不同氮肥水平下油用牡丹的产量效应分析

李亚娟 曹潇文 魏平 马慧

油用牡丹是芍药科芍药属牡丹组植物中结实能力强、出油率高（≥22%）的种的统称，是我国特有的木本油料作物，具有高产出、高含油率、高品质、低成本的特点，是集经济效益、生态效益及社会效益于一体的经济作物，具有巨大的发展潜力。推广种植油用牡丹，对于缓解我国食用植物油不足、调整种植模式、改善生态环境、增加农民收入和落实精准扶贫政策具有重要意义。

氮是植物必需的大量矿质元素之一，被称为“生命元素”，施用氮肥可以有效提高作物的产量和品质。目前我国油用牡丹的栽培多参考药用牡丹，为追求高产，栽培过程中氮肥施用过量的现象十分普遍，常因肥料的施用水平、比例、方法不当导致油用牡丹产量较低、投入产出比不协调。因此，合理施用氮肥是提高油用牡丹产量和品质的重要措施。

不过，目前对于油用牡丹的研究主要集中于产业发展、籽油提取、栽培技术、繁殖育苗和生理生态等方面，关于氮肥水平对油用牡丹“凤丹”生长及产量影响的研究却相对较少。因此，本研究分析了不同氮肥用量对油用牡丹“凤丹”生长及籽粒产量的影响，以期为“凤丹”科学施用氮肥、促进高产高效提供理论依据。

一、材料与方法

1.试验设计。本试验选择6-8年生，长势健壮、一致，芽饱满，无病虫害的“凤丹”植株为材料。采用单因素完全随机设计，共设置4个不同的供氮水平：N0：不施氮肥；N1：225kg N·ha-1；N2：300kg N·ha-1；N3：450kg N·ha-1；每个处理分别施磷肥（P2O5）180kg·ha-1和钾肥（K2O）225kg·ha-1，各设3个重复。根据“凤丹”的需肥规律，采用单株半月形沟施法施肥。分两次于3月上旬（促花肥）和5月中旬（花后肥）施入肥料，其中氮肥和磷肥按7：3分配，钾肥按5：5分配。试验所用氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾。

2.测定项目与方法。（1）形态指标测定。试验开始处理时，每小区选择生长健康、长势一致、无病虫害植株5株，挂牌标记。在盛花期测定株高、冠幅、新枝条数、新枝长度、叶长、叶宽、成花数、花横径、花高度等形态指标。

（2）光合特性参数。在“凤丹”盛花期、结实期、成熟期和果熟期，采用Li-6400光合测定仪，在晴天上午对不同供氮水平下“凤丹”叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（E）进行测定。每小区选取3株长势相同的个体，对新梢顶芽下第3片光照良好的成熟功能叶片进行测定，每株选取3片。

（3）籽粒产量。在“凤丹”果熟期，每小区取长势均匀的10株个体，调查单株果荚数、果荚长和果荚直径。采收每个小区所有植株的果荚，在室内自然干燥，当果荚逐渐变成黑色、自动裂开时，搜集“凤丹”种子，测定千粒重和籽粒产量。

3.数据处理。采用Excel 2007和DPS 16.0软件对数据进行统计分析。采用单因素（one-way ANOVA）和Duncan法进行方差分析和多重比较。图表中数据为平均值±标准差。

二、结果与分析

1.氮肥水平对“凤丹”形态指标的影响。方差分析结果（表1）表明，株高、冠幅、叶长、叶宽、花朵生长及新枝生长等相关指标在不同施氮量下的差异均不显著（p>0.05）。与N0（不施氮肥）处理相比，除株高、叶长、叶宽外，盛花期“凤丹”的冠幅、花朵生长及新枝生长的相关指标均表现为施氮各处理大于不施氮肥（N0）的处理，说明氮肥施用在改善“凤丹”生长形态方面具有一定作用。

2.氮肥水平对“凤丹”生育期光合特性的影响。不同氮肥水平下“凤丹”光合特性指标在不同生育期的变化趋势详见图1，方差分析结果详见表2。在盛花期，净光合速率在不同氮肥水平下的差异极显著（p<0.01），具体表现为N2处理显著高于其它处理；在结实期，胞间CO2浓度在不同氮肥水平下的差异极显著（p<0.01），表现为N2处理显著低于其它处理；在成熟期和果熟期，气孔导度和蒸腾速率在不同氮肥水平下的差异均达到了显著或极显著水平（p<0.05；p<0.01），整体表现为施氮处理（N1、N2、N3）高于不施氮处理，但3个氮肥处理间差异不显著。

净光合速率对植物叶片光合性能的强弱有重要参考作用，施氮量对植物叶片净光合速率有重要影响。随著生育期的推进，各处理的净光合速率整体呈现先下降后上升的趋向。在同一生育期下，与对照组（N0）相比，3个施氮处理（N1、N2、N3）的净光合速率均有不同程度的提高，且随着施氮量的增加，在N2（300kg N·ha-1）水平下出现最高值。

随着生育期的推进，各处理的气孔导度均呈现逐渐上升的趋势。在成熟期，各处理的气孔导度均达到最高值。在同一生育期下，与对照组（N0）相比，3个施氮处理（N1、N2、N3）的气孔导度均有不同程度的提高，且随着施氮量的增加，在N2水平下出现最高值，表明在一定的施氮范围内可以促进叶片气孔的开放，从而增强光合作用。

随着生育期的推进，胞间CO2浓度在各处理下整体呈现先下降后升高的趋向。从盛花期到结实期，N2处理的下降幅度明显高于其它处理，随后显著上升，并在成熟期和果熟期显著高于其它处理。

随着生育期的推进，蒸腾速率在各处理下整体呈现先降低后略微升高的趋势，且皆在成熟期出现最低值，此时N1和N2处理的蒸腾速率显著高于N0、N3处理。

3.氮肥水平对“凤丹”籽粒产量的影响。方差分析结果（表3）表明，单株籽粒质量、千粒重在不同氮肥处理下的差异均达到了极显著水平（p<0.01）。与N0处理相比，3个施氮处理（N1、N2、N3）的果荚数、单株籽粒质量和千粒重均有不同程度的提高，其中N1、N2、N3处理的单株籽粒质量均显著高于N0处理，N2、N3处理的千粒重显著高于N0、N1处理，表明施氮可以明显提高“凤丹”的籽粒产量。

三、小结与讨论

绿色植物的生长离不开光合作用，氮素是合成叶绿素不可或缺的成分，也是植物营养三要素之一，在作物生长以及产量构成中的贡献率很大。施用氮肥可以增加土壤肥力，使“凤丹”叶片的叶绿素含量增加，延长绿叶光合作用进行的时间，有利于光合速率增加和促进光合产物生成，增加籽粒的产量。但当氮肥用量达到一定程度时，产量不再增加或增加不明显，这与本试验中施用氮肥明显提高牡丹籽粒产量，而N2处理籽粒产量与N3处理相比无显著差异一致。因此，在本试验的土壤肥力条件下，施氮量在300kg N·ha-1-450kg N·ha-1，可以满足“凤丹”高产对氮素的需求，在此基础上继续增加氮肥投入有可能使牡丹产量降低，也会带来一定的环境问题。

基金项目：河南省高等学校重点科研项目“油用牡丹生物有机肥配方研究与应用”（21A210004）；河南省科技攻关计划项目“油用牡丹生物有机肥应用技术研究”（212102110258）；河南科技大学大学生创新创业训练计划项目“不同种植年限油用牡丹土壤团聚体及有机碳分布特征”（2023408）。

作者简介：李亚娟（1982-），女，汉族，河南洛阳人，讲师，博士，研究方向为植物营养施肥及土壤生态。

曹潇文（2001-），女，汉族，河南商丘人，大学本科在读，研究方向为资源环境科学。

魏平（2002-），女，汉族，河南南阳人，大学本科在读，研究方向为资源环境科学。

马慧（2004-），女，汉族，河南南阳人，大学本科在读，研究方向为资源环境科学。