朱蕓，徐華麗，張洋洋，任濤，叢日環(huán)，魯劍巍

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長(zhǎng)江流域農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的冬油菜產(chǎn)量與 養(yǎng)分效率差異分析－基于大樣本田間試驗(yàn)

朱蕓，徐華麗，張洋洋，任濤，叢日環(huán)，魯劍巍

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070）

【目的】合理施肥是保證和維持油菜產(chǎn)量的關(guān)鍵。面對(duì)目前集約化的種植管理模式，肥料的粗放管理和施用勢(shì)必造成養(yǎng)分效率的下降，從而影響油菜產(chǎn)量。本研究通過(guò)比較長(zhǎng)江流域冬油菜種植區(qū)域農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率差異，為冬油菜肥料合理施用、提高肥料利用效率提供策略?！痉椒ā窟x取2005—2016年長(zhǎng)江流域（包括四川、貴州、湖北、湖南、安徽、江蘇和浙江7個(gè)省份）的535個(gè)油菜田間試驗(yàn)，分析不施肥（CK）、農(nóng)民習(xí)慣施肥（FP）和推薦施肥（RF）處理間以及長(zhǎng)江流域各區(qū)域間的油菜產(chǎn)量和產(chǎn)量分布特征，比較不同施肥處理的增產(chǎn)效果，以及氮、磷、鉀肥料用量和偏生產(chǎn)力的差異，計(jì)算RF處理與FP處理間施肥量的差值，評(píng)估長(zhǎng)江流域氮、磷、鉀肥的減施潛力?！窘Y(jié)果】長(zhǎng)江流域CK處理冬油菜產(chǎn)量主要分布在500—1 500 kg·hm-2，F(xiàn)P處理主要分布在1 500—3 000 kg·hm-2，RF處理最高，集中在2 000—3 000 kg·hm-2，土壤基礎(chǔ)地力對(duì)RF處理油菜產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為45.1%—49.7%；3個(gè)不同處理在區(qū)域間油菜的平均產(chǎn)量均表現(xiàn)為長(zhǎng)江下游＞中游＞上游。長(zhǎng)江上、中、下游FP處理油菜產(chǎn)量均值分別為2 033、2 182和2 542 kg·hm-2，RF處理油菜產(chǎn)量較FP分別增產(chǎn)16.7%、16.5%和13.9%，增產(chǎn)點(diǎn)比例達(dá)77.5%—94.9%。隨著地力水平的提升，各個(gè)處理油菜增產(chǎn)率均表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，RF處理在不同地力水平下亦呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。比較RF與FP處理施肥量發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江流域FP處理施肥量均值為162.5—239.5 kg N·hm-2、58.6—82.0 kg P2O5·hm-2和45.5—60.8 kg K2O·hm-2，而RF處理施肥量均值則為162.2—233.6 kg N·hm-2、67.2—94.1 kg P2O5·hm-2和73.6—108.5 kg K2O·hm-2，兩種施肥處理氮肥用量未表現(xiàn)出顯著的差異，F(xiàn)P處理磷、鉀肥用量偏低。與RF處理相比，PF處理氮肥可減施的點(diǎn)位比例最大，長(zhǎng)江流域45.6%的點(diǎn)位能夠減氮，25.6%的點(diǎn)位可以減磷，鉀肥減施點(diǎn)位的比例僅為13.2%。同時(shí)，需要增施氮、磷、鉀肥的比例分別為37.8%、60.0%和75.9%。區(qū)域間肥料用量以長(zhǎng)江下游適宜點(diǎn)位比例最大，氮、磷、鉀肥適宜用量的點(diǎn)位比例分別為25.0%、22.8%和17.1%。長(zhǎng)江流域FP處理的氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力均值分別為11.1—14.2、28.6—45.8和38.3—47.6 kg·kg-1。RF在FP處理的基礎(chǔ)上提高了氮肥偏生產(chǎn)力12.9%—15.9%，但與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍處于較低水平；而RF處理的磷、鉀偏生產(chǎn)力與FP相比有所下降，平均降低幅度分別為6.9%和19.6%，也表明目前推薦的施肥量仍然存在減肥的空間?！窘Y(jié)論】與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比，推薦施肥顯著增加了油菜產(chǎn)量，且農(nóng)民習(xí)慣的肥料用量存在較大的調(diào)整空間。

冬油菜產(chǎn)量；農(nóng)民習(xí)慣施肥；推薦施肥；養(yǎng)分利用效率；長(zhǎng)江流域

0 引言

【研究意義】油菜是我國(guó)重要的油料作物，總產(chǎn)和種植面積長(zhǎng)期居于世界首位，近幾年略有下滑，僅次于加拿大[1]。施肥是保證和維持油菜產(chǎn)量的重要途徑，但肥料的粗放管理嚴(yán)重降低肥效，同時(shí)也會(huì)引起資源的浪費(fèi)以及一系列環(huán)境問(wèn)題。在當(dāng)前國(guó)家提倡“化肥零增長(zhǎng)”的大背景下，研究不同區(qū)域農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的油菜產(chǎn)量和肥料利用效率差異，有利于評(píng)估當(dāng)前生產(chǎn)條件下冬油菜種植區(qū)域的肥料調(diào)整空間，進(jìn)而探索提高肥料利用效率的途徑?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】合理施肥是增產(chǎn)的關(guān)鍵措施，徐華麗等[2]采用調(diào)查問(wèn)卷的形式對(duì)長(zhǎng)江流域11個(gè)?。ㄊ校┺r(nóng)戶施肥狀況進(jìn)行了調(diào)查，指出大部分區(qū)域肥料施用不平衡；黃億等[3]總結(jié)了川中丘陵區(qū)的“3414”田間油菜數(shù)據(jù)，指出當(dāng)前測(cè)土配方施肥條件下，需要減施氮、磷肥，增施鉀肥。王寅等[4]在湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)民習(xí)慣的基礎(chǔ)上保持氮肥用量不變，提高磷、鉀肥，能夠增加冬油菜產(chǎn)量8.1%—21.1%；湖北省4個(gè)地區(qū)推薦施肥與農(nóng)民習(xí)慣施肥對(duì)比，氮肥用量均維持在172 kg N·hm-2，磷肥減少了25.8%，由于農(nóng)民習(xí)慣上未施用鉀肥，推薦施鉀量增加了72 kg K2O·hm-2[5]。顯然，不同區(qū)域研究者得到的結(jié)論不盡相同?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以上研究均從單個(gè)或幾個(gè)田間試驗(yàn)展開(kāi)分析，然而從整個(gè)長(zhǎng)江流域來(lái)看，推薦施肥與農(nóng)民習(xí)慣施肥在油菜產(chǎn)量和肥料用量及利用率之間存在多大的優(yōu)越性尚不明確?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江流域535個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，明確不同區(qū)域農(nóng)民習(xí)慣與推薦施肥的產(chǎn)量和養(yǎng)分效率差異，進(jìn)一步尋求提高油菜養(yǎng)分利用效率的途徑。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源于2005—2009年國(guó)家測(cè)土配方施肥項(xiàng)目油菜示范試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和課題組2005—2016年的田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。試驗(yàn)分布在我國(guó)長(zhǎng)江流域重要的冬油菜種植區(qū)，包括四川、貴州、湖北、湖南、安徽、江蘇和浙江7個(gè)省份。由于樣本數(shù)較多，數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，為了保證數(shù)據(jù)的客觀性和代表性，本研究采用拉依達(dá)法（3倍方差法）來(lái)檢測(cè)離群值[6-7]，對(duì)部分離群數(shù)據(jù)進(jìn)行了剔除，其中針對(duì)有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和pH剔除的數(shù)據(jù)分別為53、10、30、27和16個(gè)。剔除后數(shù)據(jù)在各區(qū)域的數(shù)量及分布如表1所示。

表1 不同區(qū)域試驗(yàn)樣本分布情況

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)選取3個(gè)處理，分別為不施肥處理（CK）、農(nóng)民習(xí)慣施肥處理（FP）和推薦施肥處理（RF）。試驗(yàn)的氮、磷、鉀肥施用量根據(jù)各地的農(nóng)民習(xí)慣施肥量和當(dāng)?shù)剞r(nóng)技人員推薦施肥量設(shè)定。供試肥料分別為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（K2O 60%）和硼砂（含B 11%）。供試品種為當(dāng)?shù)刂魍破贩N，主要包括中油雜、華油雜、中雙、川油、德油、德油雜、綿油、黔油、油研等系列。其他田間管理措施均采用當(dāng)?shù)亓?xí)慣管理方法。各區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)的土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況（均值）如表2所示。

表2 長(zhǎng)江流域油菜種植區(qū)土壤基礎(chǔ)性狀

1.3 數(shù)據(jù)分析

相關(guān)參數(shù)計(jì)算如下：

氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN, kg·kg-1）= Y/F

式中，Y為推薦施肥產(chǎn)量或農(nóng)民習(xí)慣施肥產(chǎn)量，F(xiàn)為推薦施肥或農(nóng)民習(xí)慣施肥氮肥用量。磷、鉀肥計(jì)算相同。

利用Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，Origin 8.0軟件制圖，SPSS20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析兩種處理間（＜0.05或＜0.01）的差異顯著性，LSD法檢驗(yàn)區(qū)域間＜0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果

2.1 農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的油菜產(chǎn)量

施肥顯著提高了油菜產(chǎn)量，長(zhǎng)江流域CK處理油菜產(chǎn)量主要分布在500—1 500 kg·hm-2，F(xiàn)P處理則主要分布在1 500—3 000 kg·hm-2，RF處理最高，集中在2 000—3 000 kg·hm-2（圖1）。從不同區(qū)域來(lái)看，自長(zhǎng)江上游至下游，CK處理產(chǎn)量逐漸升高，下游1 500 kg·hm-2產(chǎn)量水平以上的點(diǎn)位數(shù)增加，占下游試驗(yàn)總數(shù)的37.1%，這與各區(qū)域不同的基礎(chǔ)地力有關(guān)；上、中、下游CK處理的油菜產(chǎn)量均值分別為1 170 kg·hm-2、1 219 kg·hm-2和1 293 kg·hm-2。與CK處理一致，各區(qū)域RF和FP處理的平均產(chǎn)量也呈現(xiàn)出下游＞中游＞上游。FP處理各區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量分布與長(zhǎng)江流域整體趨勢(shì)保持一致，集中在1 500—3 000 kg·hm-2；上、中、下游的產(chǎn)量均值分別為2 033、2 182和2 542 kg·hm-2。RF處理在長(zhǎng)江上游和中游的油菜產(chǎn)量主要分布在1 000— 3 500 kg·hm-2，下游產(chǎn)量明顯提升，主要分布在2 000— 3 500 kg·hm-2，占下游試驗(yàn)總數(shù)88.1%；上、中、下游的產(chǎn)量均值分別為2 352、2 512和2 867 kg·hm-2。長(zhǎng)江流域總體土壤基礎(chǔ)地力對(duì)RF處理油菜產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)為47.8%，區(qū)域間變幅不大，為45.1%—49.7%。較CK處理而言，F(xiàn)P和RF處理的油菜增產(chǎn)率分別達(dá)到107.2%和136.6%（圖2-A，2-B），RF在FP的基礎(chǔ)上增產(chǎn)15.9%（圖2-C）。長(zhǎng)江上游和中游的施肥增產(chǎn)效果相差不大，F(xiàn)P處理的增產(chǎn)率為95.6%—102.3%，RF處理的增產(chǎn)率明顯提高，維持在126.8%—134.9%之間；長(zhǎng)江下游兩種施肥處理的增產(chǎn)率顯著提升，這可能主要與下游經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，施肥技術(shù)和機(jī)械化程度等總體管理水平較高有關(guān)。與此相反，RF相對(duì)于FP的油菜增產(chǎn)率在區(qū)域間表現(xiàn)為長(zhǎng)江中上游較高（16.5%—16.7%），下游較低，為13.5%，也表明長(zhǎng)江中上游的農(nóng)民習(xí)慣施肥有更大的進(jìn)步空間。根據(jù)油菜增產(chǎn)率的大小，將所有試驗(yàn)分為增產(chǎn)（增產(chǎn)率≥5%）、平產(chǎn)（-5%＜增產(chǎn)率＜5%）和減產(chǎn)（增產(chǎn)率≤-5%）3種類型。與FP相比，RF處理增產(chǎn)的點(diǎn)位為77.5%—94.9%（表3），尤其是長(zhǎng)江上游的推薦施肥較農(nóng)民習(xí)慣施肥表現(xiàn)顯著的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。而在長(zhǎng)江下游區(qū)域，約有21.2%的點(diǎn)位其FP與RF處理間產(chǎn)量未表現(xiàn)出差異?？傮w而言，RF相比于FP的油菜增產(chǎn)效果較好，僅有1.1%—2.4%的點(diǎn)位表現(xiàn)減產(chǎn)。

圖1 長(zhǎng)江上游（A）、中游（B）、下游（C）及長(zhǎng)江流域（D）油菜產(chǎn)量頻率分布

不同字母表示長(zhǎng)江上、中、下游區(qū)域間的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；箱形框中的橫線和正方形分別表示數(shù)據(jù)集的中值和平均值，上下邊界分別表示數(shù)據(jù)集的25%和75%點(diǎn)位，上下水平短線表示數(shù)據(jù)集的10%和90%點(diǎn)位。下同

表3 不同區(qū)域油菜RF較FP表現(xiàn)增產(chǎn)、平產(chǎn)和減產(chǎn)的點(diǎn)位比例（%）

本研究中，我們采用不施肥處理的作物產(chǎn)量表征土壤的基礎(chǔ)地力水平。從圖3可以看出，CK處理的油菜產(chǎn)量水平87.1%的點(diǎn)位集中在500—2 000 kg·hm-2，隨著土壤基礎(chǔ)地力水平的升高，各個(gè)處理的油菜增產(chǎn)率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。即較低的地力水平，施肥的增產(chǎn)潛力更大[8]。當(dāng)產(chǎn)量水平低于500 kg·hm-2時(shí)，油菜增產(chǎn)率變化幅度大，F(xiàn)P和RF處理的油菜增產(chǎn)率最高，平均分別為330.1%和406.0%；產(chǎn)量水平在2 000 kg·hm-2以下時(shí)，油菜增產(chǎn)率隨著地力水平的提升顯著降低，當(dāng)產(chǎn)量水平高于2 000 kg·hm-2，F(xiàn)P和RF處理的增產(chǎn)率均變化不顯著（圖3-a，3-b）。RF與FP相比的增產(chǎn)率主要表現(xiàn)在產(chǎn)量水平低于500 kg·hm-2時(shí)增產(chǎn)效果最為顯著（平均增產(chǎn)率達(dá)到31.2%），當(dāng)產(chǎn)量水平高于500 kg·hm-2后，RF相比于FP的增產(chǎn)率則均維持在8.2%—17.3%之間，不同產(chǎn)量水平之間差異不顯著（圖3-c）。

不同字母表示各地力等級(jí)間的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示樣本數(shù)

2.2 農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的肥料用量和利用效率

各區(qū)域的RF處理氮肥用量均值與FP處理基本一致，不同區(qū)域間氮肥用量為163.0—240.0 kg N·hm-2（圖4）。其中長(zhǎng)江上游和中游區(qū)域的施氮量相差不大，兩種施肥處理的平均施氮量均為168 kg N·hm-2左右，而下游施氮量明顯增加，平均施氮量達(dá)到240.0 kg N·hm-2。與施氮量不同，兩種施肥處理的磷、鉀肥用量差異較大，總體表現(xiàn)為RF處理的磷、鉀肥用量顯著高于FP處理。其中，上、中、下游RF處理的磷肥用量較FP處理分別高出14.8%、14.7%和25.8%，且長(zhǎng)江上游磷肥用量（82.0—94.1 kg P2O5·hm-2）整體高于長(zhǎng)江中、下游地區(qū)（58.6—75.9 kg P2O5·hm-2）。各區(qū)域的RF處理與FP處理間的鉀肥用量差異最為顯著，整體而言，RF處理較FP處理的鉀肥用量提高了34.5 kg K2O·hm-2，表明農(nóng)民習(xí)慣嚴(yán)重忽視了鉀肥的施用。不同區(qū)域間RF與FP鉀肥施用量差異表現(xiàn)為上游（63.0 kg K2O·hm-2）＞中游（24.4 kg K2O·hm-2）＞下游（14.3 kg K2O·hm-2）。

不同小寫字母表示FP處理不同區(qū)域間的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），不同大寫字母表示RF處理區(qū)域間的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；*和**分別表示相同區(qū)域內(nèi)FP與RF處理間差異達(dá)到顯著（P＜0.05）和極顯著水平（P＜0.01），ns表示差異不顯著。下同

肥料偏生產(chǎn)力是表征肥料利用效率的重要指標(biāo)。長(zhǎng)江流域不同區(qū)域RF處理較FP處理均顯著提高了氮肥偏生產(chǎn)力（圖5）。長(zhǎng)江上游、中游和下游RF處理的平均氮肥偏生產(chǎn)力分別為14.9、15.9和12.9 kg·kg-1，較FP處理分別提高11.2%、12.0%和16.2%，區(qū)域間表現(xiàn)為下游最低。RF與FP處理間的磷肥偏生產(chǎn)力在上游（28.4—28.6 kg·kg-1）和中游（40.8—44.1 kg·kg-1）均無(wú)顯著差異，而下游的磷肥偏生產(chǎn)力則表現(xiàn)為FP處理顯著高于RF處理；長(zhǎng)江上游較低的磷肥偏生產(chǎn)力主要與其油菜產(chǎn)量水平低而施磷量較高有關(guān)；整體而言，RF處理磷肥偏生產(chǎn)力較FP處理降低了6.9%。與磷肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)趨勢(shì)相反，長(zhǎng)江上游和中游的FP處理鉀肥偏生產(chǎn)力（38.3—42.0 kg·kg-1）顯著高于RF處理（26.5—33.3 kg·kg-1），增幅為26.1%—44.5%；下游RF處理鉀肥偏生產(chǎn)力顯著提高，這可能主要與下游產(chǎn)量較高，而RF與FP鉀肥用量差異較少有關(guān)；長(zhǎng)江流域RF處理鉀肥偏生產(chǎn)力整體較FP處理降低了19.6%。

2.3 冬油菜農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥肥料用量差

計(jì)算RF和FP處理的肥料用量差值，根據(jù)氮肥用量差分為三類，減施氮肥（＜-10 kg N·hm-2）、適宜氮肥（-10＜△N＜10 kg N·hm-2）和增施氮肥（＞10 kg N·hm-2）（圖6-A）；磷肥也根據(jù)用量差值分為三類，分別為減施磷肥（＜-5 kg P2O5·hm-2）、適宜磷肥（-5＜△P＜5 kg P2O5·hm-2）和增施磷肥（＞5 kg P2O5·hm-2）（圖6-B），鉀肥與磷肥分類一致（圖6-C）。統(tǒng)計(jì)表明，長(zhǎng)江流域45.6%的點(diǎn)位需要減施氮肥，平均減施氮肥量為36.5 kg N·hm-2；此外，37.8%的點(diǎn)位應(yīng)增施氮肥，平均增施氮肥為43.6 kg N·hm-2；而氮肥用量適宜的點(diǎn)位比例最低，僅為16.6%。研究結(jié)果表明盡管總體上FP和RF處理的氮肥用量無(wú)明顯差異，但這卻是RF處理從區(qū)域上進(jìn)行了大量調(diào)整的結(jié)果。例如，長(zhǎng)江上游地區(qū)僅有13.2%的FP處理氮肥用量適宜，分別約43.0%的點(diǎn)位需要減氮和增氮；中游地區(qū)，在FP基礎(chǔ)上，47.3%的點(diǎn)位需要減氮，27.7%的點(diǎn)位需要增氮；下游地區(qū)，在FP基礎(chǔ)上，46.8%的點(diǎn)位需要減氮，38.7%的點(diǎn)位需要增氮。長(zhǎng)江流域25.6%的點(diǎn)位需要減施磷肥，平均減施量為25.4 kg P2O5·hm-2；需要增施磷肥的點(diǎn)位比例為60.0%，平均增施磷肥為9.8 kg P2O5·hm-2；適宜磷肥用量的點(diǎn)位為14.4%。不同區(qū)域以下游適宜磷肥用量的點(diǎn)位比例最高（22.8%）；磷肥減施情況則以長(zhǎng)江上游減施比例最高（31.1%），中游次之（25.0%），下游最低（18.4%）。鉀肥減施比例最小，僅13.2%的點(diǎn)位能夠減施鉀肥，平均減少26.7 kg K2O·hm-2；需要增施鉀肥的點(diǎn)位比例高達(dá)75.9%，平均增施鉀肥52.9 kg K2O·hm-2；適宜鉀肥用量的點(diǎn)位比例最低，僅占10.9%。上、中、下游的適宜鉀肥用量的點(diǎn)位比例分別為4.8%、12.9%和17.1%；不同區(qū)域鉀肥減施情況表現(xiàn)為長(zhǎng)江下游（26.1%）＞中游（13.5%）＞上游（4.2%）。

圖5 區(qū)域農(nóng)民習(xí)慣施肥與推薦施肥的氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力

圖6 區(qū)域推薦施肥與農(nóng)民習(xí)慣施肥的氮（A）、磷（B）、鉀（C）肥料用量差頻率分布

3 討論

本研究通過(guò)對(duì)冬油菜主產(chǎn)區(qū)長(zhǎng)江流域多年多點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，研究結(jié)果表明，不合理的、盲目的施肥造成產(chǎn)量的降低[9-10]。農(nóng)民習(xí)慣施肥具有很大的隨意性和粗放性，推薦施肥在一定程度上能夠根據(jù)各區(qū)域的特點(diǎn)進(jìn)行肥料用量、配比和運(yùn)籌的調(diào)整，從而增加產(chǎn)量、提高效率。

就肥料利用效率而言，本研究中長(zhǎng)江流域農(nóng)民習(xí)慣施肥的氮肥偏生產(chǎn)力為12.9—15.9 kg·kg-1，RF氮肥偏生產(chǎn)力有所提高（增幅為11.2%—16.2%）；磷肥偏生產(chǎn)力平均維持在36.7—39.4 kg·kg-1；RF處理的鉀肥偏生產(chǎn)力（26.5—45.3 kg·kg-1）相比于FP（38.3—47.6 kg·kg-1）降低了19.6%。農(nóng)民習(xí)慣施肥處理磷、鉀肥偏生產(chǎn)力整體高于推薦施肥處理，分析其原因，一方面是由于農(nóng)民習(xí)慣施肥的磷、鉀肥用量過(guò)低，肥料施用不平衡，使得偏生產(chǎn)力較高；另一方面，CONG等[11]和LI等[12]通過(guò)計(jì)算最佳經(jīng)濟(jì)肥料用量表明當(dāng)前生產(chǎn)條件下的油菜推薦施肥量也存在減施空間，進(jìn)而能使偏生產(chǎn)力有一定幅度的提升。與我國(guó)相比，發(fā)達(dá)國(guó)家的肥料偏生產(chǎn)力相對(duì)較高，油菜氮肥偏生產(chǎn)力變幅為20.0—38.4 kg·kg-1[13-16]，磷肥偏生產(chǎn)力可達(dá)到50.0—59.5 kg·kg-1[17-19]。究其原因一方面是由于其單產(chǎn)水平較高，另一方面則是肥料用量較低，一般氮肥施用120.0—180.0 kg N·hm-2，磷肥用量為40.0 kg P2O5·hm-2左右。此外，大部分發(fā)達(dá)國(guó)家土壤鉀含量相對(duì)較高，施鉀量約為30.0—60.0 kg K2O·hm-2，甚至很多地區(qū)基本不施鉀肥[19-21]。薄弱的基礎(chǔ)地力是肥料利用率低的一個(gè)主要原因。我國(guó)低產(chǎn)田面積大，土壤地力對(duì)冬油菜的產(chǎn)量貢獻(xiàn)平均不到50%[22]。提高地力水平能夠達(dá)到增加肥效的目的，不同的地力水平上的油菜試驗(yàn)表明高肥力田塊能使得氮、磷、鉀的肥料偏生產(chǎn)力提高10%— 50%[10,23]。

從區(qū)域尺度來(lái)看，長(zhǎng)江流域45.6%的點(diǎn)位能夠減氮，25.6%的點(diǎn)位可以減磷，而鉀肥減施空間最小，僅13.2%的點(diǎn)位能夠減鉀。然而長(zhǎng)江流域需要增加肥料投入的點(diǎn)位達(dá)到37.8%—75.9%。研究結(jié)果表明，推薦施肥對(duì)油菜肥料用量進(jìn)行了優(yōu)化，一定程度上規(guī)避了施肥的隨意性和盲目性，但仍需根據(jù)小區(qū)域田塊土壤肥力特征及目標(biāo)產(chǎn)量做出具體的調(diào)整。同時(shí)考慮到肥料品種、形態(tài)單一，我們應(yīng)采用緩控釋肥、商品有機(jī)肥、秸稈還田等其他肥料替代途徑[24-25]。研究表明，相比化肥單施，緩控釋肥和有機(jī)無(wú)機(jī)配合施用能夠提高氮肥偏生產(chǎn)力7%—16%[26-27]；秸稈還田一定程度上能夠替代鉀肥，減少18.3%—66.7%的鉀肥用量[28]，同時(shí)秸稈還田條件下通過(guò)氮肥后肥前移的策略可以保證油菜的高產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)，進(jìn)而提高肥料利用效率[29]。此外，不同養(yǎng)分效率油菜品種能夠顯著影響籽粒產(chǎn)量和肥料利用效率。例如，選用油菜氮高吸收高利用品種較氮低效品種可以提升氮肥偏生產(chǎn)力14%—30%[30-31]。另外，化肥機(jī)械深施一定程度上能夠增加10%—24%的氮肥偏生產(chǎn)力[32]，因此優(yōu)化油菜機(jī)械化與肥料配套技術(shù)也勢(shì)在必行。

4 結(jié)論

4.1 當(dāng)前我國(guó)農(nóng)民習(xí)慣施肥的冬油菜產(chǎn)量為2 033— 2 542 kg·hm-2，推薦施肥與農(nóng)民習(xí)慣施肥相比，油菜平均增產(chǎn)13.9%—16.7%，增產(chǎn)點(diǎn)位比例為77.5%— 94.9%；推薦施肥在不同地力水平下亦呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)；不同處理的油菜平均產(chǎn)量均表現(xiàn)為長(zhǎng)江下游＞中游＞上游。

4.2 長(zhǎng)江流域冬油菜種植區(qū)肥料施用、分配不合理。與推薦施肥相比，僅10.9%—16.6%的地區(qū)農(nóng)民施肥較為恰當(dāng)。農(nóng)民習(xí)慣施肥量可減施的點(diǎn)位比例為氮肥（45.6%）＞磷肥（25.6%）＞鉀肥（13.2%）。推薦施肥在農(nóng)民習(xí)慣施肥的基礎(chǔ)上提高了氮肥偏生產(chǎn)力12.9%—15.9%。

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（責(zé)任編輯 李云霞）

Yield and Nutrient Efficiency Differences of Winter Oilseed Rape between Farmer’s practice and Recommended Fertilization in Yangtze River Basin: Based on Large-Number of Field Experiments

ZHU Yun, XU HuaLi, ZHANG YangYang, REN Tao, CONG RiHuan, LU JianWei

(College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation in Middle and Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture, Wuhan 430070)

【Objective】Reasonable fertilization is critical for improving winter oilseed rape (L) yield. Rough management of fertilization would cause the nutrient efficiency decline under current intensive planting management mode, thus affecting rapeseed yield. To provide an optimizing management strategy for the rational fertilizer utilization to enhance nutrient use efficiency, yield and nutrient efficiency differences were compared between farmer’s practice (FP) and recommended fertilization (RF) for winter oilseed rapes in the Yangtze River Basin (YRB) in this study. 【Method】Total of 535 field experiments were selected in the YRB during 2005-2016, including Sichuan, Guizhou, Hubei, Hunan, Anhui, Jiangsu and Zhejiang provinces, China. Three fertilization treatments, i.e., no-fertilizer (CK), farmer’s practice (FP) and recommended fertilization (RF), were designed. The differences in yield and its distribution characteristics, as well as differences of yield increase rate, fertilization rates, and partial factor productivity, were compared among the treatments and regions. The differences of fertilizer amounts between RF and FP treatments were calculated, and the reduction space of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer in Yangtze River Basin was evaluated.【Result】The range of winter oilseed rape yield for the CK, FP and RF treatments were 500-1 500 kg·hm-2, 1 500-3 000 kg·hm-2and 2 000-3 000 kg·hm-2, respectively. For the RF treatment, the contribution rate of the soil indigenous fertility supply was only 45.1%-49.7%. Rapeseed yield showed highest in the lower reach, then the middle reach, and lowest in the upper reach. The average rapeseed yield of FP management in the upper, middle and lower reaches of the Yangtze were 2 033 kg·hm-2, 2 182 kg·hm-2and 2 542 kg·hm-2, respectively, and the RF management produced more rapeseed (16.7%, 16.5% and 13.9% averagely) than the FP in 77.5%-94.9% of the 535 trails. With the increasing level of soil indigenous fertility supply, yield increase rate showed a decline trend, and RF treatment showed a higher increase rate than FP at different levels. Averaged fertilizer rates of FP were 162.5-239.5 kg N·hm-2, 58.6-82.0 kg P2O5·hm-2and 45.5-60.8 kg K2O·hm-2, and the values were 162.2-233.6 kg N·hm-2, 67.2-94.1 kg P2O5·hm-2and 73.6-108.5 kg K2O·hm-2of RF treatment. There was no significant difference in the amount of N fertilizer used under the two treatments, and the amounts of P and K fertilizer were lower under the FP treatment than the RF treatment. Compared with RF, 45.6% and 25.6% of the 535 experiments could reduce N and P fertilizer rates, respectively. However, only 13.2% of the experiments could lower K fertilizer rates. Meanwhile, 37.8%, 60.0% and 75.9% of the trails needed more N, P and K fertilizers input in the YRB, respectively. Fertilization rates were more appropriate in the lower reaches as compared with the other two regions, in which optimum N, P, and K rates were accounted 25.0%, 22.8%, and 17.1% of the 535 trails, respectively. The average partial factor productivity of nitrogen (PFPN), phosphorus (PFPP) and potassium (PFPK) for FP was 11.1-14.2 kg·kg-1, 28.6-45.8 kg·kg-1and 38.3-47.6 kg·kg-1, respectively. Although PFPNin the RF treatment were 12.9%-15.9% higher than that in the FP treatment across the regions, the values were still lower as compared with other developed countries. Meanwhile, the PFPPand PFPKof RF were respectively 6.9% and 19.6% lower than the FP treatments, indicating that current recommended fertilization rate also had a potential for fertilizer reducing. 【Conclusion】Recommended fertilizations management could significantly improve rapeseed yield as compared with farmer’s practice, and the fertilizer rates of FP had a larger adjustment space.

winter rapeseed yield; farmer’s practice; recommended fertilization; nutrient efficiency; the Yangtze River Basin

2017-10-18；

2017-12-26

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFD0200108）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（2662016PY117）、國(guó)家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-12）、國(guó)家測(cè)土配方施肥技術(shù)項(xiàng)目

朱蕓，E-mail：yunzhu@webmail.hzau.edu.cn。通信作者叢日環(huán)，E-mail：congrh@mail.hzau.edu.cn

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.0010