油菜與雜草生物量和養(yǎng)分競爭對(duì)氮磷鉀肥用量的響應(yīng)

盛倩男，余小紅，周雄，田貴生，吳海亞，耿國濤，閆金垚，李靜，任濤，魯劍巍

油菜與雜草生物量和養(yǎng)分競爭對(duì)氮磷鉀肥用量的響應(yīng)

盛倩男1，余小紅1，周雄2，田貴生2，吳海亞2，耿國濤1，閆金垚1，李靜1，任濤1，魯劍巍1

1華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微量元素研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；2湖北省武穴市農(nóng)業(yè)局，湖北武穴 435400

【目的】雜草是限制油菜豐產(chǎn)的重要因素之一，養(yǎng)分的合理管理對(duì)雜草防控起到關(guān)鍵作用。本研究在大田條件下，探究氮、磷、鉀肥施用量對(duì)油菜與雜草生物量及養(yǎng)分競爭的影響，為生態(tài)控草和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)?！痉椒ā吭诤笔∥溲ㄊ虚_展田間試驗(yàn)，采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置氮（0、90、180和270 kg N·hm-2，分別用N0、N1、N2和N3表示）、磷（0、45、90和135 kg P2O5·hm-2，分別用P0、P1、P2和P3表示）、鉀（0、60、120和180 kg K2O·hm-2，分別用K0、K1、K2和K3表示）各4個(gè)不同用量梯度田間試驗(yàn)。在油菜成熟期，測定油菜籽產(chǎn)量、油菜和雜草的生物量及相應(yīng)的養(yǎng)分含量，計(jì)算養(yǎng)分積累量，分析油菜與雜草的養(yǎng)分競爭關(guān)系及其對(duì)肥料用量的響應(yīng)?！窘Y(jié)果】施肥顯著提高油菜籽產(chǎn)量、地上部總生物量和相應(yīng)的養(yǎng)分積累量，在氮、磷、鉀3種養(yǎng)分中，油菜生長和養(yǎng)分吸收對(duì)缺磷最敏感。N0、P0和K0處理的油菜籽產(chǎn)量分別為560、227和1 490 kg·hm-2，分別只占相應(yīng)最高產(chǎn)量（N3、P3和K3處理）的18.2%、7.5%和50.1%，油菜地上部總生物量隨著養(yǎng)分的投入變化趨勢與籽粒產(chǎn)量一致。N0、P0和K0處理的油菜相應(yīng)養(yǎng)分積累量依次為19.96、0.88和 26.21 kg·hm-2，分別占相應(yīng)最高養(yǎng)分積累量的12.24%、3.72%、22.26%。雜草生物量和相應(yīng)的養(yǎng)分積累量隨著3種養(yǎng)分施用量的增加不斷下降（磷肥用量試驗(yàn)P2處理最高除外），N0、P0和K0處理的雜草生物量分別為1 365、3 060和1 535 kg·hm-2，分別是相應(yīng)最低雜草生物量（N3、P2和K3處理）的7.59倍、5.19倍和3.61倍；N0、P0和K0處理雜草的相應(yīng)養(yǎng)分積累量依次為17.60、1.91和9.38 kg·hm-2，分別是相應(yīng)最低雜草養(yǎng)分積累量（N3、P2和K3處理）的3.78倍、1.54倍和1.52倍。與磷和鉀相比，雜草與油菜對(duì)氮的養(yǎng)分競爭力更強(qiáng)，在各氮肥處理時(shí)雜草的氮含量均高于油菜。施肥提高了油菜與雜草的生物量和相應(yīng)養(yǎng)分積累量的比值，除不施磷處理外，其他所有處理的油菜與雜草的生物量和相應(yīng)養(yǎng)分積累量的比值均大于1，且這個(gè)比值隨施肥量的增加而不斷提高（磷肥用量試驗(yàn)P2處理最高除外），說明充足的養(yǎng)分供應(yīng)可以顯著提高油菜的生長勢及養(yǎng)分吸收能力，發(fā)揮了抑制雜草的作用?！窘Y(jié)論】冬油菜田間雜草的危害程度受養(yǎng)分供應(yīng)狀況的控制，施肥有效彌補(bǔ)了油菜生長前期除草劑不能完全控制整個(gè)生育期雜草的不足，氮、磷、鉀肥充足施用能顯著降低雜草生物量和相應(yīng)的養(yǎng)分積累量，油菜與雜草競爭能力對(duì)3種養(yǎng)分的響應(yīng)程度為磷＞氮＞鉀。

氮磷鉀肥用量；油菜；雜草；生物量；養(yǎng)分；競爭力

0 引言

【研究意義】油菜是我國重要的油料作物[1]，農(nóng)田雜草是限制油菜產(chǎn)量潛力發(fā)揮的主要因素之一，雜草嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致油菜減產(chǎn)50%以上[2-3]。機(jī)械除草、物理覆蓋和化學(xué)除草是控制農(nóng)田雜草主要的技術(shù)[4]，其中化學(xué)除草劑的使用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)最常用的雜草防控手段，合理使用除草劑能有效地控制田間雜草，保障作物豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。在生產(chǎn)中除草劑的針對(duì)性、適宜用量和使用時(shí)期、長期使用后雜草的抗藥性等因素決定了化學(xué)除草效果[5]。在實(shí)際生產(chǎn)中常見到農(nóng)田作物與雜草之間呈現(xiàn)“苗大壓草、草大欺苗”生態(tài)景觀現(xiàn)象[6]，說明促進(jìn)作物生長是一種有效抑制雜草的方法[7]，其中通過合理施用肥料加快作物生長來調(diào)控油菜與雜草之間的群落結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮油菜的競爭優(yōu)勢來抑制草害發(fā)生是一種生態(tài)可持續(xù)的控草措施[2]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】研究表明，通過采用合理土壤耕作、優(yōu)化作物種植制度、平衡水肥管理以及利用作物化感作用等農(nóng)業(yè)生態(tài)措施來調(diào)控作物-雜草體系可達(dá)到抑制雜草的目的[8]。雜草的生物學(xué)特性顯著影響油菜的生長發(fā)育，周小剛等[9]研究發(fā)現(xiàn)不同種類的雜草對(duì)油菜產(chǎn)量的影響程度差異顯著，具體表現(xiàn)為混合雜草對(duì)油菜產(chǎn)量造成的損失最大，其次是闊葉雜草，最后是禾本科雜草。MARTIN等[10]研究表明農(nóng)田雜草對(duì)蕓薹屬作物的影響敏感期是其生命周期的前3—6周，出苗前施用除草劑能夠有效控制雜草生長，而生長后期可以利用作物自身冠層的優(yōu)勢來控制雜草，從而減少雜草對(duì)資源競爭。施肥是減少田間雜草對(duì)作物干擾的一種有效管理措施[11-12]，適宜的養(yǎng)分管理可以改變雜草的群落構(gòu)成和密度，重構(gòu)作物-雜草的競爭優(yōu)勢種群，促使種群結(jié)構(gòu)向有利于作物生長的方向發(fā)展[13]。蔣敏等[14]通過長期定位試驗(yàn)研究了不同肥料管理下稻麥輪作土壤雜草種子庫群落的差異性及其與不同養(yǎng)分之間的相關(guān)性，表明平衡施肥可以有效減少地下雜草種子庫的密度，降低雜草的競爭力，進(jìn)而提高作物生產(chǎn)力。WANG等[15]研究表明，油菜對(duì)氮素的敏感性高于雜草，合理施用除草劑配合適宜的氮素養(yǎng)分管理，可以顯著提高油菜的產(chǎn)量，增強(qiáng)油菜與雜草的相對(duì)競爭能力?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來，關(guān)于油菜種植中農(nóng)田雜草的研究報(bào)道較多，主要集中在雜草種類和分布特征、適宜的除草劑和用量選擇。氮肥施用對(duì)雜草生長調(diào)控也有一些研究，但油菜施肥中的另外兩種主要養(yǎng)分磷和鉀施用是否影響雜草生長和養(yǎng)分吸收，油菜與雜草的生物量及養(yǎng)分量的競爭是否受肥料用量的影響等研究很少，限制了人們對(duì)以養(yǎng)分合理施用來控制雜草的認(rèn)知，進(jìn)而制約了將合理施肥納入農(nóng)田生態(tài)控草綜合技術(shù)體系之中?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過田間試驗(yàn)研究氮、磷、鉀肥用量對(duì)油菜及田間雜草生物量及養(yǎng)分吸收量的影響程度，進(jìn)而分析雜草與油菜競爭關(guān)系對(duì)肥料用量的響應(yīng)程度，為抑制雜草和提高油菜產(chǎn)量提供合理的施肥指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年9月至2020年5月在湖北省武穴市梅川鎮(zhèn)（30°06′ N，115°36′ E）進(jìn)行。供試土壤為花崗片麻巖母質(zhì)發(fā)育的水稻土，耕層（0—20 cm）土壤基本理化性狀為pH 5.76，有機(jī)質(zhì)32.10 g·kg-1，全氮1.75 g·kg-1，速效磷4.98 mg·kg-1，速效鉀54.50 mg·kg-1，有效硼0.48 mg·kg-1。供試油菜品種為華油雜9號(hào)，前茬作物為水稻。油菜采用育苗移栽的方式種植，于2019年9月19日進(jìn)行育苗，10月19日進(jìn)行移栽（苗齡30 d），移栽密度為11.25×104株/hm2。移栽前用72%異丙甲草胺除草劑進(jìn)行土壤噴霧封閉除草，油菜生長過程中不再除草，其他田間管理按當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門要求進(jìn)行，于2020年5月9日收獲。

分別設(shè)計(jì)氮、磷和鉀肥單因素4個(gè)施肥水平田間試驗(yàn)。氮肥用量試驗(yàn)的氮（N）用量分別為0（N0）、90（N1）、180（N2）和270 kg·hm-2（N3）；磷肥用量試驗(yàn)的磷（P2O5）用量分別為0（P0）、45（P1）、90（P2）和135 kg·hm-2（P3）；鉀肥用量試驗(yàn)的鉀（K2O）用量分別為0（K0）、60（K1）、120（K2）和180 kg·hm-2（K3）。除各試驗(yàn)研究的養(yǎng)分按上述處理設(shè)計(jì)外，其他養(yǎng)分各處理均相同，按照農(nóng)技部門對(duì)油菜生產(chǎn)的氮、磷、鉀、硼肥推薦施用量（180 kg N·hm-2、90 kg P2O5·hm-2、120 kg K2O·hm-2、15 kg B·hm-2）施用。供試肥料分別為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）和硼砂（含B 11%）。氮肥的60%作基肥，越冬肥和薹肥分別追施20%，磷鉀硼肥全部作基肥一次性施用。

試驗(yàn)各處理3次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 土壤樣品的采集與分析 土壤基礎(chǔ)樣品在油菜基肥施用前采集。土壤基本理化性質(zhì)按常規(guī)方法進(jìn)行測定[16]。

1.2.2 植物樣品采集與分析 成熟期（2020年5月8日）在各小區(qū)劃定1 m2（1 m×1 m）的樣方，收取樣方內(nèi)全部的油菜和雜草地上部樣品，在60℃下烘干至恒重、稱重，磨碎后測定相應(yīng)的養(yǎng)分。用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，流動(dòng)注射分析儀（AA3，德國）測定氮、磷含量，火焰光度計(jì)測定鉀含量[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

油菜籽產(chǎn)量：按小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)；

生物量：以1.2.2中取樣1 m2的樣方干物質(zhì)量折合計(jì)算為單位面積的生物量；

氮素積累量（kg·hm-2）= 地上部生物量（kg·hm-2）×含氮量（%）/100；

用相同方法計(jì)算磷、鉀的養(yǎng)分積累量。

油菜與雜草的生物量比值（O/W）=各處理的油菜地上部生物量（kg·hm-2）/雜草地上部生物量（kg·hm-2）；

用相同的方法計(jì)算油菜與雜草的養(yǎng)分比值（NO/NW）及養(yǎng)分積累量比值（RNC）。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用 Excel 2016 進(jìn)行處理，采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 2019軟件繪圖。

2 結(jié)果

2.1 施肥量對(duì)油菜籽產(chǎn)量、地上部生物量和雜草生物量的影響

施肥顯著提高油菜籽產(chǎn)量、地上部生物量并降低雜草生物量，油菜籽產(chǎn)量和生物量隨著肥料用量的增加不斷提高，而雜草生物量則不斷下降，油菜與雜草生物量比值不斷上升（圖1）。3個(gè)試驗(yàn)油菜籽產(chǎn)量均以施肥量最高處理的最高，其中N3處理的產(chǎn)量顯著高于其他氮肥處理，P2處理的油菜籽產(chǎn)量顯著高于P0和P1處理，而與P3處理沒有顯著性差異，K2處理產(chǎn)量顯著高于K0處理，而與K1和K3處理無顯著差異，但K3處理的產(chǎn)量顯著高于K1處理。油菜地上部生物量受施肥量的影響結(jié)果與籽粒產(chǎn)量一致。N0、P0和K0處理的油菜籽產(chǎn)量分別只有N3、P3和K3處理的18.2%、7.5%和50.1%，相應(yīng)的油菜生物量的比例分別為18.5%、8.0%和47.9%。雜草生物量受施肥量的影響則相反，以不施肥處理最高，N0、P0和K0處理的雜草生物量依次為1 365、3 060和1 535 kg·hm-2，分別是相應(yīng)的最低雜草生物量（分別為N3、P2和K3處理）的7.59倍、5.19倍和3.61倍。結(jié)果還表明，雜草占農(nóng)田總生物量（油菜與雜草合計(jì)）的比例由N0的39.3%下降到N3的1.6%，油菜與雜草的生物量比（O/W）由1.54上升到63.25；P0處理的雜草占農(nóng)田總生物量的比例高達(dá)78.4%，而P2處理的比例只有6.1%，相應(yīng)的O/W由0.28上升到15.31，后者是前者的12.8倍；K0和K3的雜草占農(nóng)田總生物量的比例分別是23.9%和3.1%，相應(yīng)的O/W由3.18上升到30.87，結(jié)果說明油菜對(duì)雜草的生物量競爭優(yōu)勢均呈現(xiàn)隨著肥料用量的增加而不斷增強(qiáng)的趨勢。

另外，試驗(yàn)結(jié)果還表明，氮、磷、鉀肥3個(gè)試驗(yàn)中，在不施相應(yīng)肥料時(shí)，以不施磷的油菜籽產(chǎn)量及地上部生物量為最低，而相應(yīng)的各施肥量處理的籽粒產(chǎn)量相當(dāng)，表明施磷增產(chǎn)效果最佳，也說明了磷營養(yǎng)最缺乏。同時(shí)，3種養(yǎng)分不施用時(shí)又以不施磷處理的雜草生物量最高，且超過油菜的生物量，說明在磷缺乏時(shí)雜草對(duì)油菜的資源競爭力最強(qiáng)。

不同小寫字母表示同一養(yǎng)分下不同施肥量間差異顯著（P＜0.05）。下同

2.2 施肥量對(duì)油菜和雜草養(yǎng)分含量的影響

表1表明，油菜和雜草的養(yǎng)分含量均隨著肥料用量的增加而提高，其中雜草的氮、磷養(yǎng)分的提高幅度高于油菜，而油菜和雜草的鉀養(yǎng)分隨施鉀量增加而提高的幅度基本相當(dāng)。在相同施肥量條件下，油菜的氮含量始終顯著低于雜草，且氮高量處理的差異大于氮低量處理，油菜與雜草的氮養(yǎng)分含量比值在N2和N3處理時(shí)遠(yuǎn)低于N0和N1處理；磷養(yǎng)分含量在P0時(shí)油菜顯著高于雜草，二者的磷含量比值高達(dá)1.67，施磷后二者的磷含量相差不大；在不施鉀及K1處理時(shí)油菜的鉀含量明顯低于雜草，而K2和K3時(shí)二者含量持平，比值接近1。結(jié)果反映了油菜和雜草生長對(duì)不同養(yǎng)分的需求最低臨界濃度不同，同時(shí)對(duì)施肥量的反應(yīng)也不同。

2.3 施肥量對(duì)油菜和雜草養(yǎng)分積累量的影響

施肥顯著提高油菜氮、磷、鉀養(yǎng)分積累量，同時(shí)降低雜草相應(yīng)的養(yǎng)分積累量，隨著施肥量的增加油菜與雜草的養(yǎng)分積累量比值顯著提高（圖2）。在3種養(yǎng)分中，油菜對(duì)缺磷響應(yīng)最為強(qiáng)烈，N0、P0和K0處理的相應(yīng)養(yǎng)分積累量依次為19.96、0.88和26.21 kg·hm-2，分別占最高養(yǎng)分積累量（分別為N3、P3和K3處理）的12.24%、3.72%、22.26%；雜草的氮、磷、鉀積累量隨著相應(yīng)施肥量的增加逐漸降低（除磷肥用量試驗(yàn)P3比P2高外），N0、P0和K0處理雜草的相應(yīng)養(yǎng)分積累量分別為17.60、1.91和9.38 kg·hm-2，分別是相應(yīng)的最低雜草養(yǎng)分積累量（分別為N3、P2和K3處理）的3.78倍、1.54倍和1.52倍。與各不施肥處理相比，油菜與雜草氮素積累量的比值增幅為3.4—38.6 （圖2-A），磷素積累量的比值增幅為8.0—28.5（圖2-B），鉀素積累量的比值增幅為2.0—9.8（圖2-C），說明油菜與雜草對(duì)氮和磷的需求競爭度高于鉀素；并且油菜與雜草的養(yǎng)分積累量比值隨著施肥量的增加而急劇上升（P3比P2低除外），說明施肥有利于油菜對(duì)養(yǎng)分的競爭，進(jìn)而抑制雜草的生長。

表1 施肥量對(duì)油菜和雜草養(yǎng)分含量的影響

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異顯著水平（＜0.05）Different letters mean significant differences between different treatments (＜0.05)

RNC-N：油菜與雜草的氮積累量之比，RNC-P：油菜與雜草的磷積累量之比，RNC-K：油菜與雜草的鉀積累量之比

3 討論

3.1 施肥有效接續(xù)前期除草劑的控草功能

冬油菜是我國南方水稻的主要輪茬作物，水旱輪作的條件變化增加了農(nóng)田雜草的生物多樣性[17]，此外冬油菜生長期長，往往會(huì)經(jīng)歷深秋、冬季、春季和初夏等多個(gè)季節(jié)，氣候的復(fù)雜變化會(huì)引起相應(yīng)雜草種群的更替，導(dǎo)致防控難度增加[8,18]，即使油菜生長前期采取防控措施但在后期仍然可能會(huì)有大量的雜草生長[17]。本研究也表明，油菜前期雖采用封閉除草而后期仍然會(huì)出現(xiàn)雜草，但施肥可以有效地控制雜草危害程度。在本研究中，油菜田間雜草的生物量和養(yǎng)分積累量均呈現(xiàn)出施肥處理顯著低于不施肥處理，且隨著施肥量增加雜草田間生物量和養(yǎng)分積累量的比重逐漸降低，各養(yǎng)分在第二施肥水平時(shí)雜草的比例均控制在10%以內(nèi)，說明施肥促進(jìn)了油菜生長進(jìn)而抑制雜草的發(fā)生。WANG等[15]研究發(fā)現(xiàn)，除草劑的施用保障了油菜生物量優(yōu)勢，除草劑與施肥相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)雜草防除的接續(xù)性，在一定程度上削弱晚出苗雜草的生長勢。本研究中前期使用了異丙甲草胺除草劑，主要防除禾本科雜草，對(duì)某些特定的闊葉類雜草也有一定的防除效果[19]，而使用此類除草劑對(duì)晚出苗的雜草防除效果不好，但前期適宜的肥料管理可以有效提高油菜相對(duì)于雜草的生物量競爭力，使得油菜占據(jù)優(yōu)勢地位，達(dá)到“苗大壓草”的目的，從而降低雜草對(duì)油菜生長的危害[20]。

3.2 養(yǎng)分種類和施用量對(duì)油菜與雜草競爭關(guān)系的影響

油菜是一種養(yǎng)分需求量較大的作物，氮、磷、鉀養(yǎng)分施用是維持油菜穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的重要保障，施肥通過調(diào)節(jié)和補(bǔ)充土壤養(yǎng)分狀況，促進(jìn)油菜生長，同時(shí)也會(huì)對(duì)雜草的消長產(chǎn)生重要影響[21-22]。根據(jù)冬油菜種植區(qū)域土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)[23]，本試驗(yàn)的土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分供應(yīng)均不足，其中土壤氮的供應(yīng)水平較低，土壤鉀素處于中度缺乏狀態(tài)，土壤磷素處于極度缺乏狀態(tài)，同時(shí)油菜是對(duì)磷缺乏極其敏感的作物[24]。在氮、磷、鉀3種養(yǎng)分中，磷的缺乏對(duì)油菜生長的限制性最大，不施磷處理的油菜生物量僅占農(nóng)田地上總生物量（油菜與雜草之和）的21.6%，相應(yīng)的油菜磷養(yǎng)分積累量只占總吸收量的31.5%，不施氮處理油菜的生物量占總生物量60%左右，相應(yīng)的氮養(yǎng)分積累量占53.1%，不施鉀處理油菜的生物量和鉀養(yǎng)分積累量均占3/4左右，以上結(jié)果再次證實(shí)氮、磷、鉀缺乏均限制了油菜生長及對(duì)相應(yīng)養(yǎng)分的吸收，尤其是養(yǎng)分缺乏對(duì)油菜生長的限制增加了雜草的競爭優(yōu)勢。本研究表明，P0處理的油菜與雜草的生物量比值最低，但是磷養(yǎng)分含量的比值最高，說明低磷的環(huán)境有利于草害的發(fā)生，這可能是由于雜草耐低磷脅迫比油菜強(qiáng)[25]。尹力初等[26]研究發(fā)現(xiàn)，施肥顯著影響玉米田的雜草種群結(jié)構(gòu)，不施磷肥時(shí)雜草種群構(gòu)成多樣性最復(fù)雜，不施氮對(duì)雜草種群有一定的影響，而不施鉀則影響不大。本研究結(jié)果與其一致。雜草也是植物，充足的養(yǎng)分供應(yīng)也能促進(jìn)其對(duì)養(yǎng)分的吸收和生長[27]，本研究表明雜草同油菜一樣其養(yǎng)分含量隨著相應(yīng)的養(yǎng)分用量增加而提高，但其生物量及其養(yǎng)分積累量出現(xiàn)相反的結(jié)果，當(dāng)施肥量在正常水平后（N2、P2和K2）雜草的生物量及養(yǎng)分吸收量在總量中的占比基本都控制在5%—6%以內(nèi)，達(dá)到了以施肥促進(jìn)油菜生長進(jìn)而達(dá)到抑制雜草的目的。充足的養(yǎng)分供應(yīng)能夠抑制雜草生長，其主要原因一是在油菜生長前期除草劑的使用除去了早期的雜草，而后期萌發(fā)的雜草因施肥充足油菜生物量大、郁閉度高，空間和光照受到明顯限制，從而無法形成優(yōu)勢種[28]，因此雜草的生物量和養(yǎng)分競爭上不具危害性；原因二可能與雜草及油菜對(duì)養(yǎng)分需求的最低臨界濃度不同有關(guān)，油菜與雜草的養(yǎng)分含量比值存在不同養(yǎng)分及不同施肥量時(shí)發(fā)生相應(yīng)的變化這一現(xiàn)象，其中在低磷供應(yīng)時(shí)這一比值高達(dá)1.67，說明油菜需要的磷臨界濃度遠(yuǎn)高于雜草，當(dāng)磷不足時(shí)更有利于雜草的生長，而當(dāng)施入充足的磷肥讓油菜的磷含量達(dá)到0.2%時(shí)，盡管油菜與雜草的磷含量比值接近1，由于油菜的生物學(xué)特性決定了油菜生長量遠(yuǎn)高于雜草，進(jìn)而有效地抑制了雜草在空間資源與養(yǎng)分資源的競爭。但由于雜草是由多種群落組成的，不同的雜草發(fā)生的順序、對(duì)養(yǎng)分的需求特性、與主作物油菜的競爭關(guān)系等還有待進(jìn)一步研究，只有這樣才能更有針對(duì)性通過除草劑和施肥措施來促進(jìn)油菜生產(chǎn)。

3.3 對(duì)油菜田雜草防控策略的啟示

油菜田間雜草危害是限制油菜產(chǎn)量和生產(chǎn)收益的重要因素[29]，我國冬油菜田間雜草危害嚴(yán)重[30]，有效的雜草防控是保障油菜豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施[4]。使用除草劑是冬油菜防控雜草的主要手段，但效果受多種因素影響，生產(chǎn)中雜草成災(zāi)成害的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，同時(shí)過量使用除草劑產(chǎn)生藥害的情況近年也普遍發(fā)生[31-32]。本研究表明，早期使用除草劑配合合理施肥，解除油菜生長的養(yǎng)分缺乏限制，促進(jìn)油菜生長能有效地控制農(nóng)田雜草發(fā)生，如果施肥不足農(nóng)田系統(tǒng)中存在養(yǎng)分缺乏現(xiàn)象則會(huì)導(dǎo)致雜草成災(zāi)，在養(yǎng)分上與油菜形成激烈競爭，加劇了土壤養(yǎng)分缺乏的程度，致使油菜生物量下降最終導(dǎo)致減產(chǎn)減收。油菜是一種生長前期對(duì)養(yǎng)分需求量大的作物[33]，早期充足的養(yǎng)分供應(yīng)能促使油菜快速生長構(gòu)建較大的群體，對(duì)生長中后期萌發(fā)的雜草在空間、光線、養(yǎng)分、水分等有限資源具有絕對(duì)的競爭優(yōu)勢[12,34]，只要將播種時(shí)期的雜草控制住，中后期萌發(fā)的雜草是可以通過“以苗壓草”這一生態(tài)控草方法來防止雜草成災(zāi)。當(dāng)然，我國冬油菜分布廣，不同生態(tài)區(qū)、不同土壤類型、從深秋到初夏不同氣候均會(huì)影響雜草類型和發(fā)生規(guī)律，同時(shí)也會(huì)影響肥料對(duì)油菜的效果[35-36]。以養(yǎng)分調(diào)控為手段促進(jìn)油菜生長抑制雜草生長的研究和實(shí)踐還有很多工作需要做，但本研究表現(xiàn)出的“瘦田（不施肥）養(yǎng)草”“肥田（施肥）養(yǎng)苗”和不施肥或低施肥量時(shí)雜草對(duì)土壤養(yǎng)分掠奪式吸收現(xiàn)象為油菜田雜草綜合防控提供了新的思路。從提高作物產(chǎn)量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境兩方面綜合考慮，根據(jù)油菜的生長特性和我國油菜種植區(qū)域的土壤養(yǎng)分供應(yīng)特點(diǎn)[1, 23]，建議根據(jù)土壤養(yǎng)分豐缺狀況充足施用所有的養(yǎng)分、發(fā)揮養(yǎng)分的互作效應(yīng)，要特別重視磷肥的施用，適當(dāng)增加前期氮肥的施用比例[21]。通過以上措施盡可能促進(jìn)油菜盡早封行，形成較大的田間郁閉度，以生物量的優(yōu)勢來抑制雜草的生長。

4 結(jié)論

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，冬油菜前期采用封閉除草而后期仍然會(huì)出現(xiàn)雜草，施用氮、磷、鉀肥能顯著降低雜草生物量和養(yǎng)分吸收量，且隨著施肥量的增加雜草生物量和養(yǎng)分吸收量不斷下降，說明油菜田間雜草的危害程度受施肥的控制。在本研究的田間條件下，氮、磷、鉀3種養(yǎng)分缺乏均增加了雜草的競爭優(yōu)勢，限制了油菜生長及對(duì)相應(yīng)養(yǎng)分的吸收，3種養(yǎng)分的限制程度排序?yàn)榱住⒌?、鉀。結(jié)果表明，合理施肥是一種有效控制草害的田間管理措施，研究結(jié)果對(duì)油菜田雜草綜合防控具有指導(dǎo)借鑒意義。

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Response of Biomass and Nutrient Competition Between Oilseed Rape and Weed to the Rate of N, P and K Fertilizer

SHENG QianNan1, YU XiaoHong1, ZHOU Xiong2, TIAN GuiSheng2, WU HaiYa2, GENG GuoTao1, YAN JinYao1, LI Jing1, REN Tao1, LU JianWei1

1Microelement Research Center, Huazhong Agricultural University/ Key Laboratory of Arable Land Conservation in Middle and Lower Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070;2Agricultural Bureau of Wuxue City, Hubei Province, Wuxue 435400, Hubei

【Objective】Weed is one of the important factors limiting the high yield of oilseed rape. The reasonable management of nutrients plays a key role in weed control. This study explored the effects of N, P and K fertilizer application rate on the biomass and nutrient competition between oilseed rape and weed under field conditions, so as to provide a basis for ecological grass control and sustainable agricultural development.【Method】 The field experiment was carried out in Wuxue City, Hubei Province, and a single factor experimental design was adopted. Four different rate gradients of N (0, 90, 180 and 270 kg N·hm-2, expressed by N0, N1, N2 and N3 respectively), P (0, 45, 90 and 135 kg P2O5·hm-2,expressed by P0, P1, P2 and P3 respectively), and K (0, 60, 120 and 180 kg K2O·hm-2, expressed by K0, K1, K2 and K3 respectively) were set. Oilseed rape yield, the biomass of oilseed rape and weed were investigated at the mature stage. The corresponding nutrient content was measured, the nutrient accumulation was calculated, and the nutrient competition relationship between oilseed rape and weed and its response to the rate of fertilizer were analyzed. 【Result】 Fertilization significantly increased oilseed rape yield, total shoot biomass and corresponding nutrient accumulation, among the three nutrients of N, P and K, the growth and nutrient accumulation of oilseed rape were the most sensitive to phosphorus deficiency. The yield of oilseed rape treated with N0, P0 and K0 were 560, 227 and 1490 kg·hm-2respectively, accounting for 18.2%, 7.5% and 50.1% of the highest yield of corresponding nutrient treatments (N3, P3 and K3), respectively. The variation trend of total shoot biomass with nutrient input was consistent with yield. The oilseed rape corresponding nutrient accumulation of N0, P0 and K0 treatments were 19.96, 0.88 and 26.21 kg·hm-2, respectively, which accounted for 12.24%, 3.72% and 22.26% of the highest nutrient accumulation of corresponding nutrient treatments, respectively. With the increasing of the application rate of three kinds of nutrient, the weed biomass and corresponding nutrient accumulation decreased (except the highest treatment P2 in the P fertilizer rate test), the weed biomass of N0, P0 and K0 treatments were 1365, 3060 and 1535 kg·hm-2, respectively, which were the corresponding minimum weed biomass (N3, P2 and K3 treatment) 7.59 times, 5.19 times and 3.61 times, respectively; the corresponding nutrient accumulation of weed in N0, P0 and K0 treatments were 17.60, 1.91 and 9.38 kg·hm-2, respectively, which were 3.78 times, 1.54 times and 1.52 times higher than that in the corresponding minimum weed nutrient accumulation (N3, P2 and K3 treatment), respectively. Compared with P and K, the weed and oilseed rape had the greatest nutrient competitiveness to N, and the all N fertilizer treatment, the N content of weed was higher than that of oilseed rape. Fertilization increased the ratio of biomass and corresponding nutrient accumulation between oilseed rape and weed, except for no P application, the ratio of biomass and corresponding nutrient accumulation between oilseed rape and weed in other treatments was greater than 1, and this ratio increased with the increase of fertilization (except the highest treatment P2 in the P fertilizer rate test), which showed adequate nutrient supply can significantly improve the growth and nutrient absorption capacity, meanwhile it played a role in weed suppression.【Conclusion】 The harm degree of weed in winter oilseed rape field was controlled by nutrient supply, fertilization effectively made up for the deficiency that herbicide in the early stage could not completely control weed in the whole growth period. The sufficient application of N, P and K fertilizer could significantly reduce weed biomass and corresponding nutrient accumulation, under the experimental conditions, the response degree of three nutrients to the competitiveness between oilseed rape and weed was P＞N＞K.

rate of N, P and K fertilizer; oilseed rape; weed; biomass; nutrient; competitiveness

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.03.007

2021-12-21；

2022-04-11

湖北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（HBHZD-ZB-2020-005）、國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-12）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（2662020ZHPY005）

盛倩男，E-mail：shengqiannan@webmail.hzau.edu.cn。通信作者魯劍巍，E-mail：lunm@mail.hzau.edu.cn

（責(zé)任編輯 李云霞）