贛北地區氮肥用量對直播油菜密度、產量和經濟效益的影響

陳國徽，劉秋霞，曹國軍，熊 文，呂太華，高冰可*

(1.九江農業科學院，江西 九江 332000；2.華中農業大學 資源與環境學院，湖北 武漢 430070)

菜籽油是我國用量最大的食用油品，占國內生產食物用油的57%以上，因此,油菜產業的穩步發展對解決我國食用油供需矛盾、提升我國食用油自給能力、確保食用油供給安全具有長遠意義[1-2]。雖然油菜生產呈現穩中有升的趨勢，但也有不少問題亟待解決[3]。油菜傳統的育苗移栽、高氮肥投入等生產技術費時費工，且農村勞力大量向城市轉移，勞力數量下降，勞力價格上漲，導致油菜種植成本不斷提高，農民收益減少[4-6]。這也挫傷了農民種植積極性，導致種植面積不斷下降[7-8]。冬油菜直播具有保持土壤水分、保護耕層土壤結構、節省勞力等優勢[9-10]。因此，發展冬油菜直播輕簡高效種植技術可以從根本解決油菜生產上存在的費工費力問題，節約生產成本，增加農民收入。但以往的研究和生產實踐表明，田間營養狀況顯著影響直播油菜的出苗、成苗和成株狀況。其中氮素營養狀況對直播油菜成株率的影響最大，因此農田養分管理中氮肥的管理也顯得格外重要。本試驗通過研究氮肥用量對直播油菜生長過程中的密度消減動態、油菜籽產量及其構成因子，擬進一步了解氮素營養如何影響直播油菜的出苗速度和出苗率、收獲時的成苗數和成苗率、油菜籽產量及其構成因子等關鍵參數，為冬油菜精量直播和高產高效生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2015～2016年在江西省九江農業科學院實驗基地進行。供試土壤為灰潮土，0～20 cm耕層土壤的理化性狀：pH 5.73、有機質1.18%、全氮0.82 mg/kg、速效磷44.38 mg/kg、速效鉀61.24 mg/kg。油菜品種為華油雜62，由華中農業大學提供。

1.2 試驗設計

試驗共設5個不同施氮處理(表1)。其中，分次施用按50%基肥+20%苗肥(播種后40 d左右)+15%越冬肥(播種后100 d左右)+15%薹肥(抽薹初期)的比例施用。各處理除氮肥施用量不同外，其他肥料均相同。施用磷肥90 kg/hm2、鉀肥120 kg/hm2和硼砂15 kg/hm2，磷肥品種為過磷酸鈣(含P2O512%)、鉀肥品種為氯化鉀(含K2O 60%)、硼肥品種為硼砂(含B 10.8%)，磷鉀硼肥全部作基肥一次性施用。

小區面積為20 m2，小區長寬設置為10 m×2 m。各小區間溝寬度0.3 m，各重復間溝0.4 m。整個試驗外圍四周設保護區，保護區內種植直播油菜。各處理3次重復，隨機區組排列。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 不同時期密度調查 播種后，選擇一塊具有代表性的區域，調查0.36 m2直播油菜株數，每隔15 d進行1次密度調查。

1.3.2 成熟期取樣及考種 成熟期各小區選取1 m2，將油菜植株連根挖起、洗凈，從中選出具有代表性植株10株，考察分枝高度、一級有效分枝數、單株有效角果數、每角粒數等指標。

1.3.3 籽粒產量 成熟期小區實收產量。

1.3.4 土壤及植株養分含量 土壤pH值：水土比為2.5∶1，pH計測定；有機質用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮用堿解擴散法測定；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定。植株全氮含量采用濃H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮儀測定。

1.3.5 有關參數的計算 施氮增收/(元/hm2)=(施氮區產量-不施氮區產量)×油菜籽價格

施氮純利潤/(元/hm2)=施氮增收-氮肥用量×氮肥價格

產投比=施氮增收/氮肥投入

植株氮總累積量/(kg/hm2)=[植株生物量(kg/hm2)×植株氮素含量(%)]/100

1.4 數據統計

數據用SAS統計軟件及Excel 2003軟件進行分析，采用最小顯著法(LSD)檢驗試驗資料的差異顯著性水平(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量對直播油菜密度的動態影響

從表2、表3可知，播種后隨著生長期的推移，直播油菜密度也有所變化。在播種后14 d，各處理出苗較均勻，密度均在110萬株/hm2以上。處理U180的出苗率最低，只有74.2%，其他處理均在90%左右。對油菜出苗率與施氮量進行相關性分析，結果表明：油菜的出苗率與施氮量不存在顯著相關性。播種后31 d，各處理密度均出現大幅下降；其中，處理U60和U240下降幅度最大，密度分別降到94.6萬株/hm2和98.4萬株/hm2；不施肥的N0處理密度下降幅度相對較小。從播種后47 d開始到收獲，各處理的密度都有一定程度的下降；相較而言，不施肥的處理密度下降較緩。最終收獲時，各處理密度在41.4萬～68.6萬株/hm2之間；隨著氮肥施用量增加各處理密度呈現下降的趨勢。

由圖1可知，收獲時各處理間施氮量同油菜密度存在負相關關系(相關系數r=-0.916)，在P<0.05水平上相關性顯著。

表2各處理對油菜出苗率的影響%

處理重復Ⅰ重復Ⅱ重復Ⅲ平均值N091.195.985.690.9U6095.994.192.994.3U12076.6100.091.789.4U18076.670.675.474.2U24095.392.980.889.7

圖1 收獲期施氮量與密度的相關性分析

2.2 氮肥用量對直播油菜農藝性狀的影響

由表4可知，施用氮肥對直播油菜的各農藝性狀均有不同程度的影響。隨著施氮量的增加，一級分枝數、分枝高度、單株角果數和每角粒數均有不同程度的上升趨勢，且施氮量同分枝高度存在顯著正相關性(相關系數r=0.896)。由圖2可知，施氮量與千粒重沒有相關關系。

表3 不同生長時期各處理的密度對比 萬株/hm2

圖2 施氮量與各農藝性狀的相關性分析

處理一級分枝數/(個/株)分枝高度/cm單株角果數/(個/株)角粒數/(粒/角)千粒重/gN07.7ab79.3b357.7a20.1ab3.46abU607.2b78.6b323.4a19.3b3.34abU1208.3a80.4b335.0a20.8ab3.28abU1807.7ab92.6a373.2a19.8ab3.16bU2408.1a93.6a359.6a21.8a3.54a

注：小寫字母代表在0.05水平上的差異顯著性。

2.3 氮肥用量對直播油菜氮素積累量的影響

分別在苗期和越冬期取樣，分析測試植株生物學產量和含氮量，從而獲得2次不同時期的氮素積累量。

由表5可知，施氮量的多少直接影響植株體內氮素含量。通過相關性分析表明，施氮量與氮素積累量存在顯著性相關，苗期和越冬期的相關系數r分別為0.932和0.937(圖3)。不施氮肥的N0處理氮素積累量顯著低于其他處理，隨著氮肥施用量的增加，氮素在植株體內積累量明顯呈上升趨勢。苗期植株吸收氮素迫切，但吸收量相對后期弱；處理U240氮素含量最高，為149.64 kg/hm2，同N0處理存在極顯著差異；處理U120和U240在苗期氮素含量也較高，同對照存在顯著性差異。

由表5可知，隨著油菜生育進程的推移，越冬期各處理氮素積累量差異顯著變大。植株體內氮素積累量呈現顯著上升趨勢。處理U240的氮素含量最高，達到588.98 kg/hm2，同其他處理存在極顯著差異；U120和U180的氮素含量較接近，分別為288.28和285.05 kg/hm2，同U60處理存在顯著差異，同對照存在極顯著差異；從苗期到越冬期，處理U60的氮素積累量提高幅度也較大，但是與N0處理沒有顯著差異。

表5 各處理間不同時期氮素積累量

圖3 施氮量與不同時期氮素積累量的相關性分析

2.4 氮肥用量對直播油菜產量及經濟效益的影響

由表6可知，隨著氮肥用量的增加，產量也隨之提升。作為不施氮肥的對照，其產量只有970 kg/hm2，極顯著低于其他處理； U120和U240處理的產量最高，分別為2006、2043 kg/hm2，與其他處理差異極顯著。同時表明，施氮可以明顯增加油菜的經濟效益，隨著氮肥施用的增加，施氮增收和純利潤均呈上升趨勢；施氮增收最高值出現在施氮240 kg/hm2處理，施氮純利潤最高值出現在處理U120。施氮產投比呈現先上升后下降的趨勢，且產投比最高值出現在施氮量為120 kg/hm2的處理中。相較不施氮肥的N0處理，施氮肥可以明顯提高油菜的經濟效益。

表6 各處理間產量及經濟效益的對比

注：油菜單價按照當地當年實收價格4.4元/kg計算，肥料成本按照過磷酸鈣0.9元/kg、氯化鉀1.8元/kg、硼砂2元/kg計算；其他成本包括用工、農藥、機耕機收費用；對照不施肥，節約人工追肥成本150元。大寫字母代表在0.01水平上存在極顯著差異。

圖4 各處理氮肥施入量同經濟效益的線性關系

由圖4可知，氮肥施用量與各處理經濟效益的關系可知，直播油菜經濟效益隨著氮肥施入量的增加而先增后減，呈多項式函數關系，關系式為：y=-0.083x2+35.76x-406.9，相關系數r為0.9，具有顯著的相關關系。當氮肥施入245.4 kg/hm2時，經濟效益值最大，為3445元/hm2。

3 結論與討論

本試驗結果表明，氮肥施用量與直播油菜密度呈負相關關系，隨著生長期推移，氮肥施用量越大，密度消減程度越高。氮肥施用量增加也促使一級分枝數、分枝高度、每角粒數和單株角果數各有不同程度的增加，但對千粒重沒有影響。植株體內的氮素積累量與氮肥施用量呈顯著正相關關系，氮肥施入量的差異直接影響到油菜植株氮素積累量，且隨著生長期的推移，不同氮肥施用量導致油菜氮素積累量的差距加大。氮肥的施用也顯著影響了直播油菜的產量和經濟效益，分析表明，當氮肥施入245.4 kg/hm2時，經濟效益值最大，為3445元/hm2。

[1] 殷艷,廖星,余波,等.我國油菜生產區域布局演變和成因分析[J].中國油料作物學報,2010,32(1):147-151.

[2] 朱珊,李銀水,余常兵,等.密度和氮肥用量對油菜產量及氮肥利用率的影響[J].中國油料作物學報,2013,35(2):179-184.

[3] 蘇偉,魯劍巍,周廣生,等.免耕及直播密度對油菜生長、養分吸收和產量的影響[J].中國農業科學,2011,44(7):1519-1526.

[4] 李燕玲,劉愛民.長江流域冬季農業主要作物的耕地競爭機制及案例研究[J].長江流域資源與環境,2009,18(2):146-151.

[5] 傅壽仲.雙低油菜核心競爭力研究：油菜栽培及其成本效益分析[J].中國油料作物學報,2004,26(3):101-105.

[6] 官春云.改變冬油菜栽培方式,提高和發展油菜生產[J].中國油料作物學報,2006,28(1):83-85.

[7] 王漢中.我國油菜產業發展的歷史回顧與展望[J].中國油料作物學報,2010,32(2):300-302.

[8] 沈金雄,傅廷棟,涂金星,等.中國油菜生產及遺傳改良潛力與油菜生物柴油發展前景[J].華中農業大學學報：自然科學版,2007,26(6):894-899.

[9] 張海林,高旺盛,陳阜,等.保護性耕作研究現狀、發展趨勢及對策[J].中國農業大學學報,2005,10(1):16-20.

[10] 謝瑞芝,李少昆,金亞征,等.中國保護性耕作試驗研究的產量效應分析[J].中國農業科學,2008,41(2):397-404.