郭子琪，王 慧，韓 上，李 敏，雷之萌，張 軍，程文龍，卜容燕，武 際*，朱 林

（1．安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 合肥 230036；2．安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，安徽 合肥 230031；3．養(yǎng)分循環(huán)與資源環(huán)境安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230031；4．舒城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，安徽 舒城 231300）

油菜是一種非常重要的油料作物，菜籽油是我國(guó)食用植物油第一大油源［1］。因此，推動(dòng)油菜產(chǎn)業(yè)“高油、高產(chǎn)、高效”的發(fā)展對(duì)油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國(guó)的糧食安全具有重要意義［2］。在近年來的實(shí)際生產(chǎn)中，隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)村勞動(dòng)力構(gòu)成的變化，傳統(tǒng)的育苗移栽方式費(fèi)時(shí)費(fèi)工、成本過高，嚴(yán)重影響了農(nóng)民的種植積極性，使油菜輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)成為一種必然趨勢(shì)［3-4］。由于直播栽培方式省時(shí)省工、可操作性強(qiáng)、收益好，還能利用大量冬閑田而日益受到農(nóng)民青睞，得到迅速推廣，已成為目前中國(guó)油菜生產(chǎn)的重要種植方式［5-6］。同時(shí)油菜對(duì)氮肥需求量大，對(duì)氮素敏感，氮素供應(yīng)充足可以提高氮素吸收和干物質(zhì)累積量，加快油菜的光合作用，同時(shí)氮素的吸收和利用又會(huì)直接影響油菜的產(chǎn)量［7-10］。然而隨著施氮量的增加，氮素的利用效率卻不高［11］。目前氮肥的施用在油菜生產(chǎn)上存在著較大的不合理性和盲目性，大量施用氮肥在提高產(chǎn)量的同時(shí)，其氮肥利用率也在明顯的下降，還易引發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)［12-15］。由于受土壤肥力特征、地形、氣候以及環(huán)境等因素的影響，不同地方油菜的適宜施氮量各不相同［16］。洞庭湖平原油菜施氮量為180 kg/hm2時(shí)油菜的產(chǎn)量和氮肥利用效率最佳［17］，在湖北省油菜適宜施氮量為150 kg/hm2［18］。江浙油菜主產(chǎn)區(qū)冬油菜的氮肥適宜用量在180 ～270 kg/hm2之間［11］。韓上等［19］的研究結(jié)果表明，安徽省江淮地區(qū)在一次性基施的條件下氮肥用量為180 kg/hm2時(shí)，移栽油菜的產(chǎn)量和氮肥利用率最高。然而目前直播油菜品種更新快、土壤肥力和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的迅速發(fā)展，亟需結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥琅c氣候的特點(diǎn)對(duì)該區(qū)域的適宜施氮量進(jìn)行調(diào)整，因此本試驗(yàn)設(shè)置不同施氮量梯度并結(jié)合施肥方法，研究不同的施氮量和施肥方式對(duì)油菜的產(chǎn)量、氮素積累量以及氮肥利用率的影響，在安徽省江淮地區(qū)開展了冬油菜不同氮肥施用量的田間試驗(yàn)，確定江淮地區(qū)適宜的施氮量，為冬油菜合理施肥和高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

在安徽省江淮地區(qū)布置油菜田間試驗(yàn)。供試土壤的基本理化性質(zhì)為:有機(jī)質(zhì)23.54 g/kg，全氮1.43 g/kg，有效磷6.86 mg/kg，速效鉀100.98 mg/kg，pH 5.69。供試油菜品種為華油雜62 號(hào)，播種量為6 000 g/hm2，播種方式為直播，前茬作物為水稻。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7 個(gè)處理:（1）不施氮肥對(duì)照（N0）；（2）N 肥用量60 kg/hm2（N60）；（3）N 肥用量120 kg/hm2（N120）；（4）N 肥用量180 kg/hm2（N180）；（5）N 肥用量240 kg/hm2（N240）；（6）N 肥用量300 kg/hm2（N300）；（7）N 肥用量180 kg/hm2（N180-1）。其中（2）～（6）處理的氮肥按50%基肥+20%苗肥+15%越冬肥+15%薹肥的比例分次施用，處理（7）的氮肥全部作基肥一次性施用。每公頃施用P2O590 kg、K2O 120 kg 和硼砂15 kg，磷肥為過磷酸鈣（P2O512%）、鉀肥為氯化鉀（K2O 60%）、硼肥為硼砂（B 10.8%），磷鉀硼肥全部作基肥一次性施用。小區(qū)面積為20 m2，4 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤樣品采集與測(cè)定

在油菜基肥施用前，采用多點(diǎn)采樣法采集0 ～20 cm 耕層土樣，經(jīng)風(fēng)干磨細(xì)、過篩后，按常規(guī)方法測(cè)定土壤的基礎(chǔ)理化性質(zhì)［20］:pH 按照水土比2.5∶1-pH 計(jì)測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用外加熱-重鉻酸鉀容量法，全氮用半微量凱氏法-標(biāo)準(zhǔn)酸滴定法，有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀用1 mol/L NH4OAc 浸提-火焰分光光度法。

1.3.2 植株樣品的采集和測(cè)定

成熟期時(shí)采集植株樣品，分莖稈、角殼和籽粒，于105℃殺青30 min，60℃恒溫烘干稱重，測(cè)定其生物量，然后將植物樣品粉碎、過篩后，用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，半微量凱氏法測(cè)定全氮含量。小區(qū)產(chǎn)量實(shí)打?qū)嵤铡?/p>

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)參考文獻(xiàn)［21-23］計(jì)算如下參數(shù):

氮收獲指數(shù)（NHI，kg/kg）=籽粒吸氮量/地上部總吸氮量；

氮肥表觀利用率（REN，%）=（U-U0）/F × 100，其中U、U0分別為施氮、不施氮時(shí)作物收獲期地上部總吸氮量，F(xiàn) 代表氮肥的投入量；

氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN，kg/kg）=施氮區(qū)產(chǎn)量/氮肥用量；

氮肥農(nóng)學(xué)效率（AEN，kg/kg）=（Y-Y0）/F，Y0為不施氮條件下籽粒產(chǎn)量；

經(jīng)濟(jì)效益（元/hm2）=籽粒產(chǎn)量×籽粒單價(jià)-成本。成本=用工費(fèi)×施肥次數(shù)-肥料用量×單價(jià)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和表格處理；用SPSS 20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用鄧肯法（Duncan）進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)各處理在P＜0.05 水平的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥施用量對(duì)直播油菜產(chǎn)量的影響

不同氮肥施用量的油菜籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益存在明顯差異（表1）。隨著施氮量的增加，地上部各部位的生物量都有顯著提高。施用氮肥顯著提高了冬油菜的籽粒產(chǎn)量。隨著施氮量的增加，油菜籽粒產(chǎn)量呈線性增加的趨勢(shì)，且各個(gè)處理之間達(dá)到顯著差異；在施氮量超過240 kg/hm2之后油菜籽粒產(chǎn)量增加趨于平緩。根據(jù)線性加平臺(tái)模型擬合獲取直線相關(guān)方程Y=10.08X+401（X ≤214.7）；Y=2 564（X＞214.7），其中Y 為油菜產(chǎn)量（kg/hm2），X 為施肥量（kg/hm2），相關(guān)系數(shù)R2=0.999 7，計(jì)算其最佳施肥量為214.7 kg/hm2，此時(shí)油菜產(chǎn)量為2 564 kg/hm2。

隨著施氮量的增加，經(jīng)濟(jì)效益也在持續(xù)增加，根據(jù)線性加平臺(tái)模型最佳施肥量在241.7 kg/hm2時(shí)經(jīng)濟(jì)效益最大，為10 034 元/hm2，繼續(xù)增加施氮量，經(jīng)濟(jì)效益則出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。表明適宜的施肥量可以提高油菜的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)施氮量超過一定范圍時(shí)，油菜產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益反而會(huì)降低。

施氮量相同的情況下，氮肥3 次施用的N180處理地上部各部位的生物量均高于一次性施肥的N180-1處理，并達(dá)到顯著差異；N180處理的籽粒產(chǎn)量比N180-1處理高出78%，說明在施氮量相同的情況下，氮肥分次施用有利于提高油菜各部位的生物量。而將N120處理和N180-1處理相比，N120的籽粒產(chǎn)量高出26.7%，表明在油菜產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，分次施肥可以減少氮肥的施用量，起到氮肥減施的作用。

表1 不同氮肥施用量下直播油菜的生物量

2.2 氮肥施用量對(duì)直播油菜氮素積累的影響

不同氮肥施用量對(duì)直播油菜地上部各部位氮素積累有明顯影響（表2）。隨著氮肥施用量的增加，地上部各部位的氮素累積量顯著增加。施氮量低于240 kg/hm2的各處理之間均達(dá)到顯著差異，在施氮量為300 kg/hm2時(shí)地上部各部位的氮素累積量達(dá)到最大，N240和N300處理籽粒的氮素累積差異不顯著。根據(jù)油菜各部位氮素積累量的比例來看，籽粒中的氮素積累量最大，占地上部的67%～74%；角殼中的氮素積累量最少，占10%～12%。隨著施氮量的增加，莖稈中氮素積累量占地上部氮素積累的比例有所上升，與N0處理相比，施氮肥處理的氮素積累量增加了2%～4%，籽粒中氮素積累量所占的比例下降了3%～6%，角殼中的氮素積累量所占的比例一直在10%左右，說明隨著施氮量的增加，氮素向籽粒中的分配比例降低，向莖稈中的分配比例增加。

不同氮肥用量對(duì)油菜的氮收獲指數(shù)無明顯影響，各施氮處理氮收獲指數(shù)在0.67 ～0.74 之間。施氮量超過180 kg/hm2時(shí)，油菜氮收獲指數(shù)出現(xiàn)下降，N300處理的氮收獲指數(shù)最低，為0.67，說明氮肥施用過多不利于氮收獲指數(shù)的提高。在施氮量相同的情況下，施肥方式不同也會(huì)影響油菜地上部各部位的氮素含量。N180處理和N180-1處理相比，N180處理的地上部各部位的氮素累積量均高于N180-1處理，籽粒中的氮素累積量高出104.1%。表明在施氮量相同的情況下，分次施肥比一次性施肥更有利于氮素在籽粒中的累積。

表2 不同氮肥施用量下直播油菜的氮素累積量

2.3 氮肥施用量對(duì)直播油菜氮肥利用率的影響

氮肥的表觀利用率、偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率可以表征氮肥施用量和施用方式對(duì)直播油菜氮肥利用率的影響（表3）。隨著施氮量的增加，氮肥的表觀利用率和農(nóng)學(xué)效率出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在氮肥施用量為180 kg/hm2時(shí)達(dá)到最高，偏生產(chǎn)力則不斷下降，N300處理降至最低，分別為34.65%、8.80 kg/kg、7.42 kg/kg。說明氮肥施用量的增加對(duì)油菜產(chǎn)量的貢獻(xiàn)有限，因此過量施氮并不能提高氮肥利用率。

在氮肥施用量相同的情況下，一次性基施的N180-1處理的氮肥利用效率達(dá)到最低值，均低于分次施肥的各個(gè)處理。分次施肥的N180處理的氮肥表觀利用率、偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率明顯高于N180-1處理，分別提高了26.45%、5.44%、5.44%。這表明氮肥分次施用可以提高肥料利用率，降低氮肥損失。

表3 不同氮肥施用量下直播油菜的肥料利用率

3 討論

本研究中隨著氮肥施用量的增加，油菜地上部各部位的生物量、氮素累積量和氮收獲指數(shù)都呈上升趨勢(shì)，說明氮肥的施用對(duì)油菜的生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量有較大影響。從各部位的氮素累積量來看，油菜的籽粒在各部位氮素含量比較穩(wěn)定，在適宜施氮量的情況下，氮素首先向籽粒提供營(yíng)養(yǎng)，再向莖稈和角殼中分配，施氮量過多則會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分向營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致角殼和莖稈中吸收過多的氮素。在本試驗(yàn)中隨著施氮量的增加，油菜的氮素累積量和收獲指數(shù)不斷增加，當(dāng)施用氮肥超過180 kg/hm2時(shí)，氮素的收獲指數(shù)下降，表明施氮過度不利于收獲指數(shù)的提高。這主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)适┯昧坎蛔銜r(shí)，油菜高產(chǎn)的潛力得到抑制，而氮肥施用量過高則會(huì)導(dǎo)致油菜營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)氮素過分吸收，不利于油菜增產(chǎn)。在本試驗(yàn)中油菜產(chǎn)量隨著氮肥用量增加而提高，繼續(xù)增加施氮量，油菜產(chǎn)量的增加呈現(xiàn)平緩的趨勢(shì)，利用線性加平臺(tái)分析結(jié)果認(rèn)為，油菜產(chǎn)量與氮肥用量施氮量為214.7 kg/hm2油菜產(chǎn)量達(dá)到最高。N240處理和N300處理的籽粒產(chǎn)量沒有顯著差異，同時(shí)油菜表觀利用率、偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分別下降了5.61%、1.98%、1.64%，說明氮肥的利用效率隨著施氮量的增加而降低，過量施氮顯著地降低油菜的氮肥利用效率。因此，氮肥用量并不是越多越好，油菜高效高產(chǎn)需要適宜的施氮量。綜合考慮油菜的產(chǎn)量、氮素累積量、經(jīng)濟(jì)效益和氮肥利用效率，在該區(qū)域推薦的最優(yōu)氮肥施用量為180 ～240 kg/hm2。

同時(shí)在本試驗(yàn)施氮量相同的情況下，氮肥分次施用的生物量、氮素積累均高于一次性基施。一次施肥在油菜生長(zhǎng)前期促進(jìn)氮素累積，到后期會(huì)導(dǎo)致氮素供應(yīng)不足；分次施肥在油菜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期可以保證充足的氮素供應(yīng)，減少氮素的流失，提高肥料利用效率，也有利于油菜后期的氮素累積和籽粒產(chǎn)量的提高［4，24-25］。并且在本試驗(yàn)中，一次性基施180 kg/hm2（N180-1）時(shí)的油菜產(chǎn)量和籽粒氮素積累量甚至低于分次施120 kg/hm2（N120），也表明了在保證產(chǎn)量一定的情況下，分次施肥可以減少氮肥的施用量，起到化肥減施的作用。在適宜的氮肥用量情況下，施肥方式的改變能起到增產(chǎn)的效果，但施肥次數(shù)的增加會(huì)增加油菜的種植成本，對(duì)農(nóng)民的積極性造成一定的影響。因此在實(shí)際生產(chǎn)中要根據(jù)不同地區(qū)的氣候特征、機(jī)械化水平和勞動(dòng)力現(xiàn)狀等因素確定最適宜的氮肥施用方式。

4 結(jié)論

隨著施氮量的增加，油菜的產(chǎn)量、各部位氮素累積量都有不同程度的提高，但過量施肥會(huì)降低氮收獲指數(shù)和氮肥的利用率。

分次施肥的產(chǎn)量、氮素累積量和氮肥利用率均高于一次性施肥。

從油菜產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、氮素累積量和肥料利用率等綜合因素考慮，在目前的生產(chǎn)水平下，安徽省江淮地區(qū)的直播冬油菜施氮量在180 ～240 kg/hm2之間比較適宜。