張 煒，陸俊武，曹秀霞，錢愛萍，剡寬將

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏 固原 756000）

胡麻（Linum usitatissimumL.），為亞麻科（Linaceae）亞麻屬（Linum），一年生草本植物，屬油用亞麻，是我國(guó)北方地區(qū)重要的特色油料作物，具有較強(qiáng)的耐旱、耐寒和耐瘠薄能力，生育期短、適應(yīng)性廣［1-2］。2015年，我國(guó)胡麻年種植面積29.2×104hm2，總產(chǎn)量40.0×104t，是我國(guó)5大油料作物之一。胡麻主要分布在華北、西北等地的干旱地區(qū)，河北、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、新疆6?。▍^(qū)）的播種面積占全國(guó)總播種面積的98.40%。寧夏胡麻年播種面積4.29×104hm2，占全國(guó)總播種面積的14.69%，居第4位。近年來，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)，我國(guó)胡麻種植面積不斷擴(kuò)大，效益逐年提升［3］，但產(chǎn)量較低，其中施肥不合理是低產(chǎn)的重要原因之一，目前我國(guó)胡麻施肥技術(shù)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他主要農(nóng)作物［4］。

硫包衣尿素作為一種緩/控釋肥料，可以根據(jù)作物不同階段生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求，而設(shè)計(jì)調(diào)控養(yǎng)分釋放速度和釋放量，使養(yǎng)分釋放曲線與作物對(duì)養(yǎng)分的需求相吻合。緩/控釋肥具有減少施肥量及施肥次數(shù)、節(jié)約化肥生產(chǎn)原料、提高肥料利用率、減少生態(tài)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高資源利用效率和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義［5-10］。國(guó)內(nèi)研究結(jié)果表明，緩/控釋肥在水稻［11-12］、玉米［13-14］、馬鈴薯［15-17］、花生［18］等作物及蔬菜［19-20］中具有良好的增產(chǎn)效果，但在旱作區(qū)胡麻中的應(yīng)用研究尚無報(bào)道。

胡麻屬于密植作物，旱作區(qū)胡麻無灌溉條件，生產(chǎn)中又無法進(jìn)行追肥。播種時(shí)施用種肥無法滿足胡麻全生育期的營(yíng)養(yǎng)需求，易造成后期脫肥，種肥過量又會(huì)造成燒苗。由于旱地條件下的試驗(yàn)研究易受氣候因素及栽培環(huán)境的影響。因此，本研究通過2015～2016年連續(xù)兩年的田間試驗(yàn)，研究硫包衣尿素對(duì)旱地條件下胡麻的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累、經(jīng)濟(jì)性狀和籽粒產(chǎn)量的影響，綜合評(píng)價(jià)了硫包衣尿素不同用量的增產(chǎn)效果及氮肥利用效率，為緩/控釋肥在旱作區(qū)胡麻生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)于2015年4月～2016年8月在寧夏固原市彭陽縣古城鎮(zhèn)掛馬溝村進(jìn)行，海拔1 860 m，無霜期148～152 d，年平均氣溫5.8～6.4℃，≥10℃積溫2 417～2 550℃，年降水量350～450 mm。土壤類型為新積土，砂壤質(zhì)，試驗(yàn)區(qū)土壤質(zhì)地疏松、肥力中等，前茬作物為玉米。試驗(yàn)前取0～20 cm土壤進(jìn)行養(yǎng)分化驗(yàn)，其基礎(chǔ)性狀情況見表1。

胡麻生育期降水量見表2。彭陽縣胡麻生育期間（4～8月）多年平均降水量為293.9 mm，從4月到8月份逐月遞增。2015年生育期降水量為353.9 mm，降水量主要分布在4月和6～8月，總體屬于豐水年份。2016年生育期降水量為224.5 mm，4～5月降水量較好，但6～8月降水量銳減，出現(xiàn)極端干旱天氣，總體上屬于干旱年份。

表2 生育期降水量 （mm）

1.2 試驗(yàn)材料

供試硫包衣尿素由黑龍江某公司生產(chǎn)，共有兩種，分別是SCUⅡ型（N≥37%，S≥10%），釋放期在播種后60 d；SCUⅢ型（N≥34%，S≥15%），釋放期在播種后90 d。供試胡麻品種為寧亞17號(hào)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，即把60、90 d釋放的硫包衣尿素按照3∶1進(jìn)行混配（SCU，前期研究結(jié)果所得最優(yōu)比例），施混配SCU 75 kg/hm2（T1）、112.5 kg/hm2（T2）、150 kg/hm2（T3）、187.5 kg/hm2（T4），以不施肥為對(duì)照（CK）（表3）。將上述各處理肥料作為種肥，播種時(shí)與胡麻種子混勻一次施入土壤。種子田間播量按750萬粒/hm2有效粒數(shù)計(jì)算。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積2.4 m×6 m=14.4 m2，行距0.15 m，每小區(qū)種植16行，小區(qū)間走道30 cm，重復(fù)間走道50 cm，四周設(shè)保護(hù)行。

表3 試驗(yàn)處理施肥量 （kg/hm2）

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在初花期（胡麻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)折時(shí)期，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)達(dá)到最大值），每小區(qū)隨機(jī)采樣20株，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定胡麻株高、地上部鮮重，并將植株地上部分于恒溫箱中105℃殺青30 min，而后在70℃烘至恒重，測(cè)定植株地上部分的干物質(zhì)重量。

在成熟期，每小區(qū)隨機(jī)采樣30株進(jìn)行室內(nèi)考種，分別測(cè)定分莖數(shù)、主莖分枝、有效結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、單株產(chǎn)量及千粒重等經(jīng)濟(jì)性狀。

收獲時(shí)，各小區(qū)單收單打，曬干后測(cè)得小區(qū)實(shí)際籽粒產(chǎn)量，并計(jì)算單位面積實(shí)際籽粒產(chǎn)量。用于試驗(yàn)采樣所造成的產(chǎn)量損失不計(jì)。

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/施氮量。

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用DPS 13.5統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥量對(duì)胡麻生長(zhǎng)量的影響

2.1.1 對(duì)胡麻株高的影響

2015年初花期各處理株高在55.18～61.45 cm（表4），較CK提高9.92%～22.41%，平均提高17.36%，各處理均顯著高于CK（P＜0.05）。2016年初花期各處理株高在50.00～52.85 cm，較CK提高3.33%～9.22%，平均提高6.04%，其中T1、T2、T4處理顯著高于CK。通過兩年的株高數(shù)據(jù)的平均值可以看出，各處理均能有效提高旱地胡麻的植株高度，較CK分別提高8.60%、13.01%、12.03%、13.55%。

表4 不同施肥量對(duì)胡麻初花期生長(zhǎng)量的影響

2.1.2 對(duì)胡麻地上部鮮重的影響

2015年初花期各處理地上部鮮重在6.93～13.39 g，較CK提高26.23%～143.90%，平均提高82.33%，各處理均顯著高于CK。2016年初花期各處理地上部鮮重在3.64～4.15 g，較CK提高95.70%～123.12%，平均提高114.65%，各處理均顯著高于CK。通過兩年的地上部鮮重?cái)?shù)據(jù)的平均值可以看出，各處理均能有效促進(jìn)旱地胡麻的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，較CK分別提高50.33%、79.06%、94.81%、137.09%。

2.1.3 對(duì)胡麻地上部干重的影響

2015年初花期各處理地上部干重在2.08～3.97 g，較CK提高15.56%～120.56%，平均提高64.86%，其中T2、T3、T4處理顯著高于CK。2016年初花期各處理地上部干重在1.12～1.23 g，較CK提高89.83%～108.47%，平均提高100.85%，各處理均顯著高于CK。通過兩年的地上部干重?cái)?shù)據(jù)的平均值可以看出，各處理均能有效促進(jìn)旱地胡麻的干物質(zhì)積累，較CK分別提高37.45%、62.91%、78.59%、115.07%。

2.2 不同施肥量對(duì)胡麻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同施肥量對(duì)胡麻經(jīng)濟(jì)性狀的影響見表5。2015年各處理有效分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量均較CK有不同程度提高，且隨著硫包衣尿素用量的增加而增加，但處理間差異未達(dá)到顯著水平。2016年各處理經(jīng)濟(jì)性狀較CK有不同程度提高，分莖數(shù)、單株結(jié)果數(shù)及單株產(chǎn)量間差異達(dá)到顯著水平。

通過兩年的經(jīng)濟(jì)性狀數(shù)據(jù)的平均值可以看出，不同施肥量均能有效提高旱作區(qū)胡麻經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)，總體表現(xiàn)出隨著硫包衣尿素施肥量的增加而增加的趨勢(shì)，較CK均有不同程度的增加。其中，各處理分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、每果粒數(shù)、單株產(chǎn)量較CK分別增加20.83%～125.00%、12.95%～ 26.69%、28.46%～ 56.91%、1.41%～7.46%、20.25%～36.71%。T3處理的分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及千粒重均居各處理第1；T4處理的每果粒數(shù)居第1，分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量居第2。

2.3 不同施肥量對(duì)胡麻籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率的影響

不同施肥量對(duì)胡麻籽粒產(chǎn)量的影響見表6。2015年各處理較CK增產(chǎn)15.13%～20.68%，平均增產(chǎn)17.75%，各處理較CK增產(chǎn)均達(dá)到顯著水平。2016年各處理較CK增產(chǎn)33.57%～47.79%，平均增產(chǎn)40.59%，各處理較CK增產(chǎn)均達(dá)到顯著水平。

通過兩年籽粒產(chǎn)量數(shù)據(jù)的平均值可以看出，各處理能顯著促進(jìn)胡麻籽粒產(chǎn)量形成。各處理較CK增產(chǎn)24.20%～32.16%。不同處理間的 籽 粒 產(chǎn) 量 順 序 為 T4＞T3＞T2＞T1＞CK。T4處 理兩年平均折合產(chǎn)量為1 648.64 kg/hm2，較CK增產(chǎn)32.16%，居第1位；T3處理兩年平均折合產(chǎn)量為1 635.73 kg/hm2，較CK增產(chǎn)31.13%，居第2位。

由表6可知，2015、2016年各處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力基本上均隨施氮量的增加而降低。

表5 不同施肥量對(duì)胡麻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

表6 不同施肥量對(duì)胡麻籽粒產(chǎn)量和氮肥利用率的影響

3 討論與結(jié)論

氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育中最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一［21］，影響著作物籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子，合理施用氮肥是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的重要途徑之一［22-23］。胡麻是西北和華北地區(qū)重要的油料作物，主要種植在旱作區(qū)。旱地胡麻無灌溉條件，生產(chǎn)中無法根據(jù)作物生長(zhǎng)階段及時(shí)進(jìn)行追肥。本研究通過施用硫包衣尿素，一次施肥滿足胡麻全生育期的氮素需求，從而解決旱地胡麻追肥困難的問題。研究結(jié)果表明，氮肥可顯著增加胡麻的籽粒產(chǎn)量，隨著施氮量的增加，胡麻籽粒產(chǎn)量增加，兩年間產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致。在施用硫包衣尿素75 kg/hm2（T1）、112.5 kg/hm2（T2）、150 kg/hm2（T3）、187.5 kg/hm2（T4）時(shí)，兩年平均產(chǎn)量分別達(dá)到1 549.29、1 560.02、1 635.73、1 648.64 kg/hm2；較對(duì)照增產(chǎn)24.20%、25.06%、31.13%、32.16%?？梢?，適宜的氮肥施用量可以提高胡麻產(chǎn)量，與Pageau等［24］、曹秀霞［25］在胡麻上的研究相一致。隨施氮量增加，氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力持續(xù)下降，原因是施用氮肥量的增長(zhǎng)率大于籽粒產(chǎn)量的增長(zhǎng)率，這與謝亞萍等［26］的研究結(jié)果相一致。

肥和水是旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的兩大限制因子。根據(jù)土壤水分合理施肥，以肥調(diào)水，以水促肥，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育和提高作物產(chǎn)量成為農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。合理施肥可以影響作物蒸騰，改善作物產(chǎn)量構(gòu)成因子，從而影響作物產(chǎn)量和水分利用效率［27］。在本研究中，2015年降水量較多，各處理對(duì)株高、地上部干重、地上部鮮重等營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指標(biāo)促進(jìn)作用明顯；對(duì)主要經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)雖然有一定程度提高，但未達(dá)到顯著水平；各處理較CK增產(chǎn)15.13%～20.68%，平均增產(chǎn)17.75%。2016年降水偏少，后期出現(xiàn)極端干旱天氣，各處理對(duì)株高增加幅度低于2015年，但對(duì)地上部鮮重及干重增加幅度則高于2015年；對(duì)主要經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)也有大幅提高，其中分莖數(shù)、每株結(jié)果數(shù)及單株產(chǎn)量達(dá)到顯著水平；各處理較CK增產(chǎn)33.57%～47.79%，平均增產(chǎn)達(dá)到40.59%。在2016年生育期降水量較2015年減少36.56%情況下，不施肥對(duì)照較2015年籽粒產(chǎn)量減產(chǎn)16.55%，但各硫包衣尿素處理的籽粒產(chǎn)量與2015年基本持平，各處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率較2015年提高66.44%～116.71%，平均提高92.36%。說明硫包衣尿素能夠在干旱年份保證作物穩(wěn)產(chǎn)，不因降水量減少而造成減產(chǎn)，顯著增加作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段干物質(zhì)積累及改善生殖生長(zhǎng)階段的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)，有效提高了旱作區(qū)作物水分及氮肥利用效率。任書杰等［28］和劉曉宏等［29］在小麥上的研究指出，春小麥?zhǔn)┑螅掷眯拭黠@提高。梁錦秀等［30］在馬鈴薯上的研究指出，增施氮肥可顯著提高旱地馬鈴薯水分利用效率，馬鈴薯水分利用效率也是指導(dǎo)施肥的依據(jù)。這一點(diǎn)，與本研究結(jié)果一致。

氮肥施用不當(dāng)，養(yǎng)分供應(yīng)不同步是作物氮素利用率低的主要原因。過高施用氮肥會(huì)增加生產(chǎn)成本，不僅浪費(fèi)資源，氮素的流失還會(huì)造成環(huán)境污染［31］。本研究通過前期試驗(yàn)結(jié)果所得最優(yōu)比例，將釋放期在播種后60與90 d的硫包衣尿素按照3∶1的比例進(jìn)行混配，播種時(shí)與胡麻種子混勻一次施入土壤。在胡麻的需肥關(guān)鍵時(shí)期能穩(wěn)定釋放和供應(yīng)足夠數(shù)量的氮素養(yǎng)分，一次施肥就可以滿足胡麻整個(gè)生育期對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的需要。謝亞萍等［26］、劉曄等［32］、郭小明等［33］研究表明，胡麻植株氮素吸收強(qiáng)度最大的生長(zhǎng)階段是縱行期至現(xiàn)蕾期，胡麻植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)的時(shí)期是氮素營(yíng)養(yǎng)吸收強(qiáng)度最大的時(shí)期。本研究所采用的60 d釋放的硫包衣尿素，釋放時(shí)期正處于胡麻縱行期至現(xiàn)蕾期，也是胡麻的氮素需肥臨界期，此時(shí)缺乏氮素將影響著胡麻植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)及生殖生長(zhǎng)。90 d釋放的硫包衣尿素，釋放時(shí)期處于胡麻青果期，是胡麻的籽粒灌漿期，此時(shí)缺乏氮素將造成后期脫肥，影響作物經(jīng)濟(jì)性狀和籽粒產(chǎn)量。

作物由于在其生育期缺乏足夠養(yǎng)分或在后期出現(xiàn)脫肥現(xiàn)象而導(dǎo)致的減產(chǎn)問題較為普遍，尤其在干旱或半干旱地區(qū)，缺乏有效灌溉條件的旱作種植區(qū)更為嚴(yán)重。筆者在前期研究中發(fā)現(xiàn)，普通尿素在作為胡麻種肥施用時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重?zé)绗F(xiàn)象，而硫包衣尿素在作為種肥施用時(shí)不會(huì)對(duì)出苗產(chǎn)生明顯不利影響。因此，本文通過連續(xù)兩年的田間試驗(yàn)，比較了硫包衣尿素不同用量在不同降水量年份對(duì)旱地條件下胡麻植株生長(zhǎng)及產(chǎn)量性狀的影響，綜合評(píng)價(jià)了硫包衣尿素不同用量的增產(chǎn)效果及氮肥利用效率。研究結(jié)果表明：硫包衣尿素能有效促進(jìn)旱作區(qū)胡麻的營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)，有助于干物質(zhì)累積，改善產(chǎn)量構(gòu)成因子，顯著提高籽粒產(chǎn)量及水肥利用效率，在干旱年份增幅尤為明顯。隨著硫包衣尿素用量的增加，氮素釋放量增加，胡麻植株的生長(zhǎng)量、經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)及籽粒產(chǎn)量也隨之增加。在187.5 kg/hm2的施肥水平，其兩年的株高、地上部鮮重、地上部干重、籽粒產(chǎn)量平均值均達(dá)到最大，分別為55.98 cm、8.72 g、2.57 g、1 648.64 kg/hm2，較CK增加13.55%、137.09%、115.07%、32.16%。