鉀肥種類和施鉀時期對油葵產量及品質的影響

曾 駿，郭天文，張平良，李書田，董 博，劉曉偉

(1.甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省旱作區水資源高效利用重點實驗室， 甘肅 蘭州 730070 ；3.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所， 北京 10081)

油葵是世界上第二大油料作物。15世紀傳入中國，是我國五大油料作物之一[1-3]。油葵籽粗脂肪含量是決定油葵產油量的關鍵指標。脂肪酸組成是影響油葵品質的重要因素之一[4-5]。油葵籽粒富含必需的不飽和脂肪酸(其中亞油酸含量高達60%)。亞油酸是人體必需脂肪酸，它能抑制血栓形成，維持血壓平衡，預防血管疾病，有益人類健康[6]。

近年來，在我國許多地區存在氮肥和磷肥部分施用過多的現象，卻忽略了鉀肥的施用，造成鉀素供應不足[7-8]。因此，合理補充鉀肥對農業的可持續發展具有十分重要的意義。近年來的試驗研究表明，向日葵施用適量鉀肥對增產的效果顯著[9-12]。施用鉀肥降低了向日葵的蛋白質含量，但增加了脂肪酸的含量，提高了油的品質[13]。以往的研究多集中于鉀肥與不同肥料的組合施用，分析其對向日葵產量和品質的影響，缺乏鉀肥種類和施肥時期對其影響的分析研究[14-15]。本研究在景泰縣條山農場進行了3 a的定位試驗，通過對不同鉀肥種類和施鉀時期油葵產量及其品質的研究，旨在為油葵的高產優質栽培及科學有效施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在甘肅省景泰條山農場，屬典型的灌溉農業區，土壤屬灰鈣土，其質地為沙質壤土或粘土，土層深厚，肥力中等。該區域海拔約1 680 m，年降水量218 mm，季節分布不均，多集中在7—9月，年蒸發量3 038 mm，年日照時數2 725.5 h，年均氣溫8.2℃，無霜期155～165 d，≥10℃的有效積溫3 038.2℃，光照豐富，日照長，晝夜溫差大，屬內陸氣候。

1.2 試驗材料和試驗設計

試驗于2014—2016年實施，耕層(0～20 cm)土壤養分狀況見表1，油葵供示品種為隴葵雜3號，栽培方式為全膜覆蓋平作，種植密度為60 000株·hm-2，小區面積36 m2，油葵于4月份播種，蕾期、花期、盛花期各灌溉1次，灌溉量約360 mm左右。

施肥試驗設計如表2所示。肥料種類為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512-16%)、氯化鉀(含K2O 60%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。根據當地測土配方施肥結果，試驗所用肥料的氮(N)、磷(P2O5)、鉀 (K2O)推薦用量分別為180、120、120 kg·hm-2，肥料除部分處理鉀肥在蕾期和花期追施，其余全部在播前基施。試驗設鉀肥2種: KCl(F1)和K2SO4(F2)；設施鉀時期3個：全部種前基施(T1)、 50% 種前基施+50% 現蕾期追施(T2)、25%基施+50%現蕾期追施+25%花期追施(T3)，共組成6個處理，各處理重復3次，采用隨機區組排列。

表1 試驗田2014年土壤基礎肥力

1.3 測試項目及其計算方法

盤徑：成熟期每個處理選取長勢均勻的 10株植株， 以米尺測量花盤直徑，計算各項平均值。

產量：采用全區測產。

千粒重、出仁率:取各處理成熟期籽粒，進行室內考種測定，取3次平均數。

表2 施肥試驗設計

品質指標測定方法：取各處理成熟期籽粒，分別測定蛋白質含量、粗脂肪、不飽和脂肪酸及其組分(油酸、亞油酸、亞麻酸) 含量。

粗蛋白質含量測定采用凱氏法[16]，粗脂肪采用油重法[17]，脂肪酸組分含量測定采用氣相色譜法[18]。

數據采用軟件 Excel、DPS 7.05進行顯著性分析，LSD法檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 鉀肥種類和施鉀時期對油葵產量及產量構成的影響

2.1.1 鉀肥種類和施鉀時期對油葵產量構成的影響 由表3可知，2014—2016年，F1T1的盤徑最高，F2T3的盤徑最低。油葵盤徑受鉀肥種類和施鉀時期的影響均不顯著。

油葵千粒重受鉀肥種類的影響差異均不顯著。油葵千粒重受鉀肥時期的影響在2014年和2015年差異顯著。F1T1的千粒重較F1T3在2014、2015年分別增加了14.74%、3.37%；F2T1的千粒重較F2T3在2015年增加了4.11%。

表3 不同鉀肥和施鉀時期對油葵產量構成的影響

注:表中不同小寫字母表示同一年份不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Notes: Values followed by different lowercase letters in the table mean significant differences among treatments in the same year (P<0.05). The same below.

油葵出仁率受鉀肥種類的影響在2015年和2016年差異顯著。F1T1的出仁率較F2T1在2015年和2016年分別增加了1.50%、2.99%，F1T2的出仁率較F2T2在2015年和2016年分別增加了1.76%、19.7%。除2014年的F1和2016年的F2以外，出仁率受施鉀時期的影響在2014—2016年差異顯著。 2014年F2T1的出仁率較F2T3增加了4.14%；2015年F1T1的出仁率較F1T2和F1T3分別增加了2.72%、4.19%，F2T1的出仁率較F2T2和F2T3分別增加了2.98%、1.60%；2016年F1T1和F1T2較F1T3分別增加了2.80%、1.49%。

2.1.2 鉀肥種類和施鉀時期對油葵產量的影響 由表4可知，油葵產量受鉀肥種類的影響在2014年差異顯著。2014年F1T2的產量較F2T2增加了4.96%，F1T3較F2T3增加了4.06%。除2015年的F2以外，油葵產量受施鉀時期的影響在2014—2016年差異顯著。2014年F1T1的產量較F1T2和F1T3分別增加4.62%、9.36%，F1T2的產量較F1T3增加4.53%，F2T1的產量較F2T2、F2T3分別增加了7.59%、11.59%；2015年和2016年F1T1的產量較F1T3分別增加了7.75%和5.60%，F2T1的產量較F2T3增加了5.23%。

2.1.3 油葵產量與產量構成因素的相關分析 表5可知，油葵產量與產量構成(盤徑、千粒重、出仁率)均有顯著的正相關關系。產量構成中出仁率與盤徑、千粒重有明顯的正相關關系，而盤徑與千粒重之間沒有明顯的相關性。

表4 不同鉀肥和施鉀時期對油葵產量的影響

表5 油葵產量與產量構成的相關系數矩陣

注:**代表P<0. 01水平上顯著相關。*代表P<0.05水平上顯著相關。

Notes: * and ** indicate significant differences atP<0.05 andP<0.01 levels，respectively.

2.2 鉀肥種類和施鉀時期對油葵品質的影響

2.2.1 鉀肥種類和施鉀時期對油葵粗蛋白的影響 由表6可知，油葵粗蛋白含量受鉀肥種類的影響在2014年和2016年差異顯著。F2T3的粗蛋白含量較F1T3在2014年和2016年分別增加了9.95%和8.87%。除2014年和2016年的F2以外，油葵粗蛋白含量受施鉀時期的影響在2014—2016年均存在差異。2014年F1T1和F1T2的粗蛋白含量較F1T3分別增加了9.85%和7.98%；2015年F1T1的粗蛋白含量較F1T2、F1T3分別增加了2.91%、3.20%，F2T1較F2T2、F2T3分別增加了2.30%、2.71%；2016年F1T1的粗蛋白含量較F1T3增加7.98%。

油葵粗蛋白產量受鉀肥種類的影響在2016年差異顯著。F2T3的粗蛋白產量在2016年較F1T3增加9.29%。油葵蛋白質產量受施鉀時期的影響在2014—2016年差異均顯著。2014年F1T1的粗蛋白產量較F1T2和F1T3在分別增加了6.00%、20.15%，F1T2較F1T3增加了13.35%，F2T1較F2T2和F2T3分別增加了8.15%、14.80%，F2T2較F2T3增加了6.15%；2015年和2016年F1T1的粗蛋白產量較F1T3在分別增加了11.21%、14.00%，F2T1較F2T3分別增加了6.93%、7.86%。

表6 不同鉀肥和施鉀時期對油葵粗蛋白及粗蛋白產量的影響

2.2.2 鉀肥種類和施鉀時期對油葵粗脂肪的影響 由表7可知，油葵粗脂肪含量受鉀肥種類的影響在2014—2016年差異不顯著。油葵粗脂肪含量受施鉀時期的影響在2014—2016年存在一定的差異。2014年和2015年F1T1的粗脂肪含量較F1T3分別增加4.71%、11.29%，F2T1的粗脂肪含量較F2T3分別增加4.76%、6.53%；2016年F1T1的粗脂肪含量較F1T2和F1T3分別增加了2.71%、6.18%，F1T2較F1T3增加了3.38%，F2T1較F2T2和F2T3分別增加了4.72%、6.83%。

2014—2016年，F1T1的產油量在2014年和2015年最高，F2T1的產油量在2016年最高，F2T3的產油量在2014年最低，F1T3的產油量在2015年和2016年均最低。油葵產油量受鉀肥種類的影響在2014—2016年差異不顯著。油葵產油量受施鉀時期的影響在2014—2016年均存在差異。2014年F1T1的產油量較F1T2和F1T3分別增加7.37%、14.52%，F2T1較F2T2、F2T3分別增加7.93%、19.93%，F2T2較F2T3增加了11.40%；2015年F1T1、F1T2較F1T3的產油量分別增加了19.93%、11.40%，F2T1較F2T3增加了10.82%；2016年F1T1的產油量較F1T2、F1T3分別增加5.57%、12.15%，F1T2較F1T3增加了6.23%，F2T1較F2T2、F2T3分別增加8.16%、12.39%。

表7 不同鉀肥和施鉀時期對油葵粗脂肪及產油量的影響

2.2.3 鉀肥種類和施鉀時期對油葵不飽和脂肪酸組分的影響 由表8可知，油葵油酸含量受鉀肥種類的影響在2015年和2016年均存在差異。2015年F1T2的油酸含量較F2T2增加了5.92%；2016年F1T3的油酸含量較F2T3增加了9.09%。油酸含量受施鉀時期的影響在2015年和2016年均存在差異。2015年F1T1的油酸含量較F1T3增加6.62%；2016年F1T1的油酸含量較F1T2增加了10.50%，F2T1的油酸含量較F2T2、F2T3分別增加了7.72%、10.84%。

油葵亞油酸含量受鉀肥種類的影響在2015年和2016年均存在差異。2015年和2016年F1T3的亞油酸含量較F2T3分別增加了3.17%、3.03%。亞油酸含量受施鉀時期的影響在2015年和2016年均存在差異。F1T3和F2T3的油酸含量較F1T3在2015年分別增加了3.17%、3.03%，在2016年分別增加了4.76%、3.76%。

2014—2016年，亞麻酸含量受鉀肥種類和施鉀時期的影響差異均不顯著。

表8 不同鉀肥和施鉀時期對油葵不飽和脂肪酸組分的影響

3 討論與結論

目前鉀肥對油葵產量和品質研究多集中于鉀肥與不同肥料的組合施用或者鉀肥的不同施鉀量，沒有鉀肥種類和施肥時期對油葵產量和品質影響[9,14-15]。本試驗開展了針對不同鉀肥種類和施鉀時期的研究。對不同肥料種類的研究結果表明：與施用K2SO4相比，施用KCl的盤徑、千粒重、粗脂肪含量、產油量、亞麻酸含量差異均不顯著。與施用K2SO4相比，施用KCl的產量在2014年顯著增加，出仁率、油酸含量在2015年和2016年顯著增加，粗蛋白含量在2014年和2016年顯著降低，粗蛋白產量在2016年顯著降低，亞油酸含量在2015年和2016年顯著降低。本研究中施用氯化鉀第1年可以提高油葵的產量，隨著施肥年限的增加，增產幅度逐步降低。原因可能是多年氯化鉀的施用，土壤中的鹽份含量增加，降低了油葵產量[19]。隨著施肥年限的增加，施用氯化鉀增加了油葵油酸含量，但是降低油葵的亞麻酸含量以及粗蛋白含量、粗蛋白產量，說明油酸和亞油酸之間存在負相關關系，這與鄭偉等[20]、李為萍等[21]的研究結果相一致。

通過對施鉀時期的研究表明：施鉀時期對油葵盤徑、亞麻酸含量的影響差異不顯著，對其余各產量、產量構成及品質指標的影響顯著，均為基施效果最好。其中，鉀肥基肥的千粒重在2014—2015年顯著增加，出仁率、產量、蛋白質含量、蛋白質產量、粗脂肪含量、產油量在2014—2016年顯著增加，油酸和亞油酸在2015年和2016年顯著增加。本研究中鉀肥基施能夠提高油葵產量，改善油葵品質，段玉等[22]、柳洪鵑等[23]、姚海蘭等[24]也得到了類似結果。

通過對產量與產量構成進行相關性分析，油葵產量與盤徑、千粒重、出仁率均有顯著的正相關關系。

綜上所述，施用KCl和K2SO4對油葵盤徑、千粒重、粗脂肪含量、產油量、亞麻酸含量的影響沒有明顯的差異。與施用K2SO4相比，施用KCl能夠增加油葵的產量、出仁率、油酸含量，降低了粗蛋白含量、粗蛋白產量、亞油酸含量。施鉀時期對油葵的盤徑、亞麻酸含量沒有顯著影響，但使油葵的千粒重、出仁率、產量、蛋白質含量、蛋白質產量、粗脂肪含量、產油量、油酸、亞油酸顯著增加。鉀肥的最佳施用時期為基施。油葵產量與盤徑、千粒重、出仁率均有顯著的正相關關系。油酸和亞油酸含量之間存在負相關關系。