氮磷鉀施用對薹花期受漬油菜產量及養分吸收的影響

鄒娟+朱建強+吳啟俠+等

摘要：盆栽條件下模擬油菜（Brassica napus L.） 蕾薹-花期漬水，研究氮磷鉀肥施用對漬水油菜產量和養分吸收的影響。結果表明，氮磷鉀配施有利于增強油菜抗漬能力，促進油菜對養分的吸收，增加各器官干物質重，并提高了油菜收獲指數和子粒中養分累積的比例，進而減輕了漬水帶來的產量損失。氮磷鉀三要素中對薹花期漬水油菜產量和養分吸收的作用效應為氮>磷>鉀。

關鍵詞：油菜（Brassica napus L.）；氮磷鉀；產量；養分吸收

中圖分類號：S565.401 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-4956-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.009

Effects of NPK on Yield and Nutrient Uptake of Bud-blooming Waterlogged Rapeseed

ZOU Juan， ZHU Jian-qiang， WU Qi-xia， DAI Lan-yan， LI Meng-qin

（Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland，Ministry of Education，Yangtze University，Jingzhou 434025，Hubei，China）

Abstract： A Pot experiment was conducted to study the effects of nitrogen， phosphorus and potassium on yield and nutrient uptake of bud-blooming waterlogged rapeseed. The results indicated that combination of N， P， and K fertilizers enhanced waterlogging resistance of rapeseed， increased nutrient uptake，dry matter accumulation，harvest index and percentage of nutrient accumulation in seed，so as to reduce the yield loss caused by waterlogging. The influential sequence of NPK on rapeseed yield and nutrient uptake were N>P>K.

Key words： Brassica napus L.； nitrogen， phosphorus and potassium； yield； nutrient uptake

漬害是湖北省油菜高產穩產的限制因子之一，常年發生面積約占油菜種植總面積的20%[1]。漬水后油菜減產17%～42%[2]，最大限度降低漬害對油菜生長發育和產量的影響，對于保障湖北油菜產業可持續發展具有重要意義。如何減輕油菜漬害帶來的產量損失，一是選育選用耐濕性強的油菜品種[3]，二是采用開溝排水降低地下水位、土壤翻耕和中耕、增施肥料等栽培管理措施[4，5]。氮磷鉀肥的合理施用是調控油菜生長發育與產量品質形成的重要手段，隨著作物抗逆生理生化機制研究的深入，人們在重視氮磷鉀肥增產效用的同時，越來越關注氮磷鉀肥對作物抗逆的調節作用。對小麥、棉花、玉米等作物的研究結果表明，漬水脅迫下增施氮肥可顯著影響作物光合作用、養分吸收、光合產物累積與分配、抗氧化代謝等，進而改善作物的抗漬性；增施磷肥可顯著提高葉片脯氨酸、丙二醛含量和膜質透性；適宜的鉀營養能提高CO2的同化率，促進光合產物的運輸，增強細胞膜的持水能力，提高細胞的滲透勢和透性[6-9]。對油菜的研究也發現，合理配施氮磷鉀可增強油菜的抗逆能力，在一定程度上減少漬害的不利影響[10]。然而，施肥對漬水脅迫下油菜營養吸收與運轉影響機制的報道較少。

本研究根據湖北省油菜主產區春季雨水特點，在油菜抽薹-開花期模擬漬害脅迫，研究氮、磷和鉀對受漬油菜營養吸收與運轉以及物質積累的影響，旨在揭示漬水逆境下氮磷鉀素對油菜生長發育和產量形成的生理機制，為易漬地區和年份油菜合理施肥，改善油菜抗漬性提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2013年10月至2014年5月在長江大學農學院試驗基地進行盆栽試驗。供試土壤為中壤土，取自旱地，按等容重分層回填，其土壤pH 8.55，有機質含量11.20 g/kg，全氮1.04 g/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷8.43 mg/kg，全鉀11.57 g/kg，速效鉀85.22 mg/kg。試驗所用盆缽直徑40 cm、高70 cm，底部有一個1 cm透水孔，每盆裝拌均勻熟土25 kg。土壤經自然風干、去雜后裝盆，用水沉實。供試油菜品種為華油雜15號，于2013年10月6日每盆播種8～10粒，11月6日每盆留取生長一致的油菜苗3株。其他管理按高產栽培要求進行。

1.2 試驗設計

試驗設置土壤水分和肥料兩個因素，土壤水分為：①正常灌水，使土壤相對含水量始終保持在（75±5）%；②薹花期漬水，在油菜薹花期（2014年3月8日）將正常灌水油菜增加灌水至盆內有可見明水（高出土面1 cm左右），持續14 d至3月22日，然后拔去此前在盆缽底部透水孔處的橡皮塞，使土壤含水量逐漸恢復至正常灌水水平，直至油菜收獲。

在肥料施用上，設置NPK、PK（不施氮）、NK（不施磷）、NP（不施鉀）和CK（不施肥）5個處理，根據《中國主要作物施肥指南》[11]，按大田施肥水平，NPK處理肥料用量依次為N 180 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2，此外，為保證油菜的正常生長，各處理增施7.5 kg/hm2的硼砂（同大田施肥水平）。所有處理磷肥和硼均作基肥一次性施用，氮、鉀肥分基肥、越冬肥和薹肥三次施肥，比例分別為60%、20%和20%。肥料分別用尿素、磷酸二氫鈉、氯化鉀和硼砂，基肥與土拌勻裝盆，追肥溶于水中澆施。

土壤水分和肥料兩因素共設10個處理組合，采用完全隨機設計，各種植5盆，共計50盆。

1.3 測定項目

油菜收獲時，考察株高、莖粗、一級有效分枝數、主花序長度、主花序有效角果數、單株有效角果數、每角粒數、每角長度及千粒重等性狀指標，待風干后測定單株產量，并按根、莖葉、角殼、子粒等器官分開，烘干后測定其氮、磷、鉀養分含量。

植株全氮磷鉀用濃H2SO4-H2O2聯合消煮，流動注射分析儀（德國SEAL，AA3）測全氮和全磷，火焰光度計測全鉀[12]。

2 結果與分析

2.1 氮磷鉀施用對受漬油菜產量構成的影響

成熟期油菜生長性狀調查結果（表1）顯示，薹花期漬水油菜后期生長受到抑制，漬水后油菜株高、莖粗、有效分枝數、主花序長度及每角長度等生長性狀均低于正常水分條件下對應的施肥處理。產量構成因子中，不同水分管理的各處理間單株有效角果數差異顯著，正常水分條件下，NPK、PK、NK、NP及CK處理較漬水下各處理有效角果增加60.00、21.00、38.00、43.67和17.00個，增幅在35.17%～61.65%之間，每角粒數和千粒重的增幅分別在1.46%～6.86%和1.48%～10.61%之間。

正常水分管理條件下，NPK處理成熟期生長性狀優于其他處理，5個施肥處理的單株有效角果數、每角粒數和千粒重等產量構成因子的大小順序為NPK>NP>NK>PK>CK，薹花期漬水后各施肥處理間亦呈現相同趨勢，說明肥料三要素中氮是影響油菜生長的第一要素，其次是磷、鉀，氮磷鉀配施有利于增強油菜的耐漬能力。

2.2 氮磷鉀施用對油菜各器官生物學產量的影響

由表2可知，與NPK處理相比，正常水分條件下缺素及不施肥處理子粒減產10.38～28.44 g/盆，減產率29.25%～80.14%；漬水條件下減產3.58～15.53 g/盆，減產率17.61%～76.39%。相同水分條件下，NPK處理油菜收獲指數（子粒占地上部干物質重的比例）高于其他處理，說明氮磷鉀配施有利于干物質從營養器官向子粒轉移與分配。

同一施肥處理在不同水分管理條件下，成熟期各器官干物重有明顯差異。與正常水分管理相比漬水后5個施肥處理根系減產5.85%～26.11%、莖稈減產9.12%～17.76%、角殼減產3.96%～39.46%、子粒減產30.18%～42.72%，子粒減產幅度高于其他器官。

2.3 氮磷鉀施用對受漬各器官養分含量的影響

油菜各器官養分含量結果（表3）表明，無論正常管理還是薹花期漬水條件下，PK（-N）處理各器官含N量明顯低于NPK、NK（-P）和NP（-K）3個施氮處理；另一方面，正常水分管理條件下各施肥處理不同器官N含量略低于漬水時對應的施肥處理，從地上部生物量上判斷，這種差異可能是由于正常管理生物量較漬水時大而產生稀釋效應引起的。施磷、鉀對各器官磷、鉀含量的影響與氮的影響一致，即不施磷或鉀的處理，不同器官磷或鉀的含量較施磷或鉀處理低，正常水分和漬水條件下均表現相同規律，說明氮磷鉀肥施用明顯促進了油菜對養分的吸收。

2.4 氮磷鉀施用對受漬各器官養分積累量的影響

由表4可知，無論子粒和角殼還是莖稈和根系，氮磷鉀配合施用處理的N、P2O5和K2O養分積累量均比PK（-N）、NK（-P）、NP（-K）和CK（不施肥）處理有大幅度的提高。正常水分條件下，缺素和不施肥處理較NPK處理全株N積累量減少0.507～1.526 g/盆，降幅為26.84%～80.78%；P2O5積累量減少0.217～0.566 g/盆，降幅為30.91%～80.63%；K2O積累量減少0.529～1.290 g/盆，降幅為30.42%～74.18%。薹花期漬水后，缺素和不施肥處理較NPK處理全株N積累量減少0.212～0.912 g/盆，降幅為17.59%～75.68%；P2O5積累量減少0.076～0.332 g/盆，降幅為17.63%～77.03%；K2O積累量減少0.239～0.786 g/盆，降幅為20.71%～68.11%。

相同施肥條件下，不同水分管理植株養分積累量也有明顯差異。漬水條件下，5個施肥處理每盆全株N積累量較正常水分管理條件下減少0.070～0.684 g，降幅為19.28%～36.21%；P2O5積累量減少0.040～0.271 g，降幅為22.10%～38.60%；K2O積累量減少0.049～0.585 g，降幅為10.23%～33.64%。結果表明，合理施肥更有利于養分積累量的增加。

根據表4結果可計算養分在不同器官中的分配比例，可知正常水分管理時5個施肥處理子粒氮、磷和鉀積累量分別占總量的69.42%～76.04%、78.68%～84.07%和13.36%～19.21%，薹花期漬水后子粒養分所占比例分別為66.21%～71.01%、72.73%～79.55%和11.96%～18.02%，低于正常水分時子粒所占比例說明漬水影響養分由營養器官向子粒的轉移。比較不同施肥處理子粒養分所占比例，結果顯示缺氮（PK）、缺磷（NK）處理子粒中氮、磷的累積比例大于施用氮、磷處理，說明植株缺氮、磷養分時，相應養分優先分配于子粒中，缺鉀處理未表現出此規律。

3 小結與討論

作物生物量的累積與養分累積有著密切的關系，養分累積是生物量累積的基礎，也是作物產量形成的基礎[12]。本研究結果表明，無論正常水分管理還是薹花期漬水氮磷鉀肥施用均明顯促進了油菜對養分的吸收，進而提高了各器官干物質產量，這與前人研究結論基本一致[13-15]。

作物對養分的吸收利用與土壤養分狀況及根系吸收養分的能力等因素有關，沃土根茂有利于作物提高養分吸收效率[16]?？茖W施肥能提升土壤肥力已是不爭事實[17]，較缺素或不施肥處理，氮磷鉀配合施用油菜根系群體更強大，這一點在成熟期根系干物質重上可體現。由此可推斷薹花期漬水前NPK處理油菜已形成相對較發達的根系，盡管漬水后由于土壤細胞線粒體呼吸功能紊亂、有氧呼吸降低、糖酵解加速，進而主動吸收能量不足，導致根系吸收能力下降，但氮磷鉀配施后油菜根系養分吸收能力仍高于缺素或不施肥處理。

油菜種植一般以收獲子粒為目的，漬水后子粒中養分積累量占全株的比例降低，油菜收獲指數也降低，說明漬水影響油菜干物質和養分從營養器官向子粒的轉移與分配。氮磷鉀配施有利于干物質和養分從營養器官向子粒的轉移與分配，三要素中氮的影響最大，其次是磷、鉀。

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