呂偉生 肖小軍 黃天寶 肖國濱 李亞貞 肖富良 韓德鵬 鄭 偉

（江西省紅壤研究所/江西省紅壤耕地保育重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部江西耕地保育科學觀測實驗站，330046，江西南昌）

油菜（Brassica napusL.）是我國第一大食用植物油源和第二大飼用蛋白源，其中約80%為南方冬油菜，但仍難以滿足內(nèi)需[1]。冬油菜種植于冬閑耕地，是南方多熟制區(qū)輪作換茬和培肥地力的先鋒作物[2]，因此發(fā)展我國南方冬油菜生產(chǎn)具有重要的戰(zhàn)略意義。據(jù)調(diào)查，目前我國長江流域冬油菜區(qū)有超過700萬hm2的冬閑田尚未開發(fā)利用，其中近一半的冬閑田適合種植油菜，由此可見冬油菜的種植面積開發(fā)潛力巨大[1]。然而，我國冬油菜生產(chǎn)還面臨發(fā)展不均衡和單產(chǎn)水平低等問題，特別是江西和湖南等三熟制區(qū)，由于茬口緊張、土壤黏重以及稻草全量還田等原因造成整地困難，導致冬閑面積居高不下[1，3]。水稻套播油菜技術具有搶時免耕播種、增加溫光資源利用、充分利用土壤墑情、稻稈覆蓋抑草保墑及省工節(jié)本增效等優(yōu)點，是充分利用雙季稻田的有效措施[4]。無人機飛播、水稻低碾壓機收及秸稈切碎等技術的推廣應用將進一步助推套播油菜的發(fā)展。但水稻套播油菜為免耕種植，使得肥料養(yǎng)分表聚化[5]，且秸稈覆蓋還田也影響了追肥效果[6]，這勢必會降低肥料利用率。此外，冬油菜生育期偏長，養(yǎng)分需求量較大，直播條件下對施肥的響應更加敏感[7]，而傳統(tǒng)的分次施肥技術又耗時費工[6]。因此，探究水稻套播油菜適宜的輕簡化施肥技術就顯得尤為重要。

近年來，隨著肥料緩控釋技術的升級和工藝成本的降低，可一次性基施且增產(chǎn)增效的油菜緩釋型配方肥備受青睞[6，8]。李小坤等[9]針對湖北兩熟制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）一次性施用效果及適宜用量，表明適量施用該肥明顯促進了油菜生長并增加菜籽產(chǎn)量。魯劍巍等[6]和周鸝等[10]通過冬油菜主產(chǎn)區(qū)多點試驗表明，在減少肥料養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下，油菜長效專用配方肥（N-P2O5-K2O：20-7-8，N-P2O5-K2O：25-7-8）仍能實現(xiàn)增產(chǎn)增效。黃琳等[11]針對湖南兩熟制直播油菜對比了以上兩種配方肥的施用效果，結果表明二者均比常規(guī)施肥省工節(jié)本、增產(chǎn)增效，尤其含氮量25%的配方肥效果更好。相關研究與應用主要集中于兩熟制油菜，而關于三熟制油菜特別是晚稻套播油菜的配方肥施用效果的研究還鮮有報道。為此，以當前主推的緩釋型配方肥（N-P2O5-K2O：25-7-8）為材料，于2016-2018年在油稻稻三熟制區(qū)探究該配方肥在晚稻套播油菜上的施用效果及適宜用量，以期為套播油菜輕簡化施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016-2017年和2017-2018年在江西省南昌市進賢縣張公鎮(zhèn)馬家村（116°17′ E，28°35′ N）進行，該區(qū)域屬典型的亞熱帶季風濕潤氣候，氣候溫和，雨量充沛。2年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。

圖1 試驗點油菜生育期內(nèi)各月的氣溫和降水量Fig.1 Monthly temperature and rainfall during oilseed rape growth season

試驗地前茬作物是雙季晚稻，土壤為第四紀黏土母質發(fā)育的紅壤土，肥力中等。0～20cm耕層的土壤基本理化性狀：2016-2017年有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼含量分別為2.32%、2.37g/kg、146.54mg/kg、42.87mg/kg、139.72mg/kg和0.31mg/kg，pH值為5.23；2017-2018年有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼含量分別為2.58%、2.64g/kg、167.23mg/kg、29.75mg/kg、158.43mg/kg和0.26mg/kg，pH值為5.47。

1.2 試驗設計

2016-2017年開展緩釋型配方肥施用效果試驗。試驗設置3個處理，分別為不施肥（NF）、分次施常規(guī)肥（CF）和一次性施配方肥（FF）。由于油菜對硼非常敏感，NF處理在基肥中施硼砂（含B 10%）10kg/hm2；CF處理N、P2O5、K2O用量分別為165、90、90kg/hm2，其中基肥施三元復合肥（15-15-15）600kg/hm2、硼砂（含B 10%）10kg/hm2，臘肥和薹肥分別追施尿素（含N 46.3%）80kg/hm2；FF處理 N、P2O5、K2O用量分別為165、46.2、52.8kg/hm2，即在基肥中一次性施入緩釋型配方肥660kg/hm2，該肥料由華中農(nóng)業(yè)大學研制、湖北宜施壯農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，其中N-P2O5-K2O-中微量元素（B、Ca、Mg、Zn、S）配比為25-7-8-5。每個處理設3次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積60m2（15m×4m）。所用油菜品種為豐油730和圣光127，于晚稻機收前6d（10月21日）按6.0kg/hm2的用種量套播[12-13]。晚稻采用全喂入式收割機按30cm的留茬高度進行減損機收并聯(lián)合稻草切碎均勻噴撒還田[14-15]。

緩釋型配方肥施用量試驗于2017-2018年在上一年試驗基礎上開展。試驗油菜品種為豐油730和陽光131，于晚稻機收前5d（10月23日）按6.0kg/hm2的用種量套播。每個品種設0、300、450、600、750和900kg/hm26個施肥處理。由于油菜對硼非常敏感，不施肥處理基施硼砂（含B 10%）9kg/hm2，其他施肥處理則按相應肥料用量將肥料一次性基施。每個處理重復3次，共計36個小區(qū)，小區(qū)面積 40m2（10m×4m）。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 土壤基礎理化性質 在油菜施基肥前，按五點取樣法采集耕作層（0～20cm）土壤，自然風干后磨碎過篩，采用常規(guī)方法分別測定土壤pH值、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和有效硼含量[16]。

1.3.2 籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構成 在油菜收獲前1d，每個小區(qū)選定有代表性的0.8m2（1.6m×0.5m）樣方調(diào)查有效株數(shù)，然后收集樣方內(nèi)的油菜，考察每株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重。油菜自然成熟后，分小區(qū)單獨收獲籽粒，晾干后稱重。

1.3.3 相關指標計算 應用線性加平臺模型擬合緩釋型配方肥最佳用量[8-9]：線性加平臺模型為：y=a+bx（x≤C）；y=P（x＞C）。式中，y為菜籽產(chǎn)量（kg/hm2），x為肥料用量（kg/hm2），a為截距，b 為回歸系數(shù)，C為直線與平臺的交匯點，P為平臺產(chǎn)量（kg/hm2）。

分別用肥料貢獻率、肥料農(nóng)學利用率和肥料偏生產(chǎn)力等指標表征肥料利用效率[10]：肥料貢獻率=（施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量）/施肥處理產(chǎn)量×100%；肥料農(nóng)學利用率（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；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。

參考相關方法計算各處理油菜經(jīng)濟效益[8，10]：產(chǎn)值（元/hm2）=菜籽價格×菜籽產(chǎn)量；投入成本（元/hm2）=肥料購買成本+施肥人工成本；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；產(chǎn)投比=（施肥處理產(chǎn)值-不施肥處理產(chǎn)值）/投入成本。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)分析與制圖，采用SPSS 17.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 緩釋型配方肥施用效果

2.1.1 不同施肥處理對油菜籽粒產(chǎn)量的影響 由表1可知，與不施肥處理相比，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了套播油菜籽粒產(chǎn)量，2個品種平均增產(chǎn)1 132.17kg/hm2，平均增產(chǎn)率達245.76%。與分次施常規(guī)肥處理相比，一次性基施配方肥處理豐油730和圣光127分別增產(chǎn)79.72、59.28kg/hm2，平均增產(chǎn)率為4.46%，但差異均未達顯著水平?？梢?，在減少肥料養(yǎng)分投入（P2O5減少48.67%、K2O減少41.33%）且一次性基施的情況下，緩釋型配方肥仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。

表1 不同施肥處理對油菜籽粒產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different fertilization treatments on seed yield of oilseed rape cultivars

2.1.2 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響 相比分次施常規(guī)肥處理，一次性施配方肥處理明顯提高了套播油菜的肥料利用率（表2）。其中，肥料農(nóng)學利用率、肥料偏生產(chǎn)力分別顯著提高了1.24kg/kg（增幅38.99%）和1.65kg/kg（增幅36.47%）；肥料貢獻率提高了2.57%，但差異未達顯著水平。總體而言，緩釋型配方肥同步實現(xiàn)了套播油菜高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

表2 不同施肥處理對油菜肥料利用率的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on fertilizer use efficiency of oilseed rape

2.1.3 不同施肥處理對油菜經(jīng)濟效益的影響 從表3品種的平均產(chǎn)值來看，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理產(chǎn)值較不施肥處理分別高2.37倍和2.52倍，且二者施肥效益均在2 900元/hm2以上。其中，一次性基施配方肥處理產(chǎn)值為8 968.52元/hm2，比常規(guī)肥分次施用處理增加382.25元/hm2。具體分析施肥投入成本可知，一次性基施配方肥處理的肥料成本和施肥用工成本分別比分次施常規(guī)肥處理降低243和600元/hm2?？鄢度氤杀竞螅淮涡曰┡浞椒侍幚硎┓市б孢_4 186.05元/hm2，比常規(guī)肥分次施用處理增收1 225.26元/hm2。最終，一次性基施配方肥處理產(chǎn)投比是分次施常規(guī)肥處理的1.49倍，緩釋型配方肥以更少的投入實現(xiàn)了更顯著的經(jīng)濟效益。

表3 不同施肥處理對油菜經(jīng)濟效益的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on economic benefits of oilseed rape

2.2 緩釋型配方肥適宜用量

2.2.1 緩釋型配方肥用量對油菜籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構成的影響 表4顯示，在施肥量0～900kg/hm2范圍內(nèi)，菜籽產(chǎn)量總體隨施肥量的增加而增加，肥料用量超過600kg/hm2時不再顯著增加。豐油730產(chǎn)量總體高于陽光131，2個品種均在施肥量為750kg/hm2時產(chǎn)量最高，平均為1 700.42kg/hm2，且顯著高于900kg/hm2施肥量處理。因此，根據(jù)實際產(chǎn)量結果，利用線性加平臺模型計算的豐油730和陽光131的最佳緩釋型配方肥用量（圖2）分別為715.44、644.29kg/hm2，相應的平臺產(chǎn)量分別為1 665.55、1 557.12kg/hm2。

表4 緩釋型配方肥用量對油菜籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構成的影響Table 4 Effects of different fertilization treatments on seed yield and its components of oilseed rape

從油菜產(chǎn)量構成（表4）來看，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，當施肥量達到600kg/hm2時趨于穩(wěn)定，而各處理千粒重差異較小。

相關性分析和通徑分析結果（表5）顯示，油菜產(chǎn)量與收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)呈極顯著正相關，而與千粒重呈負相關。其中，收獲密度對產(chǎn)量表現(xiàn)出最強的正直接效應，其次是每株角果數(shù)和每角粒數(shù)?？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)是適量施用緩釋型配方肥，從而實現(xiàn)套播油菜高產(chǎn)的主要途徑。

圖2 緩釋型配方肥用量對油菜籽粒產(chǎn)量的影響Fig.2 Effects of application rate of the slow-released formula fertilizer on seed yield of oilseed rape

表5 油菜產(chǎn)量與產(chǎn)量構成的相關系數(shù)及通徑系數(shù)Table 5 Correlation coefficients and path coefficients between grain yield and yield components of oilseed rape

2.2.2 緩釋型配方肥用量對油菜肥料利用率的影響緩釋型配方肥施用量顯著影響了套播油菜的肥料利用率（表6）。隨著緩釋型配方肥施用量的增加，肥料貢獻率和肥料農(nóng)學利用率先增加后降低。肥料貢獻率在施肥量超過600kg/hm2時不再有顯著變化，肥料農(nóng)學利用率在施肥量超過750kg/hm2時顯著降低。肥料偏生產(chǎn)力隨緩釋型配方肥施用量的增加而逐漸降低，在施肥量超過600kg/hm2時變化顯著。可見，緩釋型配方肥用量為600～750kg/hm2時可維持較高的肥料利用率。

表6 緩釋型配方肥用量對油菜肥料利用率的影響Table 6 Effects of application rate of the slow-released formula fertilizer on fertilizer use efficiency of oilseed rape

2.2.3 緩釋型配方肥用量對油菜經(jīng)濟效益的影響由表7可知，隨著緩釋型配方肥施用量的增加，施肥成本增加，最終產(chǎn)值、毛利潤、施肥凈利潤和產(chǎn)投比呈先增加后降低的趨勢。2個品種施肥產(chǎn)值、毛利潤和施肥凈利潤均在施肥量為750kg/hm2時最高，相比不施肥處理，平均產(chǎn)值和毛利潤分別增加了2.62倍和1.56倍。產(chǎn)投比則在施肥量為600kg/hm2時達最大值，平均為2.57，而在施肥量過高（900kg/hm2）或過低（300kg/hm2）時均小于2.00。

表7 緩釋型配方肥用量對油菜經(jīng)濟效益的影響Table 7 Effects of application rate of the slow-released formula fertilizer on economic benefits of oilseed rape

3 討論

我國冬油菜生育期較長，對肥料的依賴性強，而且在直播條件下對養(yǎng)分缺乏十分敏感[7]。油菜常規(guī)分次施肥技術是國家測土配方施肥、國家科技支撐計劃及油菜產(chǎn)業(yè)技術體系建設項目的重要成果，相比農(nóng)民習慣施肥方式，在肥料用量、養(yǎng)分比例及施肥方式上均有較大的改進，顯著提高了油菜產(chǎn)量，但肥料類型的選用仍由市場控制[17-18]。常規(guī)肥料一次性施用時養(yǎng)分釋放迅速，容易造成燒苗，若遇上雨水天氣，肥料養(yǎng)分又極易流失[10]。分次施肥技術雖然延長了肥效，但增加了追肥成本。新形勢下，油菜精耕細作、耗時費工的生產(chǎn)方式已難以為繼，而輕簡高效生產(chǎn)越來越受到農(nóng)民的青睞[1]。簡化施肥是油菜輕簡高效生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，其中緩控釋肥以一次性施用、肥效周期長和養(yǎng)分利用率高等諸多優(yōu)點逐漸得到推廣應用[6，10-11]。本研究中，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了菜籽產(chǎn)量和經(jīng)濟收益，說明施肥對套播油菜生產(chǎn)至關重要。與分次施常規(guī)肥相比，緩釋型配方肥實現(xiàn)了晚稻套播油菜肥料一次性基施，同時保證了豐產(chǎn)，節(jié)省了成本，提高了肥料利用率和經(jīng)濟效益，這與前人關于兩熟制油菜的試驗結果基本一致[6，10-11]。然而，本研究中緩釋型配方肥處理較分次施常規(guī)肥處理增產(chǎn)并不顯著，可能與三熟制油菜生育期偏短、干物質積累及養(yǎng)分吸收高峰相對后移、以及試驗周期等因素有關[19-20]。此外，作為典型的十字花科作物，油菜對鉬也十分敏感，缺鉬往往導致油菜產(chǎn)量和品質顯著降低[21]，而本研究采用的配方肥和對照處理均未添加鉬元素，這也可能在一定程度上影響施肥效果。緩釋型配方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，顯著降低氮素損失，保證油菜“前促后穩(wěn)”的供肥需求[6]。劉寶林等[22]關于早熟油菜的研究表明，一次性基施等量控釋氮肥處理產(chǎn)量較分次施普通尿素高，甚至適量減施控釋氮肥亦能達到普通氮肥的產(chǎn)量水平，同時可以提高氮肥利用率。而長期施用控釋氮肥，可能還有進一步減施化學氮肥的作用[23-24]。此外，緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入（P2O5減少48.67%、K2O減少41.33%）的情況下，仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。其原因在于：一是所采用的緩控釋肥較普通肥料含有更多的中微量元素和腐殖酸，提高了養(yǎng)分的有效性[6]；二是本試驗地基礎肥力較高，0～20cm耕層土壤有效磷和速效鉀分別達42.87、139.72mg/kg，在稻草切碎覆蓋還田條件下可能出現(xiàn)養(yǎng)分盈余[25-26]；三是緩控釋肥一次性基施避免了常規(guī)施肥后期追肥無法觸及土壤的缺陷，提高了肥效[6]。

相比移栽油菜，直播油菜的個體纖弱，群體密度不穩(wěn)定，易受環(huán)境影響，但科學的養(yǎng)分管理可以促使個體發(fā)育，從而調(diào)控群體密度與生長過程[7，27]。其養(yǎng)分調(diào)控原則為：促進出苗以提高群體起點，強化個體生長以降低植株死亡，最終保證個體質量與群體數(shù)量的平衡而實現(xiàn)高產(chǎn)[7]。晚稻套播油菜一般于10月中下旬播種，盡管播期比接茬直播油菜略有提前，但相比兩熟制直播油菜仍偏晚，個體生長量較小，必須以高群體取勝[4]。緩釋型配方肥施用量試驗表明，隨著施肥量（0～750kg/hm2）的增加，晚稻套播油菜收獲密度、每株角果數(shù)和每角粒數(shù)均呈增加的趨勢，適宜施肥量處理（600～750kg/hm2）最終有效株數(shù)可維持在45萬～55萬株/hm2。一般而言，種肥同層撒施時肥料距離種子較近，可能影響出苗和發(fā)根[28-29]。而本研究中最高施肥量處理也并未造成群體密度和最終產(chǎn)量顯著降低。這與前人關于常規(guī)肥料的研究結果存在差異，可能還是因為本研究采用的是一次性基施的專用緩釋肥，其對種子有更高的安全性保障[8]；再者就是供試種子為包衣種子且基肥含有較多的中微量元素和腐殖酸，提高了油菜苗期的抗逆性；此外，油菜套播時土壤墑情較好，出苗后又有一定量的降雨，使土表撒施的養(yǎng)分逐漸下移，減弱了土表養(yǎng)分富集對幼苗生長的影響[29]。但過量施肥增加了成本和養(yǎng)分損失，明顯降低了肥料利用率和經(jīng)濟效益[8-9]，長期實行秸稈還田可能還有進一步培肥地力和降低化肥投入的潛力[30]。與前人關于移栽或直播油菜的研究不同，在密度控制方面本試驗并未進行間苗定苗，因此更多反映的是群體質量。適宜施肥量處理在維持較大的群體（較高的植株密度）的同時，也促進了個體的壯大（較多的每株角果數(shù)和每角粒數(shù)），最終獲得充足的角果數(shù)而實現(xiàn)高產(chǎn)。其中，收獲密度對產(chǎn)量的正直接效應表現(xiàn)最強。這與胡文詩等[8]和李小坤等[9]研究結論相似，而適宜施肥量不盡一致，主要與種植制度、肥料類型及環(huán)境條件等因素有關。本研究基于晚稻套播油菜且秸稈還田的三熟制模式，采用線性加平臺模型得出的最佳施肥量（N-P2O5-K2O：25-7-8）為 645～715kg/hm2，產(chǎn)量潛力近 1 800kg/hm2，且相應的肥料利用率高，經(jīng)濟效益顯著。適宜施肥量與南方冬油菜三熟制區(qū)氮磷鉀肥推薦用量基本一致[6]，平臺產(chǎn)量則顯著高于本區(qū)域油菜的平均單產(chǎn)[1]，產(chǎn)投比維持在2.0以上[31]。因此，因地制宜地推廣應用油菜緩釋型配方肥，油菜產(chǎn)量和經(jīng)濟效益將會更加可觀。

需要指出的是，本研究通過2年小區(qū)試驗探究了緩釋型配方肥在晚稻套播油菜上的施用效果及適宜用量，未綜合考慮生態(tài)環(huán)境和土壤肥力等因素的影響。因此，還有必要就不同生態(tài)區(qū)域和不同土壤養(yǎng)分供應能力等因素開展相關技術研究和示范，以進一步驗證緩釋型配方肥在晚稻套播油菜上的普適性，從而更好地指導大面積生產(chǎn)。

4 結論

在油稻稻三熟制秸稈還田下，分次施常規(guī)肥和一次性基施配方肥處理均顯著增加了套播油菜產(chǎn)量和經(jīng)濟效益；緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下，仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。適宜施肥量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)濟效益，同時也維持了較高的肥料利用率。采用線性加平臺模型擬合得出，在本試驗條件下，當目標產(chǎn)量為1 500～1 800kg/hm2時，緩釋型配方肥的適宜用量為645～715kg/hm2。