氮肥对油菜籽产量及质量的影响

2023-06-23曹国成

农业技术与装备 2023年4期

曹国成

（青海省贵南草业开发有限责任公司，青海贵南 810000）

油菜（Brassica napus）为十字花科芸薹属植物，是我国重要的油料作物，菜籽油占我国植物食用油的47%左右[1]。然而我国目前植物油自给率约为30.8%，供需缺口仍在不断增大。因此，油菜产量和品质的提升对保障国家食用油供给安全具有重要的意义[2]。青海是我国油菜的主产区之一，由于气候冷凉，昼夜温差大，适合春油菜生长。该地区干旱缺水，土壤肥力中等偏下，土壤保肥、保水能力较差，因此，通过水肥管理是提高当地油菜产量和品质的重要措施。氮元素是植物体蛋白质、核酸和激素的重要组成成分，在植物生理代谢和产量形成上起着重要的作用[3]。氮肥既是作物高产的限制因子，也是高产调控的重要手段[4]，合理科学施氮是增加土壤养分含量、提高土壤肥力、促进作物生长、提升作物产量、提高氮肥利用率的重要举措[5]。目前，有关施氮量在油菜上的研究较多，然而由于气候、土壤、栽培条件等因素的影响，不同作物在不同种植区域存在明显差异[6]，因此，本试验设计不同施氮水平，研究对油菜籽产量和品质的影响，为油菜高产栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验在青海省海南藏族自治州共和县进行，属于典型的高原大陆性气候区，年平均气温4℃左右，年均降水量300～400 mm，无绝对的无霜期，昼夜温差大，年平均太阳辐射量为6 564.26 MJ/m2，年平均日照时数2 907.8 h，具有丰富的光热资源。供试春油菜品种为甘蓝型青杂5 号，试验田土壤基础情况为：pH 值7.6，有机质23.54 g/kg，全氮1.36 g/kg，碱解氮115.38 mg/kg，有效磷43.27 mg/kg，速效钾167.25 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，以不施氮肥为对照（CK），设置4 个氮肥用量，N190 kg/hm2、N2150 kg/hm2、N3210 kg/hm2、N4270 kg/hm2。氮肥使用尿素（含N 46%），各处理施用过磷酸钙（含P2O512%）450 kg/hm2，氯化钾（含K2O 60%）120 kg/hm2，硼砂（含B 10.6%）300 kg/hm2，氮肥按照基肥∶苗肥∶薹肥=5∶3∶2施用，磷钾硼肥作为基肥一次性施入。每个处理设置3 次重复，每个小区面积72 m2，油菜播种密度为13.5×104株/hm2，其他管理按照当地常规操作，油菜在2021 年4 月8 日播种，8月30日收获。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 油菜干物质积累量的测定

在油菜薹期、终花期和成熟期，每小区随机挑选5 株油菜，取地上部分，擦净表面泥土，整株放入烘箱中，在105℃下杀青30 min，在80℃下烘干至恒质量，用天平称干质量。

1.3.2 油菜产量及经济性状的测定

油菜收获期，每个处理选择1 m2样方，全部收获进行测产。另外随机选择20 株，测定有效角果数和每角粒数，并测定千粒质量。

1.3.3 油菜品质的测定

油菜收获后，采用多功能近红外成分分析仪（DA7200）测量油菜籽粒含油量、硫苷、芥酸及油酸含量，每个处理重复测定5次。

1.4 数据分析

试验收集数据采用Excel 2019 进行整理和平均值计算，使用SPSS 22.0进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 氮肥对油菜干物质积累量的影响

从表1 可知，施氮水平对油菜干物质积累量影响显著。在油菜薹期，随着氮肥用量的增加呈逐渐升高的趋势，各处理均显著高于CK，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出13.69%、30.01%、43.33%、34.61%，各处理间差异均显著。在终花期，变化趋势和薹期相似，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出10.42%、16.64%、21.28%、15.92%，N2和N3处理间没有显著差异。在油菜成熟期，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出7.98%、13.89%、17.74%、9.96%，各处理间差异均显著。总体比较，在施氮量为N2处理下的油菜干物质积累量最高。

表1 不同氮肥水平下油菜植株干物质积累量Tab.1 Dry matter accumulation of rape plants under differentnitrogen fertilizer levels

2.2 氮肥对油菜产量性状的影响

由表2 可知，施氮水平对油菜产量性状影响显著。有效角果数随着氮肥用量的增加呈逐渐升高的趋势，各处理均显著高于CK，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出16.31%、29.23%、34.31%、35.68%，N3和N4处理间没有显著差异。每角粒数随着氮肥用量的增加呈逐渐增加的趋势，处理间差异均达到显著水平，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出31.73%、39.66%、44.31%和60.74%，千粒质量各处理均显著高于CK，施氮处理间没有显著差异。产量随着氮肥用量的增加呈逐渐升高的趋势，各处理均显著高于CK，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出11.30%、21.60%、27.86%、29.42%，N3和N4处理间没有显著差异。

表2 不同氮肥水平下的油菜产量性状Tab.2 Yield characters of rapeseed under different nitrogen fertilizer levels

2.3 氮肥对油菜品质的影响

由表3 可知，不同氮肥水平对油菜品质有显著影响。含油率随着氮肥用量的增加呈先升高后降低的趋势，在N3处理时达到最大值，各处理均显著高于CK，N1、N2、N3和N4分别比CK 高出3.45%、6.16%、8.80%、5.42%，N2和N4处理间没有显著差异。硫苷含量施氮处理均显著低于对照，施氮处理间没有显著差异。油酸含量各处理均显著高于CK，施氮处理间没有显著差异。蛋白质含量随氮肥用量的增加呈逐渐降低的趋势，各处理间差异均显著，N1、N2、N3和N4分别比CK 低4.17%、5.47%、6.05%、15.76%。

表3 不同氮肥水平下的油菜品质Tab.3 Rapeseed quality under different nitrogen fertilizer levels

3 讨论

合理施氮是提高作物产量的重要措施[6]，在一定范围内增加氮肥的用量能够促进作物生长，提高作物产量，然而超过界限不仅不能有效提高产量，还会浪费大量资源，造成生态破坏[7]。受到土壤类型、气候条件等多方面的影响，不同作物在不同种植区域对氮肥的需求量不同[8]。本研究结果表明，油菜干物质积累量、有效角果数、每角粒数、千粒质量和产量随着氮肥用量的增加呈逐渐增加的趋势，说明氮肥对油菜产量的影响较为明显，N3处理和N4处理间产量没有显著差异，可能是由于在N3处理下达到油菜最佳施氮量，继续增加氮肥用量，虽然提高了土壤养分含量，但不能被油菜有效吸收利用，从而不能提高油菜产量[9]。说明在一定施氮量范围内增施氮肥对油菜产量提升具有较好的效果，当超过范围继续增加施氮量，油菜产量不增加。

氮素在植物体内进行代谢、转运，最终还会影响作物品质[10]，有研究表明，施氮量对作物籽粒的蛋白质组分、氮代谢相关酶活性等产生影响，且能够改变相关基因的表达，最终改变作物品质[11]。本研究中，使用氮肥显著增加了油菜籽含油率和油酸含量，降低硫苷和蛋白质含量，主要是由于随着氮元素供应的增加，籽粒的养分偏向于油脂的积累，从而减少了蛋白质的积累，而施氮量过多则会抑制含油率的继续增加，施氮210 kg/hm2时油菜籽具有较高的含油率。