王 寅, 汪 洋, 魯劍巍*, 李小坤, 任 濤, 叢日環(huán)

(1華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070;2吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長春 130118)

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直播和移栽冬油菜生長和產(chǎn)量形成對(duì)氮磷鉀肥的響應(yīng)差異

王 寅1,2, 汪 洋1, 魯劍巍1*, 李小坤1, 任 濤1, 叢日環(huán)1

(1華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070;2吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長春 130118)

【目的】直播和移栽是目前長江流域冬油菜的兩種主要種植方式，其發(fā)展?fàn)顩r對(duì)我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展和油料供應(yīng)安全具有重要意義。直播和移栽冬油菜的栽培過程和植株密度存在顯著差異，因此兩者的個(gè)體形態(tài)、 生長發(fā)育及產(chǎn)量形成有所差異，對(duì)養(yǎng)分的施用響應(yīng)也可能不同。本研究利用大田試驗(yàn)研究施肥和種植方式對(duì)冬油菜生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響，比較不同種植方式下冬油菜的生長特點(diǎn)及其差異?！痉椒ā坎捎么筇镌囼?yàn)，研究氮磷鉀肥配施(NPK)、 不施氮(-N)、 不施磷(-P)和不施鉀(-K)處理下直播和移栽冬油菜各生育期的株高、 根頸粗和葉片數(shù)。越冬期低溫和干旱逆境發(fā)生時(shí)測定頂四葉的生理生化指標(biāo)，包括硝酸還原酶活性、 過氧化物酶活性、 過氧化氫酶活性、 可溶性蛋白含量、 可溶性糖含量、 游離脯氨酸含量和丙二醛含量。角果期調(diào)查菌核病的發(fā)病率。成熟期調(diào)查產(chǎn)量構(gòu)成因素，包括密度、 分枝數(shù)、 單株角果數(shù)、 主序角果數(shù)、 角粒數(shù)和千粒重，最后進(jìn)行實(shí)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)。【結(jié)果】直播冬油菜前期株高相比移栽冬油菜增長較快，薹期后則明顯降低，根頸粗和葉片數(shù)在各生育時(shí)期均顯著較低。直播冬油菜越冬期葉片生理生化水平較移栽冬油菜偏低，丙二醛含量顯著較高。直播冬油菜角果期菌核病的發(fā)病率平均為21.8%，遠(yuǎn)高于移栽冬油菜的8.5%。兩種種植方式冬油菜成熟期表現(xiàn)出顯著不同的產(chǎn)量構(gòu)成，相比移栽冬油菜，直播冬油菜的植株密度顯著較高，而個(gè)體分枝數(shù)、 角果數(shù)和角粒數(shù)則顯著較少，而且主序角果的比例明顯較高。最終，直播和移栽冬油菜在NPK處理的產(chǎn)量非常接近，分別為2019和2081kg/hm2，但直播冬油菜在缺素條件下的產(chǎn)量較移栽冬油菜均顯著偏低。相比NPK處理，任一養(yǎng)分缺乏均顯著阻礙直播和移栽冬油菜的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成，其中氮素影響最為顯著和全面，其次是磷素，鉀素影響相對(duì)較小。與移栽冬油菜不同，直播冬油菜成熟期的植株密度在缺素時(shí)出現(xiàn)下降，氮、 磷缺乏導(dǎo)致直播冬油菜密度分別降低53.6%和18.7%。養(yǎng)分缺乏條件下較差的個(gè)體生長和降低的植株密度是導(dǎo)致直播冬油菜產(chǎn)量降幅偏高的主要原因?！窘Y(jié)論】當(dāng)前栽培方式下，直播冬油菜起始階段個(gè)體發(fā)育較差，導(dǎo)致生育期內(nèi)生長表現(xiàn)和產(chǎn)量形成對(duì)養(yǎng)分缺乏更為敏感。相比移栽冬油菜，直播冬油菜應(yīng)更重視氮磷鉀養(yǎng)分的平衡施用，以促進(jìn)個(gè)體健壯和群體穩(wěn)定而獲得高產(chǎn)。直播冬油菜的養(yǎng)分管理研究需進(jìn)一步加強(qiáng)，尤其是應(yīng)對(duì)逆境發(fā)生的施肥調(diào)控技術(shù)與措施。

冬油菜; 直播; 移栽; 氮磷鉀; 生長發(fā)育; 發(fā)病率; 產(chǎn)量

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

圖1　冬油菜生育期天氣狀況(湖北蘄春，20112012)Fig.1　Precipititation and temperature during the winter oilseed rape growth season of 2011-2012 in Qichun City, Hubei

田間試驗(yàn)分為兩個(gè)區(qū)組，即直播和移栽兩種種植方式。兩區(qū)組內(nèi)均設(shè)4個(gè)施肥處理: 1)NPK(氮磷鉀肥配施); 2)-N(PK, 即不施氮); 3)-P(NK, 即不施磷); 4)-K(NP, 即不施鉀)。除各缺素處理不施相應(yīng)養(yǎng)分外，其它處理的養(yǎng)分施用量均保持一致:N180kg/hm2、P2O590kg/hm2、K2O120kg/hm2、 硼砂15kg/hm2[13, 16, 21]。直播冬油菜于2011年9月27日播種，播種量為4.5kg/hm2; 移栽冬油菜于2011年9月27日播種育苗，苗床中基礎(chǔ)的氮、 磷養(yǎng)分供應(yīng)量分別為N20kg/hm2和P2O55kg/hm2，11月3日(五葉期)進(jìn)行移栽，移栽密度為11.3×104plant/hm2。試驗(yàn)田所有小區(qū)于2012年5月7日進(jìn)行收獲，直播和移栽冬油菜的生育期均為222天。

田間試驗(yàn)所有小區(qū)的磷肥和硼砂全部作基肥施用。直播冬油菜的氮、 鉀肥分別施用40%和60%作基肥，4葉期追施氮肥的30%，越冬期分別追施氮、 鉀肥的15%和20%，剩余氮、 鉀肥在抽薹前作第3次追肥。移栽冬油菜的氮、 鉀肥均施用60%作基肥，越冬期追施氮、 鉀肥的20%，剩余氮、 鉀肥在抽薹前作第2次追肥。所有處理均設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積20m2。除種植方式和施肥措施外，其它田間管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣保持一致。

1.3測定指標(biāo)和方法

試驗(yàn)田基礎(chǔ)土壤樣品在基肥施用前采集，均勻布點(diǎn)15個(gè)取0—20cm耕層土壤于實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干磨細(xì)過篩。常規(guī)法測定土壤基本理化性質(zhì)[22]，包括pH(水土比2.5 ∶1)、 有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀容量法)、 堿解氮(堿解擴(kuò)散法)、 有效磷(Olsen法)、 速效鉀(NH4OAc浸提法)和有效硼(姜黃素比色法)。

生育期內(nèi)對(duì)冬油菜個(gè)體生長指標(biāo)進(jìn)行田間調(diào)查，包括株高、 根頸粗和葉片數(shù)。株高和根頸粗在苗期(播種后77天)、 越冬期(播種后137天)、 薹期(播種后166天)、 終花期(播種后192天)和成熟期(播種后222天)進(jìn)行調(diào)查，而葉片數(shù)在苗期、 越冬期和薹期進(jìn)行調(diào)查。每小區(qū)選20株有代表性的植株進(jìn)行調(diào)查，取平均值作為該小區(qū)調(diào)查結(jié)果。越冬期調(diào)查結(jié)束后對(duì)冬油菜葉片(頂4葉)進(jìn)行取樣，以冰盒保存迅速帶回實(shí)驗(yàn)室。按常規(guī)法測定生理生化指標(biāo)[23]，包括硝酸還原酶活性(磺胺比色法)、 過氧化物酶活性(愈創(chuàng)木酚法)、 過氧化氫酶活性(紫外吸收法)、 可溶性蛋白含量(考馬斯亮蘭G-250染色法)、 可溶性糖含量(蒽酮比色法)、 游離脯氨酸含量(茚三酮法)和丙二醛含量(硫代巴比妥酸法)。角果成熟期(播種后210天)調(diào)查菌核病發(fā)病情況，以1/3分枝發(fā)病或主莖病斑超過3cm為標(biāo)準(zhǔn)確定發(fā)病植株數(shù)，發(fā)病率(%)=(小區(qū)病株數(shù)/小區(qū)總株數(shù))×100[24]。

成熟期收獲前對(duì)冬油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行田間調(diào)查，包括密度、 分枝數(shù)、 單株角果數(shù)、 主序角果數(shù)、 角粒數(shù)和千粒重。直播冬油菜每小區(qū)選密度均勻的1m2樣方調(diào)查，移栽冬油菜選3行植株(株距33cm)調(diào)查1m長度內(nèi)個(gè)體數(shù)量。每小區(qū)選20株有代表性植株進(jìn)行個(gè)體產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查，取平均值作為該小區(qū)調(diào)查結(jié)果。各小區(qū)收獲后對(duì)其產(chǎn)量進(jìn)行單收單打并測定含水率，以干重表示籽粒產(chǎn)量。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel軟件計(jì)算，用SPSS軟件統(tǒng)計(jì)分析。利用兩因素方差分析研究施肥和種植方式對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響，以LSD法檢驗(yàn)處理間P<0.05水平的差異顯著性。

1986年春天，爸爸響應(yīng)農(nóng)場的號(hào)召承租土地辦起家庭農(nóng)場。春天剛剛播下的希望要到深秋才有收獲，農(nóng)場借資有限，我和弟弟都在讀書，每月的生活費(fèi)是一筆不小的開支，家中經(jīng)濟(jì)狀況一度非常拮據(jù)。暑假時(shí)，我在縣城的百貨商店看到一雙黑色的高跟涼鞋，纖巧精致，但不菲的價(jià)格令我知難而退，只在有意無意間幾次和爸媽提及。

2　結(jié)果與分析

2.1氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜株高的影響

施肥和種植方式顯著影響冬油菜不同生育期的株高，且兩者表現(xiàn)出顯著交互作用(圖2)。氮、 磷、 鉀肥施用顯著增加直播和移栽冬油菜生育期內(nèi)的植株高度。直播冬油菜株高在所有生育期均表現(xiàn)為NPK和-K處理顯著高于-P處理，而-N處理最低。移栽冬油菜苗期和越冬期的株高在施肥處理間無顯著差異，薹期開始則以NPK和-K處理顯著高于-N和-P處理。相比移栽冬油菜，直播冬油菜苗期和越冬期的株高較高，尤其在NPK和-K處理。冬油菜生長進(jìn)入薹期后，兩種種植方式的株高在NPK和-K處理無明顯差異，而直播方式在-N和-P處理的株高開始顯著低于移栽方式。終花期和成熟期內(nèi)，直播冬油菜各施肥處理的株高均低于移栽冬油菜，尤其在-N和-P處理顯著偏低。

圖2　施肥和種植方式對(duì)冬油菜不同生育期株高的影響Fig.2　Effects of fertilization and establishment method on plant heights of winter oilseed rape at different growth stages

[注(Note):E—種植方式Establishmentmethod;F—施肥處理Fertilizationtreatment; 同一種植方式方柱上的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理的兩個(gè)柱子上的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Inthesameplantingmethod,thedifferentlowercasesabovethebarsaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsabovebarsindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance. ]

2.2氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜根頸粗的影響

施肥和種植方式對(duì)冬油菜各生育期的根頸粗均有顯著影響，而兩者僅在苗期表現(xiàn)出顯著交互作用(圖3)。所有生育期內(nèi)，直播冬油菜的根頸粗均以NPK和-K處理顯著高于-P處理，再顯著高于-N處理，而移栽冬油菜苗期各施肥處理間的根頸粗差異較小，僅-N處理顯著較低。隨生育進(jìn)程推進(jìn)，移栽冬油菜缺素處理的根頸粗較NPK處理顯著下降，以缺氮最為嚴(yán)重，其次是缺磷。兩種種植方式下NPK和-K處理冬油菜的根頸粗在苗期無顯著差異，而-N和-P處理則以直播冬油菜顯著較低。從越冬期至成熟期，直播冬油菜各施肥處理的根頸粗較移栽冬油菜均顯著偏低。

圖3　施肥和種植方式對(duì)冬油菜不同生育期根頸粗的影響Fig.3　Effects of fertilization and establishment method on rootstock diameters of winter oilseed rape at different growth stages

[注(Note):E—種植方式Establishmentmethod;F—施肥處理Fertilizationtreatment; 同一種植方式方柱上的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理的兩個(gè)柱子上的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Inthesameplantingmethod,thedifferentlowercasesabovethebarsaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsabovebarsindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance. ]

2.3氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜葉片數(shù)的影響

冬油菜苗期至薹期的葉片數(shù)受施肥和種植方式顯著影響，但兩者無顯著交互作用(圖4)。直播冬油菜的葉片數(shù)在各生育期中均以-N處理最少，其余處理在苗期和越冬期無顯著差異，薹期以NPK處理顯著較高。移栽冬油菜苗期葉片數(shù)在各處理間無明顯差別，越冬期和薹期以-N和-P處理明顯少于NPK和-K處理。除苗期NPK處理，各處理直播冬油菜在3個(gè)生育期的葉片數(shù)均顯著少于移栽冬油菜。

2.4氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜越冬期生理生化指標(biāo)的影響

表1顯示，施肥和種植方式顯著影響越冬期冬油菜葉片的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)，但無顯著交互作用。直播冬油菜在NPK處理的硝酸還原酶活性、 過氧化物酶活性、 過氧化氫酶活性、 可溶性蛋白含量、 可溶性糖含量及脯氨酸含量均最高，其后為-K和-P處理，-N處理的各項(xiàng)指標(biāo)則均最低。對(duì)于移栽冬油菜，過氧化氫酶活性和可溶性糖含量在各施肥處理間無顯著差異，其它指標(biāo)的高低順序表現(xiàn)為NPK> -K> -P> -N。相比NPK處理，直播冬油菜缺素處理的丙二醛含量顯著較高，尤其是-N處理，而移栽冬油菜在-N和-P處理的丙二醛含量相對(duì)較高。直播種植方式下，冬油菜越冬期葉片的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)較移栽種植方式相對(duì)偏低，但是其丙二醛含量則明顯較高，而且缺素處理下兩者差異更為明顯。結(jié)果說明，直播冬油菜越冬期的植株抗逆性較差，養(yǎng)分缺乏時(shí)逆境對(duì)植株的損傷更為嚴(yán)重。

圖4　施肥和種植方式對(duì)冬油菜不同生育期葉片數(shù)的影響Fig.4　Effects of fertilization and establishment method on leaf number of winter oilseed rape at different growth stages

[注(Note):E—種植方式Establishmentmethod;F—施肥處理Fertilizationtreatment; 同一種植方式方柱上的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理的兩個(gè)柱子上的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Inthesameplantingmethod,thedifferentlowercasesabovethebarsaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsabovebarsindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance. ]

表1　氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜越冬期生理生化指標(biāo)的影響Table 1　Effects of N, P and K fertilization on physiological and biochemical properties of direct-sown andtransplanted winter oilseed rape at the over-wintering stage

注(Note): 同一種植方式下，平均值后的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理中，平均值后的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Underthesameplantingmethod,theaveragesinarowfollowedbydifferentlowercasesaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsaftertheaveragesindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance.

2.5氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜角果期菌核病的影響

圖5　施肥和種植方式對(duì)冬油菜角果期菌核病發(fā)病率的影響Fig.5　Effects of fertilization and establishment method on incidence of sclerotinia winter oilseed rape at pod-development stage

施肥和種植方式顯著影響冬油菜角果期菌核病[注(Note):E—種植方式Establishmentmethod;F—施肥處理Fertilizationtreatment; 同一種植方式方柱上的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理的兩個(gè)柱子上的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Inthesameplantingmethod,thedifferentlowercasesabovethebarsaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsabovebarsindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance. ]

發(fā)生率，且存在顯著交互影響(圖5)。直播冬油菜菌核病的發(fā)病率平均為21.8%，而移栽冬油菜平均僅為8.5%。除-N處理外，直播冬油菜各施肥處理的菌核病發(fā)病率均顯著高于移栽冬油菜。直播冬油菜-K處理的菌核病發(fā)病率顯著最高，其次為NPK和-P處理，-N處理相對(duì)較低，而移栽冬油菜在各施肥處理間均無顯著差異，這可能是因?yàn)槠漭^低的密度降低了菌核病的發(fā)生。直播冬油菜-N處理的植株密度也較低，因此其發(fā)病率也較低。鉀素缺乏降低了直播冬油菜的抗病性，再加上植株密度較高，因而發(fā)病率顯著較高。

2.6氮磷鉀肥對(duì)直播和移栽冬油菜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

施肥和種植方式顯著影響冬油菜的籽粒產(chǎn)量，且兩者表現(xiàn)出顯著交互作用(表2)。直播冬油菜的產(chǎn)量水平整體上顯著低于移栽冬油菜，但NPK處理兩者產(chǎn)量基本一致，說明養(yǎng)分平衡配施條件下直播冬油菜可達(dá)到移栽冬油菜的產(chǎn)量水平。相比NPK處理，直播冬油菜在不施氮、 磷、 鉀時(shí)分別減產(chǎn)1850kg/hm2(96.9%)、 1601kg/hm2(78.1%)和695kg/hm2(33.8%)，移栽冬油菜則分別減產(chǎn)1465kg/hm2(70.4%)、 1365kg/hm2(65.6%)和336kg/hm2(16.0%)?？梢姡辈ザ筒嗽谌彼貤l件下的減產(chǎn)較移栽冬油菜顯著更高，說明其對(duì)養(yǎng)分缺乏更為敏感。

表2　氮磷鉀肥對(duì)冬油菜產(chǎn)量及單株產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 2　Effects of N, P and K fertilization on seed yields and yield components of individual winter oilseed rape plant

注(Note): 同一種植方式下，平均值后的不同小寫字母表示處理間差異顯著(P < 0.05); 同一處理中，平均值后的符號(hào)表示兩種種植方式之間的差異顯著性Underthesameplantingmethod,theaveragesinarowfollowedbydifferentlowercasesaresignificantlydifferentatP < 0.05;Inthesametreatment,thesymbolsaftertheaveragesindicatethesignificantdifferencesbetweenplantingmethods. *— P < 0.05; ** —P < 0.01;NS—表示差異不顯著Nosignificance.

直播和移栽冬油菜的產(chǎn)量構(gòu)成因素存在顯著差異(表2)。直播冬油菜的群體密度顯著較高，比移栽冬油菜平均多25.9株/m2。但是，直播冬油菜個(gè)體產(chǎn)量構(gòu)成因素明顯較差，其單株分枝數(shù)、 角果數(shù)和角粒數(shù)比移栽冬油菜平均分別少4.1、 170.2和6.8個(gè)。兩種種植方式間冬油菜的千粒重未表現(xiàn)出顯著差異。直播和移栽冬油菜的主序角果數(shù)平均分別為36.1和70.7個(gè)，主序角果占單株總角果的比例平均分別為64.6%和33.1%。盡管直播冬油菜的主序角果數(shù)較少，但是其主序角果對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率明顯較高。

施肥顯著影響冬油菜各項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素。直播和移栽冬油菜的個(gè)體產(chǎn)量構(gòu)成因素在各施肥處理表現(xiàn)一致，均以NPK處理最好。相比氮磷鉀配施，缺氮對(duì)個(gè)體產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響最顯著，降低了除千粒重外的所有指標(biāo); 缺磷對(duì)分枝數(shù)、 角果數(shù)和角粒數(shù)表現(xiàn)出較強(qiáng)負(fù)面影響，而且顯著降低千粒重; 缺鉀的影響相對(duì)較小，主要降低分枝數(shù)和角果數(shù)。與移栽冬油菜顯著不同的是，直播冬油菜的植株密度也受到施肥的顯著影響。直播冬油菜的收獲密度在-N和-P處理顯著降低，較NPK處理分別下降53.6%和18.7%。可見，養(yǎng)分缺乏條件下植株密度減少和個(gè)體生長減弱共同導(dǎo)致直播冬油菜出現(xiàn)產(chǎn)量大幅下降。

3　討論與結(jié)論

本研究顯示，直播和移栽冬油菜生育期內(nèi)的個(gè)體生長發(fā)育過程存在顯著差異。移栽種植方式下，油菜秧苗在苗床中具有較好的生長環(huán)境和養(yǎng)分供應(yīng)，而移入大田后在較低種植密度下具有較大的個(gè)體發(fā)展空間[13]，再加上育苗階段形成的物質(zhì)和養(yǎng)分基礎(chǔ)，因而植株生長健壯發(fā)育出較粗的根頸和較多葉片。直播種植時(shí)，冬油菜高密條件下激烈的種內(nèi)競爭和狹小的個(gè)體空間使植株橫向擴(kuò)展嚴(yán)重受限[13, 25]。因此，直播冬油菜表現(xiàn)出較快的縱向生長，前期植株較高，但個(gè)體細(xì)瘦且葉片偏少。除種植方式外，養(yǎng)分施用也顯著影響冬油菜生育期各方面表現(xiàn)，其中兩因素對(duì)株高和根莖粗還有顯著交互作用。研究表明，氮、 磷、 鉀養(yǎng)分供應(yīng)不足會(huì)限制冬油菜光合器官建成和光合性能，減少物質(zhì)生產(chǎn)而減緩個(gè)體發(fā)育[26-28]。本研究中，各養(yǎng)分缺乏對(duì)直播和移栽冬油菜生長均產(chǎn)生抑制作用，尤其是氮和磷缺乏的影響更為明顯。

長江流域冬油菜越冬過程中時(shí)常有干旱、 低溫、 澇漬等環(huán)境脅迫發(fā)生。環(huán)境脅迫條件下冬油菜的正常生長發(fā)育受阻，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐芍仓晁劳鯷5, 29-30]。本研究所在年份越冬期內(nèi)發(fā)生的持續(xù)低溫和干旱嚴(yán)重影響了冬油菜生長，降低了葉片中硝酸還原酶、 過氧化物酶和過氧化氫酶的活性，以及可溶性蛋白、 可溶性糖和脯氨酸的含量，最終導(dǎo)致細(xì)胞組織受到損傷，丙二醛含量增加。直播冬油菜由于前期個(gè)體長勢較弱，不良環(huán)境因素和養(yǎng)分缺乏的雙重逆境導(dǎo)致植株各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的下降更明顯，明顯升高的丙二醛含量說明其葉片組織細(xì)胞受到了更嚴(yán)重的損傷。氮磷鉀配施條件下，較好的營養(yǎng)狀況使直播冬油菜植株維持了較高的生理生化水平，過氧化氫酶活性、 可溶性蛋白和可溶性糖含量與移栽冬油菜接近，而丙二醛含量也相對(duì)較低。

苗期生長不佳和越冬期逆境進(jìn)一步限制了直播冬油菜的春后生長，株高自薹期開始顯著低于移栽冬油菜，而根頸粗和葉片數(shù)的差距也更為明顯。胡立勇等[31]研究指出，冬油菜前期營養(yǎng)生長不良會(huì)限制其后期的角果發(fā)育及籽粒充實(shí)。本研究結(jié)果表明，不良的前期生長造成直播冬油菜個(gè)體產(chǎn)量構(gòu)成因素顯著差于移栽冬油菜，而且弱小植株的死亡還降低了成熟期的群體密度，最終導(dǎo)致產(chǎn)量偏低。養(yǎng)分缺乏加重了直播冬油菜產(chǎn)量的下降，尤其是缺氮條件下產(chǎn)量極低，甚至不及移栽冬油菜的1/9。本研究試驗(yàn)田塊土壤堿解氮含量為128.1mg/kg，處于較豐富水平，分析此條件下缺氮導(dǎo)致產(chǎn)量極低的原因可能包括以下幾個(gè)方面。首先，直播冬油菜在大田環(huán)境下直接出苗，不像移栽冬油菜經(jīng)過苗床育苗的精細(xì)管理，因而缺氮導(dǎo)致其起始生長就很差。其次，充足合理的氮素供應(yīng)對(duì)直播冬油菜的物質(zhì)生產(chǎn)和養(yǎng)分吸收尤其是苗期階段的發(fā)育尤為重要[32]，缺氮導(dǎo)致其臨界期氮素需求無法滿足，發(fā)育嚴(yán)重受阻，從而影響后期發(fā)育與產(chǎn)量形成。而且，本研究區(qū)域主要為水稻-油菜的水旱輪作種植，油菜作為旱季作物生長在冬季，其個(gè)體對(duì)氮素及其它養(yǎng)分的缺乏更為敏感。因此，盡管試驗(yàn)田塊土壤堿解氮含量較高，但不施氮肥時(shí)仍導(dǎo)致直播冬油菜的氮素營養(yǎng)供應(yīng)不足，苗期生長嚴(yán)重受限，抗性下降，植株大量死亡，因此最終產(chǎn)量表現(xiàn)極差。另外，目前一些研究認(rèn)為堿解氮只能作為衡量土壤供氮水平的定性指標(biāo)，并不能代表作物實(shí)際可吸收利用的土壤氮素[33-34]，對(duì)于這方面還需進(jìn)一步的研究和探討。

本研究所在年份冬油菜生育后期的氣溫較高同時(shí)降水較多，為菌核病發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。直播冬油菜在高密種植條件下群體大而葉片多，通風(fēng)條件較差，因此菌核病發(fā)病率較高。李銀水等[35]研究發(fā)現(xiàn)，磷、 鉀營養(yǎng)缺乏會(huì)降低油菜植株抗病性，易于菌核病的侵染與發(fā)生。本研究中，直播冬油菜較弱的個(gè)體長勢和較高的植株密度導(dǎo)致其在缺磷和缺鉀條件下菌核病的發(fā)生更為嚴(yán)重。而缺氮條件下，直播冬油菜植株個(gè)體較小，群體密度也顯著下降，因而發(fā)病率反而較低，與移栽冬油菜差異不明顯。

大量研究表明，平衡合理施肥是促進(jìn)冬油菜生長、 提高光合能力和增加產(chǎn)量的重要栽培手段[21, 40-42]。本研究中，氮磷鉀配施顯著促進(jìn)了直播和移栽冬油菜的個(gè)體生長發(fā)育，提高了植株生理生化水平，降低了菌核病發(fā)病率，改善了產(chǎn)量構(gòu)成因素并最終獲得較高產(chǎn)量。而直播和移栽冬油菜在氮磷鉀配施處理的產(chǎn)量水平接近，也說明通過合理施肥改善直播冬油菜個(gè)體生長而獲得高產(chǎn)是可行的。

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Responsedifferencesingrowthandyieldformationofdirect-sownandtransplantedwinteroilseedrapetoN,PandKfertilization

WANGYin1, 2,WANGYang1,LUJian-wei1*,LIXiao-kun1,RENTao1,CONGRi-huan1

[1 College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Key Laboratory of Arable Land Conservation (Middle and Lower Reaches of Yangtze River), Ministry of Agriculture, Wuhan 430070, China; 2 College of Resources and Environmental Sciences, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China]

【Objectives】Direct-sowing(DOR)andtransplanting(TOR)arethetwodominatedplantingmethodsofwinteroilseedrape(Brassica napusL.)intheYangtzeRiverBasin,China.Theestablishmentprocessesandplantingdensityarecontrastingbetweenthetwotypesofoilseedrape,whichmightleadtotheirdifferencesintheindividualmorphology,growthprocess,andyieldformation,aswellasthefertilizationresponses.Inthisstudy,afieldexperimentwasconductedtoevaluateeffectsoffertilizers’applicationandestablishmentmethodsongrowthandyieldformationofwinteroilseedrape,andtocomparecharactersanddifferencesoftheestablishmentmethods.【Methods】Thefieldexperimentincludedfourtreatments:balancedNPKfertilizers(NPK),noN(-N),noP(-P)andnoK(-K).Theplantheight,rootstockdiameterandleafnumberofoilseedrapesatdifferentgrowthstageswereinvestigated.Whenlowtemperatureanddroughtoccurredattheover-winteringstage,physiologicalandbiochemicalpropertiesweremeasuredbysamplingthetopfourleaves,includingtheactivitiesofnitratereductase(NR),peroxidase(POD)andcatalase(CAT),andtheconcentrationsofsolubleprotein,solublesugar,prolineandmalondialdehyde(MDA).Theincidencesofsclerotiniawereinvestigatedatthepod-developmentstage.Theseedyieldwasweighedatmaturityandtheyieldcomponentswereinvestigated.【Results】Comparedwithtransplanting,theindividualplantheightofdirect-sowingoilseedrapeishigherattheearlystagesandobviouslydecreasedaftertheboltingstage,andtherootstockdiameterandleafnumberaresignificantlylowerthroughoutthegrowingseasons.ThephysiologicalandbiochemicalindexlevelsofDORarelowerthanthatofTOR,whiletheMDAconcentrationissignificantlyhigher.Atthepod-developmentstage,theincidenceofsclerotiniais21.8%forDOR,whichissignificantlyhigherthanthatofTOR(8.5%).TheyieldcomponentsofDORandTORatmaturityaredifferent.ComparedwithTOR,theDORplantingdensityissignificantlyhigher,butitsindividualplantproducessignificantlyfewerbranches,pods/plant,andseeds/pod.Furthermore,theproportionofpodnumberonmainracemesofDORishigherthanthatofTOR.TheseedyieldsintheNPKtreatmentareequalbetweenDORandTOR,whichare2019and2081kg/ha.However,underthenutrientdeficiencycondition,DORshowssignificantlylowseedyieldscomparedwithTOR.Thegrowthandyieldformationarelimitedbythedeficiencyofanykindofnutrients,andtheNdeficiencyshowsthemostcomprehensiveandstrongestnegativeeffects,andfollowedbyPdeficiency,whilethenegativeeffectisrelativelylowerforKdeficiency.ContrarytoTORperformance,DORplantingdensityisreducedinthenutrientdeficiencytreatments.Thedensityreductionsare53.6%and18.7%inthe-Nand-Ptreatments,respectively.Thelimitedindividualgrowthandreducedpopulationdensitytogetherresultinthehigheryielddecreasesfordirectsowingoilseedrapeunderthenutrientdeficiencycondition.【Conclusion】Thegrowthandyieldformationofwinteroilseedrapearemoresensitivetonutrientdeficiencywhentheyareestablishedbydirect-sowing,duetotheweakerindividualgrowthattheinitialstageunderthecurrentcultivationpattern.Comparedwithtransplanting,nutrientmanagementfordirectsowingoilseedrapeshouldpaymoreattentiononthebalancedN,PandKfertilizersapplicationtoenhanceindividualgrowthandobtainstablepopulationdensityforhighseedyieldatmaturity.Thedirectsowingoilseedrapenutrientmanagementstrategyshouldbefurtherexplored,especiallyforfertilizationregulatingpracticestoenvironmentalstress.Keywords:oilseedrape;direct-sowing;transplanting;nitrogen,phosphorusandpotassium;individualgrowth;incidence;seedyield

2014-09-06接受日期: 2015-01-07網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-07-20

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31471941); 國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-13); 長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT1247)資助。作者簡介: 王寅(1986—)，男，陜西咸陽人，博士，講師，主要從事作物養(yǎng)分管理與施肥研究。E-mail:wy1986410@163.com

E-mail:lunm@mail.hzau.edu.cn

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1008-505X(2016)01-0132-11