缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响

吕伟生，肖小军，肖国滨，黄天宝，肖富良，李亚贞，韩德鹏，郑 伟

缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响

吕伟生，肖小军，肖国滨，黄天宝，肖富良，李亚贞，韩德鹏，郑 伟※

（江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/江西省红壤耕地保育重点实验室/农业农村部江西耕地保育科学观测实验站，南昌 330046）

为明确红壤稻田直播油菜缓释肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）侧位深施效果及适宜用量，该研究连续2 a在两熟制和三熟制2种种植模式下开展缓释肥侧位深施效果对比试验（设置不施肥、土表撒施和侧位深施3个施肥方式）和施用量试验（设置0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6个施肥水平），研究缓释肥侧位深施及不同用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明，施肥方式对红壤稻田油菜产量形成和肥料利用率均有显著影响（<0.05），且对两熟制油菜影响更为显著。相比传统土表撒施，侧位深施显著促进了油菜产量和肥料利用率的提高（<0.05）。缓释肥侧位深施明显提高了各时期油菜干物质量，尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量（<0.05），促进了花后根部与地上部干物质同步增长；促进了根系对N、P、K的吸收，提高了油菜产量和肥料利用率。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系，适宜施肥量可保证较大的收获密度，并协同产生较多的每株角果数和每角粒数，从而提高籽粒产量、肥料利用率和经济效益。两熟制和三熟制油菜缓释肥侧位深施的适宜用量分别为715.39和586.39 kg/hm2，产量潜力可分别达2 438.94和1 708.22 kg/hm2。研究表明，侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤稻田直播油菜生产力，建议结合机械化种植因地制宜推广应用。

机械化；作物；产量；缓释肥；侧深施肥；直播油菜；肥料利用效率

0 引 言

油菜是中国第一大食用植物油和第二大饲用蛋白源料，种植面积达700万hm2，其中约90%为冬油菜，但仍难以满足内需[1]。冬油菜种植于冬闲耕地，是南方红壤区多熟制轮作换茬和地力培肥的首选作物[2]，发展该区域冬油菜生产具有重要的战略意义。然而，中国冬油菜生产还面临发展不均衡、单产水平低等问题，尤其在受立地条件影响的红壤稻田，油菜多停留于传统经验种植，机械化水平、产量、效益及肥料利用率均偏低[1,3]。科学合理的播种和施肥方式是实现作物高产高效的重要措施[4]，而目前红壤稻田油菜种肥播施方式主要采用人工土表撒施，种肥分布无序化、养分表聚化，不利于构建高质量群体[5]。此外，冬油菜生育期长，养分需求量较大，直播条件下对施肥的响应更加敏感[6]，而传统的分次施肥技术又耗时费工[5]。随着农机农艺技术融合发展，种子条播、穴播和同步侧位深施肥的机械化生产技术日趋成熟[7]，因此，探究红壤稻田直播油菜适宜的机械化轻简化施肥技术尤为重要。

关于科学施肥，专家学者们普遍倡导“4 R”养分管理策略，即选择适宜的肥料（Right source）、以合理的用量（Right rate）、在正确时间（Right time）施于合适的位置（Right place）[8]。研究表明，作物有序种植有利于改善群体质量而显著增产[9]，同步侧深施肥在增产的同时可显著提高肥料利用率[10-11]。肥料施入土壤后，特别是在集中深施时会在根区形成肥料微域环境[12]，从而刺激根系增殖，形成理想根型，促进养分吸收和地上部生长[13-14]。合理的施肥方式可提高水稻[11,15-16]、玉米[17-18]、小麦[19-20]、大豆[21-22]等粮油作物的产量及肥料利用率，减少面源污染。在油菜种植中也发现，氮基肥条施（直播油菜）或穴施（移栽油菜）可减少氮肥损失，保证后期氮素供给，促进根系和地上部生长，进而提高产量与氮肥利用率[23]。对于油菜肥料集中施用，施肥位置至关重要，施肥太浅影响出苗和扎根，施肥过深又会增加动力成本[13,24]。总体而言，肥料深施在10～15 cm土层可明显促进油菜根系生长和干物质积累，提高产量和肥料利用率[13-14]。近年来，随着缓控释技术升级和工艺成本降低，一次性基施且增产增效的油菜缓释型配方肥也备受青睐[5]。李小坤等[25]针对湖北省的移栽油菜探究了多元长效油菜专用肥（N-P2O5-K2O: 15.6-8.4-11.1）的施用效果及适宜用量，表明适量施用该肥可明显促进油菜生长并提高产量。鲁剑巍等[5,26]通过多点试验表明，在减少肥料养分投入并一次性基施的情况下，长效专用配方肥（N-P2O5-K2O:20-7-8、N-P2O5-K2O:25-7-8）仍能实现冬油菜增产增效。黄琳等[27]针对湖南省的直播油菜对比了以上2种配方肥的施用效果，发现二者均比常规施肥省工节本、增产增效，尤其是含氮量25%的配方肥。由此推测，缓释型配方肥一次性侧位深施有进一步减肥增效的潜力。

新形势下，轻简高效的直播油菜和一次性基施且增产增效的专用缓释肥推广规模正逐年扩大，适应当前油菜种植需求的机械化种肥同步播施技术也在不断完善[4-5,28]。但目前相关施肥技术研究集中在氮素管理[23,29-30]等方面，且研究方式以土表撒施为主，关于直播油菜同步侧位深施缓释肥的系统研究还鲜有报道。据此，本文以当前主推的缓释型配方肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）为材料，通过2 a田间试验，探究缓释肥侧位深施的效果及适宜用量，以期为红壤稻田油菜科学施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018－2020年在江西省红壤研究所进贤试验基地（28°35′N，116°17′E）进行。该区域属典型的亚热带季风湿润气候，气候温和，雨量充沛。两年的油菜季气象条件总体利于油菜生长，各月的气温分布和降水量如图1所示。2019年10月－2020年5月间各月的气温总体高于2018－2019年，各月降水量则低于2018－2019年，特别是11月－2月。试验前茬作物是水稻，机收时秸秆全量还田。土壤为第四纪黏土母质发育的红壤土，肥力中等。2018－2019年试验田0～20 cm耕层土壤理化性状为：有机质24.23 g/kg、全氮2.41 g/kg、碱解氮156.34 mg/kg、有效磷36.31 mg/kg、速效钾153.08 mg/kg、有效硼0.45 mg/kg，pH值为5.35；2019－2020年试验田0～20 cm耕层土壤理化性状为：有机质21.87 g/kg、全氮2.22 g/kg、碱解氮139.85 mg/kg、有效磷40.15 mg/kg、速效钾144.60 mg/kg、有效硼0.37 mg/kg，pH值为5.18。

图1 2018—2020年油菜生育期内各月平均气温和降水量

1.2 试验设计

试验用冬油菜品种为“大地199”（两熟制品种，生育期约210 d）和“中油607”（三熟制品种，生育期约185 d），由中国油料作物研究所提供，种子用量分别为4.5和6.0 kg/hm2。所用肥料为油菜长效专用配方肥，由华中农业大学研制、湖北宜施壮农业科技有限公司生产，N、P2O5、K2O和中微量元素（B、Ca、Mg、Zn、S）配比为25:7:8:5。

2018－2019年和2019－2020年连续2 a在不同试验田开展缓释肥侧位深施效果试验。设置油菜品种和施肥处理二因素裂区试验，其中油菜品种为主区，分别设置3个施肥处理：不施肥，耕地后按20 cm行距开深约2 cm的播种沟并条播种子（F0）；土表撒施，即耕地后将肥料撒施在地表，再按20 cm行距开深约2 cm的播种沟并条播种子（F1）；侧位深施，耕地后按20 cm行距开深2 cm的播种沟条播种子，再于行间间隔开深10 cm的肥沟施肥（F2）。每个处理设3次重复，随机区组排列，小区面积10 m × 4 m。肥料按两熟制油菜750 kg/hm2、三熟制油菜600 kg/hm2的用量一次性基施。

2019－2020年在缓释肥侧位深施效果试验的基础上开展缓释肥施用量试验。2个油菜品种分别设0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6个施肥水平。肥料一次性侧位深施，即耕地后按20 cm行距开深2 cm的播种沟条播种子，再于行间间隔开深10 cm的肥沟并按相应肥料用量施肥。每个处理3次重复，小区面积10 m×4 m。

根据不同熟制油菜的品种特性，并结合生产实际，两熟制品种于10月上旬播种、次年5月中上旬收获；三熟制品种于10月下旬播种、次年4月下旬收获。

1.3 测试指标与方法

1.3.1 土壤基础理化性质

在前茬水稻收获之后，按五点取样法采集耕作层（0～20 cm）土壤，自然风干后磨碎过筛，采用常规方法分别测定土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和有效硼含量[31]。

1.3.2 干物质量

2018－2019年缓释肥侧位深施效果试验中，分别在油菜苗期、初花期和成熟期，每个小区选取1个有代表性（长势均匀）的0.6 m2（连续3行，每行1 m）样点，测定植株干物质量。取样时在根茎结合处将根系和地上部分开（成熟期地上部按茎秆、角壳与籽粒分开），清洗后于105 ℃条件下杀青30 min，再于70 ℃条件下烘干至恒质量后称量。

1.3.3 籽粒产量及产量构成

在油菜收获前1 d，每个小区选定1个有代表性（长势均匀）的0.6 m2（连续3行，每行1 m）样方调查有效株数，然后收集样方内的油菜，考查每株角果数、每角粒数和千粒质量。随后分小区单独收获籽粒，晾干后测定实际产量。

1.3.4 成熟期地上部养分吸收量

分别将成熟期地上部茎秆、角壳与籽粒粉碎，过0.5 mm筛，经H2SO4-H2O2联合消煮，用FOSS—2300型全自动定N仪测定氮含量，用钼锑抗比色法测定磷含量，用火焰光度计测定钾含量。

1.4 相关指标计算

1）肥料利用率：分别用肥料农学利用率、肥料偏生产力和肥料贡献率等指标表征肥料利用效率[26]。

肥料农学利用率（kg/kg）=（施肥处理产量−不施肥处理产量）/施肥处理的养分（N、P2O5、K2O）施用量（1）

肥料偏生产力（kg/kg）=施肥处理产量/施肥处理的养分

（N、P2O5、K2O）施用量（2）

肥料贡献率=（施肥处理产量−不施肥处理产量）/施肥处理产量×100% （3）

2）缓释肥侧位深施适宜用量：应用线性加平台模型拟合缓释肥最佳用量[25]。

线性加平台模型为：

式中为菜籽产量，kg/hm2；为肥料用量，kg/hm2；a为截距，为回归系数，为直线与平台的交汇点；为平台产量，kg/hm2。

3）经济效益：参考相关方法计算各处理油菜经济效益[26]。

产值（元/hm2）=菜籽价格×菜籽产量 （5）

投入成本（元/hm2）=肥料购买成本+施肥人工成本（6）

施肥效益（元/hm2）=施肥处理产值−不施肥处理产值−投入成本 （7）

产投比=（施肥处理产值−不施肥处理产值）/投入成本（8）

1.5 数据统计分析

采用 Microsoft Excel 2010进行数据分析与制图，采用SPSS 17.0软件进行方差分析，多重比较采用Duncan新复极差法。除籽粒产量和产量构成外，仅对各施肥处理相关数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 缓释肥侧位深施效果

2.1.1 缓释肥侧位深施对油菜籽粒产量及产量构成的影响

由方差分析结果可知（表1），油菜品种、施肥处理及其交互作用均对油菜籽粒产量有显著影响。籽粒产量年际间差异显著，2019－2020年籽粒产量总体高于2018－2019年，但年份与施肥处理无显著交互效应。施肥显著提高了油菜产量，大地199和中油607 2 a平均增产率分别达212.83%和233.37%。在施肥条件下，F2处理相比F1处理，2018－2019年大地199和中油607分别显著增产18.73%和13.32%，2019－2020年分别显著增产13.07%和10.08%。由此可见，缓释肥侧位深施增产效果显著，且两熟制油菜产量对施肥方式的响应更为敏感，生产潜力大。

表1 不同施肥处理对油菜产量的影响

注：F0、F1和F2分别代表不施肥、土表撒施和侧位深施；ns、*和**分别表示无显著差异及在0.05和0.01水平上差异显著。同列不同小写字母表示处理间差异显著（<0.05）。下同。

Note: F0, F1 and F2 represent no fertilization, broadcast fertilizer on soil surface and lateral deep application fertilizer, respectively; ns, *, ** indicate no-significant, significant at0.05 and 0.01 levels, respectively. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference（<0.05）. The same as below.

从油菜产量构成来看（表2），施肥处理对每株角果数影响较大，而对千粒质量影响较小。与F1处理相比，F2处理显著提高了每株角果数和总角果数，大地199和中油607 2 a分别平均提高了11.34%和10.61%，总角果数分别平均提高了22.70%和17.49%；同时，F2处理有提高收获密度和每角粒数的趋势，其中大地199和中油607收获密度2 a分别平均提高了11.09%和6.81%。因此，保证较大的收获密度、产生较多的每株角果数并维持正常的每角粒数和千粒质量，是缓释肥侧位深施处理实现增产的主要原因。

2.1.2 缓释肥侧位深施对油菜干物质量的影响

从2018－2019年油菜各生育期干物质量的测量结果可知（图2），各处理植株地上部和总的干物质量均随生育期的推进而显著增加，于成熟期达最大值，而根部干物质量变化规律不尽相同。不同施肥方式下油菜干物质量在不同品种之间和不同生育时期的差异有所不同，同时地上部和根部生长对不同施肥处理的响应也存在一定差异。在苗期，F1和F2处理地上部干物质量无显著差异，但对于大地199根部干物质量F2处理比F1处理显著提高15.72%。初花期至成熟期，F2处理根部与地上部干物质保持协同增长，均显著高于F1处理。而且，较之F1处理，F2处理花期和成熟期根部干物质增幅（大地199和中油607花期为18.44%和23.14%，成熟期为21.86%和27.53%）明显高于地上部（大地199和中油607花期为10.91%和14.09%，成熟期为15.89%和18.87%）。

表2 不同施肥处理对油菜产量构成的影响

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05），下同。

2.1.3 缓释肥侧位深施对油菜养分吸收的影响

图3为不同施肥处理下油菜地上部N、P、K养分吸收量。

图3 2018－2019年不同施肥处理对油菜地上部N、P、K吸收量的影响

由图3可知，与产量和干物质量表现类似，2018－2019年F2处理可获得较高的养分积累，各油菜品种成熟期地上部养分吸收量均表现为F2处理显著大于F1处理。相比F1处理，大地199 F2处理的N、P、K吸收量分别增加了25.02%、21.06%和22.77%，中油607 F2处理的N、P、K吸收量分别增加了21.59%、19.19%和18.62%。

2.1.4 缓释肥侧位深施对油菜肥料利用率的影响

年份、品种和施肥方式对油菜肥料利用率均具有显著影响（表3）。相比F1处理，F2处理显著提高了肥料农学利用率、肥料偏生产力和肥料贡献率。与F1处理相比，大地199 F2处理2 a平均肥料农学利用率从4.58增至5.69 kg/kg，增幅23.83%；肥料偏生产力从7.01增至8.11 kg/kg，增幅15.73%；肥料贡献率从65.44%增至70.13%，增幅7.17%。而对于中油607，2 a平均肥料农学利用率从4.36增至5.10 kg/kg，增幅17.11%；肥料偏生产力从6.39增至7.13 kg/kg，增幅11.67%；肥料贡献率从68.16%增至71.46%，增幅4.84%。缓释肥侧位深施可实现红壤稻田直播油菜的高产高效生产。

表3 不同施肥处理对油菜肥料利用率的影响

2.2 缓释肥侧位深施适宜用量分析

2.2.1 缓释肥用量对油菜籽粒产量及产量构成的影响

缓释肥的施用显著提高了油菜籽粒产量（图4）。在施肥量0～900 kg/hm2范围内，菜籽产量总体随施肥量的增加呈增加的趋势，大地199和中油607分别在肥料用量超过750和600 kg/hm2时不再显著增加。油菜品种和施肥量互作效应显著，在相同施肥量下，大地199产量显著高于中油607，2个品种分别在施肥量为750和600 kg/hm2时产量最高，且均显著高于900 kg/hm2施肥量处理。因此，根据实际的产量结果，利用线性加平台模型计算缓释肥侧位深施最佳用量（图4），大地199和中油607分别为715.39和586.39 kg/hm2，相应的平台产量分别达2 438.93和1 708.22 kg/hm2。

图4 缓释肥施用量对油菜籽粒产量的影响

对于油菜产量构成（表4），随着施肥量的增加，收获密度、每株角果数和每角粒数均表现为先增后减的趋势，大地199和中油607分别在施肥量达到750和600 kg/hm2时趋于稳定，而千粒质量在处理间差异较小。进一步相关分析和通径分析显示（表5），油菜产量与收获密度、每株角果数和每角粒数呈极显著或显著正相关关系，而与千粒质量相关不显著。其中，收获密度对产量表现出最强的正直接效应和最大的贡献率，每株角果数和每角粒数次之。可见，保证较大的收获密度并产生较多的每株角果数和每角粒数，是侧位深施适量缓释肥提高直播油菜产量的基本途径。

2.2.2缓释肥用量对油菜肥料利用率的影响

缓释肥施用量显著影响了直播油菜的肥料利用率（表6）。随着缓释肥施用量的增加，肥料贡献率和肥料农学利用率先增加后降低。肥料贡献率在施肥量超过600 kg/hm2时不再显著变化，肥料农学利用率在施肥量超过750（大地199）和600 kg/hm2（中油607）时显著降低。肥料偏生产力则随缓释型配方肥施用量的增加而逐渐降低，在施肥量超过600 kg/hm2时变化显著。总体而言，缓释肥用量为600～750 kg/hm2时可维持较高的肥料利用率。

2.2.3 缓释肥用量对油菜经济效益的影响

由表7可知，随着缓释肥施用量的增加，施肥成本增加，最终产值、毛利润和施肥净利润和产投比呈先增加后降低的趋势。大地199和中油607的施肥产值、毛利润和净利润分别在施肥量为750和600 kg/hm2时最高，产投比则均在施肥量为600 kg/hm2时达最大值，平均为3.96，而在施肥量过高（900 kg/hm2）或过低（300 kg/hm2）时均小于3。因此，侧位深施600～750 kg/hm2缓释肥可获得相对较高的经济效益。

表4 缓释肥用量对油菜产量构成的影响

表5 油菜产量与产量构成的相关系数及通径系数

注：*、**表示在0.05和0.01 水平显著相关（=12）。

Note: *, ** significant at 0.05 and 0.01 levels, respectively (=12).

表6 缓释型配方肥用量对油菜肥料利用率的影响

表7 缓释肥用量对油菜经济效益的影响

注：2019－2020年度油菜籽市场价格约为6.0元·kg–1，肥料价格为2.8元·kg–1。

Note: The market price of rapeseed during 2019 to 2020 is about 6 元·kg–1; Fertilizer price is about 2.8元·kg–1.

3 讨 论

3.1 缓释肥侧位深施对直播油菜产量及肥料利用率的影响

冬油菜生育期较长，对肥料的依赖性强，而且在直播条件下对养分缺乏十分敏感[6]。作为国家测土配方施肥、科技支撑计划及油菜产业技术体系建设项目的重要成果，油菜分次施肥技术相比农民习惯施肥方式，在肥料用量、养分比例及施肥方式上均有较大的改进，显著提高了油菜产量和肥效，但肥料类型的选用仍由市场控制[32-33]。常规肥料实行一次性施用，养分释放迅速，往往造成烧苗，若遇上雨水天气，肥料养分极易流失[26]。分次施用的技术虽然延长了肥效，但增加了追肥成本。简化施肥是油菜轻简高效生产的一个重要环节，其中缓释肥以一次性施用、肥效周期长、养分利用率高等诸多优点逐渐得到推广应用[5,26-27]。本研究中，相比土表撒施，缓释肥侧位深施显著提高了油菜产量和肥料利用率。这与油菜常规肥料基肥深施[13-14,23]及其他作物体系[15,17-22]的相关研究结论基本一致。但相比常规肥料基肥深施，本研究肥料集中深施较土表撒施的增产效果略低。这可能与油菜栽培模式对施肥方式的响应差异和立地条件差异有关[5-6]，也可能是因为本研究采用的是一次性基施的缓释肥。缓释肥中含有脲酶抑制剂和硝化抑制剂，能够延缓氮素养分释放，降低氮素氨挥发损失及地表径流损失，保证油菜“前促后稳”的供肥需求，即使是表施也较普通肥料增产增效[5]。本研究还发现，缓释肥侧位深施对提高两熟制油菜产量及肥料利用率的效果更显著，可能与两熟制油菜生育期更长、需肥量更多以及产量潜力更大等因素有关。此外，不同年份油菜产量及肥料利用率对缓释肥侧位深施的响应存在一定差异，其中2018－2019年表现更为敏感，这可能主要受降水量的影响。该年份油菜生长期间降水量偏多，加剧了缓释肥土表撒施处理的养分淋溶和肥效降低[13,34]。

一般而言，种肥同层撒施时，肥料距离种子较近，可能影响出苗和发根。Hocking等[24]研究表明，油菜种肥表层同播时成苗率显著低于其他肥料深施处理。Su等[13]在盆栽试验中也发现，肥料浅施时油菜出苗率不到65%，并且前期生长明显受阻。本研究显示，缓释肥侧位深施有提高收获密度的趋势，但差异并不显著。这与前人研究结果存在差异，可能是因为本研究采用的是一次性施用的专用缓释肥，其对种子的安全性比普通肥料更高[35]；再者就是基肥含有较多的中微量元素和腐殖酸，提高了养分的有效性和油菜的抗逆性；此外，2 a试验在播种后都有一定量的降雨（特别是2018－2019年），由于雨水的冲击，表施的养分逐渐下移，减弱了土表养分富集对出苗的影响[36]。以上因素也导致各施肥处理苗期的干物质量差异较小，但根系干物质量（特别是在中后期）差异较大，足见根部生长对施肥方式的响应更敏感。作物根系形态和生理的可塑性强，施肥位置可显著影响根系生长、生理活性及空间分布，进而影响养分吸收和产量形成[13-14,17]。侧位深施处理促进油菜籽粒产量和肥料利用率的提高，主要得益于肥料深施显著改善了花后根部生长，增加了初花至成熟期的干物质积累量，促进了花后根部与地上部的协同增长以及养分吸收。直播油菜总干物质量呈“S”形曲线变化，干物质积累集中在薹期至角果期[37]，肥料集中深施可以减少养分损失，保证油菜“前促后稳”的供肥需求，特别是保障油菜生长后期土壤养分供应，促进根系增殖和深层扩展并提高深层根系活力，为获得高产量和高肥效奠定了物质和生理基础[5-6]。而相比两熟制油菜，三熟制油菜花后干物质增长对肥料侧位深施的效应更敏感，这正与其干物质积累及养分吸收高峰相对后移的基本特性相吻合[38]。相关研究[16-17,19]也表明，肥料合理深施有利于提高禾本科作物拔节后特别是花后干物质累积和养分吸收，改善生育后期的营养状况与生理活性，提高灌浆结实期群体的光合生产力和对光合产物的同化力，从而促进高产的形成。与移栽油菜不同，直播油菜个体纤弱，群体密度不稳定并极易受环境影响[5-6]。其养分调控原则为：促进出苗以提高群体起点，强化个体生长以降低植株死亡，最终保证个体质量与群体数量的平衡而实现高产[5]。与前人关于移栽或直播油菜的研究不同的是，本试验并未进行间苗和定苗处理，因此体现的是群体质量。但肥料侧位深施处理在维持较大的群体密度的同时，也促进了个体的壮大（较多的单株角果数、每角粒数及正常的千粒质量），最终获得充足的角果数而实现增产增效。总之，在缓释肥一次性施用的条件下，侧位深施能够进一步提高直播油菜产量与肥料利用率。

3.2 直播油菜缓释肥侧位深施的最佳用量

在多熟制轻简化生产条件下，作物茬口较紧，直播油菜播种期偏晚（一般于10月中下旬），个体生长量较小，必须以高密度群体夺高产[39]。缓释肥侧位深施适宜用量试验发现，随着施肥量（0～750 kg/hm2）的增加，油菜收获密度、每株角果数和每角粒数呈协同增加的趋势，适宜施肥量处理（600～750 kg/hm2）最终有效株数可维持在40～55万株/hm2。两熟制和三熟制油菜分别在施肥量超过750和600 kg/hm2时，各产量构成因子则有降低的趋势。与缓释肥侧位深施效果对比试验一样，在密度控制方面本试验也未进行间苗定苗，因此反映的也是群体质量。适宜施肥量处理在获得较高的植株密度的同时，提高了单株角果数、每角粒数，并保持正常的千粒重，最终扩大了群体库容量而实现高产。其中，收获密度对产量的正直接效应表现最强、贡献率最大。这与李小坤等[25,35]研究结论相似，而适宜施肥量不尽一致，主要与种植制度、环境条件、肥料类型及施肥方式等因素有关。本研究是基于缓释肥侧位深施的施肥方式和作物秸秆全量还田的稻油多熟制轮作模式，周年养分盈余量和节肥增效的空间较大。刘宝林等[40]研究表明，早熟油菜一次性基施等量控释氮肥比分次施普通尿素增产，甚至适量减施控释氮肥亦能达到普通氮肥的产量水平，同时提高氮肥利用率。长期施用控释氮肥，还有进一步减施化学氮肥的潜力[41-42]。而缓释肥在减少肥料养分投入并一次性基施的情况下，仍能实现油菜增产增效。与前人研究结果一致[25,35]，本试验中过量施肥既增加了成本和养分损失，又明显降低了肥料利用率和经济效益。而且，缓释肥侧位深施效果对比试验表明，在等量缓释肥一次性施用的条件下，侧位深施能够显著提高油菜产量与肥料利用率。再综合2019－2020年试验结果发现，两熟制油菜和三熟制油菜分别侧位深施600和450 kg/hm2缓释肥就基本能够达到表面撒施750和600 kg/hm2缓释肥的产量水平。长期实行秸秆还田具有培肥地力和降低化肥投入的效应[43]，缓释肥侧位深施则有进一步降低化肥投入的潜力。采用线性加平台模型得出的最佳施肥量（N-P2O5-K2O:25-7-8）为两熟制油菜715 kg/hm2、三熟制油菜585 kg/hm2，产量潜力分别达2 450和1 710 kg/hm2，且相应的肥料利用率高、经济效益显著。适宜施肥量与南方冬油菜多熟制区氮、磷、钾肥推荐用量基本一致[5]，平台产量则显著高于本区域油菜的平均单产[1]，且产投比在3.0以上[44]。

机械化种肥同步播施技术实现了有序直播和缓释肥一次性侧位深施融合，并同步实现增产提质增效，将会得到更广泛的应用。因此，各地应根据当地种植制度，在适合机械作业的田块推广应用油菜缓释肥侧位深施的农机农艺技术，即机播的同时一次性侧位深施，油菜产量潜力、肥料利用率和经济效益将会更加可观。

4 结 论

1）相比传统土表撒施，侧位深施显著促进了红壤稻田直播油菜高产的形成和肥料利用率的提高，尤其是对两熟制油菜。缓释肥侧位深施明显提高了各时期油菜干物质量，特别是显著增加了花期至成熟期的干物质积累量，促进了花后根部与地上部干物质量同步增长，2种熟制油菜花期至成熟期根部和地上部干物质增幅达18.44%～27.53%和10.91%～18.87%；同时促进了对N、P、K的吸收，2种熟制油菜平均增幅分别达21.59%～25.02%、19.19%～21.06%和18.62%～22.77%，提高油菜产量（两熟制和三熟制油菜增产率为13.07%～18.73%和10.08%～13.32%）和肥料利用率（2 a平均肥料农学利用率、偏生产力和贡献率分别增加17.11%～23.83%、11.67%～15.73%和4.84%～7.17%）。

2）侧位深施适量缓释肥可保证较大的收获密度并产生较多的每株角果数和每角粒数，从而提高籽粒产量和经济效益，同时维持较高的肥料利用率。采用线性加平台模型拟合得出最佳施肥量：两熟制和三熟制油菜的目标产量为2 438.94和1 708.22 kg/hm2时，缓释肥侧位深施的适宜用量分别为715.39和586.39 kg/hm2。

3）侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤稻田直播油菜生产力，建议有机械化种植条件的地区结合当地种植制度进行推广应用，机播的同时一次性侧位深施。

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Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, Huang Tianbao, Xiao Fuliang, Li Yazhen, Han Depeng, Zheng Wei※

(/330046,)

In order to determine the effects of lateral deep application of slow-release fertilizer for direct seeding rapeseed in red soil paddy field, 2 a(2018－2020) field experiments covering two winter rapeseed(late-maturity varieties“Dadi 199” and early-maturity varieties“Zhongyou 607”) were conducted with 3 treatments, including no fertilization(F0), broadcast fertilization on soil surface (F1) and lateral deep application fertilizer(F2). The slow-release fertilizer (N 25%, P2O57% and K2O 8%) was used with application rate of 750 kg/hm2for late-maturity rapeseed and 600 kg/hm2for early-maturity rapeseed, respectively. At the same time, conventional fertilization experiments were carried out on two rapeseed varieties from 2019 to 2020, and the application levels of slow-release fertilizer were 0, 300, 450, 600, 750 and 900 kg/hm2, respectively. Each treatment was repeated 3 times and arranged in random blocks with a plot area of 10 m × 4 m. During the experiments, the air temperature and precipitation were measured. The harveting density, dry matter, seed yield and yield components were mearued. The absorption, agronomic efficiency, partial factor productivity and contribution rate of N, P and K were calculated. The results showed that the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed in red-soil paddyfield were significantly affected by fertilizing methods. Moreover, the differences were more significant (<0.05) for late-maturity varieties and rainy season(2018-2019) than for early-maturity varieties and drought season (2019－2020). Compared with F1, F2 treatment promoted the yield formation and increased the fertilizer use efficiency significantly (<0.05). Specifically, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing could improve dry matter production during the whole growth period of rapeseed, especially from anthesis to maturity, and with a corresponding rise of dry matter accumulation of both underground and aboveground after anthesis. At the same time, compared to the conventional cultivation, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing increased the absorption of nutrients(N, P and K), effective harvesting density and maintained sufficient pod numbers, and thus improved the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed. The optimal quantity of slow-release fertilizer for late-maturity rapeseed and early-maturity rapeseed were 715.39 and 586.39 kg/hm2to target yield of 2 438.94 and 1 708.22 kg/hm2, respectively. The study indicated that lateral deep application of appropriate slow-release fertilizer has the potential of improving rapeseed productivity in red-soil paddyfield of southern China and should be suggested to applicate according to the local conditions.

mechanization; crops; yields; slow-release fertilizer; lateral deep fertilization; direct-seeding rapeseed (L.); fertilizer use efficiency

吕伟生，肖小军，肖国滨，等. 缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响[J]. 农业工程学报，2020，36(19)：19-29.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, et al. Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(19): 19-29. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

2020-05-28

2020-09-17

江西省重点研发计划（20181BBF60004、20181ACF60015）；国家公益性行业（农业）科研专项（201503123）；国家油菜产业技术体系建设专项（CARS-12）；江西省油菜产业技术体系专项（JXARS-08）

吕伟生，博士，助理研究员，主要从事水稻、油菜等粮油作物优质高产栽培与耕作技术研究。Email：Lvweisheng2008@163.com

郑伟，博士，副研究员，主要从事粮油作物栽培与育种研究。Email：zw07917043299@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003

S147.2

A

1002-6819(2020)-19-0019-11