560 kg/hm2）、钾肥（K2O 90 kg/hm2）以及硼肥（15 kg/hm2）全部作底肥一次施入。

试验于2017年10月7日播种，11月2日匀苗补苗，11月23日追施氮肥，翌年3月11日开花，5月5日成熟收获。2017年10月中旬到11月上旬遭遇连续多次降雨，因而油菜出苗后受到田间积水渍害影响长达近20 d，田间排水措施为理通围沟、厢沟及排水口。

1.2 测定项目及方法

（1）全氮含量。在油菜成熟期，每个小区取代表性植株6株，按茎秆、角果和籽粒分开后于105℃杀青30 min，然后于80℃恒温烘干后，粉碎磨细过0.5 mm筛。称取粉碎后样品约0.2 g，放入消煮管中，加5 mL浓硫酸、1片定氮片，在消煮炉中消煮1.5 h，冷却至室温后，进行样品全氮含量的测定，所用仪器为F0SS 8400型全自动凯氏定氮仪。

（2）农艺性状与产量。在油菜成熟期时，每个小区取10株长势均匀一致的植株样品，分别测定株高、主花序长、一次分枝数及单株角果数等农艺性状。各小区单独割晒、实收测产。

（3）氮肥利用率相关指标计算

氮肥农学利用率（AEN，kg/kg）=（施氮区作物产量-不施氮区作物产量）/施氮量

氮肥偏生产力（PFPN，kg/kg）=施氮区籽粒产量/氮肥投入量

氮肥表观利用率（REN，%）=（施氮肥区作物吸氮量-不施氮肥区作物吸氮量）/氮肥投入量×100

1.3 数据处理与分析方法

采用Excel 2013和SPSS19.0分别对数据进行整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 苗期渍水条件下施氮量对直播油菜成熟期农艺性状的影响

由表1可知，各施氮处理油菜成熟期农艺性状显著高于不施氮处理。各施氮处理油菜的株高、主花序长、一次分枝数及角果层厚度均随着施氮量的增加而增加，在N225处理达到最大值，而一次分枝高度随着施氮量的增加表现为先增后降的趋势，在N180处理达到最大值。方差分析表明，除一次分枝数与N135处理差异不显著外，N225处理成熟期各农艺性状显著高于N90、N135处理，但与N180处理无显著差异。

表1 油菜成熟期各处理农艺性状比较Table 1 Comparison of agronomic characters of rape at maturity stage in different treatments

2.2 苗期渍水条件下施氮量对直播油菜产量及收获指数的影响

从表2可以看出，与不施氮处理相比，施氮对直播油菜的籽粒产量有显著影响。从产量构成因素及收获指数分析，施氮量对直播油菜的单株角果数有显著影响，但对每角果籽粒数、千粒质量和收获指数并无显著影响。各施氮处理的单株角果数均显著高于不施氮处理。直播油菜的籽粒产量和单株角果数随着施氮量的增加而增加，最高值均出现在N225处理；但N180处理与N225处理之间差异不显著。

表2 各处理油菜产量及收获指数比较Table 2 Comparison of yield，yield components and harvest index of rape in different treatments

2.3 苗期渍水条件下施氮量对直播油菜氮素吸收利用的影响

由表3可知，随着施氮量的增加，直播油菜植株氮素积累量逐渐增加，氮肥偏生产力逐渐下降，氮肥农学利用率表现为先增后降的趋势，最高值出现在N180处理。方差分析表明，N180与N225处理间，直播油菜的植株氮素积累量、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率无显著差异。

表3 各处理油菜氮素吸收利用比较Table 3 Comparison of nitrogen absorption and utilization of rape in different treatments

3 讨论与结论

关于渍水对作物产量的影响，国内外已开展大量研究，不同时期渍水均会影响作物生长发育、降低作物氮肥偏生产力、氮素积累量及产量，但渍水后增施氮肥不仅能提高氮肥偏生产力，而且能降低产量损失［4，14～16］。本试验结果也发现，增施氮肥显著增加了苗期渍水条件下直播油菜的籽粒产量。随着施氮量（90～225 kg/hm2）的增加，油菜籽粒产量表现为增加趋势，但施氮量超过180 kg/hm2时，直播油菜籽粒产量无显著变化，这与刘波等［11］研究结果相似。

本试验还表明，苗期渍水条件下，直播油菜植株氮素积累量随着施氮量的增加而增加，而氮肥偏生产力随着施氮量增加而下降。而刘波等［11］研究指出，苗期渍水条件下，直播油菜氮肥偏生力、农学利用效率和表观利用率随着施氮量的增加均表现为降低的趋势。研究结果的差异可能是因为试验所采用的品种和生态环境不同所致。邹小云等［17］指出，花期渍水条件下，施氮对提高油菜氮素利用效率无较大贡献。但刘波等［11］研究表明，苗期渍水条件下，高施氮处理（240～300 kg/hm2）的直播油菜氮素积累量和氮肥利用率降幅显著低于中低施氮处理（0～180 kg/hm2）。本研究中，当施氮量为180～225 kg/hm2时，苗期渍水条件下直播油菜的植株氮素积累量、氮肥农学利用率和氮肥表观利用率均处于较高值。

综合来看，本试验区苗期渍水条件下，直播油菜施氮量为180～225 kg/hm2能较好地实现油菜高效生产与氮肥合理利用。