赣北地区氮肥用量对直播油菜密度、产量和经济效益的影响

陈国徽，刘秋霞，曹国军，熊 文，吕太华，高冰可*

(1.九江农业科学院，江西 九江 332000；2.华中农业大学 资源与环境学院，湖北 武汉 430070)

菜籽油是我国用量最大的食用油品，占国内生产食物用油的57%以上，因此,油菜产业的稳步发展对解决我国食用油供需矛盾、提升我国食用油自给能力、确保食用油供给安全具有长远意义[1-2]。虽然油菜生产呈现稳中有升的趋势，但也有不少问题亟待解决[3]。油菜传统的育苗移栽、高氮肥投入等生产技术费时费工，且农村劳力大量向城市转移，劳力数量下降，劳力价格上涨，导致油菜种植成本不断提高，农民收益减少[4-6]。这也挫伤了农民种植积极性，导致种植面积不断下降[7-8]。冬油菜直播具有保持土壤水分、保护耕层土壤结构、节省劳力等优势[9-10]。因此，发展冬油菜直播轻简高效种植技术可以从根本解决油菜生产上存在的费工费力问题，节约生产成本，增加农民收入。但以往的研究和生产实践表明，田间营养状况显著影响直播油菜的出苗、成苗和成株状况。其中氮素营养状况对直播油菜成株率的影响最大，因此农田养分管理中氮肥的管理也显得格外重要。本试验通过研究氮肥用量对直播油菜生长过程中的密度消减动态、油菜籽产量及其构成因子，拟进一步了解氮素营养如何影响直播油菜的出苗速度和出苗率、收获时的成苗数和成苗率、油菜籽产量及其构成因子等关键参数，为冬油菜精量直播和高产高效生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2015～2016年在江西省九江农业科学院实验基地进行。供试土壤为灰潮土，0～20 cm耕层土壤的理化性状：pH 5.73、有机质1.18%、全氮0.82 mg/kg、速效磷44.38 mg/kg、速效钾61.24 mg/kg。油菜品种为华油杂62，由华中农业大学提供。

1.2 试验设计

试验共设5个不同施氮处理(表1)。其中，分次施用按50%基肥+20%苗肥(播种后40 d左右)+15%越冬肥(播种后100 d左右)+15%薹肥(抽薹初期)的比例施用。各处理除氮肥施用量不同外，其他肥料均相同。施用磷肥90 kg/hm2、钾肥120 kg/hm2和硼砂15 kg/hm2，磷肥品种为过磷酸钙(含P2O512%)、钾肥品种为氯化钾(含K2O 60%)、硼肥品种为硼砂(含B 10.8%)，磷钾硼肥全部作基肥一次性施用。

小区面积为20 m2，小区长宽设置为10 m×2 m。各小区间沟宽度0.3 m，各重复间沟0.4 m。整个试验外围四周设保护区，保护区内种植直播油菜。各处理3次重复，随机区组排列。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 不同时期密度调查 播种后，选择一块具有代表性的区域，调查0.36 m2直播油菜株数，每隔15 d进行1次密度调查。

1.3.2 成熟期取样及考种 成熟期各小区选取1 m2，将油菜植株连根挖起、洗净，从中选出具有代表性植株10株，考察分枝高度、一级有效分枝数、单株有效角果数、每角粒数等指标。

1.3.3 籽粒产量 成熟期小区实收产量。

1.3.4 土壤及植株养分含量 土壤pH值：水土比为2.5∶1，pH计测定；有机质用重铬酸钾容量法测定；碱解氮用碱解扩散法测定；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法测定。植株全氮含量采用浓H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮仪测定。

1.3.5 有关参数的计算 施氮增收/(元/hm2)=(施氮区产量-不施氮区产量)×油菜籽价格

施氮纯利润/(元/hm2)=施氮增收-氮肥用量×氮肥价格

产投比=施氮增收/氮肥投入

植株氮总累积量/(kg/hm2)=[植株生物量(kg/hm2)×植株氮素含量(%)]/100

1.4 数据统计

数据用SAS统计软件及Excel 2003软件进行分析，采用最小显著法(LSD)检验试验资料的差异显著性水平(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对直播油菜密度的动态影响

从表2、表3可知，播种后随着生长期的推移，直播油菜密度也有所变化。在播种后14 d，各处理出苗较均匀，密度均在110万株/hm2以上。处理U180的出苗率最低，只有74.2%，其他处理均在90%左右。对油菜出苗率与施氮量进行相关性分析，结果表明：油菜的出苗率与施氮量不存在显著相关性。播种后31 d，各处理密度均出现大幅下降；其中，处理U60和U240下降幅度最大，密度分别降到94.6万株/hm2和98.4万株/hm2；不施肥的N0处理密度下降幅度相对较小。从播种后47 d开始到收获，各处理的密度都有一定程度的下降；相较而言，不施肥的处理密度下降较缓。最终收获时，各处理密度在41.4万～68.6万株/hm2之间；随着氮肥施用量增加各处理密度呈现下降的趋势。

由图1可知，收获时各处理间施氮量同油菜密度存在负相关关系(相关系数r=-0.916)，在P<0.05水平上相关性显著。

表2各处理对油菜出苗率的影响%

处理重复Ⅰ重复Ⅱ重复Ⅲ平均值N091.195.985.690.9U6095.994.192.994.3U12076.6100.091.789.4U18076.670.675.474.2U24095.392.980.889.7

图1 收获期施氮量与密度的相关性分析

2.2 氮肥用量对直播油菜农艺性状的影响

由表4可知，施用氮肥对直播油菜的各农艺性状均有不同程度的影响。随着施氮量的增加，一级分枝数、分枝高度、单株角果数和每角粒数均有不同程度的上升趋势，且施氮量同分枝高度存在显著正相关性(相关系数r=0.896)。由图2可知，施氮量与千粒重没有相关关系。

表3 不同生长时期各处理的密度对比 万株/hm2

图2 施氮量与各农艺性状的相关性分析

处理一级分枝数/(个/株)分枝高度/cm单株角果数/(个/株)角粒数/(粒/角)千粒重/gN07.7ab79.3b357.7a20.1ab3.46abU607.2b78.6b323.4a19.3b3.34abU1208.3a80.4b335.0a20.8ab3.28abU1807.7ab92.6a373.2a19.8ab3.16bU2408.1a93.6a359.6a21.8a3.54a

注：小写字母代表在0.05水平上的差异显著性。

2.3 氮肥用量对直播油菜氮素积累量的影响

分别在苗期和越冬期取样，分析测试植株生物学产量和含氮量，从而获得2次不同时期的氮素积累量。

由表5可知，施氮量的多少直接影响植株体内氮素含量。通过相关性分析表明，施氮量与氮素积累量存在显著性相关，苗期和越冬期的相关系数r分别为0.932和0.937(图3)。不施氮肥的N0处理氮素积累量显著低于其他处理，随着氮肥施用量的增加，氮素在植株体内积累量明显呈上升趋势。苗期植株吸收氮素迫切，但吸收量相对后期弱；处理U240氮素含量最高，为149.64 kg/hm2，同N0处理存在极显著差异；处理U120和U240在苗期氮素含量也较高，同对照存在显著性差异。

由表5可知，随着油菜生育进程的推移，越冬期各处理氮素积累量差异显著变大。植株体内氮素积累量呈现显著上升趋势。处理U240的氮素含量最高，达到588.98 kg/hm2，同其他处理存在极显著差异；U120和U180的氮素含量较接近，分别为288.28和285.05 kg/hm2，同U60处理存在显著差异，同对照存在极显著差异；从苗期到越冬期，处理U60的氮素积累量提高幅度也较大，但是与N0处理没有显著差异。

表5 各处理间不同时期氮素积累量

图3 施氮量与不同时期氮素积累量的相关性分析

2.4 氮肥用量对直播油菜产量及经济效益的影响

由表6可知，随着氮肥用量的增加，产量也随之提升。作为不施氮肥的对照，其产量只有970 kg/hm2，极显著低于其他处理； U120和U240处理的产量最高，分别为2006、2043 kg/hm2，与其他处理差异极显著。同时表明，施氮可以明显增加油菜的经济效益，随着氮肥施用的增加，施氮增收和纯利润均呈上升趋势；施氮增收最高值出现在施氮240 kg/hm2处理，施氮纯利润最高值出现在处理U120。施氮产投比呈现先上升后下降的趋势，且产投比最高值出现在施氮量为120 kg/hm2的处理中。相较不施氮肥的N0处理，施氮肥可以明显提高油菜的经济效益。

表6 各处理间产量及经济效益的对比

注：油菜单价按照当地当年实收价格4.4元/kg计算，肥料成本按照过磷酸钙0.9元/kg、氯化钾1.8元/kg、硼砂2元/kg计算；其他成本包括用工、农药、机耕机收费用；对照不施肥，节约人工追肥成本150元。大写字母代表在0.01水平上存在极显著差异。

图4 各处理氮肥施入量同经济效益的线性关系

由图4可知，氮肥施用量与各处理经济效益的关系可知，直播油菜经济效益随着氮肥施入量的增加而先增后减，呈多项式函数关系，关系式为：y=-0.083x2+35.76x-406.9，相关系数r为0.9，具有显著的相关关系。当氮肥施入245.4 kg/hm2时，经济效益值最大，为3445元/hm2。

3 结论与讨论

本试验结果表明，氮肥施用量与直播油菜密度呈负相关关系，随着生长期推移，氮肥施用量越大，密度消减程度越高。氮肥施用量增加也促使一级分枝数、分枝高度、每角粒数和单株角果数各有不同程度的增加，但对千粒重没有影响。植株体内的氮素积累量与氮肥施用量呈显著正相关关系，氮肥施入量的差异直接影响到油菜植株氮素积累量，且随着生长期的推移，不同氮肥施用量导致油菜氮素积累量的差距加大。氮肥的施用也显著影响了直播油菜的产量和经济效益，分析表明，当氮肥施入245.4 kg/hm2时，经济效益值最大，为3445元/hm2。

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