钾肥种类和施钾时期对油葵产量及品质的影响

曾 骏，郭天文，张平良，李书田，董 博，刘晓伟

(1.甘肃省农业科学院旱地农业研究所，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室， 甘肃 兰州 730070 ；3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所， 北京 10081)

油葵是世界上第二大油料作物。15世纪传入中国，是我国五大油料作物之一[1-3]。油葵籽粗脂肪含量是决定油葵产油量的关键指标。脂肪酸组成是影响油葵品质的重要因素之一[4-5]。油葵籽粒富含必需的不饱和脂肪酸(其中亚油酸含量高达60%)。亚油酸是人体必需脂肪酸，它能抑制血栓形成，维持血压平衡，预防血管疾病，有益人类健康[6]。

近年来，在我国许多地区存在氮肥和磷肥部分施用过多的现象，却忽略了钾肥的施用，造成钾素供应不足[7-8]。因此，合理补充钾肥对农业的可持续发展具有十分重要的意义。近年来的试验研究表明，向日葵施用适量钾肥对增产的效果显著[9-12]。施用钾肥降低了向日葵的蛋白质含量，但增加了脂肪酸的含量，提高了油的品质[13]。以往的研究多集中于钾肥与不同肥料的组合施用，分析其对向日葵产量和品质的影响，缺乏钾肥种类和施肥时期对其影响的分析研究[14-15]。本研究在景泰县条山农场进行了3 a的定位试验，通过对不同钾肥种类和施钾时期油葵产量及其品质的研究，旨在为油葵的高产优质栽培及科学有效施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在甘肃省景泰条山农场，属典型的灌溉农业区，土壤属灰钙土，其质地为沙质壤土或粘土，土层深厚，肥力中等。该区域海拔约1 680 m，年降水量218 mm，季节分布不均，多集中在7—9月，年蒸发量3 038 mm，年日照时数2 725.5 h，年均气温8.2℃，无霜期155～165 d，≥10℃的有效积温3 038.2℃，光照丰富，日照长，昼夜温差大，属内陆气候。

1.2 试验材料和试验设计

试验于2014—2016年实施，耕层(0～20 cm)土壤养分状况见表1，油葵供示品种为陇葵杂3号，栽培方式为全膜覆盖平作，种植密度为60 000株·hm-2，小区面积36 m2，油葵于4月份播种，蕾期、花期、盛花期各灌溉1次，灌溉量约360 mm左右。

施肥试验设计如表2所示。肥料种类为尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O512-16%)、氯化钾(含K2O 60%)、硫酸钾(含K2O 50%)。根据当地测土配方施肥结果，试验所用肥料的氮(N)、磷(P2O5)、钾 (K2O)推荐用量分别为180、120、120 kg·hm-2，肥料除部分处理钾肥在蕾期和花期追施，其余全部在播前基施。试验设钾肥2种: KCl(F1)和K2SO4(F2)；设施钾时期3个：全部种前基施(T1)、 50% 种前基施+50% 现蕾期追施(T2)、25%基施+50%现蕾期追施+25%花期追施(T3)，共组成6个处理，各处理重复3次，采用随机区组排列。

表1 试验田2014年土壤基础肥力

1.3 测试项目及其计算方法

盘径：成熟期每个处理选取长势均匀的 10株植株， 以米尺测量花盘直径，计算各项平均值。

产量：采用全区测产。

千粒重、出仁率:取各处理成熟期籽粒，进行室内考种测定，取3次平均数。

表2 施肥试验设计

品质指标测定方法：取各处理成熟期籽粒，分别测定蛋白质含量、粗脂肪、不饱和脂肪酸及其组分(油酸、亚油酸、亚麻酸) 含量。

粗蛋白质含量测定采用凯氏法[16]，粗脂肪采用油重法[17]，脂肪酸组分含量测定采用气相色谱法[18]。

数据采用软件 Excel、DPS 7.05进行显著性分析，LSD法检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 钾肥种类和施钾时期对油葵产量及产量构成的影响

2.1.1 钾肥种类和施钾时期对油葵产量构成的影响 由表3可知，2014—2016年，F1T1的盘径最高，F2T3的盘径最低。油葵盘径受钾肥种类和施钾时期的影响均不显著。

油葵千粒重受钾肥种类的影响差异均不显著。油葵千粒重受钾肥时期的影响在2014年和2015年差异显著。F1T1的千粒重较F1T3在2014、2015年分别增加了14.74%、3.37%；F2T1的千粒重较F2T3在2015年增加了4.11%。

表3 不同钾肥和施钾时期对油葵产量构成的影响

注:表中不同小写字母表示同一年份不同处理间差异显著(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.

油葵出仁率受钾肥种类的影响在2015年和2016年差异显著。F1T1的出仁率较F2T1在2015年和2016年分别增加了1.50%、2.99%，F1T2的出仁率较F2T2在2015年和2016年分别增加了1.76%、19.7%。除2014年的F1和2016年的F2以外，出仁率受施钾时期的影响在2014—2016年差异显著。 2014年F2T1的出仁率较F2T3增加了4.14%；2015年F1T1的出仁率较F1T2和F1T3分别增加了2.72%、4.19%，F2T1的出仁率较F2T2和F2T3分别增加了2.98%、1.60%；2016年F1T1和F1T2较F1T3分别增加了2.80%、1.49%。

2.1.2 钾肥种类和施钾时期对油葵产量的影响 由表4可知，油葵产量受钾肥种类的影响在2014年差异显著。2014年F1T2的产量较F2T2增加了4.96%，F1T3较F2T3增加了4.06%。除2015年的F2以外，油葵产量受施钾时期的影响在2014—2016年差异显著。2014年F1T1的产量较F1T2和F1T3分别增加4.62%、9.36%，F1T2的产量较F1T3增加4.53%，F2T1的产量较F2T2、F2T3分别增加了7.59%、11.59%；2015年和2016年F1T1的产量较F1T3分别增加了7.75%和5.60%，F2T1的产量较F2T3增加了5.23%。

2.1.3 油葵产量与产量构成因素的相关分析 表5可知，油葵产量与产量构成(盘径、千粒重、出仁率)均有显著的正相关关系。产量构成中出仁率与盘径、千粒重有明显的正相关关系，而盘径与千粒重之间没有明显的相关性。

表4 不同钾肥和施钾时期对油葵产量的影响

表5 油葵产量与产量构成的相关系数矩阵

注:**代表P<0. 01水平上显著相关。*代表P<0.05水平上显著相关。

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

2.2 钾肥种类和施钾时期对油葵品质的影响

2.2.1 钾肥种类和施钾时期对油葵粗蛋白的影响 由表6可知，油葵粗蛋白含量受钾肥种类的影响在2014年和2016年差异显著。F2T3的粗蛋白含量较F1T3在2014年和2016年分别增加了9.95%和8.87%。除2014年和2016年的F2以外，油葵粗蛋白含量受施钾时期的影响在2014—2016年均存在差异。2014年F1T1和F1T2的粗蛋白含量较F1T3分别增加了9.85%和7.98%；2015年F1T1的粗蛋白含量较F1T2、F1T3分别增加了2.91%、3.20%，F2T1较F2T2、F2T3分别增加了2.30%、2.71%；2016年F1T1的粗蛋白含量较F1T3增加7.98%。

油葵粗蛋白产量受钾肥种类的影响在2016年差异显著。F2T3的粗蛋白产量在2016年较F1T3增加9.29%。油葵蛋白质产量受施钾时期的影响在2014—2016年差异均显著。2014年F1T1的粗蛋白产量较F1T2和F1T3在分别增加了6.00%、20.15%，F1T2较F1T3增加了13.35%，F2T1较F2T2和F2T3分别增加了8.15%、14.80%，F2T2较F2T3增加了6.15%；2015年和2016年F1T1的粗蛋白产量较F1T3在分别增加了11.21%、14.00%，F2T1较F2T3分别增加了6.93%、7.86%。

表6 不同钾肥和施钾时期对油葵粗蛋白及粗蛋白产量的影响

2.2.2 钾肥种类和施钾时期对油葵粗脂肪的影响 由表7可知，油葵粗脂肪含量受钾肥种类的影响在2014—2016年差异不显著。油葵粗脂肪含量受施钾时期的影响在2014—2016年存在一定的差异。2014年和2015年F1T1的粗脂肪含量较F1T3分别增加4.71%、11.29%，F2T1的粗脂肪含量较F2T3分别增加4.76%、6.53%；2016年F1T1的粗脂肪含量较F1T2和F1T3分别增加了2.71%、6.18%，F1T2较F1T3增加了3.38%，F2T1较F2T2和F2T3分别增加了4.72%、6.83%。

2014—2016年，F1T1的产油量在2014年和2015年最高，F2T1的产油量在2016年最高，F2T3的产油量在2014年最低，F1T3的产油量在2015年和2016年均最低。油葵产油量受钾肥种类的影响在2014—2016年差异不显著。油葵产油量受施钾时期的影响在2014—2016年均存在差异。2014年F1T1的产油量较F1T2和F1T3分别增加7.37%、14.52%，F2T1较F2T2、F2T3分别增加7.93%、19.93%，F2T2较F2T3增加了11.40%；2015年F1T1、F1T2较F1T3的产油量分别增加了19.93%、11.40%，F2T1较F2T3增加了10.82%；2016年F1T1的产油量较F1T2、F1T3分别增加5.57%、12.15%，F1T2较F1T3增加了6.23%，F2T1较F2T2、F2T3分别增加8.16%、12.39%。

表7 不同钾肥和施钾时期对油葵粗脂肪及产油量的影响

2.2.3 钾肥种类和施钾时期对油葵不饱和脂肪酸组分的影响 由表8可知，油葵油酸含量受钾肥种类的影响在2015年和2016年均存在差异。2015年F1T2的油酸含量较F2T2增加了5.92%；2016年F1T3的油酸含量较F2T3增加了9.09%。油酸含量受施钾时期的影响在2015年和2016年均存在差异。2015年F1T1的油酸含量较F1T3增加6.62%；2016年F1T1的油酸含量较F1T2增加了10.50%，F2T1的油酸含量较F2T2、F2T3分别增加了7.72%、10.84%。

油葵亚油酸含量受钾肥种类的影响在2015年和2016年均存在差异。2015年和2016年F1T3的亚油酸含量较F2T3分别增加了3.17%、3.03%。亚油酸含量受施钾时期的影响在2015年和2016年均存在差异。F1T3和F2T3的油酸含量较F1T3在2015年分别增加了3.17%、3.03%，在2016年分别增加了4.76%、3.76%。

2014—2016年，亚麻酸含量受钾肥种类和施钾时期的影响差异均不显著。

表8 不同钾肥和施钾时期对油葵不饱和脂肪酸组分的影响

3 讨论与结论

目前钾肥对油葵产量和品质研究多集中于钾肥与不同肥料的组合施用或者钾肥的不同施钾量，没有钾肥种类和施肥时期对油葵产量和品质影响[9,14-15]。本试验开展了针对不同钾肥种类和施钾时期的研究。对不同肥料种类的研究结果表明：与施用K2SO4相比，施用KCl的盘径、千粒重、粗脂肪含量、产油量、亚麻酸含量差异均不显著。与施用K2SO4相比，施用KCl的产量在2014年显著增加，出仁率、油酸含量在2015年和2016年显著增加，粗蛋白含量在2014年和2016年显著降低，粗蛋白产量在2016年显著降低，亚油酸含量在2015年和2016年显著降低。本研究中施用氯化钾第1年可以提高油葵的产量，随着施肥年限的增加，增产幅度逐步降低。原因可能是多年氯化钾的施用，土壤中的盐份含量增加，降低了油葵产量[19]。随着施肥年限的增加，施用氯化钾增加了油葵油酸含量，但是降低油葵的亚麻酸含量以及粗蛋白含量、粗蛋白产量，说明油酸和亚油酸之间存在负相关关系，这与郑伟等[20]、李为萍等[21]的研究结果相一致。

通过对施钾时期的研究表明：施钾时期对油葵盘径、亚麻酸含量的影响差异不显著，对其余各产量、产量构成及品质指标的影响显著，均为基施效果最好。其中，钾肥基肥的千粒重在2014—2015年显著增加，出仁率、产量、蛋白质含量、蛋白质产量、粗脂肪含量、产油量在2014—2016年显著增加，油酸和亚油酸在2015年和2016年显著增加。本研究中钾肥基施能够提高油葵产量，改善油葵品质，段玉等[22]、柳洪鹃等[23]、姚海兰等[24]也得到了类似结果。

通过对产量与产量构成进行相关性分析，油葵产量与盘径、千粒重、出仁率均有显著的正相关关系。

综上所述，施用KCl和K2SO4对油葵盘径、千粒重、粗脂肪含量、产油量、亚麻酸含量的影响没有明显的差异。与施用K2SO4相比，施用KCl能够增加油葵的产量、出仁率、油酸含量，降低了粗蛋白含量、粗蛋白产量、亚油酸含量。施钾时期对油葵的盘径、亚麻酸含量没有显著影响，但使油葵的千粒重、出仁率、产量、蛋白质含量、蛋白质产量、粗脂肪含量、产油量、油酸、亚油酸显著增加。钾肥的最佳施用时期为基施。油葵产量与盘径、千粒重、出仁率均有显著的正相关关系。油酸和亚油酸含量之间存在负相关关系。