不同品种和密度下饲用油菜盛花期营养元素的分配

王灵敏 张瑀茜 程凯乐 梅泽宇 张悦薇 高山

摘要 为探究不同品种下种植密度对油菜地上部营养器官内营养元素的影响，以华油杂62和饲油2号品种油菜为对象，在生育期取其地上部营养器官，测定B、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、P、S、Zn等营养元素含量。结果表明，在试验密度内（30万～90万株/hm2），通过改变密度最大可增加华油杂62品种内各元素含量33.21%、16.00%、27.45%、68.58%、27.27%、32.86%、25.51%、54.73%、43.94%、31.82%和25.54%;可增加饲油2号品种内各元素含量7.26%、23.22%、49.01%、22.19%、34.48%、31.83%、23.36%、41.65%、96.13%、12.06%、45.47%;密度对华油杂62和饲油2号品种B、Cu、Fe、K、Mg、Mn、P、Zn等元素含量均存在显著差异;华油杂62品种最优种植密度为90万株/hm2，饲油2号的最优种植密度为45万株/hm2。

关键词 油菜;品种;密度;营养元素

中图分类号 S-634.3  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）12-0019-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.006

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Nutrient Distribution of Oilseed Rape during Flowering under Different Varieties and Densities

WANG Ling min，ZHANG Yun xi，CHENG Kai le et al （College of Plant Science，Tarim University，Alar，Xinjiang 843300）

Abstract In order to investigate the effects of planting density on the nutritional elements in the upper nutritional organs of different varieties of oilseed rape，we detected the contents of B，Ca，Cu，Fe，K，Mg，Mn，Mo，P，S，Zn and other nutritional elements in the aboveground nutritional organs of Huayouza 62 and Siyou 2. Results showed that in the test density （300 000-900，000 plants/hm2），changing the density could increase the content of each element in the Huayouza 61  by 33.21%，16.00%，27.45%，68.58%，27.27%，32.86%，25.51%，54.73%， 43.94%，31.82% and 25.54%; and it could increase the content of each element in the Siyou 2 by 7.26%，23.22%， 49.01%，22.19%，34.48%，31.83%，23.36%，41.65%，96.13%，12.06%，45.47%，respectively. Densities of B，Cu，Fe，K，Mg，Mn，P，Zn and other elements of Huayouza 62 and Siyou 2 were significantly different. The optimal planting density of Huayouza 62 was 900，000 plants/hm2，and the optimal planting density of Siyou 2 was 450，000 plants/hm2.

Key words Oilseed rape;Variety;Density;Nutrient

油菜是我國最大的油料作物，种植规模逐渐扩大，同时我国也是油料消费大国，随着人口的增加和消费水平的提高，对油料的需求量也在扩大，在提高产量的同时对品质的要求也逐步提升[1-3]。油菜的高产栽培技术着重于生长发育过程中大量元素（N、P、K）的应用和吸收，对微量元素的研究并不多，造成了作物营养供应的不平衡性，影响作物的品质，甚至影响到环境问题和粮食安全问题[4-7]。在印度印度洋-甘冈平原（IGP）的肥沃地区，因采用了不合理的农业实践和集约化种植，导致微量营养素的缺乏;不合理施用氮、磷、钾肥，较少使用有机肥和肥料，不良的农田残留管理和集约化种植造成了养分负平衡和微量营养素的缺乏。其中，锌（Zn）的缺乏仅次于P和N，特别是在高pH的劣质水灌溉土壤中，而铁（Fe）、硼（B）、锰（Mn）和钼（Mo）的缺乏在水稻-小麦种植系统中也有报道[8]。许多水稻和小麦种植区的土壤容易出现锌、硼、锰、铁、钼和铜（Cu）的缺失[9]。

与常量营养元素一样重要，微量营养元素参与植物的重要代谢活动，即使是单一的必需微量营养元素的缺乏也会扰乱植物的发育，导致作物产量的大幅下降[10]，直接施肥虽然可以弥补营养元素的缺失，但是较低的肥料利用效率也会导致资源的浪费和土质的变化。鉴于此，笔者采用不同栽培方式和品种，研究了油菜各器官对钙、镁、硫、铁、锰、锌、钼、硼、铜、磷、钾离子的吸收，最后探讨了影响微量元素吸收的农作措施。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验在塔里木大学农学试验站的试验地进行。该地土壤情况如下：有机质 11.4 g/kg，全氮0.562 g/kg，全磷0.724 g/kg，全钾20.134 g/kg，碱解氮23.07 mg/kg，速效磷20.11 mg/kg，速效钾114.25 mg/kg，pH 8.47，电导率111.6 μs/cm。

1.2 试验材料 供试材料为华油杂62和饲油2号，由华中农业大学提供。

1.3 试验方法 采用裂区试验设计，种植方式为条播，播种深度为2～3 cm，设置3次重复，每个重复分为5小区，每小区种植2个品种的5个密度处理，分别为30万株/hm2（M1处理）、45万株/hm2（M2处理）、60万株/hm2（M3处理）、75万株/hm2（M4处理）、90万株/hm2（M5处理）。盛花期测定各元素含量及生理指标。

1.4 统计分析 采用Microsoft Excel 2013、DPS进行统计分析;采用Duncans新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对油菜盛花期中微量元素积累的影响

由表1可知，华油杂M3处理的B、Cu、P、Zn元素含量最高，且与其他密度处理均存在不同程度的显著差异;M4处理下的元素Fe、K、Mn、S含量最高，其中元素Fe、K、Mn含量与其他处理均存在显著差异;M5处理的Ca含量最高，与其他处理间无显著差异;M6处理的元素Mg、Mo含量最高，Mg元素含量与其他处理间均存在显著差异，元素Mo与其他处理间无显著差异。其中Ca、Cu、K、Mn、P、S、Zn含量随着密度的增加呈先增后减的趋势，Mo含量随密度的增加呈先减后增的趋势。

饲油二号的M2处理Ca、Fe含量最高，与其他处理间存在不同程度的显著差异;M3处理的Cu、K、Mn、P、Zn元素含量最高，与其他处理存在不同程度的显著差异;M5处理的S含量最高，但与其他处理间无显著差异;M6处理的B、Mg、Mo元素含量最高，其中B、Mg元素与其他处理间存在显著差异，Mo元素与其他处理間无显著差异;其中Ca、Mo元素随密度的增加呈先减后增的趋势。

2.2 不同处理对茎叶中微量元素分配的影响

由表2可知，在华油杂62油菜茎秆中，B元素M5处理占比最大，为0.22%，M4和M6处理占比最小，为0.19%;Ca元素M5处理占比最大，为5.51%，M4处理占比最小，为4.01%;Cu元素M2、M4处理占比较大，为0.05%;M3、M5、M6处理占比为0.04%;Fe元素M6处理占比最大，为1.69%，M4处理占比最小，为0.73%，随密度增大呈先减后增的趋势;K元素M4处理占比最大，为25.15%，M2处理最小，为23.56%;Mg元素M6处理占比最大，为40.43%，M4处理最小，为31.14%;Mn元素M2、M6处理占比较大，为0.18%，M3处理占比较小，为0.15%，随密度增大呈先减后增的趋势;Mo元素M4处理占比最大，为0.05%，M3、M5、M6处理占比最小，为0.02%;P元素M4处理占比最大，为35.03%，M6处理占比最小，为25.37%;S元素M4处理占比最大，为3.19%，M2处理最小，为2.59%，随密度增加呈先增后减的趋势;Zn元素M2和M4处理占比较大，为0.29%，M3处理最小，为0.23%。由表3可知，在油菜叶片中，B元素M3处理占比最大，为0.71%，M6处理最小，为0.52%;Ca元素M2处理占比最大，为26.55%，M4处理最小，为21.11%，随密度增加呈先减后增的趋势;Cu元素M3处理较大，为0.11%，M2、M6处理较小，为0.08%，随密度的增加呈先增后减的趋势;Fe元素M3处理占比最大，为13.94%，M2处理最小，为9.59%;K元素M4处理占比最大，为42.47%，M6处理占比最小，为36.61%，随密度的增大呈先增后减的趋势;Mg元素M6处理占比最大，为7.76%，M3处理最小，为5.25%，随密度的增大呈先减后增的趋势;Mn元素M3处理占比较大，为1.06%，M6处理最小，为1.01%，密度的增加呈先增后减的趋势;Mo元素M6处理占比最大，为0.09%，M4处理最小，为0.04%，随密度增大呈先减后增的趋势;P元素M3处理占比最大，为3.24%，M2处理最小，为2.42%，随密度的增大呈先增后减的趋势;S元素M6处理占比最大，为13.19%，M3处理最小，为11.00%，随密度的增大呈先减后增的趋势;Zn元素M3处理最大，为0.74%，M6处理最小，为0.54%，随密度的增大呈先增后减的趋势。

由表2可知，饲油2号在油菜茎秆中，B元素M2和M3处理占比最大，为0.21%，M5处理占比最小，为0.18%;Ca元素M6处理占比最大，为5.59%，M2处理占比最小，为4.41%;Cu元素M3处理占比较大，为0.06%;M4处理占比较小，为0.04%;Fe元素M6处理占比最大，为2.32%，M3处理占比最小，为1.24%;K元素M5处理占比最大，为26.42%，M6处理最小，为23.28%;Mg元素M6处理占比最大，为42.34%，M3处理最小，为31.66%;Mn元素M4、M5、M6处理占比均为0.18%，M2、M3处理占比最小，为0.17%;Mo元素各项处理间均无差异，为0.02%;P元素M2处理占比最大，为34.83%，M6处理占比最小，为23.25%，随密度的增大呈先增后减的趋势;S元素M5处理占比最大，为4.29%，M6处理最小，为2.52%，随密度增加呈先增后减的趋势;Zn元素M4处理占比较大，为0.31%，M2、M5和M6处理0.25%最小。由表3可知，在油菜叶片中，B元素M6处理占比最大，为0.75%，M4处理最小，为0.53%，随密度的增大呈先减后增的趋势;Ca元素M2处理占比最大，为28.24%，M3处理最小，为23.35%;Cu元素M2、M3和M6处理较大，为0.09%，M4、M5处理较小，为0.08%;Fe元素M2处理占比最大，为10.03%，M3处理最小，为7.58%;K元素M3处理占比最大，为46.06%，M2处理最小，为36.97%;Mg元素M5处理占比最大，为7.16%，M3处理最小，为6.08%;Mn元素M6处理占比最大，为1.02%，M4最小，为0.94%;Mo元素M6处理占比最大，为0.07%，M2、M3、M4处理最小，为0.04%，随密度增大呈增大的趋势;P元素M3处理占比最大，为3.02%，M5处理最小，为1.93%;S元素M5处理占比最大，为13.13%，M3处理最小，为11.54%;Zn元素M3处理最大，为0.62%，M6处理最小，为0.51%，随密度的增大呈先增后减的趋势。

2.3 不同处理油菜各元素茎叶分布 油菜不同部位的元素组成比例也大不相同。从图1可以看出，华油杂62品种M3处理地上部分营养器官B元素含量最高，达0.255 6 mg/kg，其中茎秆占28.28%，叶片占71.72%;M3处理地上部分营养器官Cu元素含量最高，达0.040 8 mg/kg，其中茎秆占32.64%，叶片占67.36%;M4处理地上部分营养器官Mn元素含量最高，达0.344 4 mg/kg，其中茎秆占15.16%，叶片占84.84%;M4处理地上部分营养器官Mo元素含量最高，达0.025 5 mg/kg，其中茎秆占61.45%，叶片占38.55%;M3处理地上部分营养器官Zn元素含量最高，达0.271 7 mg/kg，其中茎秆占30.13%，叶片占69.87%;M5处理地上部分营养器官Ca元素含量最高，达8.172 4 mg/kg，其中茎秆占21.37%，叶片占78.63%;M4处理地上部分营养器官Fe元素含量最高，达4.008 1 mg/kg，其中茎秆占5.98%，叶片占94.02%;M4处理地上部分营养器官K元素含量最高，达20.099 9 mg/kg，其中茎秆占41%，叶片占59%;M6处理地上部分营养器官Mg元素含量最高，达15.618 4 mg/kg，其中茎秆占87.67%，叶片占12.33%;M3处理地上部分营养器官P元素含量最高，达13.280 5 mg/kg，其中茎秆占93.71%，叶片占6.29%;M4处理地上部分营养器官S元素含量最高，达4.470 3 mg/kg，其中茎秆占23.41%，叶片占76.59%。

从图2可以看出，饲油2号品种M6处理地上部分营养器官B元素含量最高，达0.248 4 mg/kg，其中茎秆占26.22%，叶片占73.78%;M3处理地上部分营养器官Cu元素含量最高，达0.043 7 mg/kg，其中茎秆占44.47%，叶片占55.53%;M3处理地上部分营养器官Mn元素含量最高，达0.318 9 mg/kg，其中茎秆占19%，叶片占81%;M6处理地上部分营养器官Mo元素含量最高，达0.024 3 mg/kg，其中茎秆占28.58%，叶片占71.42%;M3处理地上部分营养器官Zn元素含量最高，达0.256 8 mg/kg，其中茎秆占36.25%，叶片占63.75%;M2处理地上部分营养器官Ca元素含量最高，达8.457mg/kg，其中茎秆占18.76%，叶片占81.24%;M4处理地上部分营养器官Fe元素含量最高，达2.875 4 mg/kg，其中茎秆占15.16%，叶片占84.84%;M3处理地上部分营养器官K元素含量最高，达20.853 2 mg/kg，其中茎秆占41.22%，叶片占58.73%;M6处理地上部分营养器官Mg元素含量最高，达15.187 8 mg/kg，其中茎秆占89.3%，叶片占10.7%;M3处理地上部分营养器官P元素含量最高，达13.085 0 mg/kg，其中茎秆占93.86%，叶片占6.14%;M3处理地上部分营养器官S元素含量最高，达4.049 6 mg/kg，其中茎秆占24.19%，叶片占75.81%。Mg、P元素在地上部分营养器官分布以叶片为主，B、Ca、Cu、Fe、K、Mn、Mo、S、Zn元素分布以茎秆为主。

2.4 不同处理营养元素主成分分析

从表4可以看出，华油杂62品种前2个综合指标的累计贡献率达到85.13%，饲油2号前3个综合指标的累计贡献率高达92.11%，根据得到因子得分和贡献率可计算出各密度下营养元素含量的综合得分，从而找出各品种下的最优密度处理。

由表5可知，华油杂62品种M5处理第一因子得分最高，说明M5处理下B、Cu、Fe、K、Mn、P、S、Zn元素含量高;M6处理第二因子得分最高，说明M6处理的Ca、Mg、Mo元素含量高;M5处理的综合得分最高，说明M5处理的元素综合含量最高。饲油2号品种下的M6处理第三因子得分最高，说明M6处理的Ca、S元素含量高;M3处理下的第一、二因子和综合得分最高，说明M3处理的B、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Zn元素含量及綜合含量都最高。

3 结论与讨论

遗传和环境双重因素共同影响作物的产量和品质[11]，以往对于作物营养元素的研究多集中于外部增施药剂、肥料等措施上[12-13]，而关于农艺栽培耕作措施影响作物营养元素的研究较少[14]。在营养元素方面，试验又过于集中在氮磷钾等大量元素上[15-16]，Cu、Ca、Fe、Mn、Mg、Mo等元素的含量是否受农艺措施的影响，表现为抑制还是促进作用，调节机理等尚不明确，还需大量研究来进一步证明。该试验以不同油菜品种为试验对象，通过改变种植密度的耕作栽培方法来探究对油菜植株中各元素积累量的不同影响，并得出以下结论：

（1）华油杂62品种不同密度处理对B、Cu、Fe、K、Mg、P、Zn等元素含量存在显著差异，Cu、K、P、S、Zn等元素含量随着密度的增大呈先增后减的趋势。饲油2号不同密度处理对B、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、P、Zn等元素含量存在显著差异，且Ca元素随着密度的增大呈先减后增的趋势。

（2）华油杂62油菜30万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Ca>Mn>S>B>Mo>Zn >Cu>K>Mg>P;45万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>Mo>S>B>Zn >Cu>K>Mg>P;60万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>S>B>Zn >Cu>K>Mo>Mg>P;75万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>S>B>Mo>Cu>Zn >K>Mg>P;90万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>S>Mo>B>Cu>Zn >K>Mg>P。饲油2号油菜30万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>S>B>Zn >Mo>Cu>K>Mg>P;45万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>S>B>Mo>Zn >K>Cu>Mg>P;60万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Mn>Ca>Fe>S>B>Mo>Cu>Zn >K>Mg>P;75万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Fe>Mn>Ca>B>Mo>Zn >Cu>K>S>Mg>P;90万株/hm2茎秆中各元素含量由高到低依次为Mn>S>Ca>B>Fe>Mo>Zn >Cu>K>Mg>P，叶片均相反。

（3）华油杂62和饲油2号品种B、Ca、Cu、Fe、K、Mn、Mo、S、Zn元素含量分布为茎秆>叶片，Mg、P元素含量分布为叶片>茎秆。

（4）华油杂62品种最优种植密度为75万株/hm2，饲油2号的最优种植密度为45万株/hm2。

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