鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

曾 駿，郭天文，張平良，李書(shū)田，董 博，劉曉偉

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省旱作區(qū)水資源高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 甘肅 蘭州 730070 ；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所， 北京 10081)

油葵是世界上第二大油料作物。15世紀(jì)傳入中國(guó)，是我國(guó)五大油料作物之一[1-3]。油葵籽粗脂肪含量是決定油葵產(chǎn)油量的關(guān)鍵指標(biāo)。脂肪酸組成是影響油葵品質(zhì)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(dá)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(yù)防血管疾病，有益人類(lèi)健康[6]。

近年來(lái)，在我國(guó)許多地區(qū)存在氮肥和磷肥部分施用過(guò)多的現(xiàn)象，卻忽略了鉀肥的施用，造成鉀素供應(yīng)不足[7-8]。因此，合理補(bǔ)充鉀肥對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。近年來(lái)的試驗(yàn)研究表明，向日葵施用適量鉀肥對(duì)增產(chǎn)的效果顯著[9-12]。施用鉀肥降低了向日葵的蛋白質(zhì)含量，但增加了脂肪酸的含量，提高了油的品質(zhì)[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(duì)向日葵產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，缺乏鉀肥種類(lèi)和施肥時(shí)期對(duì)其影響的分析研究[14-15]。本研究在景泰縣條山農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了3 a的定位試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期油葵產(chǎn)量及其品質(zhì)的研究，旨在為油葵的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培及科學(xué)有效施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在甘肅省景泰條山農(nóng)場(chǎng)，屬典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，土壤屬灰鈣土，其質(zhì)地為沙質(zhì)壤土或粘土，土層深厚，肥力中等。該區(qū)域海拔約1 680 m，年降水量218 mm，季節(jié)分布不均，多集中在7—9月，年蒸發(fā)量3 038 mm，年日照時(shí)數(shù)2 725.5 h，年均氣溫8.2℃，無(wú)霜期155～165 d，≥10℃的有效積溫3 038.2℃，光照豐富，日照長(zhǎng)，晝夜溫差大，屬內(nèi)陸氣候。

1.2 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014—2016年實(shí)施，耕層(0～20 cm)土壤養(yǎng)分狀況見(jiàn)表1，油葵供示品種為隴葵雜3號(hào)，栽培方式為全膜覆蓋平作，種植密度為60 000株·hm-2，小區(qū)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(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。肥料種類(lèi)為尿素(含N 46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O512-16%)、氯化鉀(含K2O 60%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。根據(jù)當(dāng)?shù)販y(cè)土配方施肥結(jié)果，試驗(yàn)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(yàn)設(shè)鉀肥2種: KCl(F1)和K2SO4(F2)；設(shè)施鉀時(shí)期3個(gè)：全部種前基施(T1)、 50% 種前基施+50% 現(xiàn)蕾期追施(T2)、25%基施+50%現(xiàn)蕾期追施+25%花期追施(T3)，共組成6個(gè)處理，各處理重復(fù)3次，采用隨機(jī)區(qū)組排列。

表1 試驗(yàn)田2014年土壤基礎(chǔ)肥力

1.3 測(cè)試項(xiàng)目及其計(jì)算方法

盤(pán)徑：成熟期每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的 10株植株， 以米尺測(cè)量花盤(pán)直徑，計(jì)算各項(xiàng)平均值。

產(chǎn)量：采用全區(qū)測(cè)產(chǎn)。

千粒重、出仁率:取各處理成熟期籽粒，進(jìn)行室內(nèi)考種測(cè)定，取3次平均數(shù)。

表2 施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法：取各處理成熟期籽粒，分別測(cè)定蛋白質(zhì)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(zhì)含量測(cè)定采用凱氏法[16]，粗脂肪采用油重法[17]，脂肪酸組分含量測(cè)定采用氣相色譜法[18]。

數(shù)據(jù)采用軟件 Excel、DPS 7.05進(jìn)行顯著性分析，LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.1.1 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量構(gòu)成的影響 由表3可知，2014—2016年，F(xiàn)1T1的盤(pán)徑最高，F(xiàn)2T3的盤(pán)徑最低。油葵盤(pán)徑受鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期的影響均不顯著。

油葵千粒重受鉀肥種類(lèi)的影響差異均不顯著。油葵千粒重受鉀肥時(shí)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(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量構(gòu)成的影響

注:表中不同小寫(xiě)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(lèi)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%，F(xiàn)1T2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(shí)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%，F(xiàn)2T1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(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量的影響 由表4可知，油葵產(chǎn)量受鉀肥種類(lèi)的影響在2014年差異顯著。2014年F1T2的產(chǎn)量較F2T2增加了4.96%，F(xiàn)1T3較F2T3增加了4.06%。除2015年的F2以外，油葵產(chǎn)量受施鉀時(shí)期的影響在2014—2016年差異顯著。2014年F1T1的產(chǎn)量較F1T2和F1T3分別增加4.62%、9.36%，F(xiàn)1T2的產(chǎn)量較F1T3增加4.53%，F(xiàn)2T1的產(chǎn)量較F2T2、F2T3分別增加了7.59%、11.59%；2015年和2016年F1T1的產(chǎn)量較F1T3分別增加了7.75%和5.60%，F(xiàn)2T1的產(chǎn)量較F2T3增加了5.23%。

2.1.3 油葵產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析 表5可知，油葵產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成(盤(pán)徑、千粒重、出仁率)均有顯著的正相關(guān)關(guān)系。產(chǎn)量構(gòu)成中出仁率與盤(pán)徑、千粒重有明顯的正相關(guān)關(guān)系，而盤(pán)徑與千粒重之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性。

表4 不同鉀肥和施鉀時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量的影響

表5 油葵產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)系數(shù)矩陣

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

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

2.2 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)油葵品質(zhì)的影響

2.2.1 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)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(lèi)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(shí)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%，F(xiàn)2T1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(chǎn)量受鉀肥種類(lèi)的影響在2016年差異顯著。F2T3的粗蛋白產(chǎn)量在2016年較F1T3增加9.29%。油葵蛋白質(zhì)產(chǎn)量受施鉀時(shí)期的影響在2014—2016年差異均顯著。2014年F1T1的粗蛋白產(chǎn)量較F1T2和F1T3在分別增加了6.00%、20.15%，F(xiàn)1T2較F1T3增加了13.35%，F(xiàn)2T1較F2T2和F2T3分別增加了8.15%、14.80%，F(xiàn)2T2較F2T3增加了6.15%；2015年和2016年F1T1的粗蛋白產(chǎn)量較F1T3在分別增加了11.21%、14.00%，F(xiàn)2T1較F2T3分別增加了6.93%、7.86%。

表6 不同鉀肥和施鉀時(shí)期對(duì)油葵粗蛋白及粗蛋白產(chǎn)量的影響

2.2.2 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)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(lèi)的影響在2014—2016年差異不顯著。油葵粗脂肪含量受施鉀時(shí)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%，F(xiàn)2T1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%，F(xiàn)1T2較F1T3增加了3.38%，F(xiàn)2T1較F2T2和F2T3分別增加了4.72%、6.83%。

2014—2016年，F(xiàn)1T1的產(chǎn)油量在2014年和2015年最高，F(xiàn)2T1的產(chǎn)油量在2016年最高，F(xiàn)2T3的產(chǎn)油量在2014年最低，F(xiàn)1T3的產(chǎn)油量在2015年和2016年均最低。油葵產(chǎn)油量受鉀肥種類(lèi)的影響在2014—2016年差異不顯著。油葵產(chǎn)油量受施鉀時(shí)期的影響在2014—2016年均存在差異。2014年F1T1的產(chǎn)油量較F1T2和F1T3分別增加7.37%、14.52%，F(xiàn)2T1較F2T2、F2T3分別增加7.93%、19.93%，F(xiàn)2T2較F2T3增加了11.40%；2015年F1T1、F1T2較F1T3的產(chǎn)油量分別增加了19.93%、11.40%，F(xiàn)2T1較F2T3增加了10.82%；2016年F1T1的產(chǎn)油量較F1T2、F1T3分別增加5.57%、12.15%，F(xiàn)1T2較F1T3增加了6.23%，F(xiàn)2T1較F2T2、F2T3分別增加8.16%、12.39%。

表7 不同鉀肥和施鉀時(shí)期對(duì)油葵粗脂肪及產(chǎn)油量的影響

2.2.3 鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期對(duì)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(lèi)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(shí)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%，F(xiàn)2T1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(lèi)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(shí)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(lèi)和施鉀時(shí)期的影響差異均不顯著。

表8 不同鉀肥和施鉀時(shí)期對(duì)油葵不飽和脂肪酸組分的影響

3 討論與結(jié)論

目前鉀肥對(duì)油葵產(chǎn)量和品質(zhì)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(méi)有鉀肥種類(lèi)和施肥時(shí)期對(duì)油葵產(chǎn)量和品質(zhì)影響[9,14-15]。本試驗(yàn)開(kāi)展了針對(duì)不同鉀肥種類(lèi)和施鉀時(shí)期的研究。對(duì)不同肥料種類(lèi)的研究結(jié)果表明：與施用K2SO4相比，施用KCl的盤(pán)徑、千粒重、粗脂肪含量、產(chǎn)油量、亞麻酸含量差異均不顯著。與施用K2SO4相比，施用KCl的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量，隨著施肥年限的增加，增產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量，說(shuō)明油酸和亞油酸之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與鄭偉等[20]、李為萍等[21]的研究結(jié)果相一致。

通過(guò)對(duì)施鉀時(shí)期的研究表明：施鉀時(shí)期對(duì)油葵盤(pán)徑、亞麻酸含量的影響差異不顯著，對(duì)其余各產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成及品質(zhì)指標(biāo)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(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量、粗脂肪含量、產(chǎn)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(chǎn)量，改善油葵品質(zhì)，段玉等[22]、柳洪鵑等[23]、姚海蘭等[24]也得到了類(lèi)似結(jié)果。

通過(guò)對(duì)產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成進(jìn)行相關(guān)性分析，油葵產(chǎn)量與盤(pán)徑、千粒重、出仁率均有顯著的正相關(guān)關(guān)系。

綜上所述，施用KCl和K2SO4對(duì)油葵盤(pán)徑、千粒重、粗脂肪含量、產(chǎn)油量、亞麻酸含量的影響沒(méi)有明顯的差異。與施用K2SO4相比，施用KCl能夠增加油葵的產(chǎn)量、出仁率、油酸含量，降低了粗蛋白含量、粗蛋白產(chǎn)量、亞油酸含量。施鉀時(shí)期對(duì)油葵的盤(pán)徑、亞麻酸含量沒(méi)有顯著影響，但使油葵的千粒重、出仁率、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)產(chǎn)量、粗脂肪含量、產(chǎn)油量、油酸、亞油酸顯著增加。鉀肥的最佳施用時(shí)期為基施。油葵產(chǎn)量與盤(pán)徑、千粒重、出仁率均有顯著的正相關(guān)關(guān)系。油酸和亞油酸含量之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。