硫包衣尿素用量对旱作区胡麻生长及产量性状的影响

张 炜，陆俊武，曹秀霞，钱爱萍，剡宽将

（宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000）

胡麻（Linum usitatissimumL.），为亚麻科（Linaceae）亚麻属（Linum），一年生草本植物，属油用亚麻，是我国北方地区重要的特色油料作物，具有较强的耐旱、耐寒和耐瘠薄能力，生育期短、适应性广［1-2］。2015年，我国胡麻年种植面积29.2×104hm2，总产量40.0×104t，是我国5大油料作物之一。胡麻主要分布在华北、西北等地的干旱地区，河北、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆6省（区）的播种面积占全国总播种面积的98.40%。宁夏胡麻年播种面积4.29×104hm2，占全国总播种面积的14.69%，居第4位。近年来，随着市场经济的带动，我国胡麻种植面积不断扩大，效益逐年提升［3］，但产量较低，其中施肥不合理是低产的重要原因之一，目前我国胡麻施肥技术研究远远落后于其他主要农作物［4］。

硫包衣尿素作为一种缓/控释肥料，可以根据作物不同阶段生长发育对养分的需求，而设计调控养分释放速度和释放量，使养分释放曲线与作物对养分的需求相吻合。缓/控释肥具有减少施肥量及施肥次数、节约化肥生产原料、提高肥料利用率、减少生态环境污染等优点，对提高资源利用效率和实现农业可持续发展有着十分重要的意义［5-10］。国内研究结果表明，缓/控释肥在水稻［11-12］、玉米［13-14］、马铃薯［15-17］、花生［18］等作物及蔬菜［19-20］中具有良好的增产效果，但在旱作区胡麻中的应用研究尚无报道。

胡麻属于密植作物，旱作区胡麻无灌溉条件，生产中又无法进行追肥。播种时施用种肥无法满足胡麻全生育期的营养需求，易造成后期脱肥，种肥过量又会造成烧苗。由于旱地条件下的试验研究易受气候因素及栽培环境的影响。因此，本研究通过2015～2016年连续两年的田间试验，研究硫包衣尿素对旱地条件下胡麻的营养生长、干物质积累、经济性状和籽粒产量的影响，综合评价了硫包衣尿素不同用量的增产效果及氮肥利用效率，为缓/控释肥在旱作区胡麻生产中的应用和推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2015年4月～2016年8月在宁夏固原市彭阳县古城镇挂马沟村进行，海拔1 860 m，无霜期148～152 d，年平均气温5.8～6.4℃，≥10℃积温2 417～2 550℃，年降水量350～450 mm。土壤类型为新积土，砂壤质，试验区土壤质地疏松、肥力中等，前茬作物为玉米。试验前取0～20 cm土壤进行养分化验，其基础性状情况见表1。

胡麻生育期降水量见表2。彭阳县胡麻生育期间（4～8月）多年平均降水量为293.9 mm，从4月到8月份逐月递增。2015年生育期降水量为353.9 mm，降水量主要分布在4月和6～8月，总体属于丰水年份。2016年生育期降水量为224.5 mm，4～5月降水量较好，但6～8月降水量锐减，出现极端干旱天气，总体上属于干旱年份。

表2 生育期降水量 （mm）

1.2 试验材料

供试硫包衣尿素由黑龙江某公司生产，共有两种，分别是SCUⅡ型（N≥37%，S≥10%），释放期在播种后60 d；SCUⅢ型（N≥34%，S≥15%），释放期在播种后90 d。供试胡麻品种为宁亚17号。

1.3 试验设计

试验共设4个处理，即把60、90 d释放的硫包衣尿素按照3∶1进行混配（SCU，前期研究结果所得最优比例），施混配SCU 75 kg/hm2（T1）、112.5 kg/hm2（T2）、150 kg/hm2（T3）、187.5 kg/hm2（T4），以不施肥为对照（CK）（表3）。将上述各处理肥料作为种肥，播种时与胡麻种子混匀一次施入土壤。种子田间播量按750万粒/hm2有效粒数计算。试验采用随机区组排列，重复3次，小区面积2.4 m×6 m=14.4 m2，行距0.15 m，每小区种植16行，小区间走道30 cm，重复间走道50 cm，四周设保护行。

表3 试验处理施肥量 （kg/hm2）

1.4 测定项目与方法

在初花期（胡麻营养生长与生殖生长的转折时期，营养生长达到最大值），每小区随机采样20株，在实验室内测定胡麻株高、地上部鲜重，并将植株地上部分于恒温箱中105℃杀青30 min，而后在70℃烘至恒重，测定植株地上部分的干物质重量。

在成熟期，每小区随机采样30株进行室内考种，分别测定分茎数、主茎分枝、有效结果数、每果粒数、单株产量及千粒重等经济性状。

收获时，各小区单收单打，晒干后测得小区实际籽粒产量，并计算单位面积实际籽粒产量。用于试验采样所造成的产量损失不计。

氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区产量-空白区产量）/施氮量。

氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区产量/施氮量。

1.5 数据处理

采用Excel 2007软件对数据进行整理，用DPS 13.5统计分析软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量对胡麻生长量的影响

2.1.1 对胡麻株高的影响

2015年初花期各处理株高在55.18～61.45 cm（表4），较CK提高9.92%～22.41%，平均提高17.36%，各处理均显著高于CK（P＜0.05）。2016年初花期各处理株高在50.00～52.85 cm，较CK提高3.33%～9.22%，平均提高6.04%，其中T1、T2、T4处理显著高于CK。通过两年的株高数据的平均值可以看出，各处理均能有效提高旱地胡麻的植株高度，较CK分别提高8.60%、13.01%、12.03%、13.55%。

表4 不同施肥量对胡麻初花期生长量的影响

2.1.2 对胡麻地上部鲜重的影响

2015年初花期各处理地上部鲜重在6.93～13.39 g，较CK提高26.23%～143.90%，平均提高82.33%，各处理均显著高于CK。2016年初花期各处理地上部鲜重在3.64～4.15 g，较CK提高95.70%～123.12%，平均提高114.65%，各处理均显著高于CK。通过两年的地上部鲜重数据的平均值可以看出，各处理均能有效促进旱地胡麻的营养生长，较CK分别提高50.33%、79.06%、94.81%、137.09%。

2.1.3 对胡麻地上部干重的影响

2015年初花期各处理地上部干重在2.08～3.97 g，较CK提高15.56%～120.56%，平均提高64.86%，其中T2、T3、T4处理显著高于CK。2016年初花期各处理地上部干重在1.12～1.23 g，较CK提高89.83%～108.47%，平均提高100.85%，各处理均显著高于CK。通过两年的地上部干重数据的平均值可以看出，各处理均能有效促进旱地胡麻的干物质积累，较CK分别提高37.45%、62.91%、78.59%、115.07%。

2.2 不同施肥量对胡麻经济性状的影响

不同施肥量对胡麻经济性状的影响见表5。2015年各处理有效分茎数、主茎分枝数、单株结果数、每果粒数、千粒重和单株产量均较CK有不同程度提高，且随着硫包衣尿素用量的增加而增加，但处理间差异未达到显著水平。2016年各处理经济性状较CK有不同程度提高，分茎数、单株结果数及单株产量间差异达到显著水平。

通过两年的经济性状数据的平均值可以看出，不同施肥量均能有效提高旱作区胡麻经济性状指标，总体表现出随着硫包衣尿素施肥量的增加而增加的趋势，较CK均有不同程度的增加。其中，各处理分茎数、主茎分枝数、单株结果数、每果粒数、单株产量较CK分别增加20.83%～125.00%、12.95%～ 26.69%、28.46%～ 56.91%、1.41%～7.46%、20.25%～36.71%。T3处理的分茎数、主茎分枝数、单株结果数、单株产量及千粒重均居各处理第1；T4处理的每果粒数居第1，分茎数、主茎分枝数、单株结果数、单株产量居第2。

2.3 不同施肥量对胡麻籽粒产量和氮肥利用率的影响

不同施肥量对胡麻籽粒产量的影响见表6。2015年各处理较CK增产15.13%～20.68%，平均增产17.75%，各处理较CK增产均达到显著水平。2016年各处理较CK增产33.57%～47.79%，平均增产40.59%，各处理较CK增产均达到显著水平。

通过两年籽粒产量数据的平均值可以看出，各处理能显著促进胡麻籽粒产量形成。各处理较CK增产24.20%～32.16%。不同处理间的 籽 粒 产 量 顺 序 为 T4＞T3＞T2＞T1＞CK。T4处 理两年平均折合产量为1 648.64 kg/hm2，较CK增产32.16%，居第1位；T3处理两年平均折合产量为1 635.73 kg/hm2，较CK增产31.13%，居第2位。

由表6可知，2015、2016年各处理的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力基本上均随施氮量的增加而降低。

表5 不同施肥量对胡麻经济性状的影响

表6 不同施肥量对胡麻籽粒产量和氮肥利用率的影响

3 讨论与结论

氮是植物生长发育中最重要的营养元素之一［21］，影响着作物籽粒产量和产量构成因子，合理施用氮肥是实现作物高产的重要途径之一［22-23］。胡麻是西北和华北地区重要的油料作物，主要种植在旱作区。旱地胡麻无灌溉条件，生产中无法根据作物生长阶段及时进行追肥。本研究通过施用硫包衣尿素，一次施肥满足胡麻全生育期的氮素需求，从而解决旱地胡麻追肥困难的问题。研究结果表明，氮肥可显著增加胡麻的籽粒产量，随着施氮量的增加，胡麻籽粒产量增加，两年间产量变化趋势一致。在施用硫包衣尿素75 kg/hm2（T1）、112.5 kg/hm2（T2）、150 kg/hm2（T3）、187.5 kg/hm2（T4）时，两年平均产量分别达到1 549.29、1 560.02、1 635.73、1 648.64 kg/hm2；较对照增产24.20%、25.06%、31.13%、32.16%。可见，适宜的氮肥施用量可以提高胡麻产量，与Pageau等［24］、曹秀霞［25］在胡麻上的研究相一致。随施氮量增加，氮肥农学利用率、氮肥偏生产力持续下降，原因是施用氮肥量的增长率大于籽粒产量的增长率，这与谢亚萍等［26］的研究结果相一致。

肥和水是旱地农业生产的两大限制因子。根据土壤水分合理施肥，以肥调水，以水促肥，促进作物生长发育和提高作物产量成为农业综合发展的关键技术。合理施肥可以影响作物蒸腾，改善作物产量构成因子，从而影响作物产量和水分利用效率［27］。在本研究中，2015年降水量较多，各处理对株高、地上部干重、地上部鲜重等营养生长指标促进作用明显；对主要经济性状指标虽然有一定程度提高，但未达到显著水平；各处理较CK增产15.13%～20.68%，平均增产17.75%。2016年降水偏少，后期出现极端干旱天气，各处理对株高增加幅度低于2015年，但对地上部鲜重及干重增加幅度则高于2015年；对主要经济性状指标也有大幅提高，其中分茎数、每株结果数及单株产量达到显著水平；各处理较CK增产33.57%～47.79%，平均增产达到40.59%。在2016年生育期降水量较2015年减少36.56%情况下，不施肥对照较2015年籽粒产量减产16.55%，但各硫包衣尿素处理的籽粒产量与2015年基本持平，各处理氮肥农学利用率较2015年提高66.44%～116.71%，平均提高92.36%。说明硫包衣尿素能够在干旱年份保证作物稳产，不因降水量减少而造成减产，显著增加作物营养生长阶段干物质积累及改善生殖生长阶段的经济性状指标，有效提高了旱作区作物水分及氮肥利用效率。任书杰等［28］和刘晓宏等［29］在小麦上的研究指出，春小麦施氮后，水分利用效率明显提高。梁锦秀等［30］在马铃薯上的研究指出，增施氮肥可显著提高旱地马铃薯水分利用效率，马铃薯水分利用效率也是指导施肥的依据。这一点，与本研究结果一致。

氮肥施用不当，养分供应不同步是作物氮素利用率低的主要原因。过高施用氮肥会增加生产成本，不仅浪费资源，氮素的流失还会造成环境污染［31］。本研究通过前期试验结果所得最优比例，将释放期在播种后60与90 d的硫包衣尿素按照3∶1的比例进行混配，播种时与胡麻种子混匀一次施入土壤。在胡麻的需肥关键时期能稳定释放和供应足够数量的氮素养分，一次施肥就可以满足胡麻整个生育期对氮素营养的需要。谢亚萍等［26］、刘晔等［32］、郭小明等［33］研究表明，胡麻植株氮素吸收强度最大的生长阶段是纵行期至现蕾期，胡麻植株营养生长与生殖生长并进的时期是氮素营养吸收强度最大的时期。本研究所采用的60 d释放的硫包衣尿素，释放时期正处于胡麻纵行期至现蕾期，也是胡麻的氮素需肥临界期，此时缺乏氮素将影响着胡麻植株营养生长及生殖生长。90 d释放的硫包衣尿素，释放时期处于胡麻青果期，是胡麻的籽粒灌浆期，此时缺乏氮素将造成后期脱肥，影响作物经济性状和籽粒产量。

作物由于在其生育期缺乏足够养分或在后期出现脱肥现象而导致的减产问题较为普遍，尤其在干旱或半干旱地区，缺乏有效灌溉条件的旱作种植区更为严重。笔者在前期研究中发现，普通尿素在作为胡麻种肥施用时会造成严重烧苗现象，而硫包衣尿素在作为种肥施用时不会对出苗产生明显不利影响。因此，本文通过连续两年的田间试验，比较了硫包衣尿素不同用量在不同降水量年份对旱地条件下胡麻植株生长及产量性状的影响，综合评价了硫包衣尿素不同用量的增产效果及氮肥利用效率。研究结果表明：硫包衣尿素能有效促进旱作区胡麻的营养器官生长，有助于干物质累积，改善产量构成因子，显著提高籽粒产量及水肥利用效率，在干旱年份增幅尤为明显。随着硫包衣尿素用量的增加，氮素释放量增加，胡麻植株的生长量、经济性状指标及籽粒产量也随之增加。在187.5 kg/hm2的施肥水平，其两年的株高、地上部鲜重、地上部干重、籽粒产量平均值均达到最大，分别为55.98 cm、8.72 g、2.57 g、1 648.64 kg/hm2，较CK增加13.55%、137.09%、115.07%、32.16%。