氮磷鉀施用對薹花期受漬油菜產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響

鄒娟+朱建強(qiáng)+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(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，氮磷鉀配施有利于增強(qiáng)油菜抗?jié)n能力，促進(jìn)油菜對養(yǎng)分的吸收，增加各器官干物質(zhì)重，并提高了油菜收獲指數(shù)和子粒中養(yǎng)分累積的比例，進(jìn)而減輕了漬水帶來的產(chǎn)量損失。氮磷鉀三要素中對薹花期漬水油菜產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的作用效應(yīng)為氮>磷>鉀。

關(guān)鍵詞：油菜（Brassica napus L.）；氮磷鉀；產(chǎn)量；養(yǎng)分吸收

中圖分類號：S565.401 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的限制因子之一，常年發(fā)生面積約占油菜種植總面積的20%[1]。漬水后油菜減產(chǎn)17%～42%[2]，最大限度降低漬害對油菜生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，對于保障湖北油菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。如何減輕油菜漬害帶來的產(chǎn)量損失，一是選育選用耐濕性強(qiáng)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(diào)控油菜生長發(fā)育與產(chǎn)量品質(zhì)形成的重要手段，隨著作物抗逆生理生化機(jī)制研究的深入，人們在重視氮磷鉀肥增產(chǎn)效用的同時(shí)，越來越關(guān)注氮磷鉀肥對作物抗逆的調(diào)節(jié)作用。對小麥、棉花、玉米等作物的研究結(jié)果表明，漬水脅迫下增施氮肥可顯著影響作物光合作用、養(yǎng)分吸收、光合產(chǎn)物累積與分配、抗氧化代謝等，進(jìn)而改善作物的抗?jié)n性；增施磷肥可顯著提高葉片脯氨酸、丙二醛含量和膜質(zhì)透性；適宜的鉀營養(yǎng)能提高CO2的同化率，促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，增強(qiáng)細(xì)胞膜的持水能力，提高細(xì)胞的滲透勢和透性[6-9]。對油菜的研究也發(fā)現(xiàn)，合理配施氮磷鉀可增強(qiáng)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(yǎng)吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)影響機(jī)制的報(bào)道較少。

本研究根據(jù)湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)春季雨水特點(diǎn)，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(yǎng)吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)以及物質(zhì)積累的影響，旨在揭示漬水逆境下氮磷鉀素對油菜生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的生理機(jī)制，為易漬地區(qū)和年份油菜合理施肥，改善油菜抗?jié)n性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2013年10月至2014年5月在長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。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(jī)質(zhì)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(yàn)所用盆缽直徑40 cm、高70 cm，底部有一個(gè)1 cm透水孔，每盆裝拌均勻熟土25 kg。土壤經(jīng)自然風(fēng)干、去雜后裝盆，用水沉實(shí)。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(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置土壤水分和肥料兩個(gè)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(nèi)有可見明水（高出土面1 cm左右），持續(xù)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(fù)至正常灌水水平，直至油菜收獲。

在肥料施用上，設(shè)置NPK、PK（不施氮）、NK（不施磷）、NP（不施鉀）和CK（不施肥）5個(gè)處理，根據(jù)《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(shè)10個(gè)處理組合，采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，各種植5盆，共計(jì)50盆。

1.3 測定項(xiàng)目

油菜收獲時(shí)，考察株高、莖粗、一級有效分枝數(shù)、主花序長度、主花序有效角果數(shù)、單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、每角長度及千粒重等性狀指標(biāo)，待風(fēng)干后測定單株產(chǎn)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(yǎng)分含量。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀施用對受漬油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響

成熟期油菜生長性狀調(diào)查結(jié)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(shù)、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(yīng)的施肥處理。產(chǎn)量構(gòu)成因子中，不同水分管理的各處理間單株有效角果數(shù)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(gè)，增幅在35.17%～61.65%之間，每角粒數(shù)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?xiàng)l件下，NPK處理成熟期生長性狀優(yōu)于其他處理，5個(gè)施肥處理的單株有效角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因子的大小順序?yàn)镹PK>NP>NK>PK>CK，薹花期漬水后各施肥處理間亦呈現(xiàn)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(qiáng)油菜的耐漬能力。

2.2 氮磷鉀施用對油菜各器官生物學(xué)產(chǎn)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(chǎn)10.38～28.44 g/盆，減產(chǎn)率29.25%～80.14%；漬水條件下減產(chǎn)3.58～15.53 g/盆，減產(chǎn)率17.61%～76.39%。相同水分條件下，NPK處理油菜收獲指數(shù)（子粒占地上部干物質(zhì)重的比例）高于其他處理，說明氮磷鉀配施有利于干物質(zhì)從營養(yǎng)器官向子粒轉(zhuǎn)移與分配。

同一施肥處理在不同水分管理?xiàng)l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(gè)施肥處理根系減產(chǎn)5.85%～26.11%、莖稈減產(chǎn)9.12%～17.76%、角殼減產(chǎn)3.96%～39.46%、子粒減產(chǎn)30.18%～42.72%，子粒減產(chǎn)幅度高于其他器官。

2.3 氮磷鉀施用對受漬各器官養(yǎng)分含量的影響

油菜各器官養(yǎng)分含量結(jié)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(gè)施氮處理；另一方面，正常水分管理?xiàng)l件下各施肥處理不同器官N含量略低于漬水時(shí)對應(yīng)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(shí)大而產(chǎn)生稀釋效應(yīng)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(xiàn)相同規(guī)律，說明氮磷鉀肥施用明顯促進(jìn)了油菜對養(yǎng)分的吸收。

2.4 氮磷鉀施用對受漬各器官養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)分積累量也有明顯差異。漬水條件下，5個(gè)施肥處理每盆全株N積累量較正常水分管理?xiàng)l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(jié)果表明，合理施肥更有利于養(yǎng)分積累量的增加。

根據(jù)表4結(jié)果可計(jì)算養(yǎng)分在不同器官中的分配比例，可知正常水分管理時(shí)5個(gè)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(yǎng)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(shí)子粒所占比例說明漬水影響?zhàn)B分由營養(yǎng)器官向子粒的轉(zhuǎn)移。比較不同施肥處理子粒養(yǎng)分所占比例，結(jié)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(yǎng)分時(shí)，相應(yīng)養(yǎng)分優(yōu)先分配于子粒中，缺鉀處理未表現(xiàn)出此規(guī)律。

3 小結(jié)與討論

作物生物量的累積與養(yǎng)分累積有著密切的關(guān)系，養(yǎng)分累積是生物量累積的基礎(chǔ)，也是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[12]。本研究結(jié)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(jìn)了油菜對養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而提高了各器官干物質(zhì)產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)論基本一致[13-15]。

作物對養(yǎng)分的吸收利用與土壤養(yǎng)分狀況及根系吸收養(yǎng)分的能力等因素有關(guān)，沃土根茂有利于作物提高養(yǎng)分吸收效率[16]?？茖W(xué)施肥能提升土壤肥力已是不爭事實(shí)[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(qiáng)大，這一點(diǎn)在成熟期根系干物質(zhì)重上可體現(xiàn)。由此可推斷薹花期漬水前NPK處理油菜已形成相對較發(fā)達(dá)的根系，盡管漬水后由于土壤細(xì)胞線粒體呼吸功能紊亂、有氧呼吸降低、糖酵解加速，進(jìn)而主動(dòng)吸收能量不足，導(dǎo)致根系吸收能力下降，但氮磷鉀配施后油菜根系養(yǎng)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(yǎng)分積累量占全株的比例降低，油菜收獲指數(shù)也降低，說明漬水影響油菜干物質(zhì)和養(yǎng)分從營養(yǎng)器官向子粒的轉(zhuǎn)移與分配。氮磷鉀配施有利于干物質(zhì)和養(yǎng)分從營養(yǎng)器官向子粒的轉(zhuǎn)移與分配，三要素中氮的影響最大，其次是磷、鉀。

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