氮磷钾施用对薹花期受渍油菜产量及养分吸收的影响

邹娟+朱建强+吴启侠+等

摘要：盆栽条件下模拟油菜（Brassica napus L.） 蕾薹-花期渍水，研究氮磷钾肥施用对渍水油菜产量和养分吸收的影响。结果表明，氮磷钾配施有利于增强油菜抗渍能力，促进油菜对养分的吸收，增加各器官干物质重，并提高了油菜收获指数和子粒中养分累积的比例，进而减轻了渍水带来的产量损失。氮磷钾三要素中对薹花期渍水油菜产量和养分吸收的作用效应为氮>磷>钾。

关键词：油菜（Brassica napus L.）；氮磷钾；产量；养分吸收

中图分类号：S565.401 文献标识码：A 文章编号：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

渍害是湖北省油菜高产稳产的限制因子之一，常年发生面积约占油菜种植总面积的20%[1]。渍水后油菜减产17%～42%[2]，最大限度降低渍害对油菜生长发育和产量的影响，对于保障湖北油菜产业可持续发展具有重要意义。如何减轻油菜渍害带来的产量损失，一是选育选用耐湿性强的油菜品种[3]，二是采用开沟排水降低地下水位、土壤翻耕和中耕、增施肥料等栽培管理措施[4，5]。氮磷钾肥的合理施用是调控油菜生长发育与产量品质形成的重要手段，随着作物抗逆生理生化机制研究的深入，人们在重视氮磷钾肥增产效用的同时，越来越关注氮磷钾肥对作物抗逆的调节作用。对小麦、棉花、玉米等作物的研究结果表明，渍水胁迫下增施氮肥可显著影响作物光合作用、养分吸收、光合产物累积与分配、抗氧化代谢等，进而改善作物的抗渍性；增施磷肥可显著提高叶片脯氨酸、丙二醛含量和膜质透性；适宜的钾营养能提高CO2的同化率，促进光合产物的运输，增强细胞膜的持水能力，提高细胞的渗透势和透性[6-9]。对油菜的研究也发现，合理配施氮磷钾可增强油菜的抗逆能力，在一定程度上减少渍害的不利影响[10]。然而，施肥对渍水胁迫下油菜营养吸收与运转影响机制的报道较少。

本研究根据湖北省油菜主产区春季雨水特点，在油菜抽薹-开花期模拟渍害胁迫，研究氮、磷和钾对受渍油菜营养吸收与运转以及物质积累的影响，旨在揭示渍水逆境下氮磷钾素对油菜生长发育和产量形成的生理机制，为易渍地区和年份油菜合理施肥，改善油菜抗渍性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2013年10月至2014年5月在长江大学农学院试验基地进行盆栽试验。供试土壤为中壤土，取自旱地，按等容重分层回填，其土壤pH 8.55，有机质含量11.20 g/kg，全氮1.04 g/kg，全磷0.45 g/kg，有效磷8.43 mg/kg，全钾11.57 g/kg，速效钾85.22 mg/kg。试验所用盆钵直径40 cm、高70 cm，底部有一个1 cm透水孔，每盆装拌均匀熟土25 kg。土壤经自然风干、去杂后装盆，用水沉实。供试油菜品种为华油杂15号，于2013年10月6日每盆播种8～10粒，11月6日每盆留取生长一致的油菜苗3株。其他管理按高产栽培要求进行。

1.2 试验设计

试验设置土壤水分和肥料两个因素，土壤水分为：①正常灌水，使土壤相对含水量始终保持在（75±5）%；②薹花期渍水，在油菜薹花期（2014年3月8日）将正常灌水油菜增加灌水至盆内有可见明水（高出土面1 cm左右），持续14 d至3月22日，然后拔去此前在盆钵底部透水孔处的橡皮塞，使土壤含水量逐渐恢复至正常灌水水平，直至油菜收获。

在肥料施用上，设置NPK、PK（不施氮）、NK（不施磷）、NP（不施钾）和CK（不施肥）5个处理，根据《中国主要作物施肥指南》[11]，按大田施肥水平，NPK处理肥料用量依次为N 180 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2，此外，为保证油菜的正常生长，各处理增施7.5 kg/hm2的硼砂（同大田施肥水平）。所有处理磷肥和硼均作基肥一次性施用，氮、钾肥分基肥、越冬肥和薹肥三次施肥，比例分别为60%、20%和20%。肥料分别用尿素、磷酸二氢钠、氯化钾和硼砂，基肥与土拌匀装盆，追肥溶于水中浇施。

土壤水分和肥料两因素共设10个处理组合，采用完全随机设计，各种植5盆，共计50盆。

1.3 测定项目

油菜收获时，考察株高、茎粗、一级有效分枝数、主花序长度、主花序有效角果数、单株有效角果数、每角粒数、每角长度及千粒重等性状指标，待风干后测定单株产量，并按根、茎叶、角壳、子粒等器官分开，烘干后测定其氮、磷、钾养分含量。

植株全氮磷钾用浓H2SO4-H2O2联合消煮，流动注射分析仪（德国SEAL，AA3）测全氮和全磷，火焰光度计测全钾[12]。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾施用对受渍油菜产量构成的影响

成熟期油菜生长性状调查结果（表1）显示，薹花期渍水油菜后期生长受到抑制，渍水后油菜株高、茎粗、有效分枝数、主花序长度及每角长度等生长性状均低于正常水分条件下对应的施肥处理。产量构成因子中，不同水分管理的各处理间单株有效角果数差异显著，正常水分条件下，NPK、PK、NK、NP及CK处理较渍水下各处理有效角果增加60.00、21.00、38.00、43.67和17.00个，增幅在35.17%～61.65%之间，每角粒数和千粒重的增幅分别在1.46%～6.86%和1.48%～10.61%之间。

正常水分管理条件下，NPK处理成熟期生长性状优于其他处理，5个施肥处理的单株有效角果数、每角粒数和千粒重等产量构成因子的大小顺序为NPK>NP>NK>PK>CK，薹花期渍水后各施肥处理间亦呈现相同趋势，说明肥料三要素中氮是影响油菜生长的第一要素，其次是磷、钾，氮磷钾配施有利于增强油菜的耐渍能力。

2.2 氮磷钾施用对油菜各器官生物学产量的影响

由表2可知，与NPK处理相比，正常水分条件下缺素及不施肥处理子粒减产10.38～28.44 g/盆，减产率29.25%～80.14%；渍水条件下减产3.58～15.53 g/盆，减产率17.61%～76.39%。相同水分条件下，NPK处理油菜收获指数（子粒占地上部干物质重的比例）高于其他处理，说明氮磷钾配施有利于干物质从营养器官向子粒转移与分配。

同一施肥处理在不同水分管理条件下，成熟期各器官干物重有明显差异。与正常水分管理相比渍水后5个施肥处理根系减产5.85%～26.11%、茎秆减产9.12%～17.76%、角壳减产3.96%～39.46%、子粒减产30.18%～42.72%，子粒减产幅度高于其他器官。

2.3 氮磷钾施用对受渍各器官养分含量的影响

油菜各器官养分含量结果（表3）表明，无论正常管理还是薹花期渍水条件下，PK（-N）处理各器官含N量明显低于NPK、NK（-P）和NP（-K）3个施氮处理；另一方面，正常水分管理条件下各施肥处理不同器官N含量略低于渍水时对应的施肥处理，从地上部生物量上判断，这种差异可能是由于正常管理生物量较渍水时大而产生稀释效应引起的。施磷、钾对各器官磷、钾含量的影响与氮的影响一致，即不施磷或钾的处理，不同器官磷或钾的含量较施磷或钾处理低，正常水分和渍水条件下均表现相同规律，说明氮磷钾肥施用明显促进了油菜对养分的吸收。

2.4 氮磷钾施用对受渍各器官养分积累量的影响

由表4可知，无论子粒和角壳还是茎秆和根系，氮磷钾配合施用处理的N、P2O5和K2O养分积累量均比PK（-N）、NK（-P）、NP（-K）和CK（不施肥）处理有大幅度的提高。正常水分条件下，缺素和不施肥处理较NPK处理全株N积累量减少0.507～1.526 g/盆，降幅为26.84%～80.78%；P2O5积累量减少0.217～0.566 g/盆，降幅为30.91%～80.63%；K2O积累量减少0.529～1.290 g/盆，降幅为30.42%～74.18%。薹花期渍水后，缺素和不施肥处理较NPK处理全株N积累量减少0.212～0.912 g/盆，降幅为17.59%～75.68%；P2O5积累量减少0.076～0.332 g/盆，降幅为17.63%～77.03%；K2O积累量减少0.239～0.786 g/盆，降幅为20.71%～68.11%。

相同施肥条件下，不同水分管理植株养分积累量也有明显差异。渍水条件下，5个施肥处理每盆全株N积累量较正常水分管理条件下减少0.070～0.684 g，降幅为19.28%～36.21%；P2O5积累量减少0.040～0.271 g，降幅为22.10%～38.60%；K2O积累量减少0.049～0.585 g，降幅为10.23%～33.64%。结果表明，合理施肥更有利于养分积累量的增加。

根据表4结果可计算养分在不同器官中的分配比例，可知正常水分管理时5个施肥处理子粒氮、磷和钾积累量分别占总量的69.42%～76.04%、78.68%～84.07%和13.36%～19.21%，薹花期渍水后子粒养分所占比例分别为66.21%～71.01%、72.73%～79.55%和11.96%～18.02%，低于正常水分时子粒所占比例说明渍水影响养分由营养器官向子粒的转移。比较不同施肥处理子粒养分所占比例，结果显示缺氮（PK）、缺磷（NK）处理子粒中氮、磷的累积比例大于施用氮、磷处理，说明植株缺氮、磷养分时，相应养分优先分配于子粒中，缺钾处理未表现出此规律。

3 小结与讨论

作物生物量的累积与养分累积有着密切的关系，养分累积是生物量累积的基础，也是作物产量形成的基础[12]。本研究结果表明，无论正常水分管理还是薹花期渍水氮磷钾肥施用均明显促进了油菜对养分的吸收，进而提高了各器官干物质产量，这与前人研究结论基本一致[13-15]。

作物对养分的吸收利用与土壤养分状况及根系吸收养分的能力等因素有关，沃土根茂有利于作物提高养分吸收效率[16]。科学施肥能提升土壤肥力已是不争事实[17]，较缺素或不施肥处理，氮磷钾配合施用油菜根系群体更强大，这一点在成熟期根系干物质重上可体现。由此可推断薹花期渍水前NPK处理油菜已形成相对较发达的根系，尽管渍水后由于土壤细胞线粒体呼吸功能紊乱、有氧呼吸降低、糖酵解加速，进而主动吸收能量不足，导致根系吸收能力下降，但氮磷钾配施后油菜根系养分吸收能力仍高于缺素或不施肥处理。

油菜种植一般以收获子粒为目的，渍水后子粒中养分积累量占全株的比例降低，油菜收获指数也降低，说明渍水影响油菜干物质和养分从营养器官向子粒的转移与分配。氮磷钾配施有利于干物质和养分从营养器官向子粒的转移与分配，三要素中氮的影响最大，其次是磷、钾。

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