为解决本地区油菜氮肥适宜用量及提高氮肥利用率的问题,2014~2016年度连续3年在磷、钾和硼肥的等量施肥下以氮肥不同用量为试验材料进行田间试验,研究氮肥不同施用量对油菜籽产量、氮肥利用率及土壤养分的影响。结果表明,合理施用氮肥对油菜株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重均有促进作用,同时能显著提高油菜籽的产量;油菜氮肥利用率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加而下降;增加氮肥施用量,可提高土壤有效磷、全氮、有机质含量;初步确定了本区域种植冬油菜氮肥推荐量为196.87 kg/hm2。 In order to solve the problem of the application amount of N and Increase N fertilizer utilization in winter rapeseed in the region, based on the same dose of K, P and B fertilizers with N different dose in 2014-2016 years, the influence on rape seed yield, N fertilizer utilization and soil nutrition con-tent was studied with N different. The results showed that the rational N fertilizers could increase the plant height, stem diameter, branch number, single plant kernels, per kernels number and 1000-grain weight of rapeseed, and increase obviously yield of rapeseed. The N fertilizer utilization and N partial factor productivity decreased with the increase of nitrogen fertilizer. The content of available phosphorus, total nitrogen and organic matter in soil can be increased by increasing the amount of nitrogen fertilizer applied. The optical recommendation of N fertilizers was determined to be 196.87 kg/hm2.
曾洪玉1,毛 伟2,唐宝国1,莫渟1,姚开文1,刘翠莲1
1扬州市江都区农业技术推广中心,江苏 扬州
2扬州市耕地质量保护站,江苏 扬州
收稿日期:2018年10月7日;录用日期:2018年10月19日;发布日期:2018年10月26日
为解决本地区油菜氮肥适宜用量及提高氮肥利用率的问题,2014~2016年度连续3年在磷、钾和硼肥的等量施肥下以氮肥不同用量为试验材料进行田间试验,研究氮肥不同施用量对油菜籽产量、氮肥利用率及土壤养分的影响。结果表明,合理施用氮肥对油菜株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重均有促进作用,同时能显著提高油菜籽的产量;油菜氮肥利用率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加而下降;增加氮肥施用量,可提高土壤有效磷、全氮、有机质含量;初步确定了本区域种植冬油菜氮肥推荐量为196.87 kg/hm2。
关键词 :冬油菜,氮肥,产量,氮肥利用率,土壤养分
Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
油菜是我国主要的油料作物之一,具有需肥量大、耐肥性较强的特性 [
本试验区小纪镇为我区里下河区域,地势平坦,河湖交织,平均海拔2米左右,气候属热带湿润气候区,四季分明,季风明显,雨水充沛,年平均气温14.9℃,降水量978.7毫米,无霜期达220天。赵家村、宗村村和蒲塘村3个试验点的土种均为小粉浆土,肥力较高。
2014~2016年连续3年分别在小纪镇赵家村、宗村村和蒲塘村进行了冬油菜的氮肥不同用量试验。各试验点具体位置和耕层土壤基本状况见表1。供试油菜品种为当地主推品种“宁杂21号”。田间试验采用育苗移栽方式种植,移栽密度为12.45万株/hm2。各试验点于当年的10月中旬播种育苗,11月下旬进行移栽,次年5月下旬收获。各试验田前茬作物均为水稻。
年份 | 试验地点 | 北纬/˚ | 东经/˚ | pH | 有机质/ (g/kg) | 全氮/ (g/kg) | 有效磷/ (mg/kg) | 速效钾/ (mg/kg) | 有效硼/ (mg/kg) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2014年 | 小纪镇赵家村 | 32.59156 | 119.73022 | 7.42 | 31.83 | 1.53 | 15.8 | 85 | 0.58 |
2015年 | 小纪镇宗村村 | 32.60710 | 119.71768 | 6.8 | 30.65 | 1.42 | 17.6 | 91 | 0.62 |
2016年 | 小纪镇蒲塘村 | 32.59819 | 119.72089 | 7.23 | 34.5 | 1.62 | 18.8 | 96 | 0.58 |
表1. 试验点位置和土壤基本理化性状
试验设6个处理,处理1 (N1PK1)不施氮、处理2 (N2PK)施氮肥131.25 kg/hm2、处理3 (N3PK)施氮肥196.875 kg/hm2、处理4 (N4PK)施氮肥262.5 kg/hm2、处理5 (N5PK)施氮肥328.125 kg/hm2、处理6 (N6PK)施氮肥393.75 kg/hm2。各处理磷钾硼肥施用量分别为P2O5 63 kg /hm2、K2O 90 kg/hm2、硼7.5 kg/hm2。供试肥料中氮肥为尿素(含N 46%)、磷肥为过磷酸钙(含P2O5 12%)、钾肥为氯化钾(含K2O 60%)。肥料运筹为氮肥基肥40%,苗肥20%,苔肥40%;磷肥全部基施;钾肥基肥60%,苔肥40%;硼肥一次性基施。试验过程中,不施用有机肥。
分别油菜移栽进和薹期考察油菜株高、茎粗、绿叶数、开展度、分枝数、单株角果数、每角粒数、千粒重等主要农艺性状;成熟期先测产后按小区实收。土壤理化性状测定采用常规分析方法测定 [
有关参数的计算方法如下 [
氮肥农学利用率(kg/kg N) = (施氮区产量 − 不施氮区产量) ÷ 氮肥用量;
氮肥偏生产力( kg /kg N) = 施氮区产量 ÷ 氮肥用量;
氮肥表观利用率(%) = (施氮区植株总吸氮量 − 不施氮区植株总吸氮量) ÷ 氮肥用量 × 100;
氮肥生理利用率(kg/kg N) = (施氮区产量 − 不施氮区产量) ÷ (施氮区植株总吸氮量 − 不施氮区植株总吸氮量);
试验数据用SPSS17和Excel 2003进行统计分析。
采用一元二次肥效模型[式(1)]对油菜产量与氮肥施肥量进行拟合 [
y = a x 2 + b x + c (1)
式中,y为油菜产量(kg/hm2),x为氮肥施肥用量(kg/hm2),a为二次回归系数,b为一次回归系数,c为截距。
从连续3年试验结果可以看出,不同氮肥施用量对油菜的主要农艺性状具有不同程度的影响(见表2)。与不施氮肥相比,随着施氮量增加,油菜株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重均有不同程度的提高;株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重提高幅度分别为3.2%~16.2%、10.7%~27.5%、14.8%~61.5%、4.2%~29.5%、0.96%~20.4%、2.81%~9.64%。经方差分析,处理N2PK与N3PK之间,N4PK、N5PK、N6P2之间株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重差异不显著,处理N4P2K2、N5PK与N2PK和NPK之间株高、茎粗和千粒重差异达到显著水平,处理N4PK、N5PK与N2PK之间单株角果数和每角粒数差异达到显著水平,处理N6PK与N2PK之间茎粗、单株角果数差异达到显著水平,与N2PK和N3PK之间千粒重差异达到显著水平。可见合理施用氮磷钾硼肥有利于提高油菜籽产量。
由表3、图1可见,2014~2016年连续3年油菜籽产量水平均随着氮肥用量的增加呈先上升后下降趋势,处理N1.5P2K2、N2P2K2、N2.5P2K2、N3P2K2与N0P2K2相比,对油菜产量提高均达到显著水平。施氮 262.5 kg /hm2时平均产量最高,与N0P2K2相比增幅达39%~56%,2014和2016年差异达到极显著水平;施氮量超过328.125 kg/hm2后处理间差异不明显(图1),表明过量施用氮肥无明显正常效果。
处理 | 株高/cm | 茎粗/mm | 分枝数 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2014 | 2015 | 2016 | 平均 | 2014 | 2015 | 2016 | 平均 | 2014 | 2015 | 2016 | 平均 | |
N1PK | 148.0cB | 155.5bB | 158.7bB | 154cB | 1.90bB | 1.78bB | 1.87cB | 1.85dD | 20.5bA | 13.5cB | 20.8bB | 18.3b |
N2PK | 159.5bAB | 164.2aAB | 167.3aAB | 163.7bA | 2.13abAB | 2.1aAB | 2.07bcAB | 2.1cC | 28.3aAB | 15.5bcAB | 25.8abAB | 23.2ab |
N3PK | 159.8bAB | 162.8aAB | 168.8aAB | 163.8bA | 2.19abAB | 2.13aAB | 2.1abAB | 2.14bcBC | 29.7aAB | 20.8abAB | 28.5aAB | 26.3ab |
N4PK | 171.7aA | 169.8aA | 171.5aA | 171aA | 2.31aA | 2.22aA | 2.32aA | 2.28aA | 31.7aA | 21.8aA | 30.7aA | 28.1a |
N5PK | 172.0aA | 168.3aA | 171.3aA | 170.5aA | 2.29aA | 2.27aA | 2.28aA | 2.27aA | 30.3aA | 19.7abAB | 29.0aAB | 26.3ab |
N6PK | 171.3aA | 164.8aAB | 169.3aAB | 168.5abA | 2.27aAB | 2.15aAB | 2.25abA | 2.22abAB | 30.5aA | 20.5aAB | 29.2aAB | 26.7ab |
处理 | 单株角果数 | 每角粒数 | 千粒重/g | |||||||||
2014 | 2015 | 2016 | 平均 | 2014 | 2015 | 2016 | 平均 | 2014 | 2015 | 2016 | 平均 | |
N1PK | 400cC | 362.3dB | 408.7b | 390.3cB | 17.11c | 16.65bC | 17.12bB | 16.96cB | 2.82cB | 2.8dC | 2.85cB | 2.82dD |
N2PK | 448.5bBC | 405.0cB | 426b | 426.5bcAB | 17.8bc | 16.81bBC | 19.52aAB | 18.04bcAB | 2.92bcAB | 2.92cBC | 2.93bcAB | 2.92cC |
N3PK | 450.8bBC | 418.2bcAB | 479ab | 449.abAB | 17.92bc | 18.28aABC | 19.95aA | 18.72abAB | 2.93bAB | 2.93bcBC | 2.98abAB | 2.95cBC |
N4PK | 499.3aAB | 469.2aA | 519a | 495.8aA | 19.93ab | 19.1aA | 20.62aA | 19.88aA | 3.08aA | 3.07aA | 3.07aA | 3.07aA |
N5PK | 498.0aAB | 452.7abAB | 525.3a | 492aA | 19.38ab | 18.78aAB | 20.13aA | 19.43aA | 3.07aA | 3.03abAB | 3.02abA | 3.04abA |
N6PK | 505.3aAB | 450.0abAB | 496ab | 483.8aA | 19.57ab | 18.55aABC | 19.45aAB | 19.19abAB | 3.06aA | 2.97abcAB | 3.0abAB | 3.01bAB |
表2. 不同施肥处理下的油菜农艺性状
注:同列不同小写、大写字母分别表示差异达P < 0.05和P < 0.01水平显著。下同。
处理 | 2014 | 2015 | 2016 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
变幅/(kg/hm2) | 平均/(kg/hm2) | 相对值/% | 变幅/(kg/hm2) | 平均/(kg/hm2) | 相对值/% | 变幅/(kg/hm2) | 平均/(kg/hm2) | 相对值/% | |
N1PK | 1823~1989 | 1924cB | 100 | 1770~2190 | 1950bB | 100 | 2010~2475 | 2303cB | 100 |
N2PK | 2317~2739 | 2517bAB | 131 | 2100~2475 | 2325abAB | 119 | 2225~2875 | 2637bcAB | 115 |
N3PK | 2478~2890 | 2749abA | 143 | 2250~2700 | 2450aAB | 126 | 2680~3075 | 2932abAB | 127 |
N4PK | 2752~3380 | 3004aA | 156 | 2300~3030 | 2717aAB | 139 | 2975~3840 | 3313aA | 144 |
N5PK | 2780~3230 | 2967aA | 154 | 2125~2775 | 2483abAB | 127 | 2675~3110 | 3085abAB | 134 |
N6PK | 2438~2977 | 2723abA | 142 | 1950~2700 | 2370abAB | 122 | 2575~3011 | 2825abAB | 123 |
表3. 不同施氮肥处理对产量的影响
注:相对值是以处理N1PK为基数,与其他处理的比值。下同。
图1. 不同施氮肥处理与油菜产量的关系
由图1分析,根据2014年氮肥效应方程 y = − 0.0 12 x 2 + 7 .0 154 x + 1886 . 6 ( R 2 = 0. 96 0 5 * * ) ,得出油菜适宜施氮量为292 kg/hm2;根据2015年氮肥效应方程 y = − 0.00 92 x 2 + 4 . 8358 x + 1919 . 8 ( R 2 = 0. 8795 * * ) ,得出油菜适宜施氮量为263 kg/hm2;根据2016年氮肥效应方程 y = − 0.0 1 0 9 x 2 + 6 .0 654 x + 2227 . 1 ( R 2 = 0. 8 0 48 * * ) ,可以得出油菜适宜施氮量为278 kg/hm2。根据连续3年不同地点氮肥效应方程拟合结果,初步推荐本区域种植冬油菜氮肥施用量为263~292 kg/hm2,可达到较高的产量水平。
由表4可见,油菜氮肥表观利用率随氮肥用量的增加而下降,各处理间差异显著处理,N2PK、N3PK、N4PK与N5PK、N6PK之间差异极显著。氮肥生理利用率各处理间差异不显著,氮肥农学利用率各处理与处理N6PK之间差异显著。氮肥偏生产力随氮肥用量的增加而下降,各处理间差异显著。处理N3PK和N4PK3年平均产量分别为2710 kg/hm2、3011 kg/hm2,氮肥利用率分别为29.97%、26.77%,两者之间产量水平差异不显著,氮肥利用率之间差异达到显著水平。综合氮肥效应方程拟合结果、氮肥利用率及化肥减量增效,初步确定本区域种植油菜氮肥适宜推荐量为196.87 kg/hm2。
由表5可知,随着施氮量的增加,土壤养分均有所提高,不施氮肥,土壤养分均有所将低。处理N4PK、N5PK、N6PK与试验前之间土壤有效磷、全氮和有机质差异达到显著水平;但土壤速效钾和pH差异不显著 ;处理N4PK、N5PK、N6PK与N1PK之间有效磷、全氮、有机质差异达到极显著水平;处理N4PK、N5PK、N6PK与N2PK之间有效磷、有机质差异达到显著水平。可见在油菜生产中增加氮肥施用量,可提高土壤有效磷、全氮、有机质含量,在氮肥用量不足时,土壤有效磷、速效钾、全氮、有机质含量降低,土壤养分缺失。
1) 连续3年田间试验结果表明,在磷钾硼肥配施下合理施用氮肥对油菜株高、茎粗、分枝数、单株角果数、每角粒数和千粒重等农艺性状有明显促进作用,但氮肥用量过量后,单株角果数、每角粒数和千粒重均有所下降,从而降低产量;根据氮肥效应方程分析初步确定本区域种植油菜氮肥适宜推荐量为263~292 kg/hm2,能获得较高的油菜籽产量。
处理 | 氮肥表观利用率% | 氮肥生理利用率(%) | 氮肥农学利用率kg/kg | 氮肥偏生产力kg/kg | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
变幅 | 均值 | 变幅 | 均值 | 变幅 | 均值 | 变幅 | 均值 | |
N2PK | 31.51~32.51 | 31.97aA | 8.07~13.89 | 10.31a | 2.54~4.52 | 3.31aAB | 17.71~20.08 | 18.99aA |
N3PK | 25.54~33.22 | 29.97abA | 9.94~12.61 | 10.93a | 2.54~4.19 | 3.31aAB | 12.44~14.89 | 13.76bB |
N4PK | 23.97~28.62 | 26.77bA | 12.19~14.85 | 13.49a | 2.92~4.11 | 3.63aA | 10.35~12.62 | 11.47cBC |
N5PK | 14.87~21.17 | 18.64cB | 10.92~15.02 | 13.65a | 1.62~3.18 | 2.39abAB | 7.57~9.40 | 8.67dD |
N6PK | 10.76~15.19 | 13.01dB | 9.92~13.35 | 11.13a | 1.07~2.03 | 1.48bB | 6.02~7.17 | 6.70eD |
表4. 不同氮肥处理对油菜氮肥利用率的影响
处理 | pH | 有效磷mg/kg | 速效钾mg/kg | 全氮g/kg | 有机质g/kg |
---|---|---|---|---|---|
试验前 | 7.15a | 17.73bcABC | 90.67ab | 1.56cdeCD | 32.33abAB |
N1PK | 6.95a | 16.43dC | 82.33b | 1.52eD | 26.41cC |
N2PK | 7.07a | 17.03cdBC | 90.00ab | 1.63bcdeBCD | 30.18bBC |
N3PK | 6.86a | 18.03abcABC | 89.67ab | 1.74abcABCD | 32.46abAB |
N4PK | 7.04a | 18.60abAB | 93.33ab | 1.83abABC | 33.81aAB |
N5PK | 7.10a | 19.13aA | 94.67a | 1.91aAB | 34.33aA |
N6PK | 6.94a | 19.267aA | 92.33ab | 1.93aA | 33.32aAB |
表5. 不同施氮肥处理对土壤养分的影响
2) 油菜氮肥利用率和氮肥偏生产力随氮肥用量的增加而下降,氮肥生理利用率各处理间差异不显著,氮肥农学利用率各处理与N6PK间差异显著。施氮量196.87 kg/hm2与施氮量262.5 kg/hm2相比,两者之间产量水平差异不显著,氮肥利用率之间差异达到显著水平。综合氮肥效应方程拟合结果、氮肥利用率及化肥减量增效,初步确定本区域种植油菜氮肥适宜推荐量为196.87 kg/hm2,即可提高油菜籽产量又可获得较高的氮肥利用率。
3) 在油菜生产中增加氮肥施用量,可提高土壤有效磷、全氮、有机质含量,在氮肥用量不足时,土壤有效磷、速效钾、全氮、有机质含量降低,土壤养分缺失。
合理地配施氮磷钾肥是实现油菜高产高效生产的重要技术之一,适宜的氮肥用量可明显提高油菜籽产量,增加经济效益 [
全国测土配方施肥补贴项目(2012~2015年),江苏省农业三新工程项目(sxgc[
曾洪玉,毛 伟,唐宝国,莫 渟,姚开文,刘翠莲. 油菜氮肥效应及土壤养分变化的研究Rapeseed Nitrogen Fertilizer Effect and Researches on the Change of Soil Nutrients[J]. 农业科学, 2018, 08(10): 1200-1206. https://doi.org/10.12677/HJAS.2018.810176