呂偉生，肖小軍，肖國濱，黃天寶，肖富良，李亞貞，韓德鵬，鄭 偉

緩釋肥側(cè)位深施及用量對油菜產(chǎn)量和肥料利用率的影響

呂偉生，肖小軍，肖國濱，黃天寶，肖富良，李亞貞，韓德鵬，鄭 偉※

（江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術(shù)研究中心/江西省紅壤耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部江西耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，南昌 330046）

為明確紅壤稻田直播油菜緩釋肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）側(cè)位深施效果及適宜用量，該研究連續(xù)2 a在兩熟制和三熟制2種種植模式下開展緩釋肥側(cè)位深施效果對比試驗(yàn)（設(shè)置不施肥、土表撒施和側(cè)位深施3個(gè)施肥方式）和施用量試驗(yàn)（設(shè)置0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6個(gè)施肥水平），研究緩釋肥側(cè)位深施及不同用量對油菜產(chǎn)量形成和肥料利用率的影響。結(jié)果表明，施肥方式對紅壤稻田油菜產(chǎn)量形成和肥料利用率均有顯著影響（<0.05），且對兩熟制油菜影響更為顯著。相比傳統(tǒng)土表撒施，側(cè)位深施顯著促進(jìn)了油菜產(chǎn)量和肥料利用率的提高（<0.05）。緩釋肥側(cè)位深施明顯提高了各時(shí)期油菜干物質(zhì)量，尤其是顯著增加了初花期至成熟期的干物質(zhì)積累量（<0.05），促進(jìn)了花后根部與地上部干物質(zhì)同步增長；促進(jìn)了根系對N、P、K的吸收，提高了油菜產(chǎn)量和肥料利用率。菜籽產(chǎn)量與緩釋肥用量呈線性加平臺關(guān)系，適宜施肥量可保證較大的收獲密度，并協(xié)同產(chǎn)生較多的每株角果數(shù)和每角粒數(shù)，從而提高籽粒產(chǎn)量、肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益。兩熟制和三熟制油菜緩釋肥側(cè)位深施的適宜用量分別為715.39和586.39 kg/hm2，產(chǎn)量潛力可分別達(dá)2 438.94和1 708.22 kg/hm2。研究表明，側(cè)位深施適量緩釋肥可顯著提高紅壤稻田直播油菜生產(chǎn)力，建議結(jié)合機(jī)械化種植因地制宜推廣應(yīng)用。

機(jī)械化；作物；產(chǎn)量；緩釋肥；側(cè)深施肥；直播油菜；肥料利用效率

0 引 言

油菜是中國第一大食用植物油和第二大飼用蛋白源料，種植面積達(dá)700萬hm2，其中約90%為冬油菜，但仍難以滿足內(nèi)需[1]。冬油菜種植于冬閑耕地，是南方紅壤區(qū)多熟制輪作換茬和地力培肥的首選作物[2]，發(fā)展該區(qū)域冬油菜生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，中國冬油菜生產(chǎn)還面臨發(fā)展不均衡、單產(chǎn)水平低等問題，尤其在受立地條件影響的紅壤稻田，油菜多停留于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)種植，機(jī)械化水平、產(chǎn)量、效益及肥料利用率均偏低[1,3]?？茖W(xué)合理的播種和施肥方式是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)高效的重要措施[4]，而目前紅壤稻田油菜種肥播施方式主要采用人工土表撒施，種肥分布無序化、養(yǎng)分表聚化，不利于構(gòu)建高質(zhì)量群體[5]。此外，冬油菜生育期長，養(yǎng)分需求量較大，直播條件下對施肥的響應(yīng)更加敏感[6]，而傳統(tǒng)的分次施肥技術(shù)又耗時(shí)費(fèi)工[5]。隨著農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)融合發(fā)展，種子條播、穴播和同步側(cè)位深施肥的機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟[7]，因此，探究紅壤稻田直播油菜適宜的機(jī)械化輕簡化施肥技術(shù)尤為重要。

關(guān)于科學(xué)施肥，專家學(xué)者們普遍倡導(dǎo)“4 R”養(yǎng)分管理策略，即選擇適宜的肥料（Right source）、以合理的用量（Right rate）、在正確時(shí)間（Right time）施于合適的位置（Right place）[8]。研究表明，作物有序種植有利于改善群體質(zhì)量而顯著增產(chǎn)[9]，同步側(cè)深施肥在增產(chǎn)的同時(shí)可顯著提高肥料利用率[10-11]。肥料施入土壤后，特別是在集中深施時(shí)會在根區(qū)形成肥料微域環(huán)境[12]，從而刺激根系增殖，形成理想根型，促進(jìn)養(yǎng)分吸收和地上部生長[13-14]。合理的施肥方式可提高水稻[11,15-16]、玉米[17-18]、小麥[19-20]、大豆[21-22]等糧油作物的產(chǎn)量及肥料利用率，減少面源污染。在油菜種植中也發(fā)現(xiàn)，氮基肥條施（直播油菜）或穴施（移栽油菜）可減少氮肥損失，保證后期氮素供給，促進(jìn)根系和地上部生長，進(jìn)而提高產(chǎn)量與氮肥利用率[23]。對于油菜肥料集中施用，施肥位置至關(guān)重要，施肥太淺影響出苗和扎根，施肥過深又會增加動力成本[13,24]。總體而言，肥料深施在10～15 cm土層可明顯促進(jìn)油菜根系生長和干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量和肥料利用率[13-14]。近年來，隨著緩控釋技術(shù)升級和工藝成本降低，一次性基施且增產(chǎn)增效的油菜緩釋型配方肥也備受青睞[5]。李小坤等[25]針對湖北省的移栽油菜探究了多元長效油菜專用肥（N-P2O5-K2O: 15.6-8.4-11.1）的施用效果及適宜用量，表明適量施用該肥可明顯促進(jìn)油菜生長并提高產(chǎn)量。魯劍巍等[5,26]通過多點(diǎn)試驗(yàn)表明，在減少肥料養(yǎng)分投入并一次性基施的情況下，長效專用配方肥（N-P2O5-K2O:20-7-8、N-P2O5-K2O:25-7-8）仍能實(shí)現(xiàn)冬油菜增產(chǎn)增效。黃琳等[27]針對湖南省的直播油菜對比了以上2種配方肥的施用效果，發(fā)現(xiàn)二者均比常規(guī)施肥省工節(jié)本、增產(chǎn)增效，尤其是含氮量25%的配方肥。由此推測，緩釋型配方肥一次性側(cè)位深施有進(jìn)一步減肥增效的潛力。

新形勢下，輕簡高效的直播油菜和一次性基施且增產(chǎn)增效的專用緩釋肥推廣規(guī)模正逐年擴(kuò)大，適應(yīng)當(dāng)前油菜種植需求的機(jī)械化種肥同步播施技術(shù)也在不斷完善[4-5,28]。但目前相關(guān)施肥技術(shù)研究集中在氮素管理[23,29-30]等方面，且研究方式以土表撒施為主，關(guān)于直播油菜同步側(cè)位深施緩釋肥的系統(tǒng)研究還鮮有報(bào)道。據(jù)此，本文以當(dāng)前主推的緩釋型配方肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）為材料，通過2 a田間試驗(yàn)，探究緩釋肥側(cè)位深施的效果及適宜用量，以期為紅壤稻田油菜科學(xué)施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018－2020年在江西省紅壤研究所進(jìn)賢試驗(yàn)基地（28°35′N，116°17′E）進(jìn)行。該區(qū)域?qū)俚湫偷膩啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候，氣候溫和，雨量充沛。兩年的油菜季氣象條件總體利于油菜生長，各月的氣溫分布和降水量如圖1所示。2019年10月－2020年5月間各月的氣溫總體高于2018－2019年，各月降水量則低于2018－2019年，特別是11月－2月。試驗(yàn)前茬作物是水稻，機(jī)收時(shí)秸稈全量還田。土壤為第四紀(jì)黏土母質(zhì)發(fā)育的紅壤土，肥力中等。2018－2019年試驗(yàn)田0～20 cm耕層土壤理化性狀為：有機(jī)質(zhì)24.23 g/kg、全氮2.41 g/kg、堿解氮156.34 mg/kg、有效磷36.31 mg/kg、速效鉀153.08 mg/kg、有效硼0.45 mg/kg，pH值為5.35；2019－2020年試驗(yàn)田0～20 cm耕層土壤理化性狀為：有機(jī)質(zhì)21.87 g/kg、全氮2.22 g/kg、堿解氮139.85 mg/kg、有效磷40.15 mg/kg、速效鉀144.60 mg/kg、有效硼0.37 mg/kg，pH值為5.18。

圖1 2018—2020年油菜生育期內(nèi)各月平均氣溫和降水量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)用冬油菜品種為“大地199”（兩熟制品種，生育期約210 d）和“中油607”（三熟制品種，生育期約185 d），由中國油料作物研究所提供，種子用量分別為4.5和6.0 kg/hm2。所用肥料為油菜長效專用配方肥，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研制、湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，N、P2O5、K2O和中微量元素（B、Ca、Mg、Zn、S）配比為25:7:8:5。

2018－2019年和2019－2020年連續(xù)2 a在不同試驗(yàn)田開展緩釋肥側(cè)位深施效果試驗(yàn)。設(shè)置油菜品種和施肥處理二因素裂區(qū)試驗(yàn)，其中油菜品種為主區(qū)，分別設(shè)置3個(gè)施肥處理：不施肥，耕地后按20 cm行距開深約2 cm的播種溝并條播種子（F0）；土表撒施，即耕地后將肥料撒施在地表，再按20 cm行距開深約2 cm的播種溝并條播種子（F1）；側(cè)位深施，耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝條播種子，再于行間間隔開深10 cm的肥溝施肥（F2）。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積10 m × 4 m。肥料按兩熟制油菜750 kg/hm2、三熟制油菜600 kg/hm2的用量一次性基施。

2019－2020年在緩釋肥側(cè)位深施效果試驗(yàn)的基礎(chǔ)上開展緩釋肥施用量試驗(yàn)。2個(gè)油菜品種分別設(shè)0、300、450、600、750和900 kg/hm2共6個(gè)施肥水平。肥料一次性側(cè)位深施，即耕地后按20 cm行距開深2 cm的播種溝條播種子，再于行間間隔開深10 cm的肥溝并按相應(yīng)肥料用量施肥。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積10 m×4 m。

根據(jù)不同熟制油菜的品種特性，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，兩熟制品種于10月上旬播種、次年5月中上旬收獲；三熟制品種于10月下旬播種、次年4月下旬收獲。

1.3 測試指標(biāo)與方法

1.3.1 土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)

在前茬水稻收獲之后，按五點(diǎn)取樣法采集耕作層（0～20 cm）土壤，自然風(fēng)干后磨碎過篩，采用常規(guī)方法分別測定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼含量[31]。

1.3.2 干物質(zhì)量

2018－2019年緩釋肥側(cè)位深施效果試驗(yàn)中，分別在油菜苗期、初花期和成熟期，每個(gè)小區(qū)選取1個(gè)有代表性（長勢均勻）的0.6 m2（連續(xù)3行，每行1 m）樣點(diǎn)，測定植株干物質(zhì)量。取樣時(shí)在根莖結(jié)合處將根系和地上部分開（成熟期地上部按莖稈、角殼與籽粒分開），清洗后于105 ℃條件下殺青30 min，再于70 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量后稱量。

1.3.3 籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

在油菜收獲前1 d，每個(gè)小區(qū)選定1個(gè)有代表性（長勢均勻）的0.6 m2（連續(xù)3行，每行1 m）樣方調(diào)查有效株數(shù)，然后收集樣方內(nèi)的油菜，考查每株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量。隨后分小區(qū)單獨(dú)收獲籽粒，晾干后測定實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.4 成熟期地上部養(yǎng)分吸收量

分別將成熟期地上部莖稈、角殼與籽粒粉碎，過0.5 mm篩，經(jīng)H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，用FOSS—2300型全自動定N儀測定氮含量，用鉬銻抗比色法測定磷含量，用火焰光度計(jì)測定鉀含量。

1.4 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算

1）肥料利用率：分別用肥料農(nóng)學(xué)利用率、肥料偏生產(chǎn)力和肥料貢獻(xiàn)率等指標(biāo)表征肥料利用效率[26]。

肥料農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施肥處理產(chǎn)量?不施肥處理產(chǎn)量）/施肥處理的養(yǎng)分（N、P2O5、K2O）施用量（1）

肥料偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施肥處理產(chǎn)量/施肥處理的養(yǎng)分

（N、P2O5、K2O）施用量（2）

肥料貢獻(xiàn)率=（施肥處理產(chǎn)量?不施肥處理產(chǎn)量）/施肥處理產(chǎn)量×100% （3）

2）緩釋肥側(cè)位深施適宜用量：應(yīng)用線性加平臺模型擬合緩釋肥最佳用量[25]。

線性加平臺模型為：

式中為菜籽產(chǎn)量，kg/hm2；為肥料用量，kg/hm2；a為截距，為回歸系數(shù)，為直線與平臺的交匯點(diǎn)；為平臺產(chǎn)量，kg/hm2。

3）經(jīng)濟(jì)效益：參考相關(guān)方法計(jì)算各處理油菜經(jīng)濟(jì)效益[26]。

產(chǎn)值（元/hm2）=菜籽價(jià)格×菜籽產(chǎn)量 （5）

投入成本（元/hm2）=肥料購買成本+施肥人工成本（6）

施肥效益（元/hm2）=施肥處理產(chǎn)值?不施肥處理產(chǎn)值?投入成本 （7）

產(chǎn)投比=（施肥處理產(chǎn)值?不施肥處理產(chǎn)值）/投入成本（8）

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用 Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與制圖，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncan新復(fù)極差法。除籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成外，僅對各施肥處理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩釋肥側(cè)位深施效果

2.1.1 緩釋肥側(cè)位深施對油菜籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由方差分析結(jié)果可知（表1），油菜品種、施肥處理及其交互作用均對油菜籽粒產(chǎn)量有顯著影響。籽粒產(chǎn)量年際間差異顯著，2019－2020年籽粒產(chǎn)量總體高于2018－2019年，但年份與施肥處理無顯著交互效應(yīng)。施肥顯著提高了油菜產(chǎn)量，大地199和中油607 2 a平均增產(chǎn)率分別達(dá)212.83%和233.37%。在施肥條件下，F(xiàn)2處理相比F1處理，2018－2019年大地199和中油607分別顯著增產(chǎn)18.73%和13.32%，2019－2020年分別顯著增產(chǎn)13.07%和10.08%。由此可見，緩釋肥側(cè)位深施增產(chǎn)效果顯著，且兩熟制油菜產(chǎn)量對施肥方式的響應(yīng)更為敏感，生產(chǎn)潛力大。

表1 不同施肥處理對油菜產(chǎn)量的影響

注：F0、F1和F2分別代表不施肥、土表撒施和側(cè)位深施；ns、*和**分別表示無顯著差異及在0.05和0.01水平上差異顯著。同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（<0.05）。下同。

Note: F0, F1 and F2 represent no fertilization, broadcast fertilizer on soil surface and lateral deep application fertilizer, respectively; ns, *, ** indicate no-significant, significant at0.05 and 0.01 levels, respectively. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference（<0.05）. The same as below.

從油菜產(chǎn)量構(gòu)成來看（表2），施肥處理對每株角果數(shù)影響較大，而對千粒質(zhì)量影響較小。與F1處理相比，F(xiàn)2處理顯著提高了每株角果數(shù)和總角果數(shù)，大地199和中油607 2 a分別平均提高了11.34%和10.61%，總角果數(shù)分別平均提高了22.70%和17.49%；同時(shí)，F(xiàn)2處理有提高收獲密度和每角粒數(shù)的趨勢，其中大地199和中油607收獲密度2 a分別平均提高了11.09%和6.81%。因此，保證較大的收獲密度、產(chǎn)生較多的每株角果數(shù)并維持正常的每角粒數(shù)和千粒質(zhì)量，是緩釋肥側(cè)位深施處理實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的主要原因。

2.1.2 緩釋肥側(cè)位深施對油菜干物質(zhì)量的影響

從2018－2019年油菜各生育期干物質(zhì)量的測量結(jié)果可知（圖2），各處理植株地上部和總的干物質(zhì)量均隨生育期的推進(jìn)而顯著增加，于成熟期達(dá)最大值，而根部干物質(zhì)量變化規(guī)律不盡相同。不同施肥方式下油菜干物質(zhì)量在不同品種之間和不同生育時(shí)期的差異有所不同，同時(shí)地上部和根部生長對不同施肥處理的響應(yīng)也存在一定差異。在苗期，F(xiàn)1和F2處理地上部干物質(zhì)量無顯著差異，但對于大地199根部干物質(zhì)量F2處理比F1處理顯著提高15.72%。初花期至成熟期，F(xiàn)2處理根部與地上部干物質(zhì)保持協(xié)同增長，均顯著高于F1處理。而且，較之F1處理，F(xiàn)2處理花期和成熟期根部干物質(zhì)增幅（大地199和中油607花期為18.44%和23.14%，成熟期為21.86%和27.53%）明顯高于地上部（大地199和中油607花期為10.91%和14.09%，成熟期為15.89%和18.87%）。

表2 不同施肥處理對油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著（P<0.05），下同。

2.1.3 緩釋肥側(cè)位深施對油菜養(yǎng)分吸收的影響

圖3為不同施肥處理下油菜地上部N、P、K養(yǎng)分吸收量。

圖3 2018－2019年不同施肥處理對油菜地上部N、P、K吸收量的影響

由圖3可知，與產(chǎn)量和干物質(zhì)量表現(xiàn)類似，2018－2019年F2處理可獲得較高的養(yǎng)分積累，各油菜品種成熟期地上部養(yǎng)分吸收量均表現(xiàn)為F2處理顯著大于F1處理。相比F1處理，大地199 F2處理的N、P、K吸收量分別增加了25.02%、21.06%和22.77%，中油607 F2處理的N、P、K吸收量分別增加了21.59%、19.19%和18.62%。

2.1.4 緩釋肥側(cè)位深施對油菜肥料利用率的影響

年份、品種和施肥方式對油菜肥料利用率均具有顯著影響（表3）。相比F1處理，F(xiàn)2處理顯著提高了肥料農(nóng)學(xué)利用率、肥料偏生產(chǎn)力和肥料貢獻(xiàn)率。與F1處理相比，大地199 F2處理2 a平均肥料農(nóng)學(xué)利用率從4.58增至5.69 kg/kg，增幅23.83%；肥料偏生產(chǎn)力從7.01增至8.11 kg/kg，增幅15.73%；肥料貢獻(xiàn)率從65.44%增至70.13%，增幅7.17%。而對于中油607，2 a平均肥料農(nóng)學(xué)利用率從4.36增至5.10 kg/kg，增幅17.11%；肥料偏生產(chǎn)力從6.39增至7.13 kg/kg，增幅11.67%；肥料貢獻(xiàn)率從68.16%增至71.46%，增幅4.84%。緩釋肥側(cè)位深施可實(shí)現(xiàn)紅壤稻田直播油菜的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

表3 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響

2.2 緩釋肥側(cè)位深施適宜用量分析

2.2.1 緩釋肥用量對油菜籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

緩釋肥的施用顯著提高了油菜籽粒產(chǎn)量（圖4）。在施肥量0～900 kg/hm2范圍內(nèi)，菜籽產(chǎn)量總體隨施肥量的增加呈增加的趨勢，大地199和中油607分別在肥料用量超過750和600 kg/hm2時(shí)不再顯著增加。油菜品種和施肥量互作效應(yīng)顯著，在相同施肥量下，大地199產(chǎn)量顯著高于中油607，2個(gè)品種分別在施肥量為750和600 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，且均顯著高于900 kg/hm2施肥量處理。因此，根據(jù)實(shí)際的產(chǎn)量結(jié)果，利用線性加平臺模型計(jì)算緩釋肥側(cè)位深施最佳用量（圖4），大地199和中油607分別為715.39和586.39 kg/hm2，相應(yīng)的平臺產(chǎn)量分別達(dá)2 438.93和1 708.22 kg/hm2。

圖4 緩釋肥施用量對油菜籽粒產(chǎn)量的影響

對于油菜產(chǎn)量構(gòu)成（表4），隨著施肥量的增加，收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)均表現(xiàn)為先增后減的趨勢，大地199和中油607分別在施肥量達(dá)到750和600 kg/hm2時(shí)趨于穩(wěn)定，而千粒質(zhì)量在處理間差異較小。進(jìn)一步相關(guān)分析和通徑分析顯示（表5），油菜產(chǎn)量與收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系，而與千粒質(zhì)量相關(guān)不顯著。其中，收獲密度對產(chǎn)量表現(xiàn)出最強(qiáng)的正直接效應(yīng)和最大的貢獻(xiàn)率，每株角果數(shù)和每角粒數(shù)次之?？梢?，保證較大的收獲密度并產(chǎn)生較多的每株角果數(shù)和每角粒數(shù)，是側(cè)位深施適量緩釋肥提高直播油菜產(chǎn)量的基本途徑。

2.2.2緩釋肥用量對油菜肥料利用率的影響

緩釋肥施用量顯著影響了直播油菜的肥料利用率（表6）。隨著緩釋肥施用量的增加，肥料貢獻(xiàn)率和肥料農(nóng)學(xué)利用率先增加后降低。肥料貢獻(xiàn)率在施肥量超過600 kg/hm2時(shí)不再顯著變化，肥料農(nóng)學(xué)利用率在施肥量超過750（大地199）和600 kg/hm2（中油607）時(shí)顯著降低。肥料偏生產(chǎn)力則隨緩釋型配方肥施用量的增加而逐漸降低，在施肥量超過600 kg/hm2時(shí)變化顯著。總體而言，緩釋肥用量為600～750 kg/hm2時(shí)可維持較高的肥料利用率。

2.2.3 緩釋肥用量對油菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表7可知，隨著緩釋肥施用量的增加，施肥成本增加，最終產(chǎn)值、毛利潤和施肥凈利潤和產(chǎn)投比呈先增加后降低的趨勢。大地199和中油607的施肥產(chǎn)值、毛利潤和凈利潤分別在施肥量為750和600 kg/hm2時(shí)最高，產(chǎn)投比則均在施肥量為600 kg/hm2時(shí)達(dá)最大值，平均為3.96，而在施肥量過高（900 kg/hm2）或過低（300 kg/hm2）時(shí)均小于3。因此，側(cè)位深施600～750 kg/hm2緩釋肥可獲得相對較高的經(jīng)濟(jì)效益。

表4 緩釋肥用量對油菜產(chǎn)量構(gòu)成的影響

表5 油菜產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的相關(guān)系數(shù)及通徑系數(shù)

注：*、**表示在0.05和0.01 水平顯著相關(guān)（=12）。

Note: *, ** significant at 0.05 and 0.01 levels, respectively (=12).

表6 緩釋型配方肥用量對油菜肥料利用率的影響

表7 緩釋肥用量對油菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

注：2019－2020年度油菜籽市場價(jià)格約為6.0元·kg–1，肥料價(jià)格為2.8元·kg–1。

Note: The market price of rapeseed during 2019 to 2020 is about 6 元·kg–1; Fertilizer price is about 2.8元·kg–1.

3 討 論

3.1 緩釋肥側(cè)位深施對直播油菜產(chǎn)量及肥料利用率的影響

冬油菜生育期較長，對肥料的依賴性強(qiáng)，而且在直播條件下對養(yǎng)分缺乏十分敏感[6]。作為國家測土配方施肥、科技支撐計(jì)劃及油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目的重要成果，油菜分次施肥技術(shù)相比農(nóng)民習(xí)慣施肥方式，在肥料用量、養(yǎng)分比例及施肥方式上均有較大的改進(jìn)，顯著提高了油菜產(chǎn)量和肥效，但肥料類型的選用仍由市場控制[32-33]。常規(guī)肥料實(shí)行一次性施用，養(yǎng)分釋放迅速，往往造成燒苗，若遇上雨水天氣，肥料養(yǎng)分極易流失[26]。分次施用的技術(shù)雖然延長了肥效，但增加了追肥成本。簡化施肥是油菜輕簡高效生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中緩釋肥以一次性施用、肥效周期長、養(yǎng)分利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸得到推廣應(yīng)用[5,26-27]。本研究中，相比土表撒施，緩釋肥側(cè)位深施顯著提高了油菜產(chǎn)量和肥料利用率。這與油菜常規(guī)肥料基肥深施[13-14,23]及其他作物體系[15,17-22]的相關(guān)研究結(jié)論基本一致。但相比常規(guī)肥料基肥深施，本研究肥料集中深施較土表撒施的增產(chǎn)效果略低。這可能與油菜栽培模式對施肥方式的響應(yīng)差異和立地條件差異有關(guān)[5-6]，也可能是因?yàn)楸狙芯坎捎玫氖且淮涡曰┑木忈尫?。緩釋肥中含有脲酶抑制劑和硝化抑制劑，能夠延緩氮素養(yǎng)分釋放，降低氮素氨揮發(fā)損失及地表徑流損失，保證油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求，即使是表施也較普通肥料增產(chǎn)增效[5]。本研究還發(fā)現(xiàn)，緩釋肥側(cè)位深施對提高兩熟制油菜產(chǎn)量及肥料利用率的效果更顯著，可能與兩熟制油菜生育期更長、需肥量更多以及產(chǎn)量潛力更大等因素有關(guān)。此外，不同年份油菜產(chǎn)量及肥料利用率對緩釋肥側(cè)位深施的響應(yīng)存在一定差異，其中2018－2019年表現(xiàn)更為敏感，這可能主要受降水量的影響。該年份油菜生長期間降水量偏多，加劇了緩釋肥土表撒施處理的養(yǎng)分淋溶和肥效降低[13,34]。

一般而言，種肥同層撒施時(shí)，肥料距離種子較近，可能影響出苗和發(fā)根。Hocking等[24]研究表明，油菜種肥表層同播時(shí)成苗率顯著低于其他肥料深施處理。Su等[13]在盆栽試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，肥料淺施時(shí)油菜出苗率不到65%，并且前期生長明顯受阻。本研究顯示，緩釋肥側(cè)位深施有提高收獲密度的趨勢，但差異并不顯著。這與前人研究結(jié)果存在差異，可能是因?yàn)楸狙芯坎捎玫氖且淮涡允┯玫膶Ｓ镁忈尫?，其對種子的安全性比普通肥料更高[35]；再者就是基肥含有較多的中微量元素和腐殖酸，提高了養(yǎng)分的有效性和油菜的抗逆性；此外，2 a試驗(yàn)在播種后都有一定量的降雨（特別是2018－2019年），由于雨水的沖擊，表施的養(yǎng)分逐漸下移，減弱了土表養(yǎng)分富集對出苗的影響[36]。以上因素也導(dǎo)致各施肥處理苗期的干物質(zhì)量差異較小，但根系干物質(zhì)量（特別是在中后期）差異較大，足見根部生長對施肥方式的響應(yīng)更敏感。作物根系形態(tài)和生理的可塑性強(qiáng)，施肥位置可顯著影響根系生長、生理活性及空間分布，進(jìn)而影響?zhàn)B分吸收和產(chǎn)量形成[13-14,17]。側(cè)位深施處理促進(jìn)油菜籽粒產(chǎn)量和肥料利用率的提高，主要得益于肥料深施顯著改善了花后根部生長，增加了初花至成熟期的干物質(zhì)積累量，促進(jìn)了花后根部與地上部的協(xié)同增長以及養(yǎng)分吸收。直播油菜總干物質(zhì)量呈“S”形曲線變化，干物質(zhì)積累集中在薹期至角果期[37]，肥料集中深施可以減少養(yǎng)分損失，保證油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求，特別是保障油菜生長后期土壤養(yǎng)分供應(yīng)，促進(jìn)根系增殖和深層擴(kuò)展并提高深層根系活力，為獲得高產(chǎn)量和高肥效奠定了物質(zhì)和生理基礎(chǔ)[5-6]。而相比兩熟制油菜，三熟制油菜花后干物質(zhì)增長對肥料側(cè)位深施的效應(yīng)更敏感，這正與其干物質(zhì)積累及養(yǎng)分吸收高峰相對后移的基本特性相吻合[38]。相關(guān)研究[16-17,19]也表明，肥料合理深施有利于提高禾本科作物拔節(jié)后特別是花后干物質(zhì)累積和養(yǎng)分吸收，改善生育后期的營養(yǎng)狀況與生理活性，提高灌漿結(jié)實(shí)期群體的光合生產(chǎn)力和對光合產(chǎn)物的同化力，從而促進(jìn)高產(chǎn)的形成。與移栽油菜不同，直播油菜個(gè)體纖弱，群體密度不穩(wěn)定并極易受環(huán)境影響[5-6]。其養(yǎng)分調(diào)控原則為：促進(jìn)出苗以提高群體起點(diǎn)，強(qiáng)化個(gè)體生長以降低植株死亡，最終保證個(gè)體質(zhì)量與群體數(shù)量的平衡而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)[5]。與前人關(guān)于移栽或直播油菜的研究不同的是，本試驗(yàn)并未進(jìn)行間苗和定苗處理，因此體現(xiàn)的是群體質(zhì)量。但肥料側(cè)位深施處理在維持較大的群體密度的同時(shí)，也促進(jìn)了個(gè)體的壯大（較多的單株角果數(shù)、每角粒數(shù)及正常的千粒質(zhì)量），最終獲得充足的角果數(shù)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。總之，在緩釋肥一次性施用的條件下，側(cè)位深施能夠進(jìn)一步提高直播油菜產(chǎn)量與肥料利用率。

3.2 直播油菜緩釋肥側(cè)位深施的最佳用量

在多熟制輕簡化生產(chǎn)條件下，作物茬口較緊，直播油菜播種期偏晚（一般于10月中下旬），個(gè)體生長量較小，必須以高密度群體奪高產(chǎn)[39]。緩釋肥側(cè)位深施適宜用量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著施肥量（0～750 kg/hm2）的增加，油菜收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)呈協(xié)同增加的趨勢，適宜施肥量處理（600～750 kg/hm2）最終有效株數(shù)可維持在40～55萬株/hm2。兩熟制和三熟制油菜分別在施肥量超過750和600 kg/hm2時(shí)，各產(chǎn)量構(gòu)成因子則有降低的趨勢。與緩釋肥側(cè)位深施效果對比試驗(yàn)一樣，在密度控制方面本試驗(yàn)也未進(jìn)行間苗定苗，因此反映的也是群體質(zhì)量。適宜施肥量處理在獲得較高的植株密度的同時(shí)，提高了單株角果數(shù)、每角粒數(shù)，并保持正常的千粒重，最終擴(kuò)大了群體庫容量而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。其中，收獲密度對產(chǎn)量的正直接效應(yīng)表現(xiàn)最強(qiáng)、貢獻(xiàn)率最大。這與李小坤等[25,35]研究結(jié)論相似，而適宜施肥量不盡一致，主要與種植制度、環(huán)境條件、肥料類型及施肥方式等因素有關(guān)。本研究是基于緩釋肥側(cè)位深施的施肥方式和作物秸稈全量還田的稻油多熟制輪作模式，周年養(yǎng)分盈余量和節(jié)肥增效的空間較大。劉寶林等[40]研究表明，早熟油菜一次性基施等量控釋氮肥比分次施普通尿素增產(chǎn)，甚至適量減施控釋氮肥亦能達(dá)到普通氮肥的產(chǎn)量水平，同時(shí)提高氮肥利用率。長期施用控釋氮肥，還有進(jìn)一步減施化學(xué)氮肥的潛力[41-42]。而緩釋肥在減少肥料養(yǎng)分投入并一次性基施的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)油菜增產(chǎn)增效。與前人研究結(jié)果一致[25,35]，本試驗(yàn)中過量施肥既增加了成本和養(yǎng)分損失，又明顯降低了肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益。而且，緩釋肥側(cè)位深施效果對比試驗(yàn)表明，在等量緩釋肥一次性施用的條件下，側(cè)位深施能夠顯著提高油菜產(chǎn)量與肥料利用率。再綜合2019－2020年試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩熟制油菜和三熟制油菜分別側(cè)位深施600和450 kg/hm2緩釋肥就基本能夠達(dá)到表面撒施750和600 kg/hm2緩釋肥的產(chǎn)量水平。長期實(shí)行秸稈還田具有培肥地力和降低化肥投入的效應(yīng)[43]，緩釋肥側(cè)位深施則有進(jìn)一步降低化肥投入的潛力。采用線性加平臺模型得出的最佳施肥量（N-P2O5-K2O:25-7-8）為兩熟制油菜715 kg/hm2、三熟制油菜585 kg/hm2，產(chǎn)量潛力分別達(dá)2 450和1 710 kg/hm2，且相應(yīng)的肥料利用率高、經(jīng)濟(jì)效益顯著。適宜施肥量與南方冬油菜多熟制區(qū)氮、磷、鉀肥推薦用量基本一致[5]，平臺產(chǎn)量則顯著高于本區(qū)域油菜的平均單產(chǎn)[1]，且產(chǎn)投比在3.0以上[44]。

機(jī)械化種肥同步播施技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有序直播和緩釋肥一次性側(cè)位深施融合，并同步實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)增效，將會得到更廣泛的應(yīng)用。因此，各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植制度，在適合機(jī)械作業(yè)的田塊推廣應(yīng)用油菜緩釋肥側(cè)位深施的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)，即機(jī)播的同時(shí)一次性側(cè)位深施，油菜產(chǎn)量潛力、肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益將會更加可觀。

4 結(jié) 論

1）相比傳統(tǒng)土表撒施，側(cè)位深施顯著促進(jìn)了紅壤稻田直播油菜高產(chǎn)的形成和肥料利用率的提高，尤其是對兩熟制油菜。緩釋肥側(cè)位深施明顯提高了各時(shí)期油菜干物質(zhì)量，特別是顯著增加了花期至成熟期的干物質(zhì)積累量，促進(jìn)了花后根部與地上部干物質(zhì)量同步增長，2種熟制油菜花期至成熟期根部和地上部干物質(zhì)增幅達(dá)18.44%～27.53%和10.91%～18.87%；同時(shí)促進(jìn)了對N、P、K的吸收，2種熟制油菜平均增幅分別達(dá)21.59%～25.02%、19.19%～21.06%和18.62%～22.77%，提高油菜產(chǎn)量（兩熟制和三熟制油菜增產(chǎn)率為13.07%～18.73%和10.08%～13.32%）和肥料利用率（2 a平均肥料農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力和貢獻(xiàn)率分別增加17.11%～23.83%、11.67%～15.73%和4.84%～7.17%）。

2）側(cè)位深施適量緩釋肥可保證較大的收獲密度并產(chǎn)生較多的每株角果數(shù)和每角粒數(shù)，從而提高籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)維持較高的肥料利用率。采用線性加平臺模型擬合得出最佳施肥量：兩熟制和三熟制油菜的目標(biāo)產(chǎn)量為2 438.94和1 708.22 kg/hm2時(shí)，緩釋肥側(cè)位深施的適宜用量分別為715.39和586.39 kg/hm2。

3）側(cè)位深施適量緩釋肥可顯著提高紅壤稻田直播油菜生產(chǎn)力，建議有機(jī)械化種植條件的地區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)胤N植制度進(jìn)行推廣應(yīng)用，機(jī)播的同時(shí)一次性側(cè)位深施。

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Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, Huang Tianbao, Xiao Fuliang, Li Yazhen, Han Depeng, Zheng Wei※

(/330046,)

In order to determine the effects of lateral deep application of slow-release fertilizer for direct seeding rapeseed in red soil paddy field, 2 a(2018－2020) field experiments covering two winter rapeseed(late-maturity varieties“Dadi 199” and early-maturity varieties“Zhongyou 607”) were conducted with 3 treatments, including no fertilization(F0), broadcast fertilization on soil surface (F1) and lateral deep application fertilizer(F2). The slow-release fertilizer (N 25%, P2O57% and K2O 8%) was used with application rate of 750 kg/hm2for late-maturity rapeseed and 600 kg/hm2for early-maturity rapeseed, respectively. At the same time, conventional fertilization experiments were carried out on two rapeseed varieties from 2019 to 2020, and the application levels of slow-release fertilizer were 0, 300, 450, 600, 750 and 900 kg/hm2, respectively. Each treatment was repeated 3 times and arranged in random blocks with a plot area of 10 m × 4 m. During the experiments, the air temperature and precipitation were measured. The harveting density, dry matter, seed yield and yield components were mearued. The absorption, agronomic efficiency, partial factor productivity and contribution rate of N, P and K were calculated. The results showed that the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed in red-soil paddyfield were significantly affected by fertilizing methods. Moreover, the differences were more significant (<0.05) for late-maturity varieties and rainy season(2018-2019) than for early-maturity varieties and drought season (2019－2020). Compared with F1, F2 treatment promoted the yield formation and increased the fertilizer use efficiency significantly (<0.05). Specifically, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing could improve dry matter production during the whole growth period of rapeseed, especially from anthesis to maturity, and with a corresponding rise of dry matter accumulation of both underground and aboveground after anthesis. At the same time, compared to the conventional cultivation, the technique of synchronous drilling sowing with side deep fertilizing increased the absorption of nutrients(N, P and K), effective harvesting density and maintained sufficient pod numbers, and thus improved the yield and fertilizer use efficiency of rapeseed. The optimal quantity of slow-release fertilizer for late-maturity rapeseed and early-maturity rapeseed were 715.39 and 586.39 kg/hm2to target yield of 2 438.94 and 1 708.22 kg/hm2, respectively. The study indicated that lateral deep application of appropriate slow-release fertilizer has the potential of improving rapeseed productivity in red-soil paddyfield of southern China and should be suggested to applicate according to the local conditions.

mechanization; crops; yields; slow-release fertilizer; lateral deep fertilization; direct-seeding rapeseed (L.); fertilizer use efficiency

呂偉生，肖小軍，肖國濱，等. 緩釋肥側(cè)位深施及用量對油菜產(chǎn)量和肥料利用率的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(19)：19-29.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

Lyu Weisheng, Xiao Xiaojun, Xiao Guobin, et al. Effects of lateral deep application and dosage of slow-release fertilizer on yield and fertilizer utilization efficiency of rape (L.)[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(19): 19-29. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003 http://www.tcsae.org

2020-05-28

2020-09-17

江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（20181BBF60004、20181ACF60015）；國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503123）；國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-12）；江西省油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（JXARS-08）

呂偉生，博士，助理研究員，主要從事水稻、油菜等糧油作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培與耕作技術(shù)研究。Email：Lvweisheng2008@163.com

鄭偉，博士，副研究員，主要從事糧油作物栽培與育種研究。Email：zw07917043299@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.003

S147.2

A

1002-6819(2020)-19-0019-11