呂偉生 黃天寶 肖富良 鄭 偉 肖小軍 李亞貞 韓德鵬 肖國(guó)濱
(江西省紅壤研究所/江西省紅壤耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部江西耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,江西 南昌 330046)
中美貿(mào)易戰(zhàn)暗流涌動(dòng)且日趨常態(tài)化,已嚴(yán)重影響我國(guó)大豆等油料進(jìn)口,保證國(guó)內(nèi)油料的安全生產(chǎn)迫在眉睫。油菜(BrassicanapusL.)是我國(guó)第一大食用植物油源和第二大飼用蛋白源,近年來種植面積達(dá)700萬(wàn)hm2,其中近90%為冬油菜,但仍難以滿足內(nèi)需[1]。冬油菜不與夏季作物爭(zhēng)時(shí)搶地,是南方紅壤多熟區(qū)輪作換茬的優(yōu)勢(shì)作物,但該區(qū)域冬油菜生產(chǎn)還面臨發(fā)展不均衡、單產(chǎn)水平低等問題,導(dǎo)致冬閑面積居高不下[2]。尤其是紅壤旱地,由于其復(fù)雜而特殊的形成過程,一般具有旱、黏、酸、板、瘠的特點(diǎn),而受此地力條件影響的紅壤旱地油菜,機(jī)械化程度、產(chǎn)量、效益及肥料利用率均偏低。科學(xué)施肥是作物生產(chǎn)提質(zhì)增效的重要措施,然而目前紅壤旱地油菜主要采用人工土表施肥,使得養(yǎng)分表聚化、無序化,不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效[3]。此外,冬油菜生育期長(zhǎng),養(yǎng)分需求量大,直播方式下對(duì)施肥的響應(yīng)更加敏感[4],而傳統(tǒng)的分次施肥技術(shù)又耗時(shí)費(fèi)工[3]。隨著農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)深度融合,種子條播、穴播甚至機(jī)械耕種同步肥料一次性側(cè)位深施的機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟[5],因此,探究紅壤旱地直播油菜適宜的一體化施肥技術(shù)具有重要意義。
關(guān)于科學(xué)施肥,專家學(xué)者們普遍倡導(dǎo)“4R”養(yǎng)分管理策略,即Right source(適宜的肥料)、Right rate(合理的用量)、Right time(正確的時(shí)間)和Right place(合適的位置)。側(cè)深施肥技術(shù)是日本于上世紀(jì)90年代提出的水稻新型施肥技術(shù),即在水稻機(jī)插時(shí)將緩釋肥一次性集中施于秧苗一側(cè)5~8 cm深處,使肥料呈條狀集中分布,形成一個(gè)貯肥庫(kù)逐漸釋放養(yǎng)分供給水稻生長(zhǎng)[6]。已有研究表明,該施肥方式可提高水稻[6-8]、玉米[9]、小麥[10]、大豆[11]等糧油作物的產(chǎn)量及肥料利用率,是一種輕簡(jiǎn)高效的施肥技術(shù)[12]。在油菜中也發(fā)現(xiàn),基肥氮以條施(直播油菜)或穴施(移栽油菜)等集中施用方式施用可減少氮肥損失,并能保證后期氮素供給,促進(jìn)根系和地上部生長(zhǎng),最終提高產(chǎn)量與氮肥利用率[13-14]。油菜集中施肥位置至關(guān)重要,施肥太淺影響出苗和扎根,而施肥過深又增加動(dòng)力成本,一般以肥料深施在10 cm處為宜[15]。近年來,隨著緩控釋技術(shù)升級(jí)和工藝成本降低,一次性基施且增產(chǎn)增效的油菜緩釋型配方肥也備受青睞[3]。李小坤等[16]針對(duì)湖北移栽油菜探究了多元長(zhǎng)效油菜專用肥(N-P2O5-K2O=15.6-8.4-11.1)的施用效果及適宜用量,表明適量施用該肥可明顯促進(jìn)油菜生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量。魯劍巍等[3]和周鸝等[17]通過多點(diǎn)試驗(yàn)表明,在減少肥料養(yǎng)分投入并一次性基施的情況下,長(zhǎng)效專用配方肥(N-P2O5-K2O=20-7-8、25-7-8)仍能實(shí)現(xiàn)冬油菜的增產(chǎn)增效。黃琳等[18]針對(duì)湖南直播油菜對(duì)比了上述2種配方肥的應(yīng)用效果,發(fā)現(xiàn)二者均比常規(guī)施肥省工節(jié)本、增產(chǎn)增效,尤其是含氮量25%的配方肥。
近年來,一次性基施且增產(chǎn)增效的專用緩釋肥推廣規(guī)模正逐年擴(kuò)大,適應(yīng)當(dāng)前油菜種植需求的機(jī)械化種肥同步播施技術(shù)也在不斷完善[3, 5]。直播油菜對(duì)施肥方式的響應(yīng)更加敏感,但目前相關(guān)施肥技術(shù)研究多集中在稻田油菜氮素管理[13, 19]等方面,且施肥方式以土表撒施為主,關(guān)于紅壤旱地油菜直播并同步一次性側(cè)位深施緩釋肥的系統(tǒng)研究尚鮮有報(bào)道。據(jù)此,本研究以當(dāng)前主推的緩釋型配方肥(N-P2O5-K2O:25-7-8)為材料,通過3年田間試驗(yàn),探究緩釋肥一次性側(cè)位深施的效果及適宜用量,以期為紅壤旱地油菜科學(xué)施肥提供參考。
試驗(yàn)于2017年10月至2020年5月在江西省紅壤研究所進(jìn)賢試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。該區(qū)域?qū)俚湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候,氣候溫和,雨量充沛。3年油菜季氣象條件總體利于油菜生長(zhǎng),各月的氣溫分布和降水量如圖1所示。試驗(yàn)前茬作物是芝麻,秸稈全量還田。土壤為第四紀(jì)黏土發(fā)育的紅壤旱地,肥力中等,0~20 cm耕層的土壤基本化學(xué)性狀見表1。
圖1 試驗(yàn)點(diǎn)2017—2020年油菜生育期內(nèi)各月的氣溫和降水量
表1 試驗(yàn)地耕作層土壤基本化學(xué)性狀
試驗(yàn)采用的冬油菜品種為當(dāng)?shù)刂魍破贩N,包括2個(gè)晚熟品種(陽(yáng)光2009和大地199,生育期約215 d)和2個(gè)早熟品種(陽(yáng)光131和中油607,生育期約185 d),均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供,種子用量分別為4.5和6.0 kg·hm-2。試驗(yàn)所用肥料為緩釋型油菜專用配方肥,由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研制、湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn),N-P2O5-K2O-中微量元素(B、Ca、Mg、Zn、S)配比為25-7-8-5。
于2017—2018年和2018—2019年連續(xù)2年在張公鎮(zhèn)山南村開展緩釋肥一次性側(cè)位深施效果試驗(yàn)。設(shè)置油菜品種和施肥處理二因素裂區(qū)試驗(yàn),其中油菜品種(陽(yáng)光2009和陽(yáng)光131)為主區(qū),分別設(shè)置3個(gè)施肥處理:不施肥處理(F0),耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝并條播種子;土表撒施處理(F1),即耕地后將肥料撒施在地表,再按20 cm行距開深約2 cm的播種溝并條播種子;側(cè)位深施處理(F2),耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝條播種子,再于行間隔處開深10 cm的肥溝施肥。每小區(qū)面積12.5 m×2 m,3次重復(fù)。肥料按675 kg·hm-2的用量一次性基施。
在前兩年緩釋肥側(cè)位深施效果試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,于2019—2020年分別在張公鎮(zhèn)山南村和前坊鎮(zhèn)彭坡頭村開展緩釋肥施用量試驗(yàn)。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)置油菜品種和施肥量二因素裂區(qū)試驗(yàn),2個(gè)油菜品種(大地199和中油607)分別設(shè)0、300、450、600、750、900 kg·hm-2共6個(gè)施肥水平,肥料一次性側(cè)位深施,每個(gè)小區(qū)面積12.5 m×2 m,3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。
為突出不同熟期油菜的品種特性,并切合生產(chǎn)實(shí)際,晚熟品種于10月上旬播種、次年5月中旬收獲;早熟品種于10月下旬播種、次年4月下旬收獲。
1.4.1 油菜籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成 在油菜收獲前1 d,每個(gè)小區(qū)選定有代表性的0.8 m2(連續(xù)4行,每行1 m)樣方調(diào)查有效株數(shù),然后收集樣方內(nèi)的油菜考查每株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重。隨后分小區(qū)單獨(dú)收獲籽粒(邊行除外),晾干后測(cè)定實(shí)際產(chǎn)量。
1.4.2 成熟期地上部養(yǎng)分含量 于成熟期取油菜地上部,烘干并稱重后,分別將莖稈、角殼與籽粒分開并粉碎,過0.5 mm篩,經(jīng)H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮,用FOSS-2300型全自動(dòng)定氮儀(上海瑞玢國(guó)際貿(mào)易有限公司)測(cè)定氮含量,用鉬銻抗比色法測(cè)定磷含量,用火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀含量[20]。
1.4.3 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算 分別用肥料貢獻(xiàn)率、肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)力等指標(biāo)表征肥料利用效率[17]:
肥料貢獻(xiàn)率=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理產(chǎn)量×100%
肥料農(nóng)學(xué)利用率=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理的養(yǎng)分(N、P2O5、K2O)施用量
肥料偏生產(chǎn)力=施肥處理產(chǎn)量/施肥處理的養(yǎng)分(N、P2O5、K2O)施用量
應(yīng)用線性加平臺(tái)模型擬合緩釋型配方肥最佳用量[21]:
y=a+bx(x≤C);y=P(x>C)
式中,y為菜籽產(chǎn)量,kg·hm-2;x為肥料用量,kg·hm-2; a為截距;b為回歸系數(shù);C為直線與平臺(tái)的交匯點(diǎn);P為平臺(tái)產(chǎn)量,kg·hm-2。
參考相關(guān)方法計(jì)算油菜經(jīng)濟(jì)效益[17, 21]:
產(chǎn)值=菜籽價(jià)格×菜籽產(chǎn)量
投入成本=肥料購(gòu)買成本+施肥人工成本
施肥效益=施肥處理產(chǎn)值-不施肥處理產(chǎn)值-投入成本
產(chǎn)投比=(施肥處理產(chǎn)值-不施肥處理產(chǎn)值)/投入成本
采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)和制圖,采用SPSS 17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析,采用Duncan檢驗(yàn)法(P<0.05)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。
2.1.1 緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)油菜籽粒產(chǎn)量的影響 油菜品種、施肥處理及二者互作對(duì)油菜籽粒產(chǎn)量均存在顯著影響(P<0.05),且年際間規(guī)律基本一致(圖2)。施用緩釋肥均顯著提高了油菜籽粒產(chǎn)量,且在不同施肥方式下,2017―2018年F2的晚熟油菜和早熟油菜分別較F1顯著增產(chǎn)24.12%和16.29%;而2018—2019年晚熟油菜顯著增產(chǎn)13.58%,早熟油菜增產(chǎn)9.87%,但未達(dá)到顯著水平??梢?,緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)紅壤旱地直播油菜增產(chǎn)效果顯著,且晚熟油菜產(chǎn)量對(duì)施肥方式的響應(yīng)更為敏感。
注:A:晚熟油菜;B:早熟油菜。圖柱上不同小寫字母表示同一時(shí)期不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。
2.1.2 緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響 由表2可知,施肥處理對(duì)每株角果數(shù)影響極顯著,而對(duì)千粒重影響不顯著。與F1相比,F(xiàn)2顯著提高了油菜每株角果數(shù)(2018—2019年早熟油菜除外),晚熟油菜和早熟油菜分別提高了10.78%(2年均值,下同)和8.19%;此外,F(xiàn)2的收獲密度和總角果數(shù)均高于F1,其中晚熟油菜和早熟油菜的收獲密度分別提高了10.14%和5.78%,總角果數(shù)分別提高了21.34%和14.55%??梢姡忈尫蕚?cè)位深施處理主要是通過保證較大的收獲密度、較高的每株角果數(shù)并維持正常的每角粒數(shù)和千粒重提高直播油菜的產(chǎn)量。
表2 不同施肥處理對(duì)油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響
2.1.3 緩釋肥側(cè)位深施對(duì)油菜養(yǎng)分吸收的影響 由圖3可知,與產(chǎn)量趨勢(shì)類似,與F1相比,F(xiàn)2提高了油菜的養(yǎng)分積累,成熟期油菜地上部各元素養(yǎng)分吸收量均表現(xiàn)為F2顯著高于F1(2018―2019年早熟油菜P吸收量除外);其中F2晚熟油菜的N、P、K吸收量分別提高了20.11%(2年均值,下同)、14.02%和16.64%,早熟油菜的N、P、K吸收量分別提高了17.29%、12.79%和15.04%。
圖3 緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)油菜地上部N、P、K養(yǎng)分吸收量的影響
2.1.4 緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)油菜肥料利用率的影響 由表3可知,油菜品種、施肥方式均對(duì)油菜肥料利用率具有顯著或極顯著影響。與F1相比,F(xiàn)2顯著提高了油菜的肥料農(nóng)學(xué)利用率、肥料偏生產(chǎn)力(2018―2019年早熟油菜除外)和肥料貢獻(xiàn)率。與F1相比,F(xiàn)2晚熟油菜的肥料農(nóng)學(xué)利用率提高了35.46%(2年均值,下同),肥料偏生產(chǎn)力提高了18.60%,肥料貢獻(xiàn)率提高了7.03個(gè)百分點(diǎn)(增幅13.29%);而對(duì)于早熟油菜,F(xiàn)2的肥料農(nóng)學(xué)利用率提高了20.45%,肥料偏生產(chǎn)力提高了13.01%,肥料貢獻(xiàn)率提高了3.95個(gè)百分點(diǎn)(增幅6.16%)??傮w而言,緩釋肥一次性側(cè)位深施同步實(shí)現(xiàn)了紅壤旱地直播油菜的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。
表3 緩釋肥一次性側(cè)位深施對(duì)油菜肥料利用率的影響
2.2.1 緩釋肥施用量對(duì)油菜籽粒產(chǎn)量的影響 由表4可知,油菜品種、施肥量及二者的互作均對(duì)產(chǎn)量有極顯著影響。在一次性側(cè)位深施緩釋肥0~900 kg·hm-2范圍內(nèi),菜籽產(chǎn)量總體隨施肥量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì),晚熟油菜和早熟油菜分別在肥料用量超過750和600 kg·hm-2后不再顯著增加;在相同施肥量下,晚熟油菜產(chǎn)量顯著高于早熟油菜(P<0.05),二者分別在施肥量為750和600 kg·hm-2時(shí)產(chǎn)量最高,且2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均產(chǎn)量均顯著高于最高施肥量處理(900 kg·hm-2)。因此,利用線性加平臺(tái)肥效模型計(jì)算緩釋肥一次性側(cè)位深施最佳用量,晚熟油菜和早熟油菜分別為721.87、604.29 kg·hm-2(圖4),相應(yīng)的平臺(tái)產(chǎn)量分別達(dá)2 498.27和1 753.42 kg·hm-2。
圖4 緩釋肥一次性側(cè)位深施的肥效模型
表4 緩釋肥施用量對(duì)油菜籽粒產(chǎn)量的影響
2.2.2 緩釋肥施用量對(duì)油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響 由表5可知,隨著施肥量的增加,收獲密度、每株角果數(shù)、總角果數(shù)和每角粒數(shù)均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì),晚熟油菜和早熟油菜分別在施肥量達(dá)到750和600 kg·hm-2時(shí)達(dá)最大值,而千粒重在不同施氮量處理間差異較小。相關(guān)分析和通徑分析顯示(表6),2種類型油菜的產(chǎn)量均與其收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)呈極顯著相關(guān)關(guān)系,而與千粒重?zé)o顯著相關(guān)性。其中,收獲密度和每株角果數(shù)對(duì)最終產(chǎn)量的直接效應(yīng)較大??梢姡WC較大的收獲密度并產(chǎn)生較多的每株角果和每角籽粒,是側(cè)位深施適量緩釋肥促進(jìn)紅壤旱地直播油菜增產(chǎn)的主要原因。
表5 緩釋肥施用量對(duì)油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響(張公)
表6 油菜產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)系數(shù)及通徑系數(shù)
2.2.3 緩釋肥施用量對(duì)油菜肥料利用率的影響 由表7可知,緩釋肥施用量對(duì)紅壤旱地直播油菜的肥料利用率有極顯著影響(P<0.01)。隨著緩釋肥施用量的增加,肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料貢獻(xiàn)率呈先增加后降低的趨勢(shì)。在施肥量超過600 kg·hm-2后肥料貢獻(xiàn)率不再有顯著變化;肥料農(nóng)學(xué)利用率在施肥量超過750 kg·hm-2(晚熟油菜)和600 kg·hm-2(早熟油菜)后顯著降低;肥料偏生產(chǎn)力則隨緩釋肥施用量的增加而逐漸降低,在施肥量超過750 kg·hm-2(晚熟油菜)和600 kg·hm-2(早熟油菜)時(shí)變化顯著??傮w來看,緩釋肥用量為600~750 kg·hm-2時(shí)可維持較高的肥料利用率。
表7 緩釋肥施用量對(duì)油菜肥料利用率的影響
2.2.4 緩釋肥施用量對(duì)油菜經(jīng)濟(jì)效益的影響 由表8中油菜的經(jīng)濟(jì)效益情況可知,隨著緩釋肥施用量的增加,其施肥成本增加,最終產(chǎn)值、毛利潤(rùn)、施肥凈利潤(rùn)和產(chǎn)投比均呈先增加后降低的趨勢(shì)。油菜的產(chǎn)值、毛利潤(rùn)和施肥凈利潤(rùn)分別在施肥量為750(晚熟油菜)和600 kg·hm-2(早熟油菜)時(shí)最高;產(chǎn)投比則均在施肥量為600 kg·hm-2時(shí)達(dá)到最大值(平均為3.93),而在施肥量過高(900 kg·hm-2)或過低(300 kg·hm-2)時(shí)均小于3.5。
表8 緩釋肥施用量對(duì)油菜經(jīng)濟(jì)效益的影響
簡(jiǎn)化施肥是油菜輕簡(jiǎn)高效生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其中緩釋肥以一次性施用、肥效周期長(zhǎng)、養(yǎng)分利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸得到推廣應(yīng)用[3, 17-18]。本研究中,相比土表撒施,緩釋肥側(cè)位深施總體顯著提高了油菜產(chǎn)量和肥料利用率。這與水田油菜常規(guī)肥料基肥深施[13-15]及其他作物體系[6, 9-12]的相關(guān)研究結(jié)論基本一致。但相比常規(guī)肥料基肥深施,本研究肥料集中深施較土表撒施的增產(chǎn)效果略低,僅與水田移栽油菜相近[13],卻遠(yuǎn)低于水田直播油菜[13-14]。這可能與油菜栽培模式對(duì)施肥方式的響應(yīng)差異和立地條件差異有關(guān)[3-4],緩釋肥中含有脲酶抑制劑和硝化抑制劑,能夠延緩氮素養(yǎng)分釋放,降低氮素氨揮發(fā)損失及地表徑流損失,保證油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求,即使是表施也較普通肥料增產(chǎn)增效[3]。本研究還發(fā)現(xiàn),緩釋肥側(cè)位深施對(duì)提高晚熟油菜產(chǎn)量及肥料利用率的效果更顯著,可能與晚熟油菜生育期更長(zhǎng)、需肥量更多以及產(chǎn)量潛力更大等因素有關(guān)[22]。
不同年份油菜產(chǎn)量及肥料利用率對(duì)緩釋肥側(cè)位深施的響應(yīng)也存在一定差異,其中2017—2018年表現(xiàn)更為敏感,這可能主要受土壤肥力及降水量的影響。該年份試驗(yàn)地基礎(chǔ)肥力偏低,基礎(chǔ)產(chǎn)量相對(duì)較低,側(cè)位深施不僅能夠減少肥料養(yǎng)分損失,還可以保證土壤養(yǎng)分供應(yīng),最終顯著提高產(chǎn)量和肥料利用率;2018—2019年試驗(yàn)地基礎(chǔ)肥力較高,基礎(chǔ)產(chǎn)量則相對(duì)較高,雖然表施增加了土壤養(yǎng)分損失,但由于土壤本身養(yǎng)分供應(yīng)充足,所以側(cè)位深施的優(yōu)勢(shì)并沒有2017—2018年顯著。但在施肥條件下兩年油菜產(chǎn)量差異較小,而2017—2018年各處理油菜肥料利用率普遍高于2018—2019年,這可能主要受降水量的影響。2018—2019年油菜生長(zhǎng)期間降水量偏多,由此造成的光合生產(chǎn)受限及相對(duì)較大的養(yǎng)分淋溶損失可能是增產(chǎn)潛力和肥料利用率降低的主要原因[14, 23-24]??傊?,在不同氣象及地力條件下,側(cè)位深施緩釋肥的施肥方式均能夠進(jìn)一步提高紅壤旱地油菜產(chǎn)量與肥料利用率。
緩釋肥側(cè)位深施促進(jìn)油菜高產(chǎn)的形成和肥料利用率的提高,可能主要得益于肥料集中深施顯著改善了中后期根系生長(zhǎng),延緩了根系的衰老進(jìn)程,促進(jìn)了花后根部與地上部的協(xié)同增長(zhǎng)以及養(yǎng)分吸收[13]。肥料施入土壤后,尤其是在集中深施時(shí)會(huì)在根區(qū)形成一種肥料微域環(huán)境,從而刺激根系增殖、構(gòu)建理想根型,促進(jìn)養(yǎng)分吸收和地上部生長(zhǎng)[14-15]。施肥位置可顯著影響根系生長(zhǎng)、生理活性及空間分布,進(jìn)而影響?zhàn)B分吸收和產(chǎn)量形成[9]。直播油菜干物質(zhì)積累主要集中在薹期至角果期[25],通過肥料集中深施可減少養(yǎng)分損失,保證油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求,尤其是保障油菜生長(zhǎng)后期土壤養(yǎng)分供應(yīng),促進(jìn)根系增殖和深層擴(kuò)展并提高深層根系活力[3-4]。禾本科作物的相關(guān)研究[8-10]也表明,肥料合理深施有利于提高拔節(jié)后,尤其是花后干物質(zhì)累積和養(yǎng)分吸收,改善生育后期的營(yíng)養(yǎng)狀況與生理活性,提高灌漿結(jié)實(shí)期群體的光合生產(chǎn)力和對(duì)光合產(chǎn)物的同化力,從而促進(jìn)高產(chǎn)的形成。
與移栽油菜不同,直播油菜個(gè)體纖弱,群體密度不穩(wěn)定并易受環(huán)境影響,但科學(xué)的養(yǎng)分管理可以影響個(gè)體發(fā)育從而調(diào)控群體密度與生長(zhǎng)過程[3-4]。其養(yǎng)分調(diào)控原則為:促進(jìn)出苗以提高群體起點(diǎn),強(qiáng)化個(gè)體生長(zhǎng)以降低植株死亡,最終保證個(gè)體質(zhì)量與群體數(shù)量的平衡而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量和高肥效[3]。與前人關(guān)于移栽或直播油菜研究不同的是,本試驗(yàn)并未進(jìn)行間苗和定苗處理,因此體現(xiàn)的是群體質(zhì)量。但肥料側(cè)位深施處理在維持較大群體密度的同時(shí),也促進(jìn)了個(gè)體的壯大(較多的單株角果數(shù)、每角粒數(shù)及正常的千粒重),最終獲得充足的角果數(shù)而增產(chǎn)增效。
在多熟制輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)條件下,作物茬口較緊,加之季節(jié)性干旱,紅壤旱地直播油菜播種期存在較大的不確定性。尤其是遲播時(shí)選種的早熟油菜,個(gè)體生長(zhǎng)量較小、冬前群體優(yōu)勢(shì)弱,需以高密度群體奪高產(chǎn)[26]。緩釋肥側(cè)位深施適宜用量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著施肥量(0~750 kg·hm-2)的增加,油菜收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)總體呈協(xié)同增加的趨勢(shì),適宜施肥量處理(600~750 kg·hm-2)最終有效株數(shù)可維持在40~55萬(wàn)株·hm-2。晚熟和早熟油菜分別在施肥量超過750 kg·hm-2和600 kg·hm-2時(shí),各產(chǎn)量構(gòu)成因子則呈降低趨勢(shì)。側(cè)位深施適量緩釋肥可促進(jìn)油菜養(yǎng)分吸收,提高生物量及養(yǎng)分積累量,在獲得較高植株密度的同時(shí),提高了單株角果數(shù)、每角粒數(shù),并保持了正常的千粒重,最終擴(kuò)大了群體庫(kù)容量而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。這與李小坤等[16]和胡文詩(shī)等[21]研究結(jié)論相似,而適宜施肥量不盡一致,主要與種植制度、環(huán)境條件、肥料類型及施肥方式等因素有關(guān)。本研究是基于緩釋肥側(cè)位深施的施肥方式和作物秸稈全量還田的紅壤旱地多熟制輪作模式,周年養(yǎng)分盈余量和節(jié)肥增效的空間較大[2]。而且,一次性基施等量控釋氮肥比分次施普通尿素增產(chǎn),節(jié)肥同時(shí)提高氮肥利用率[27]。長(zhǎng)期施用控釋氮肥,還有進(jìn)一步減施化學(xué)氮肥的潛力[28-29]。而緩釋肥在減少肥料養(yǎng)分投入并一次性基施的情況下,仍能實(shí)現(xiàn)油菜增產(chǎn)增效[3]。與前人研究結(jié)果一致[16, 21],本試驗(yàn)中過量施肥既增加了成本和養(yǎng)分損失,又明顯降低了肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益。兩年緩釋肥側(cè)位深施效果對(duì)比試驗(yàn)也已表明,在等量緩釋肥一次性施用的條件下,采用側(cè)位深施的施肥方式能夠顯著提高油菜產(chǎn)量與肥料利用率。再綜合3年4組試驗(yàn)結(jié)果來看,晚熟油菜和早熟油菜側(cè)位深施600 kg·hm-2緩釋肥就基本能夠達(dá)到表面撒施675 kg·hm-2緩釋肥的產(chǎn)量水平。長(zhǎng)期實(shí)行秸稈還田具有培肥地力和降低化肥投入的效應(yīng)[30-31],結(jié)合緩釋肥側(cè)位深施則還有進(jìn)一步降低化肥投入的潛力。
紅壤旱地直播油菜最佳施肥量(N-P2O5-K2O-25-7-8)為晚熟油菜720 kg·hm-2、早熟油菜605 kg·hm-2,產(chǎn)量潛力分別達(dá)2 500和1 750 kg·hm-2,且相應(yīng)的肥料利用率高、經(jīng)濟(jì)效益佳。研究得出的適宜施肥量與南方冬油菜多熟制區(qū)氮、磷、鉀肥推薦用量基本一致[3],平臺(tái)產(chǎn)量則明顯高于本區(qū)域油菜的平均單產(chǎn)[1],而且產(chǎn)投比維持在3.5以上。機(jī)械化種肥同步播施技術(shù)融合了有序直播和緩釋肥一次性側(cè)位深施等關(guān)鍵技術(shù),并能同步實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)增效。因此,因地制宜地推廣應(yīng)用油菜緩釋肥側(cè)位深施的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套技術(shù),紅壤旱地直播油菜產(chǎn)量潛力、肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)更加可觀。
相比傳統(tǒng)土表撒施,緩釋肥一次性側(cè)位深施顯著促進(jìn)了紅壤旱地直播油菜高產(chǎn)的形成、以及養(yǎng)分(N、P、K)吸收和肥料利用率的提高,尤其是對(duì)晚熟油菜。一次性側(cè)位深施適量(600~750 kg·hm-2)緩釋肥可保證較大的收獲密度并產(chǎn)生較多的每株角果和每角籽粒,從而協(xié)同提高籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。晚熟和早熟油菜的目標(biāo)產(chǎn)量為2 500和1 750 kg·hm-2時(shí),緩釋肥側(cè)位深施的適宜用量分別為720和605 kg·hm-2。綜上,一次性側(cè)位深施適量緩釋肥可顯著提高紅壤旱地直播油菜生產(chǎn)力,建議結(jié)合機(jī)械化種植因地制宜地推廣應(yīng)用。
EffectsofOne-TimeSideDeepApplicationofSlow-ReleasedFertilizeronYieldFormationandNutrientUtilizationof