戴祥來,趙繼獻,胡 權(quán)
(貴州省農(nóng)業(yè)科學院油菜研究所,貴州貴陽 550008)
油菜是我國第一大油料作物,是我國人民的主要植物食用油來源,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人民對食用油的需求量日漸增多,但當前國內(nèi)油料作物的自給率仍然不足,60%的植物油都依靠進口[1-2]。因此,提高油菜的產(chǎn)量和產(chǎn)油率,是解決植物油供需矛盾的有效措施。在實際生產(chǎn)中,農(nóng)戶為追求高產(chǎn),往往會過量使用化肥,導致土壤板結(jié)、酸化、鹽漬,養(yǎng)分失衡、肥力降低問題,最終會嚴重制約農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3-6]。有機肥中含有豐富的氮、磷、鉀、有機質(zhì)等植物必需的營養(yǎng)物質(zhì),對緩解高產(chǎn)與土壤培肥矛盾具有重要作用。大量研究結(jié)果表明,施用有機肥不僅能有效增加土壤有機質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu),提升土壤肥力[7-12],還能提高油菜產(chǎn)量[13-16];劉義新等[17]、向云等[18]研究新型有機肥(有機無機復混肥)對油菜產(chǎn)量品質(zhì)的影響,表明施用有機肥、復混肥有利于提高油菜產(chǎn)量與品質(zhì);張建學等利用有機肥配施磷肥研究表明適量的有機肥配施可促進油菜生長,提高油菜產(chǎn)量與含油量[19];謝芹芳等研究表明“深耕+有機肥+緩釋肥”方式比常規(guī)施肥方式,油菜產(chǎn)量更高,經(jīng)濟效益更好[20]。目前,關(guān)于有機肥對土壤肥力及油菜產(chǎn)量影響的研究較多,但單施有機肥與復合肥的對比研究報道較少。筆者結(jié)合前人的研究結(jié)果,開展施用有機肥料對油菜產(chǎn)量、植株性狀、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響研究,旨在對前人研究結(jié)果進行一定印證,也為推廣有機肥施用技術(shù)提供科學依據(jù)。
參試油菜品種有3 個,分別為中雙11 號(B1)、浙油51(B2)、浙大630(B3);參試有機肥為貴州梵凈山農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司提供的牛糞有機肥,有機質(zhì)含量≥45%,N 含 量0.30%~0.45%,P 含 量0.15%~0.25%,K 含量0.10%~0.15%;復合肥為市場上采購的西洋復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)。
試驗于2019—2020年在貴州省思南縣塘頭鎮(zhèn)貴州省油菜研究所機場壩科研基地上進行,前茬為水稻,肥力均勻中等偏上。試驗設(shè)2大處理,即A1處理,施有機肥;A2處理,施復合肥。施肥處理下每個油菜品種設(shè)1個處理,3次重復。小區(qū)行長6.20 m,行距0.50 m,4 行區(qū),小區(qū)面積12.40 m2。A1 處理每小區(qū)施有機肥6 kg(約4 841.13 kg·hm-2),A2 處理每小區(qū)施西洋復合肥900 g(約726.17 kg·hm-2),以施復合肥處理(A2)作對照(CK)。試驗于2019 年9 月12 日進行苗床育苗,10月30日移栽,栽前先開行后施肥,施肥后使肥土拌勻再移栽,移栽密度為60 000株·hm-2。試驗田間管理只防蟲不防病,于11 月16 日用高效氯氰菊酯防治菜青蟲1次,12月4日每小區(qū)施尿素100 g,12月11日進行中耕培土,12 月31 日每小區(qū)用尿素100 g 兌1 擔清水澆施提苗,于2020 年5 月9 日收獲脫粒,曬干、簸凈后稱取小區(qū)產(chǎn)量。
收獲前,每小區(qū)選取行中間具有代表性的5 株植株,掛于考種室自然風干后進行考種??挤N性狀包括株高、有效分枝位、一次分枝數(shù)、主花序長度、主序角果長度、千粒重、角粒數(shù)、單株角果數(shù)、單株產(chǎn)量、地上部生物產(chǎn)量(子葉節(jié)以上部位)。每株取主序上下部各3 角、中部4 角共10 個,每個處理共測量50個角果長。
取考種脫粒種子樣品,每重復各10 g,用傅立葉近紅外掃描儀(FOSS NIR Systems5000)進行品質(zhì)測定,測定指標有芥酸、硫甙、含油率、蛋白質(zhì)、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸。
試驗數(shù)據(jù)用DPS v3.01專業(yè)版和WPS office 2016軟件進行統(tǒng)計分析。
對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,得出不同施肥處理下各油菜品種的產(chǎn)量如表1,可以看出,施有機肥處理(A1)平均每公頃產(chǎn)量為2 937.89 kg,比施復合肥處理(A2)的2 450.37 kg,每公頃增加了487.52 kg,平均增產(chǎn)19.90%,增幅達極顯著水平。還可以看出,不同品種之間,施用有機肥比施復合肥處理的產(chǎn)量均有所增加,并達到極顯著水平。B1品種施有機肥處理的產(chǎn)量為2 821.90 kg·hm-2,比施復合肥的2 364.09 kg·hm-2,每公頃增加了457.81 kg,增產(chǎn)19.37%;B2、B3 品種施有機肥處理的每公頃產(chǎn)量比施復合肥處理分別增加了459.30、545.44 kg,增產(chǎn)17.19%、23.57%。由此可看出,施用有機肥能明顯提高油菜產(chǎn)量。
表1 不同施肥處理各油菜品種的產(chǎn)量比較 單位:kg·hm-2
不同施肥處理的植株性狀詳見表2,可以看出,施有機肥比施復合肥處理的植株性狀均表現(xiàn)更好,株高增加了13.86%,一次分枝數(shù)增加了18.98%,有效分枝位增高了31.77%,主花序長度增加了4.34%,主序角果長度增長了6.03%;在產(chǎn)量構(gòu)成三要素上,單株角果數(shù)、千粒重、角粒數(shù)分別增加了8.77%、7.91%、4.17%。
表2 不同施肥處理的油菜植株性狀比較
從表中還可看出,施有機肥處理的平均單株產(chǎn)量為48.00 g,比施復合肥處理的產(chǎn)量39.27 g 增產(chǎn)了22.24%;施有機肥比施復合肥的單株干重平均提高了22.79%,增幅較大,產(chǎn)量提升明顯。綜上,施用有機肥能有效提升油菜植株性狀,增大油菜個體及生物產(chǎn)量,從而提高油菜單株產(chǎn)量,最終達到提高油菜產(chǎn)量的目的。
不同施肥處理的油菜品質(zhì)指標見表3,可以看出,與施復合肥處理相比,施有機肥處理的油菜蛋白質(zhì)含量提高了8.72%,亞麻酸含量增加了4.62%,二十碳烯酸略有增加,含油率降低了2.77%,油酸降低了3.46%,芥酸降低了38.08%,硫甙降低了3.68%,其余品質(zhì)性狀均呈不同程度地降低,但降幅不明顯。從油+蛋白總量來看,施有機肥處理為70.18%,比施復合肥處理的69.75%,提升了0.43%。由此可知,施用有機肥能有效增加蛋白質(zhì)含量,提升油菜的雙低品質(zhì)。
表3 不同施肥處理的油菜品質(zhì)性狀比較
不同施肥處理的經(jīng)濟效益見表4,可知,施有機肥處理的產(chǎn)油量為1 404.26 kg·hm-2,比施復合肥處理的1 204.66 kg·hm-2,每公頃增產(chǎn)16.57%,增幅較大,差異明顯。在只考慮肥料投入成本,其他成本不計的情況下,施有機肥處理每公頃成本為5 805.00元,比施復合肥處理的2 625.00 元,每公頃成本增加了3 180元,提高了121.14%;施有機肥處理的每公頃經(jīng)濟產(chǎn)出為28 085.28 元,與施復合肥的24 093.18 元相比,每公頃產(chǎn)出增加了3 992.10 元;施有機肥處理的每公頃經(jīng)濟效益可達22 280.28 元,比對照處理的21 468.18 元,效益提升了3.78%。由此可知,施用有機肥的成本雖然比復合肥要高,但最終的經(jīng)濟效益并不會降低。
表4 不同施肥處理的經(jīng)濟效益比較
試驗結(jié)果表明,施用有機肥與對照(施復合肥)相比,油菜株高、一次分枝數(shù)、有效分枝位、主花序長度、主序角果長度、單株角果數(shù)、千粒重、角粒數(shù)都有明顯的提高,說明施用有機肥可以促進油菜生長,提升植株性狀,這與王家寶等[21]研究結(jié)果相同。在油菜產(chǎn)量方面,施有機肥與施復合肥相比,油菜單株干重提高了22.79%,單株產(chǎn)量增加了22.24%,每公頃菜籽產(chǎn)量平均增加了19.90%,增幅達極顯著水平;由此可說明,施用有機肥能有效提高油菜生物量及產(chǎn)量,這與周開芳等[22]、魏小武等[23]利用有機肥替代化肥的研究結(jié)果一致。從增幅大小還可以看出,施用有機肥首先是提高了油菜的生物產(chǎn)量及單株產(chǎn)量,從而提高了油菜的群體產(chǎn)量。這應(yīng)是有機肥中富含多種營養(yǎng)物質(zhì),可以促進油菜植株個體生長,改善油菜產(chǎn)量結(jié)構(gòu),從而提升了油菜產(chǎn)量。
不同施肥方式對油菜品質(zhì)的影響是不同的,在本研究中,施有機肥處理與對照相比,油菜蛋白質(zhì)含量提高了8.72%,亞麻酸提升了4.62%,含油率降低了2.77%,其余品質(zhì)性狀變化不明顯,與馬肖等[24]在化肥減量25%基礎(chǔ)上配施有機肥降低了油菜蛋白質(zhì)含量,含油率沒有明顯影響的研究結(jié)果略有不同。在雙低優(yōu)質(zhì)指標上,與對照相比,施有機肥處理油菜芥酸含量降低了38.08%,硫甙降低了3.68%,與劉義新等[17]施用有機肥比普通復合肥的油菜芥酸、硫甙顯著增加的研究結(jié)果相反。在油+蛋白總量上,施有機肥處理比對照提升了0.43%,脂肪+蛋白總量變化不大。由此可說明,施用有機肥有利于提高菜籽的品質(zhì),這與向云等[18]研究結(jié)果一致。
經(jīng)濟效益的高低取決于產(chǎn)出與成本,本試驗結(jié)果表明,在只考慮肥料成本情況下,施有機肥處理每公頃經(jīng)濟產(chǎn)出比施復合肥增加了3 992.10 元,施有機肥成本每公頃增加了3 180.00 元,施有機肥處理每公頃經(jīng)濟效益可達22 280.28元,比對照處理的效益提升了3.78%。由此可說明,施用有機肥有利于提高油菜的經(jīng)濟效益,這與董平等[25]、謝芹芳等[20]研究結(jié)果相同。試驗結(jié)果還表明,施有機肥處理的每公頃產(chǎn)油量比施復合肥提高了16.57%,增幅較大,說明施有機肥能有效提高油菜的產(chǎn)油量。
合理施用有機肥可以促進油菜生長,改善植株性狀,提高油菜生物產(chǎn)量和個體優(yōu)勢,還可以有效提升土壤肥力;與復合肥相比,有機肥富含植物所需的多種營養(yǎng)物質(zhì),不僅能提高油菜產(chǎn)量、產(chǎn)油量和品質(zhì),還能提高油菜種植的經(jīng)濟效益,更有利于促進農(nóng)戶增收增效。在當下農(nóng)村土地種植率不高的情況下,雖然施用有機肥能提高土壤肥力和經(jīng)濟效益,但單施有機肥的成本較高,而且施有機肥改善土壤肥力是一個長期投入過程,農(nóng)戶多數(shù)不愿意生產(chǎn)投入過高,因此在油菜生產(chǎn)上推廣應(yīng)用有機肥施用技術(shù)有一定的難度,下一步有必要開展合理的減肥增效技術(shù)研究,以降低成本,提高農(nóng)戶種植積極性。