施用控释氮肥对油菜产量及氮素积累的影响

余庆柱

（桐城市吕亭镇农业技术推广站，安徽桐城 231422）

油菜是我国重要的粮油作物[1]，生育期较短，生长发育进程较快，是一种依赖于化肥，特别是氮肥的作物[2-3]。氮肥是油菜生长发育过程中重要的营养元素，对油菜的生长发育及其产量和品质有较大影响[4-5]。氮肥施用量过高会导致油菜对氮素过分吸收，加大病虫害发生概率，从而降低产量；氮肥施用量不足会影响油菜的生长发育，导致减产[6-7]。

大量研究表明，氮肥分次施用能明显提高作物产量和氮肥利用率，但是随着劳动力成本的上升，投入农业的劳动力数量逐渐减少，分次施肥会增加油菜的生产成本，降低油菜的收益[8]。然而，采用“一炮轰”的方式施肥，在降低人工成本并满足油菜前期生长发育所需养分的同时，容易造成氮素损失（通过挥发、淋溶等方式），导致油菜后期生长养分供应不足，降低氮肥利用率，还影响大气、水体质量，造成环境污染[9-10]。因此，亟须在油菜种植上推行轻简化施肥技术。施用控释氮肥是轻简化施肥方式之一，也是现代农业施肥技术未来的发展方向。控释氮肥是一种聚合物包膜而成的缓释肥料，可通过控制养分的释放速率，协调氮素释放和作物养分吸收的关系，减少施肥次数的同时满足作物全生育期的养分需求[11]。本文开展了普通尿素和控释氮肥对油菜产量和经济效益以及氮素积累的影响试验，以明确最佳氮肥类型和施用方式，为新型肥料在油菜生产上合理施用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2019年10月至2020年6月在桐城市吕亭镇开展。供试土壤属于河流冲积物发育的水稻土，质地为黏壤土。土壤的基本肥力特征：有机质 27.45 g/kg，全氮 1.69 g/kg，有效磷 10.62 mg/kg，速效钾76.16 mg/kg，pH值5.58。前茬作物为水稻。

1.2 供试材料

供试油菜品种为沣油737号，播种量为6 kg/hm2，播种方式为直播。供试肥料为普通尿素（含N 46%）、控释氮肥（含N 44%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含 K2O 60%）、硼砂（含 B 11%左右）。

1.3 试验设计

试验共设4个处理，分别为不施氮肥（CK）、普通尿素（纯 N 180 kg/hm2）一次性基施（A）、普通尿素（纯 N 180 kg/hm2）分 3 次施用（B）、控释氮肥（纯 N 180kg/hm2）一次性基施（C）。其中，处理B普通尿素按基肥∶苗肥（在播种后 40 d 左右）∶薹肥=6∶2∶2 的比例施用。各处理除了氮肥不同（氮肥种类或施用方法）以外，其他肥料均相同，统一施用磷肥（P2O5）90 kg/hm2、钾肥（K2O）120 kg/hm2和硼砂 15 kg/hm2，并作基肥一次性施用。各处理3次重复，随机区组排列，小区面积为20 m2（10 m×2 m）。其他田间管理均与当地实际生产保持一致。

1.4 样品采集与测定

在油菜基肥施用之前采用五点采样法采集0～20 cm耕层土样，经风干磨细、过筛后，按常规方法测定土壤基础肥力特征[12]。

在油菜成熟期，实收记产。同时，选择1 m×1 m样方采集样品，将植株样品分为茎秆、角壳和籽粒，于105℃杀青30 min，60℃恒温烘干称重，测定其生物量。然后将植株样品粉碎、过筛，用H2SO4-H2O2消煮-半微量凯氏定氮法测定全氮含量[12]。

1.5 数据分析

采用Excel 2010进行数据分析和表格处理，采用SPSS 17.0软件进行统计分析，用Duncan法进行显著性（P＜0.05）分析。

2 结果与分析

2.1 产量及经济效益

与不施氮肥处理相比，施用普通尿素和控释氮肥可以显著增加油菜产量（表1）。在相同氮肥用量（180 kg/hm2）情况下，普通尿素分次施用效果显著优于普通尿素一次性施用效果，产量提高43.59%。施用控释氮肥增产效果优于普通尿素一次性施用，增产1 152 kg/hm2，增产率53.31%。与处理B相比，处理C增加产量210 kg/hm2，增产率6.77%。

表1 不同处理油菜产量和经济效益

经济效益分析可知，处理B的纯收入较处理A提高3 133.2元/hm2，增幅43.93%。处理C的纯收入较处理A增加4 731.8元/hm2（增幅66.34%）、较处理B增加1 598.6元/hm2（增幅15.57%）。

2.2 产量构成因素

与不施氮肥处理相比，施用氮肥可以提高油菜的单株角果数、角粒数和千粒重（表2）。处理B的单株角果数高于处理A，与处理C的差异不大，说明普通尿素分次施用和控释氮肥施用可以提高油菜单株角果数。处理C单株角果数和角粒数分别较处理A高出29.25%和15.17%，说明在一次性基施条件下，施用控释氮肥较施用普通尿素可以提高油菜的单株角果数和角粒数。因此，施用控释氮肥在提高油菜产量构成因素方面可以达到普通尿素分次施用的效果。

表2 不同处理油菜产量构成因素

2.3 氮素累积量

由表3可知，地上部77.61%～83.35%的氮素累积在籽粒。处理A（普通尿素一次性基施）茎秆和荚壳中含氮量分别占总量的10.63%和10.01%，高于处理C，这表明氮肥一次性施用氮素相对较多累积在茎秆和荚壳中，不利于油菜籽粒中氮素的累积。

表3 不同处理油菜地上部分的氮素累积量

CK氮素累积量最低，只有27.24 kg/hm2。与处理A相比，处理B氮素总累积量提高了50.89%，差异主要体现在荚壳和籽粒，分别提高58.19%和54.92%。在一次性基施条件下，处理C总氮素累积量较处理A提高了57.44%，差异也主要在荚壳和籽粒，分别提高了56.56%和65.35%。与处理B相比，处理C籽粒中氮素累积量提高了6.73%，总氮素累积量提高了4.34%。这表明与一次性施肥相比，分次施肥对油菜氮素累积优势主要体现在荚壳和籽粒，此时油菜处于生殖生长时期，因而分次施肥可以保证油菜生殖生长时期对养分的需求。此外，控释氮肥一次性施用处理对氮素累积基本与普通尿素分次施用效果相当，甚至在籽粒中氮素累积优于普通尿素分次施用处理。

3 结论与讨论

油菜对氮素的需求量较大，地上部的养分主要累积在茎秆、荚壳和籽粒这3个主要器官中。本试验结果表明，与不施氮肥处理相比，施用氮肥处理显著增加了地上部分的氮素累积量，特别是普通尿素分次施用和控释氮肥施用处理地上部分氮素累积量增加明显。与一次性施肥相比，分次施肥处理油菜产量、氮素累积量以及经济效益都显著提高。特别是在氮素累积上，二者的差异主要体现在荚壳和籽粒，而油菜荚壳和籽粒氮素累积主要发生在油菜生殖生长期。这主要是因为普通尿素一次性基施在前期保证了油菜苗期养分供给，但是到了油菜生殖生长期出现养分供应不足，造成油菜生殖生长期氮素累积降低现象，从而导致油菜产量下降。分次施肥可以保证油菜全生育期养分持续供应。

普通尿素分次施用，需要较多的人工，费时费工，已经不适合当前油菜生产中轻简化种植方式；而控释氮肥是一种养分释放效率高的新型肥料，能够满足作物整个生长周期的养分供应。控释氮肥养分释放缓慢，尤其在作物生长的后期可以为作物提供充足的养分[13]。在本试验中，施用控释氮肥的油菜产量和籽粒氮素累积量较普通尿素分次施用分别提高6.77%和6.73%，且纯收益增加1 598.6元/hm2。也有研究表明，等氮量条件下，施用控释氮肥处理油菜的生物量和角果数都大于施用普通尿素处理，氮肥利用率较普通尿素一次性基施提高了12.2%～17.7%[14-15]。这都说明控释氮肥的养分释放与油菜对氮素的吸收同步，可以应用于油菜生产。

由此表明，在施入纯氮180 kg/hm2情况下，施用控释氮肥有利于提高油菜的产量、籽粒氮素累积量以及油菜经济效益。