吳永成， 李 壯， 牛應澤

(1四川農業(yè)大學農學院，成都 611130；2農業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，成都 611130)

高密度直播油菜高產優(yōu)質和氮肥高效的適宜氮肥施用模式

吳永成1,2， 李 壯1， 牛應澤1

(1四川農業(yè)大學農學院，成都 611130；2農業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，成都 611130)

【目的】探討高密度直播油菜(36×104plant/hm2)的合理氮肥管理措施。【方法】2011-2012年油菜季選用甘藍型油菜品種德油6號，在成都平原稻-油輪作區(qū)開展了氮肥施用量、施氮方式對油菜產量、品質和氮肥利用率影響的大田試驗。氮肥施用量試驗在相同施氮方式(底肥+1次苗期追肥)下設置5個施氮水平(N 0、90、180、270和360 kg/hm2); 施氮方式試驗在同等施氮量(N 225 kg/hm2)條件下,設置3種施氮方式(一次性底施、底肥+1次苗期追肥、底肥+2次苗期追肥)?！窘Y果】直播油菜農藝性狀都隨施氮量增多而呈增加趨勢，而施氮方式對株高、一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)無顯著影響。增施氮肥可顯著提高油菜籽粒產量和菜油產量，含油率則有所下降。隨施氮量增加，油菜籽芥酸含量呈上升趨勢，而硫甙含量略呈降低趨勢。施氮方式對油菜籽含油率、芥酸和硫甙含量均無顯著影響。油菜產量和氮肥貢獻率(NCR)都隨施氮量(90～270 kg/hm2)加大而提高，當施氮量繼續(xù)增加(360 kg/hm2)時卻出現(xiàn)明顯下降。但180與270 kg/hm2兩施氮量處理間的油菜產量、氮肥貢獻率(NCR)和氮肥表觀利用率(REN)均無顯著差異。隨施氮量增加，氮肥農學利用率(AEN)、氮肥偏生產力(PFPN)和氮肥表觀利用率(REN)表現(xiàn)出明顯降低趨勢。當施氮量≥270 kg/hm2時，氮肥農學利用率(AEN)、氮肥偏生產力(PFPN)和氮肥表觀利用率(REN)均顯著低于90 kg/hm2處理。同等施氮量下，氮肥分期施用可以提高直播油菜籽粒產量和菜油產量，并以底追兩次施氮相對較高。底追兩次施氮方式的氮肥利用率(AEN、PFPN、NCR、REN)均相對高于其他施氮方式?！窘Y論】在本試驗中等肥力條件下，高密度直播油菜(36×104plant/hm2)的合理氮肥施用模式為施氮量180 kg/hm2和底追兩次施氮方式。

油菜；氮肥施用模式；產量；品質；氮肥利用率

長江流域冬油菜區(qū)主要種植甘藍型油菜，長期以來主要采用育苗移栽這種精耕細作的栽培方式，以人工作業(yè)為主，每公頃用工量達180～210個，用工費用占生產成本的60%以上，而加拿大等國油菜生產全程機械化的每公頃用工量不到15個[1]。近年來，隨著我國現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展和農村勞動力結構調整，以及在勞動力成本上漲、勞動力資源短缺的情況下，以高密度直播(機播)機收、適度管理為主的油菜輕簡化、機械化生產是一種必然發(fā)展趨勢，推廣面積呈逐年擴大趨勢[2-5]。油菜機械化生產是一個復雜的系統(tǒng)工程，需從品種、農藝、農機等方面協(xié)調解決，即油菜品種特性、栽培技術與機械性能要相互配合[6]。氮肥是促進作物生長、提高作物產量的最重要措施之一。隨著油菜直播輕簡化栽培在生產上應用，直播油菜氮肥管理方面，表現(xiàn)為有些地方施肥不足，而有些地方過量施用或不合理施用。雖然在直播油菜的氮肥用量及運籌方面已有較多報道[7-13]，但集中于對油菜生長性狀及產量或品質或氮肥利用率的個別或某些方面影響，且主要是針對長江中下游地區(qū)，綜合分析油菜生長性狀、產量品質及氮肥利用率的大田研究，很少有針對長江上游油菜主產區(qū)的報道[14]。因此，我們選用四川油菜區(qū)試對照品種德油6號，在成都平原稻茬田條件下開展了不同氮肥施用量和施氮方式對高密度(36萬株/hm2)直播油菜產量、品質和氮肥利用率影響的大田試驗，以期為長江上游直播油菜的氮肥管理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試甘藍型油菜(BrassicanapusL.)品種德油6號為雙低雜交品種。供試肥料分別為尿素(N46%)、普鈣(P2O512%)、氯化鉀(K2O60%)和硼砂。供試土壤為成都平原沖積性水稻土，pH值7.23～7.77，有機質13.76～15.81 g/kg，全氮1.03～1.05 g/kg，速效氮74.36～80.26 mg/kg，速效磷15.5～27.5 mg/kg，速效鉀35.5～37.6 mg/kg，土壤基礎肥力中等。

1.2 試驗設計與田間管理

試驗于2011年9月到2012年5月在成都市大邑縣三岔鎮(zhèn)山墩村進行，前茬作物為水稻。在高密度直播條件下(基本苗密度36萬株/hm2)，分別進行氮肥施用量和施氮方式兩個單因素試驗。其中，氮肥施用量試驗設置5個施氮水平(N 0、90、180、270、360 kg/hm2，分別以N0、N90、N180、N270、N360表示)，采用底肥+1次苗期追肥施氮方式，隨機區(qū)組排列，重復3次，合計15個小區(qū)；施氮方式試驗在相同施氮量(N 225 kg/hm2)條件下，設置3個不同施氮方式(一次性底施、底肥+1次苗期追肥、底肥+2次苗期追肥，分別以N1、N2、N3表示)，隨機區(qū)組排列，重復3次，合計9個小區(qū)。試驗小區(qū)面積均為20 m2。2011年9月23日拉線人工直播，9月28日出苗，2012年3月7～8日初花，4月10日謝花，5月12～13日成熟。P2O5和K2O用量均為90 kg/hm2,硼砂用量為15 kg/hm2。氮肥分底肥和苗期追肥(底肥、追肥各占50%)兩次進行。其他田間管理措施相同。

1.3 取樣測定項目及方法

試驗期間觀察記載油菜的主要生育時期，到成熟期時，每個小區(qū)選取代表性植株10株考查測定株高、有效分枝部位、一次分枝數(shù)、角果數(shù)、每角果粒數(shù)和千粒重，并取2株代表性植株留樣按器官分樣，殺青后在80℃下烘干稱重，再用植物樣品粉碎機粉碎以供全氮含量測定。油菜割曬后對每個小區(qū)分別打收，曬干后分別稱重并取樣測定籽粒含水量，最后按9%籽粒水分含量折算油菜籽產量。植株樣品全氮含量測定采用微量凱氏定氮法。油菜籽品質(含油量、蛋白質含量、芥酸含量、硫甙含量)由中國農科院油料作物研究所采用FOSS近紅外品質分析儀測定。與氮肥利用率有關的主要指標計算方法如下:

氮肥農學利用率(agronomic efficiency of applied N，AEN，kg/kg)=(施氮區(qū)作物產量-不施氮區(qū)作物產量)/施氮量;

氮肥偏生產力(partial factor productivity of applied N，PFPN，kg/kg)=施氮區(qū)籽粒產量/氮肥投入量;

氮肥貢獻率(N fertilizer contribution rate，NCR，%)=(施氮肥區(qū)作物吸氮量-不施氮肥區(qū)作物吸氮量)/施氮肥區(qū)產量×100;

氮肥表觀利用率(apparent recovery efficiency of applied N，REN，%)=(施氮肥區(qū)作物吸氮量-不施氮肥區(qū)作物吸氮量)/氮肥投入量×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析方法

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2003和SPSS 19軟件對所測得的指標進行數(shù)據(jù)整理、多重比較分析(Duncan新復極差法)。

2 結果與分析

2.1 氮肥施用模式對高密度直播油菜成熟期性狀的影響

與不施氮處理(N0)相比，各施氮處理(N90～N360)均明顯或顯著增加了油菜成熟期的株高、分枝部位高、一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)；并且總體上都呈隨施氮量增大而增加的趨勢；除N1處理株高顯著低于N2處理外，施氮方式對分枝部位高、一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)無顯著影響(表1)。N180、N270和N360三個處理間的成熟期株高無顯著差異，但它們均顯著高于N90處理。各施氮處理間的分枝部位高差異不顯著。N90處理成熟期一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)都顯著少于N180、N270和N360三個處理，后三者之間差異不顯著。

2.2 氮肥施用模式對高密度直播油菜產量和品質的影響

注(Note): 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different letters in each column are significant at 5% level.

由表2可知，增施氮肥均顯著提高了直播油菜籽粒產量和菜油產量，含油率下降，蛋白質含量則上升；N2處理(氮肥分底追兩次施用)的籽粒產量和菜油產量相對較高；N1處理的含油率相對較高而蛋白質含量則較低。在施氮量90～270 kg/hm2范圍內，直播油菜產量隨氮肥施用量加大而增加，當施氮量繼續(xù)增加達360 kg/hm2時，產量卻出現(xiàn)明顯或顯著降低。但是，N180和N270兩處理的籽粒產量和菜油產量并無顯著差異。隨施氮量增加，油菜籽芥酸含量呈上升趨勢，且N360處理顯著高于N0和N180處理；硫甙含量總體上略呈降低趨勢。施氮方式對油菜籽芥酸和硫甙含量均無顯著影響。簡單相關分析表明，含油率與氮肥用量呈極顯著的負相關(r=-0.73)，蛋白質含量(%)與氮肥用量呈極顯著的正相關(r=0.89)，芥酸含量與氮肥用量呈極顯著的正相關(r=0.52)，硫甙含量則與氮肥用量相關性不大(r=0.02)。含油率與蛋白質含量呈極顯著的負相關(r=-0.89)，含油率與硫甙含量呈顯著正相關(r=0.42)，含油率與芥酸含量呈負相關(r=-0.38)，芥酸含量與蛋白質含量呈顯著正相關(r=0.47)，硫甙含量與蛋白質含量呈負相關(r=-0.27)。

注(Note): 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different letters in each column are significant at 5% level.

2.3 氮肥施用模式對高密度直播油菜氮肥利用率的影響

隨施氮量增加，氮肥農學利用率(AEN)、氮肥偏生產力(PFPN)和氮肥表觀利用率(REN)表現(xiàn)出顯著降低趨勢；不同施氮方式下，氮肥農學利用率、氮肥偏生產力、氮肥貢獻率和氮肥表觀利用率均以底追兩次施氮方式(N2處理)相對最高，但除了N1處理氮肥表觀利用率外，N2處理與其他施氮方式間的差異均不顯著(表3)。當施氮量≥270 kg/hm2時，氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥表觀利用率均顯著低于N90處理。氮肥貢獻率在施氮量90～270 kg/hm2范圍內隨施氮量增加而升高，當繼續(xù)增施氮肥(N 360 kg/hm2時)，反而出現(xiàn)明顯下降，但N180 處理和N270 處理間的氮肥貢獻率并無顯著性差異。

3 討論與結論

3.1 氮肥施用模式對直播油菜成熟期性狀和產量的影響

本試驗表明，與N0處理相比，施氮處理顯著增加了直播油菜成熟期的株高、分枝部位高、一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)，這與我們已有的相關研究一致[14]。直播油菜成熟期各性狀指標表現(xiàn)出隨施氮量增大而增加的趨勢；除株高外，施氮方式對分枝部位高、一次分枝數(shù)和單株角果數(shù)無顯著影響。

注(Note): 同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達5%顯著水平 Values followed by different letters in each column are significant at 5% level.

增施氮肥可顯著提高直播油菜籽粒產量和菜油產量；在施氮量90～270 kg/hm2范圍內，籽粒產量和菜油產量都隨施氮量加大而提高，但N180與N270兩處理間并無顯著差異，當施氮量繼續(xù)增加達360 kg/hm2時，籽粒產量和菜油產量卻明顯降低。與N0處理相比，施氮量180～270 kg/hm2時平均可增產菜籽1269～1532 kg/hm2、增產菜油497～584 kg/hm2，增產率54.6%～65.9%、51.2%～60.1%，這一結果與鄒娟等[10]和李銀水等[18]的施氮增產效果較為接近。已有的盆栽和大田試驗表明[8,11]，在同等施氮水平下，氮肥分期施用或增加氮肥的施用次數(shù)可以提高直播油菜的產量。本文試驗結果與上述結論相似，以N2處理(氮肥分底追兩次施用)的籽粒產量相對較高，N3處理次之，N1處理(一次性底施)相對最低，但施氮方式間的產量并無顯著差異。

3.2 氮肥施用模式對直播油菜品質的影響

本試驗表明，施氮量對直播油菜含油率和蛋白質含量有明顯影響，增施氮肥對油菜品質的影響趨勢與我們前期研究結論基本一致[14]。隨施氮量加大，蛋白質含量總體上呈上升趨勢，含油率則呈下降趨勢。一次性底施氮方式(N1處理)的含油率相對較高而蛋白質含量較低。含油率與施氮量呈極顯著負相關(r=-0.73)，蛋白質含量與施氮量呈顯著正相關(r=0.89)，芥酸含量與施氮量呈極顯著正相關(r=0.52)；含油率與芥酸含量呈負相關(r=-0.38)，含油率與硫甙含量呈顯著正相關(r=0.42)，芥酸含量與蛋白質含量呈顯著正相關(r=0.47)，硫甙含量與蛋白質含量則呈負相關(r=-0.27)。以上相關性分析的結果與趙繼獻等[15]的結論較為一致。

3.3 氮肥施用模式對直播油菜氮肥利用率的影響

隨施氮量增加，氮肥農學利用率、氮肥偏生產力和氮肥表觀利用率都表現(xiàn)出顯著降低趨勢。李銀水等[16]和朱珊等[17]研究亦表明，油菜氮肥利用效率受氮肥用量影響，其整體變化趨勢是隨施氮量的增加而下降。在施氮量90～270 kg/hm2范圍內，氮肥貢獻率隨施氮量增加而升高，當繼續(xù)增施氮肥(N 360 kg /hm2)時反而出現(xiàn)明顯下降，但N180 處理和N270 處理間的氮肥貢獻率并無顯著性差異。當施氮量180 kg/hm2時，氮肥農學利用率、氮肥偏生產力、氮肥表觀利用率和氮肥貢獻率分別為6.4 kg/kg，19.7 kg/kg，41.6%和32.6%，這一結果與鄒娟等[10]和李銀水等[18]的研究結論接近。

蘇偉等[8]的盆栽試驗結果表明，氮肥分期施用可提高氮肥利用率，其中以底追三次施氮(TJDT處理)效果最佳，與一次性底施(TJ處理)相比，氮肥農學利用率及表觀利用率分別提高了2.1 kg/kg和4.9%。本試驗相同施氮量(225 kg/hm2)下，氮肥利用率各指標(AEN、PFPN、NCR和REN)均以底追兩次施氮方式(N2處理)相對較高，一次性底施氮方式相對較低；分次施氮(N2、N3處理)與一次性施氮(N1處理)相比，氮肥農學利用率提高0.2～0.4 kg/kg，氮肥偏生產力提高0.2～0.4 kg/kg，氮肥表觀利用率提高4.3～8.9個百分點，氮肥貢獻率提高1.1～1.9個百分點。

近年來，不同地區(qū)、研究者及同一研究者不同年份的研究表明，直播油菜的適宜施氮量不盡一致，存在著較大變化范圍[10-16,18]。因而，不同油菜產區(qū)應根據(jù)當?shù)貧夂蛏鷳B(tài)和土壤肥力條件推薦合理的施氮量，直播油菜還可通過施用一定比例的緩釋氮肥和減少施氮次數(shù)來提高產量和氮肥利用效率[11]。同時，由于我國油菜生產氮肥利用率仍較低，需要進一步研究提高氮肥利用率的措施[10]。在本試驗中等肥力條件下，施用氮肥具有顯著的增產效果，獲得較高產量的施氮量范圍為180～270 kg/hm2，但含油率(%)和氮肥利用率均隨施氮量增加而下降；同時，底追兩次施氮方式(N2處理)的產量和氮肥利用率較高，且施氮方式對含油率(%)無顯著影響。因此，高密度直播油菜的合理氮肥施用模式為施氮量180 kg/hm2和底追兩次施氮方式。

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Suitable nitrogen fertilization mode for high yield and quality and high N use efficiency in high density direct-sown rapeseed(BrassicanapusL.)

WU Yong-cheng1,2, LI Zhuang1, NIU Ying-ze1

(1AgriculturalCollegeofSichuanAgriculturalUniversity,Chengdu611130,China; 2KeyLaboratoryofCropEcophysiologyandFarmingSysteminSouthwestChina,Chengdu611130,China)

【Objectives】 The reasonable nitrogen fertilizer management strategies in rapeseed(BrassicanapusL.) with high planting density(36×104plant/hm2)and direct-sown conditions were studied. 【Methods】 Two field experiments were conducted in Chengdu Plain under a rice-rapeseed rotation system. The effects of different N rates(0, 90, 180, 270, 360 kg/hm2) in the same N application mode(a basal fertilizer and a top dressing) and different N application modes(single application of basal fertilizer, twice application of a basal fertilizer and a top dressing, three times of application as a basal fertilizer and two top dressings) in the same N rate(225 kg/hm2) on yield, quality and nitrogen fertilizer use efficiency in rapeseed were studied.【Results】 The results indicated that the increase of N application rates demonstrated an enhancement trend in agronomic traits in direct-sown rapeseed. However, the effects of N application modes on plant height, branch number and pods per plant were not significant. With the increase in N application rates，the seed yield and oil yield of rapeseed were increased significantly and the oil content percent was decreased to some extent, and the increase of N application rates led to an enhancementtrend in erucic acid content, and resulted in a slight decrease in glucosinolate content. But no significant differences in the contents of oil, erucic acid and glucosinolate were observed between the different application modes of N.Yield and N fertilizer contribution rate(NCR) increased with the increase of N application rates(90-270 kg/hm2), but apparently decreased when the N application rate reached to 360 kg/hm2. Agronomic efficiency of applied N(AEN)，partial factor productivity of applied N(PFPN) and apparent recovery efficiency of applied N(REN) obviously decreased with the increase of N application rates. No significant differences were observed in yield，N fertilizer contribution rate(NCR) and apparent recovery efficiency of applied N(REN) between the rates of N 180 kg /hm2and N 270 kg /hm2. Agronomic efficiency of applied N(AEN)，partial factor productivity of applied N(PFPN) and apparent recovery efficiency of applied N(REN) significantly decreased when the N application rate was more than 270 kg/hm2compared with the 90 kg/hm2rate. The split nitrogen fertilizer application modes enhanced seed yield or oil yield and the twice of application mode as a basal fertilizer with a top dressing have a higher value under the same N application rate(225 kg/hm2). The values of nitrogen fertilizer use efficiency(AEN，PFPN，NCR，REN) in the treatment with the twice of application mode as a basal fertilizer and a top dressing were relatively higher than those in other N application modes. 【Conclusion】 The rate of N 180 kg/hm2and the twice of application mode as a basal with a top dressing are suitable nitrogen fertilization mode under high planting density(36×104plant/hm2)and direct-sown rapeseed in moderate soil fertility.

rapeseed(BrassicanapusL.); nitrogen fertilization mode; yield; quality; nitrogen fertilizer use efficiency

2014-04-29 接受日期: 2014-09-23 網(wǎng)絡出版日期: 2015-05-13

四川省育種攻關栽培課題(2011NZ0098-15)；四川省科技支撐項目(2012SZ0173)；四川省農業(yè)創(chuàng)新團隊建設專項資助。

吳永成(1973—)，男，四川成都人，博士，教授，主要從事油菜栽培研究。E-mail: ycwu2002@163.com

S565.06

A

1008-505X(2015)05-1184-06