胡文詩(shī)，李銀水，趙曼利，張珊珊，顧熾明，代晶，李小勇，楊璐，秦璐，廖星

不同含油量油菜品種的養(yǎng)分吸收積累與利用效率特征

胡文詩(shī)，李銀水，趙曼利，張珊珊，顧熾明，代晶，李小勇，楊璐，秦璐，廖星

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料作物生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062

【目的】比較不同含油量油菜品種養(yǎng)分吸收累積動(dòng)態(tài)變化，明確高含油量油菜對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的需求及利用特征，為發(fā)揮油菜高產(chǎn)油潛能、提高養(yǎng)分利用效率提供理論依據(jù)?！痉椒ā坑?019—2021年通過(guò)田間和盆栽試驗(yàn)，分析高含油量油菜品種（中油雜19，簡(jiǎn)稱Z19）和普通含油量對(duì)照品種（華油雜12，簡(jiǎn)稱H12和華油雜62，簡(jiǎn)稱H62）不同生育時(shí)期生物量、氮磷鉀積累量的動(dòng)態(tài)變化以及成熟期產(chǎn)油量、養(yǎng)分利用率的差異，探討高含油量油菜品種養(yǎng)分需求特征。【結(jié)果】?jī)赡暝囼?yàn)結(jié)果均表明Z19的籽粒產(chǎn)量顯著低于H62（8.5%—20.4%），但與H12差異不大，而含油量顯著高于H12和H62（10.1%—26.7%）。監(jiān)測(cè)2020—2021生長(zhǎng)季田間試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)中植株生物量和養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明不同生育時(shí)期Z19生物量均低于H62，在角果期前與H12沒(méi)有顯著差異，角果期和成熟期Z19生物量不同程度地高于H12。田間試驗(yàn)花期后和盆栽試驗(yàn)整個(gè)生育期Z19植株氮含量均低于H12和H62，鉀含量在整個(gè)生育期內(nèi)均不同程度高于H12和H62，磷含量沒(méi)有一致性差異。不同生育時(shí)期Z19的氮積累量比H62低19.2%—29.0%，盆栽試驗(yàn)的Z19比H12低9.8%—13.1%；Z19的鉀積累量與H62無(wú)顯著差異，但除花期外比H12高7.4%—39.2%。Z19磷素積累量介于H62與H12之間，田間試驗(yàn)中顯著高于H12，盆栽試驗(yàn)中顯著低于H62。Z19的氮素生理利用效率及產(chǎn)油效率高于H12和H62，鉀素生理利用效率低于H12和H62，但鉀素產(chǎn)油效率沒(méi)有顯著差異，3個(gè)品種的磷素生理利用效率沒(méi)有顯著差異，而Z19的磷素產(chǎn)油效率顯著高于H12。15N標(biāo)記表明，花期前3個(gè)品種氮肥利用效率沒(méi)有顯著差異，花期開(kāi)始Z19氮肥利用率低于H12和H62。【結(jié)論】高含油量油菜品種Z19的鉀需求量較高，氮素生理利用效率較高且需求量相對(duì)較少，磷需求量及利用率無(wú)明顯差異。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，相對(duì)普遍油菜品種，高含油量油菜品種更要重視鉀肥的施用，但可以適當(dāng)調(diào)減氮肥用量。

油菜；含油量；產(chǎn)量；養(yǎng)分積累量；養(yǎng)分利用效率

0 引言

【研究意義】面對(duì)復(fù)雜的國(guó)際形勢(shì)，提升油料產(chǎn)能是國(guó)家的重要戰(zhàn)略需求。油菜是我國(guó)食用油的主要來(lái)源，提升菜籽油產(chǎn)量對(duì)維護(hù)國(guó)家食用油安全具有重要意義[1]。近60年來(lái)，新品種的選育推動(dòng)了我國(guó)油菜生產(chǎn)發(fā)生了三次革命性飛躍，選育高產(chǎn)、高含油的油菜品種，提升油菜產(chǎn)油量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分高效利用是油菜產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)[2-3]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近10年來(lái)，我國(guó)油菜區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為2 584 kg·hm-2，含油量平均為43.1%，產(chǎn)油量與產(chǎn)量和含油量的關(guān)系表明，產(chǎn)量每提高1 kg·hm-2產(chǎn)油量增加0.5 kg·hm-2，而含油率每增加1%產(chǎn)油量則增加36.6 kg·hm-2 [4]。提高籽粒含油量是提高產(chǎn)油量的重要措施，目前選育的高含油油菜品種籽粒含油量可高達(dá)50%。然而高含油品種獲得高產(chǎn)油量一方面要確保產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)，另一方面需要發(fā)揮高含油量潛能。油菜生長(zhǎng)、籽粒產(chǎn)量形成受到供給養(yǎng)分的影響。研究表明，生產(chǎn)1 000 kg油菜籽需要46.0 kg氮（N）、8.0 kg磷（P）和57.1 kg鉀（K）[5]。在油菜籽目標(biāo)產(chǎn)量大于3 000 kg·hm-2時(shí)，越冬期氮素積累量需高于50%，生育期內(nèi)氮素最大積累量高于175 kg·hm-2 [6]。油菜鉀素積累規(guī)律與氮的相似，在苗期積累量大于其他時(shí)期；而磷素積累量在角果期最大[7]。油菜收獲指數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，獲得高的菜籽產(chǎn)量需要以高生物量為基礎(chǔ)。氮磷鉀肥的供應(yīng)能夠顯著促進(jìn)油菜生物量和籽粒產(chǎn)量。然而不同的油菜品種對(duì)氮磷鉀的需求量及利用效率存在一定的差異[8]。不同特性的油菜對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的需求也不完全相同，例如相對(duì)于移栽油菜，直播油菜更易受到氮素缺乏影響而造成群體的衰減，要獲得相同的油菜籽產(chǎn)量直播冬油菜需要更多的氮磷鉀養(yǎng)分投入[9]；養(yǎng)分利用效率高的油菜品種，在相同的產(chǎn)量目標(biāo)下需要投入的養(yǎng)分量更少[7]。對(duì)于含油量，氮磷鉀養(yǎng)分作用效果并不相同，氮肥施用量的增加并不能促進(jìn)籽粒含油量增加，反而會(huì)降低籽粒含油量[10]。而磷、鉀肥的施用對(duì)提升油料作物籽粒含油量有一定的促進(jìn)作用，而過(guò)量的磷肥施用會(huì)降低油菜籽粒油酸含量導(dǎo)致含油量降低[11-13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】為實(shí)現(xiàn)高含油量潛能，高含油油菜品種對(duì)氮磷鉀肥的需求與低含油量品種有何差異鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】因此，本研究擬通過(guò)大田和盆栽試驗(yàn)研究高產(chǎn)栽培管理下，高含油油菜品種生長(zhǎng)過(guò)程中氮磷鉀養(yǎng)分需求量及養(yǎng)分利用效率，為實(shí)現(xiàn)高含油油菜的高產(chǎn)油潛能和養(yǎng)分的高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年10月至2021年5月連續(xù)2年在油菜季采用田間試驗(yàn)與盆栽試驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行。其中2019年10月至2020年5月的田間試驗(yàn)在湖北省黃岡市黃岡農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（30°43’N，114°88’E）和河南省信陽(yáng)市光山縣北向店鄉(xiāng)（32°0’N，114°44’E）開(kāi)展；2020年9月至2021年5月在河南省信陽(yáng)市光山縣北向店鄉(xiāng)開(kāi)展田間試驗(yàn)，在湖北省武漢市中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，供試土壤基礎(chǔ)理化性狀如表1所示。試驗(yàn)采用單因素設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)主推油菜品種分別為中油雜19（高含油量品種，簡(jiǎn)稱Z19）、華油雜12（常規(guī)含油量常規(guī)產(chǎn)量對(duì)照品種，簡(jiǎn)稱H12）和華油雜62（常規(guī)含油量高產(chǎn)對(duì)照品種，簡(jiǎn)稱H62）。中油雜19含油量為49.95%，華油雜12與華油雜62的含油量分別為41.49%和41.36%。

表1 試驗(yàn)土壤基礎(chǔ)理化性狀

田間試驗(yàn)中2季各處理氮、磷、鉀和硼肥用量相等，分別為180 kg N·hm-2、90 kg P2O5·hm-2、120 K2O·hm-2和9 kg·hm-2的硼砂。供試肥料為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）、硼砂（含B 11%）。氮肥70%作基肥，30%作越冬肥，磷肥、鉀肥和硼砂全部作基肥施用。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積40 m2（長(zhǎng)×寬=2 m×20 m）。采用直播方式播種，播種量為6.0 kg·hm-2，均于10月上旬播種。其他生產(chǎn)管理措施均采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理方法，保障沒(méi)有病蟲(chóng)草害的干擾。

盆栽試驗(yàn)種子經(jīng)1%的雙氧水浸泡10 min去離子水洗凈后，置于預(yù)先鋪好2層濕潤(rùn)濾紙的干凈培養(yǎng)皿中，在室溫（25 ℃）下催芽24 h，露白后播種，每盆播種6粒，兩葉一心后每盆定苗2株。各處理氮、磷、鉀用量相等，每盆裝土9 kg，施肥量為0.25 g N·kg-1土、0.1 g P2O5·kg-1土和0.16g K2O·kg-1土，供試肥料為尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）；其中尿素為15N標(biāo)記的粉末狀普通尿素，購(gòu)于上?；ぱ芯吭海ㄘS度為10%）。此外每kg土添加1 mL濃度為20 mmol·L-1的硼酸溶液作為硼肥；氮肥80%作為基肥，剩余20%在薹期追施，其他肥料溶于水后點(diǎn)播前加入。各處理20次重復(fù)，共計(jì)60盆。于2020年10月6日播種，其他栽培管理按常規(guī)進(jìn)行，保障沒(méi)有病蟲(chóng)草害的干擾。

1.2 植物樣品采集與測(cè)定

2020—2021年田間試驗(yàn)于苗期（播種后30 d）、越冬期（播種后71 d）、薹期（播種后145 d）、花期（播種后168 d）、角果期（播種后206 d）和成熟期（播種后231 d）利用0.25 m2（50 cm×50 cm）樣方采集油菜植株，用鐵鍬挖松土壤后拔起植株（避免油菜主根折斷），植株分為地上部和根系樣品，記錄生物量，土壤回填平整。盆栽試驗(yàn)于越冬期（播種后65 d）、薹期（播種后130 d）、花期（播種后160 d）、角果期（播種后187 d）和成熟期（播種后208 d）取盆中兩株油菜植株，土壤用水浸泡松散后取植株，分地上部和根系樣品記錄生物量。每個(gè)處理3次重復(fù)。植株樣品分部位烘干磨細(xì)過(guò)0.5 mm篩后，用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，采用全自動(dòng)凱氏定氮儀（KDY-9820）測(cè)定全氮含量，電感等離子發(fā)射光譜儀（ICP-OES，Optima 7000 DV，美國(guó)）測(cè)定磷、鉀含量，然后根據(jù)各部位生物量加權(quán)平均計(jì)算植株養(yǎng)分含量。

1.3 氮含量和15N測(cè)定

利用IsoPrime100質(zhì)譜儀，稱取200 μg樣品于錫囊中，置于1 000 ℃燃燒管（包含銀絲、氧化銅和氧化鉻）中燃燒后，產(chǎn)生的氣體經(jīng)600 ℃填裝線狀銅的還原管還原為N2，再經(jīng)過(guò)色譜柱，進(jìn)入質(zhì)譜儀測(cè)定15N豐度。

1.4 產(chǎn)量收獲

油菜成熟后，田間試驗(yàn)各小區(qū)單獨(dú)收獲，測(cè)定油菜產(chǎn)量；盆栽試驗(yàn)分別收獲3盆油菜籽粒，用于評(píng)估單株油菜產(chǎn)量。

1.5 油菜籽含油量測(cè)定

利用近紅外糧油品質(zhì)分析儀（NYDL-3000），測(cè)定分析收獲后風(fēng)干的籽粒油脂含量[14]。

1.6 養(yǎng)分效率與產(chǎn)油效率

養(yǎng)分生理利用效率（kg·kg-1）[15]=植株生物量（kg·hm-2）/植株養(yǎng)分積累量（kg·hm-2）；

養(yǎng)分產(chǎn)油效率（kg·kg-1）=產(chǎn)油量（kg·hm-2）/成熟期植株養(yǎng)分積累量（kg·hm-2）；

氮肥利用率（%）[16]=（樣品15N豐度?自然15N豐度）/（尿素15N豐度?自然15N豐度）×氮累積量/肥料氮施入量。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算處理，采用SPSS 18.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD 法檢驗(yàn)＜0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果

2.1 油菜產(chǎn)量和產(chǎn)油量

3個(gè)油菜品種的產(chǎn)量和含油量在2個(gè)生長(zhǎng)季及不同地點(diǎn)的變化規(guī)律基本一致（表2）。Z19的含油量始終顯著高于H12和H62，平均高出10.1%—26.7%，而H62與H12的含油量沒(méi)有顯著性差異。Z19油菜籽產(chǎn)量與H12差異不大，比H62低8.5%—20.4%。Z19與H62的產(chǎn)油量沒(méi)有明顯差異，比H12油菜產(chǎn)油量顯著高出23.7%—47.7%。2020—2021年在武漢的盆栽試驗(yàn)，油菜籽含油量顯著低于3個(gè)田間試驗(yàn)，但品種間含油量和籽粒產(chǎn)量差異變化與田間變化規(guī)律一致。

表2 兩個(gè)生長(zhǎng)季各試驗(yàn)點(diǎn)油菜產(chǎn)量和產(chǎn)油量

同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示相同處理下品種差異顯著性分析（＜0.05）。1)田間試驗(yàn)油菜產(chǎn)量與產(chǎn)油量單位為kg·hm-2，盆栽試驗(yàn)為g/株

Different lowercases in the same column mean significant difference among different cultivars under same treatment by LSD test (＜0.05).1)The units of yield and oil yield in field and pot experiment are kg·hm-2and g/plant, respectively

2.2 主要生育期油菜生物量

以2020—2021年信陽(yáng)的田間試驗(yàn)和武漢的盆栽試驗(yàn)為對(duì)象，研究高含油油菜與常規(guī)產(chǎn)量對(duì)照和高產(chǎn)對(duì)照油菜的生物量積累差異（圖1）。在田間試驗(yàn)中越冬期后Z19生物量始終低于H62，而盆栽試驗(yàn)中沒(méi)有顯著差異；在花期前Z19的生物量與H12沒(méi)有顯著差異，盆栽試驗(yàn)中角果期Z19的生物量增長(zhǎng)幅度大于H12，角果期生物量比H12高出17.6%。成熟期，田間3個(gè)品種生物量均有不同程度的降低，其中H12降低幅度最大、Z19其次，因此Z19生物量高于H12，而H62的最高。在盆栽試驗(yàn)中，成熟期Z19生物量顯著降低，導(dǎo)致H62生物量高于Z19。3個(gè)品種隨生育進(jìn)程推進(jìn)物質(zhì)積累規(guī)律一致：在苗期油菜生物量積累較慢，在油菜生長(zhǎng)約150 d后，薹期和花期干物質(zhì)迅速積累，角果期達(dá)到最大，成熟期稍有下降。

A、B分別表示2020—2021生長(zhǎng)季信陽(yáng)田間試驗(yàn)和武漢盆栽試驗(yàn)結(jié)果。圖2、圖3同

2.3 油菜氮磷鉀養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)

田間試驗(yàn)3個(gè)品種的氮含量在苗期和花期差異較小，越冬期和成熟期Z19氮含量比H12和H62低10%左右（圖2）；在盆栽試驗(yàn)中，Z19的氮含量始終比華油雜2個(gè)品種低，在花期和角果期差異可達(dá)16.4%— 26.4%。與氮不同，成熟期3個(gè)品種磷含量沒(méi)有顯著差異，但在角果期以前，田間和盆栽試驗(yàn)3個(gè)品種差異表現(xiàn)并不一致：田間試驗(yàn)Z19的磷含量相對(duì)較高，比H62和H12高出2.0%—21.3%，而盆栽試驗(yàn)中Z19比H62低4.2%—20.4%，在苗期比H12高16.0%。Z19的鉀含量相對(duì)較高，田間Z19鉀含量始終高于H62，苗期、越冬期及角果期分別比H12高12.7%、18.6%和15.7%；盆栽試驗(yàn)中，在角果期和成熟期Z19鉀含量高于H62與H12處理。在生育進(jìn)程中，3個(gè)品種的養(yǎng)分含量變化趨勢(shì)一致：氮素含量逐漸降低；磷含量在生育進(jìn)程中先有小幅度增加再降低，田間試驗(yàn)在越冬期最高，盆栽試驗(yàn)越冬后薹期仍有小幅度增加；鉀含量在油菜生長(zhǎng)過(guò)程中，呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。

2.4 油菜氮磷鉀積累量動(dòng)態(tài)

不同品種之間，Z19苗期后的氮素累積量比H62低19.2%—29.0%，田間Z19與H12的氮素積累量沒(méi)有明顯差異，而盆栽Z19苗期后的氮素積累量比同時(shí)期的H12低9.8%—13.1%。苗期后Z19的磷素積累量低于同時(shí)期的H62；田間試驗(yàn)中Z19的磷素積累量比同時(shí)期的H12高出7.3%—26.6%，在角果期和成熟期差異較為顯著，而盆栽中角果期和成熟期Z19與H12的磷素積累量沒(méi)有顯著差異，但在越冬期、薹期和花期分別比H12高出26.6%、28.1%和5.9%。Z19的鉀素積累量除花期外均顯著高于H12，平均高出7.4%—39.2%，田間試驗(yàn)中Z19的鉀素積累量與H62差異不大，盆栽試驗(yàn)角果期和成熟期Z19鉀素積累量分別比H62高6.8%和11.4%。3個(gè)品種的養(yǎng)分積累量隨生育進(jìn)程推進(jìn)變化基本一致：氮、鉀養(yǎng)分積累量隨植株生長(zhǎng)而增加，在角果期達(dá)到最大，成熟期有不同幅度的降低，田間試驗(yàn)降低幅度大于盆栽試驗(yàn)（圖3）。田間試驗(yàn)磷素積累量與氮鉀相似，而盆栽試驗(yàn)中，成熟期磷素積累量并沒(méi)有明顯下降。

圖2 生育期內(nèi)不同油菜品種氮磷鉀含量動(dòng)態(tài)變化

2.5 成熟期氮磷鉀養(yǎng)分生理利用效率及產(chǎn)油效率

3個(gè)品種磷素生理利用效率沒(méi)有明顯差異，氮鉀生理利用效率差異明顯（表3）。Z19的氮素生理利用效率比H12與H62高10.0%—20.2%，而鉀素生理利用效率比H12的低8.5%—13.3%，比H62低8.6%—21.9%。Z19的氮素產(chǎn)油效率顯著高于H12與H62，平均高出36.8%；而鉀素產(chǎn)油效率與H62和H12沒(méi)有明顯差異。田間試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)Z19的磷素產(chǎn)油效率比H12高19.5%和22.1%，盆栽試驗(yàn)中比H62高20.3%，華油雜系列兩個(gè)品種氮磷鉀養(yǎng)分的產(chǎn)油效率沒(méi)有顯著差異。

2.6 油菜氮肥利用率差異

利用盆栽試驗(yàn)，通過(guò)15N標(biāo)記研究3個(gè)品種對(duì)氮肥利用率的差異，結(jié)果表明（表4），不同品種在越冬期和薹期的氮肥利用率沒(méi)有顯著差異，但花后氮肥利用率差異顯著?；ㄆ赯19的氮肥利用率與H12沒(méi)有顯著差異，但比H62顯著低17.3%；角果期Z19的氮肥利用率比H12和H62分別低12.6%和26.5%；成熟期Z19氮肥利用率沒(méi)有明顯的降低，H62和H12分別降低了15.9%和6.8%，但Z19的氮肥利用率比H12和H62分別低5.8%和12.1%。3個(gè)品種的氮肥利用效率在生長(zhǎng)過(guò)程中變化規(guī)律基本一致：隨植株生長(zhǎng)，植株的氮肥利用率增加，在花期氮肥利用率最高可達(dá)70.6%，然而在角果期，氮肥利用率大幅度下降，成熟期氮肥利用效率低于角果期。不同品種吸收的氮來(lái)自于肥料的比例差異不大，表明不同品種吸收氮對(duì)15N并沒(méi)有偏好。

圖3 生育期內(nèi)不同油菜品種氮磷鉀累積量動(dòng)態(tài)變化

表3 不同品種成熟期養(yǎng)分產(chǎn)油效率

表4 生長(zhǎng)進(jìn)程中不同油菜品種氮肥利用率

3 討論

3.1 品種鉀素需求差異對(duì)含油量的影響

在本試驗(yàn)中H62與Z19的鉀素積累量沒(méi)有明顯差異，但H62鉀含量顯著低于Z19。Z19鉀含量和積累量在角果期和成熟期均顯著高于H12，結(jié)合Z19的鉀素生理利用效率低于H62與H12，而鉀素產(chǎn)油效率與H12和H62沒(méi)有顯著差異，表明高含油量的Z19對(duì)鉀素的需求高于H12和H62。這與通過(guò)meta分析總結(jié)鉀肥的施用能夠促進(jìn)油料作物種子含油量增加的報(bào)道一致[17]，表明與低含油量品種相比，高含油量品種需要更多的鉀。值得注意的是，3個(gè)品種的鉀積累量在花期以前差異相對(duì)較小，生殖生長(zhǎng)階段開(kāi)始差異顯著，尤其是在角果期。籽粒產(chǎn)量的60%—70%來(lái)自于角果皮的光合產(chǎn)物的積累[18-19]。鉀營(yíng)養(yǎng)對(duì)韌皮部裝載同化物具有重要作用，能夠促進(jìn)碳水化合物的轉(zhuǎn)移[20]。在盛鈴期補(bǔ)施鉀肥能有效地增加棉鈴數(shù)和棉鈴重，促進(jìn)籽棉產(chǎn)量提高9%左右[21]。在水稻穗肥中添加鉀肥，促進(jìn)葉片中的可溶性糖向籽粒器官轉(zhuǎn)運(yùn)，增加水稻籽實(shí)器官的淀粉合成和籽粒的充實(shí)度[22-23]。與鉀肥一次性基施相比，等量的鉀肥分基施和水稻幼穗分化期追施可促進(jìn)產(chǎn)量提高3%左右[24]。蔗糖通過(guò)韌皮部運(yùn)輸?shù)椒N子中成為油脂生物合成的物質(zhì)基礎(chǔ)。增施鉀肥能夠促進(jìn)油菜角果皮中蔗糖磷酸合成酶、籽粒的蔗糖合成酶和磷脂酸磷酸酶（phosphatidate phosphatase）的活性[25-26]。磷脂酸磷酸酶催化磷脂酸水解形成二酰甘油，進(jìn)而被催化形成甘油三酯，種子內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的甘油三酯與油體蛋白結(jié)合生成油體儲(chǔ)存在種子中[27]。這可能部分地解釋了高含油量品種在角果期需要更多鉀養(yǎng)分的原因，然而鉀調(diào)控含油量的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

3.2 品種氮素需求差異對(duì)含油量的影響

氮是構(gòu)成生命體的重要元素，氮素缺乏會(huì)影響植株生長(zhǎng)，顯著降低作物生物量和產(chǎn)量。油菜對(duì)氮素的需求量較大，要獲得高產(chǎn)，薹期前要積累充足的氮素，培養(yǎng)壯苗[6]。氮肥用量增加，顯著促進(jìn)葉面積增加和葉片光合速率，植株葉面積指數(shù)增加，促進(jìn)植株構(gòu)型和冠層的生長(zhǎng)[28]。在本研究中苗期和薹期Z19的氮肥利用率與H62和H12沒(méi)有顯著差異。高含油量品種生育前期需要充足的氮素營(yíng)養(yǎng)以打下穩(wěn)產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而從花期開(kāi)始Z19的氮肥利用率顯著低于H62和H12（表4），且氮素積累量與H62（田間與盆栽）和H12（盆栽）（圖3）的差距增大。薹期后隨葉片脫落角果皮逐漸成為主要的光合器官，植株養(yǎng)分向角果轉(zhuǎn)移[29-30]。氮含量增加，氨基酸代謝增強(qiáng)，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成[15,31]。施氮量增加稻谷和小麥籽粒中蛋白質(zhì)含量增加[32-33]。油料作物籽粒中主要含有蛋白質(zhì)、油脂和淀粉，籽粒中蛋白質(zhì)含量增加會(huì)降低油脂的含量[34-35]。GHAFOOR等[36]研究表明，氮肥施用量增加導(dǎo)致半矮稈和高稈基因型油菜的籽粒蛋白質(zhì)含量增加，而脂肪酸生物合成所需的糖降低，從而導(dǎo)致籽粒脂肪酸的比例降低，影響含油量。隨施氮量增加，油菜籽粒中對(duì)人體較為有益的亞油酸含量降低，而飽和脂肪酸和亞麻酸含量增加[10, 36-37]，導(dǎo)致菜籽油品質(zhì)下降。因此提高籽粒含油量需要降低蛋白質(zhì)含量，控制氮素投入。

綜上所述，高含油量品種苗期和薹期對(duì)氮素需求量與普通含油量品種無(wú)明顯差異；花后對(duì)氮素的需求量降低，而對(duì)鉀素的需求量高于普通含油量品種。雖然本研究選用的高含油和普通含油量品種較少具有一定的局限性，但是氮鉀營(yíng)養(yǎng)對(duì)含油量的影響具有共性。在高含油油菜生產(chǎn)中，在苗期氮肥田間管理與普通高產(chǎn)油菜相同，但在后期追肥中可適當(dāng)降低施氮量，在花期可適當(dāng)噴施鉀肥，以達(dá)到保產(chǎn)促油增效的目的。

4 結(jié)論

高含油品種中油雜19的生物量和氮素需求量低于普通含油量高產(chǎn)品種華油雜62；花后對(duì)鉀的需求量高于普通含油量常規(guī)產(chǎn)量品種華油雜12；中油雜19對(duì)磷素的需求量與華油雜12和華油雜62無(wú)顯著的差異。中油雜19的氮素生理利用效率和產(chǎn)油效率均顯著高于華油雜12和華油雜62，鉀肥生理利用效率低于華油雜12和華油雜62，但鉀素產(chǎn)油效率沒(méi)有顯著差異。高含油量油菜品種在花后需要更多的鉀營(yíng)養(yǎng)，與高產(chǎn)品種相比，高含油品種對(duì)氮素的需求量相對(duì)較低。

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Characteristics of Oilseed Rape Cultivar with Different Oil Content in Nutrient Dynamitic Accumulation Rates and Utilization Efficiency

HU WenShi, LI YinShui, ZHAO ManLi, ZHANG ShanShan, GU ChiMing, DAI Jing, LI XiaoYong, YANG Lu, QIN Lu, LIAO Xing

Oil Crops Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430062

【Objective】To clarify the requirements of oilseed rape cultivars characterized by high-oil content for nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) nutrients, the dynamic nutrient accumulation rates of cultivars with different oil content were compared,so as to provide a theoretical basis on precise nutrient management for realizing high oil yield potential. 【Method】The field and pot experiments were carried out during 2019-2021 oilseed rape growth seasons to monitor the dynamic changes in biomass, NPK content and accumulation rates of oilseed rapes cultivars with high oil content (Zhongyouza 19, Z19) and conventional oil content control cultivars (Huayouza 12, H12, and Huayouza 62, H62). And then the differences in nutrient utilization efficiency were analyzed.【Result】The results of two-year experiments showed that the seed yield of Z19 was obviously lower than that of H62 by 8.5%-20.4%, but there was little difference in seed yield between Z19 and H12. However, the oil content of Z19 was significantly higher than those of H12 and H62 (10.1%-26.7%). By monitoring the dynamic biomass and nutrient content in the field and pot traits during the 2020/2021 growth seasons, it was claimed that the biomass of Z19 was lower than that of H62, which was higher than that of H12 at podding and mature stage with different degrees, while there was minor difference in biomass between Z19 and H12 before podding stage. The N content of Z19 was significantly lower than H12 and H62 during growth in pot experiment and after flowering stage in field experiment. And K content of Z19 was higher than H12 and H62 during growth. However, there was no consistent changes in P content between field and pot experiments among three cultivars. Consequently, the N accumulation rates of Z19 were lower than that of H62 by 19.2%-29.0% and lower than that of H12 by 9.8%-13.1% in pot experiment. The K accumulation rate of Z19 was higher than H12 by 7.4%-39.2% except for the flowering stage. Moreover, the P accumulation rate of Z19 was between those of H62 and H12, which was remarkably higher than that of H12 in the field and significantly lower than that of H62 in the pot. The N utilization efficiency and oil production efficiency of Z19 were significantly higher than those of H12 and H62. Moreover, the K utilization efficiency of Z19 was lower than that of H12 and H62, but the K oil production efficiency of Z19 was close to that of H12 and H62. There was minor difference in P utilization efficiency among 3 cultivars, but the P oil production efficiency of Z19 was significantly higher than that of H12.15N labeling indicated that there was no obviously difference in N fertilizer use efficiency among three cultivars until flowering stage, after which N fertilizer use efficiency of Z19 was significantly lower than that of H12 and H62.【Conclusion】In summary, high-oil content cultivar, Z19, had a higher demand for K and a lower demand for N with a higher N utilization efficiency. In agricultural production, K fertilizer could be supplemented for high-oil content cultivar, and less N fertilizer could be applied in comparison to the conventional oilseed rape cultivars.

oilseed rape; oil content; yield; nutrient accumulation rate; nutrient utilization efficiency

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.24.008

2022-12-21；

2023-02-28

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程重大科研任務(wù)（CAAS-ZDRW202105）、中央級(jí)科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（1610172022008）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-2013-OCRI）

胡文詩(shī)，E-mail：huwenshi@caas.cn。通信作者秦璐，E-mail：qinlu-123@126.com

（責(zé)任編輯 李云霞）