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南方三熟区早熟油菜品种养分需求特性研究

胡宇倩 张振华 熊廷浩 资涛 张嫒 宋海星

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南方三熟区早熟油菜品种养分需求特性研究

    作者简介: 胡宇倩 E-mail:864267316@qq.com;
    通讯作者: 宋海星, E-mail:shx723@163.com
  • 基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFD0200900)。

Nutrient demand characteristics of early maturing rapeseed cultivar in the area of triple-cropping system in south China

    Corresponding author: SONG Hai-xing, E-mail:shx723@163.com
  • 摘要:   【目的】  研究稻‒稻‒油三熟制用早熟油菜品种的干物质积累及养分吸收特征,分析其与常规熟期油菜品种的差异,为南方三熟区早熟油菜生产中科学借鉴已有的常规熟期油菜施肥技术和理论提供依据。  【方法】  于2017年冬季至2019年春季在湖南省衡阳市布置为期两年的田间小区试验,供试品种为早熟品种湘油420和常规熟期品种湘油1035,从播种45~50天后开始,每隔15天左右取样测定两个品种的干物质积累变化和N、P、K、B、Mg元素吸收特征,并在收获期测产。  【结果】  早熟品种的干物质、钾素和镁素积累量低于常规熟期品种,两年平均低11.2%、6.3%和11.0%,但其收获指数、籽粒产量以及氮素、磷素、硼素积累量高于常规熟期品种,两年平均高4.4%、8.2%、22.2%、10.0%和22.7%。干物质和磷素净积累量早熟品种在角果发育期最大,常规熟期品种在开花期最大,在2017—2018年和2018—2019年度,角果发育期早熟品种干物质净增量为6492和3559 kg/hm2,分别占总积累量的52.3%和35.8%,开花期常规熟期品种干物质净增量为4975和4867 kg/hm2,分别占总积累量的37.1%和41.8%;角果发育期早熟品种磷素净增量为15.0和12.0 kg/hm2,占总磷积累量的47.5%和31.7%,开花期常规熟期品种磷素净增量为12.1和16.8 kg/hm2,占总量的44.1%和46.1%。氮素净积累量早熟品种为开花期最大,常规熟期品种为苗期最大,开花期早熟品种氮素净增量为62.8和46.2 kg/hm2,占总氮积累量的46.8%和41.9%,苗期常规熟期品种氮素净增量为53.0和51.5 kg/hm2,占总量的48.6%和56.7%。最大钾素净积累量早熟品种和常规熟期品种均在开花期,但钾素净增量的次高早熟品种为角果发育期或蕾薹期,常规熟期品种为苗期,早熟品种最大钾素净增量为120.6和172.1 kg/hm2,占总钾积累量的39.9%和66.8%,常规熟期品种最大钾素净增量为105.8和145.0 kg/hm2,占总钾积累量的32.8%和52.7%,该期钾素净增量占比早熟品种高于常规熟期品种。硼素和镁素净积累量最高时期2017—2018年度为早熟品种在角果发育期,常规熟期品种在开花期,而2018—2019年度两品种均在开花期,但该年度硼素净积累量次高时期早熟品种 (角果发育期) 仍滞后于常规熟期品种 (蕾薹期);硼素净增量最高时期的占比早熟品种为47.5%和58.4%,常规熟期品种为64.3%和54.9%,对应的净增量早熟品种为237.9和249.7 g/hm2,常规熟期品种为260.1和193.6 g/hm2;镁素净增量最高时期的占比早熟品种为39.4%和39.5%,常规熟期品种为37.7%和37.0%,对应的净增量早熟品种为6.2和3.4 kg/hm2,常规熟期品种为6.4和3.8 kg/hm2  【结论】  常规熟期品种干物质和养分积累高峰主要集中在苗期到开花期,而早熟品种在开花期到角果发育期,明显迟于常规熟期品种,其中延迟最明显的是氮素养分吸收。因此,在生产中早熟品种氮磷钾肥和中微量元素肥均应更加注意满足开花期至角果发育期的养分需求。
  • 图 1  早熟与常规熟期品种油菜干物质净增量

    Figure 1.  Net increment of dry matter in early and conventional maturity cultivars

    图 2  早熟与常规熟期品种油菜氮素净增量

    Figure 2.  Net increment of nitrogen in early and conventional maturity cultivars

    图 3  早熟与常规熟期品种油菜磷素净增量

    Figure 3.  Net increment of phosphorus in early and conventional maturity cultivars

    图 4  早熟与常规熟期品种油菜钾素净增量

    Figure 4.  Net increment in potassium in early and conventional maturity cultivars

    图 5  早熟与常规熟期品种油菜硼素净增量

    Figure 5.  Net increment of boron in early and conventional maturity cultivars

    图 6  早熟与常规熟期品种油菜镁素净增量

    Figure 6.  Net increment of magnesium in early and conventional maturity cultivars

    表 1  冬油菜种植及生育期划分概况

    Table 1.  The general situation of planting and growing period of winter rape

    年份
    Year
    品种
    Cultivar
    播种日期 (month-day)
    Sowing date
    收获日期 (month-day)
    Harvest date
    播种后天数 Day after sowing (d)
    苗期
    Seedling
    蕾薹期
    Bolting
    花期
    Flowering
    角果期
    Silique filling
    收获期
    Harvesting
    2017–2018湘油420
    Xiangyou 420
    10–1004–147071~90 91~140141~180181~185
    湘油1035
    Xiangyou 1035
    10–1004–2990 91~120121~165166~195196~200
    2018–19湘油420
    Xiangyou.420
    10–1004–2480 81~115116~165166~190191~195
    湘油1035
    Xiangyou 1035
    10–1005–09110 111~140141~175176~205206~210
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    表 2  2017—2019年两个冬油菜品种收获期干物质及养分积累量

    Table 2.  Dry matter and nutrient accumulation of the two winter rape cultivars at harvest stage in 2017‒2019

    年份
    Year
    品种
    Cultivar
    收获指数
    Harvest index
    (%)
    干物质
    Dry matter
    (kg/hm2)
    产量
    Yield
    (kg/hm2)
    N
    (kg/hm2)
    P
    (kg/hm2)
    K
    (kg/hm2)
    Mg
    (kg/hm2)
    B
    (g/hm2)
    2017—18湘油420
    Xiangyou 420
    27.7124123433134.131.7302.415.9501.3
    湘油1035
    Xiangyou 1035
    23.7134273180109.127.4322.717.0404.2
    2018—19湘油420
    Xiangyou.420
    22.9 99462274110.338.0257.7 8.7427.9
    湘油1035
    Xiangyou 1035
    18.0116592097 90.836.4275.010.3352.4
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  • 收稿日期:  2019-10-16

南方三熟区早熟油菜品种养分需求特性研究

    作者简介:胡宇倩 E-mail:864267316@qq.com
    通讯作者: 宋海星, shx723@163.com
  • 湖南农业大学资源环境学院土壤肥料资源高效利用国家工程实验室/农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室/植物营养湖南省普通高等学校重点实验室,湖南长沙 410128
  • 基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFD0200900)。
  • 摘要:   【目的】  研究稻‒稻‒油三熟制用早熟油菜品种的干物质积累及养分吸收特征,分析其与常规熟期油菜品种的差异,为南方三熟区早熟油菜生产中科学借鉴已有的常规熟期油菜施肥技术和理论提供依据。  【方法】  于2017年冬季至2019年春季在湖南省衡阳市布置为期两年的田间小区试验,供试品种为早熟品种湘油420和常规熟期品种湘油1035,从播种45~50天后开始,每隔15天左右取样测定两个品种的干物质积累变化和N、P、K、B、Mg元素吸收特征,并在收获期测产。  【结果】  早熟品种的干物质、钾素和镁素积累量低于常规熟期品种,两年平均低11.2%、6.3%和11.0%,但其收获指数、籽粒产量以及氮素、磷素、硼素积累量高于常规熟期品种,两年平均高4.4%、8.2%、22.2%、10.0%和22.7%。干物质和磷素净积累量早熟品种在角果发育期最大,常规熟期品种在开花期最大,在2017—2018年和2018—2019年度,角果发育期早熟品种干物质净增量为6492和3559 kg/hm2,分别占总积累量的52.3%和35.8%,开花期常规熟期品种干物质净增量为4975和4867 kg/hm2,分别占总积累量的37.1%和41.8%;角果发育期早熟品种磷素净增量为15.0和12.0 kg/hm2,占总磷积累量的47.5%和31.7%,开花期常规熟期品种磷素净增量为12.1和16.8 kg/hm2,占总量的44.1%和46.1%。氮素净积累量早熟品种为开花期最大,常规熟期品种为苗期最大,开花期早熟品种氮素净增量为62.8和46.2 kg/hm2,占总氮积累量的46.8%和41.9%,苗期常规熟期品种氮素净增量为53.0和51.5 kg/hm2,占总量的48.6%和56.7%。最大钾素净积累量早熟品种和常规熟期品种均在开花期,但钾素净增量的次高早熟品种为角果发育期或蕾薹期,常规熟期品种为苗期,早熟品种最大钾素净增量为120.6和172.1 kg/hm2,占总钾积累量的39.9%和66.8%,常规熟期品种最大钾素净增量为105.8和145.0 kg/hm2,占总钾积累量的32.8%和52.7%,该期钾素净增量占比早熟品种高于常规熟期品种。硼素和镁素净积累量最高时期2017—2018年度为早熟品种在角果发育期,常规熟期品种在开花期,而2018—2019年度两品种均在开花期,但该年度硼素净积累量次高时期早熟品种 (角果发育期) 仍滞后于常规熟期品种 (蕾薹期);硼素净增量最高时期的占比早熟品种为47.5%和58.4%,常规熟期品种为64.3%和54.9%,对应的净增量早熟品种为237.9和249.7 g/hm2,常规熟期品种为260.1和193.6 g/hm2;镁素净增量最高时期的占比早熟品种为39.4%和39.5%,常规熟期品种为37.7%和37.0%,对应的净增量早熟品种为6.2和3.4 kg/hm2,常规熟期品种为6.4和3.8 kg/hm2  【结论】  常规熟期品种干物质和养分积累高峰主要集中在苗期到开花期,而早熟品种在开花期到角果发育期,明显迟于常规熟期品种,其中延迟最明显的是氮素养分吸收。因此,在生产中早熟品种氮磷钾肥和中微量元素肥均应更加注意满足开花期至角果发育期的养分需求。

    English Abstract

    • 油菜是世界上最重要的油料作物之一,在国内外占据着举足轻重的地位,我国人均食用油需求量大,而自给率仅35%,对外依存度超过60%[1-2]。如何在有限的农田种植面积上获得更高的油菜产量,是目前农业发展中亟待解决的问题,因此在南方三熟区研究适宜于稻‒稻‒油复种模式的早熟冬油菜品种,对解决三熟区的茬口矛盾、增加油菜种植面积、提高油菜籽产量具有重大意义。相关研究认为,稻‒油轮作较稻‒闲模式对作物及土壤肥力方面具有更大的优势,持续性水旱轮作可改善土壤的物理、化学及生物性质[3],进而促进作物生长,提高产量[4-5]。同时稻‒油轮作中秸秆还田的举措也能补充土壤养分,减少肥料投入量,达到水稻稳产甚至增产的效果[6]。为满足三熟区复种模式中作物生育期的要求,冬油菜在10月中下旬播种,次年4月中下旬收获最为恰当,因此生育期180天左右的早熟冬油菜品种是较好的选择[7]。此外,油菜是一种肥料依赖型作物,我国油菜主产区耕地肥力平均仅能支撑57.5%的产量[8],因此合理施肥是提高油菜产量的根本保障,掌握早熟冬油菜品种的生长特性及养分吸收特征,可为制定合理施肥方案奠定基础。对油菜来说,除通常作物需求量高的氮、磷、钾3种养分之外,还需要较多的硼、镁等元素。已有常规熟期油菜的研究结果表明,开花期至角果发育期是油菜干物质积累的主要阶段,其中开花期的干物质积累量最大[9];苗期和蕾薹期是氮素积累的主要阶段,初花期以后积累量下降,其中苗期的氮素积累量最大;磷素积累量在整个生育期持续增加,收获期达最大值,其中苗期和角果发育期的磷素积累量较多;苗期、蕾薹期、开花期是钾素积累的主要阶段,其中苗期的钾素积累量最大,开花期以后积累量下降[10]。硼素和镁素积累量从苗期到角果发育期持续增加,角果发育后期开始下降,其中薹花期的积累速率最快,苗期和开花期的积累量相近且高于其他生育期[11-14]。关于早熟油菜品种的研究主要集中在产量、抗逆性、抗病性等方面,仅有少量早熟春油菜品种的养分吸收特征[15]及早熟冬油菜品种干物质积累[16]方面的研究,而早熟冬油菜品种养分吸收特征的研究目前报道很少。本研究通过连续两年大田小区试验,探究了早熟冬油菜品种的干物质积累特征及氮、磷、钾、硼、镁的吸收特征,以期为三熟区油菜的施肥方案制定提供理论依据。

      • 油菜大田小区试验于2017—2019年连续两年在湖南省衡阳市进行。该地属亚热带季风性气候,年日照时数约1350 h,年平均温度18℃,年降水量约1500 mm。2017—2018年油菜生长季 (2017年10月到2018年4月) 降雨量为402 mm、平均温度为13.0℃;2018—2019年油菜生长季 (2018年10月到2019年4月) 降雨量为881 mm、平均温度为11.8℃;2018—2019年油菜生长季降雨量是2017—2018年的2.2倍,平均温度比2017—2018年低1.2℃。

        前茬为水稻,土壤质地为壤土,2017—2018年在衡阳农业科学研究所大广试验基地 (E112°33' 18.22"、N27°22' 5.96") 种植,试验区土壤养分含量为全氮1.52 g/kg、全磷0.74 g/kg、全钾17.87 g/kg、碱解氮144.51 mg/kg、有效磷14.70 mg/kg、速效钾178.89 mg/kg。2018—2019年在衡阳县台源镇 (乡) 台九村 (E112°23′26.00″、N27°01′51.53″) 种植,试验区土壤养分含量为全氮1.67 g/kg、全磷0.79 g/kg、全钾16.68 g/kg、碱解氮128.29 mg/kg、有效磷9.84 mg/kg、速效钾105.40 mg/kg。

        供试品种为早熟品种湘油420和常规熟期品种湘油1035。2017—2018年早熟品种湘油420生育期185天,常规熟期品种湘油1035生育期200天,两品种生育期相差15天;2018—2019年可能是由于阴雨天过多,两个品种的生育期均延长了10天,早熟品种湘油420生育期195天,常规熟期品种湘油1035生育期210天,两品种生育期也相差15天。各生育期天数划分依据两个品种生长发育情况记录。

      • 选用肥力均匀的中等肥力土壤进行小区试验,小区面积20 m2 (1 m × 20 m)。两年试验选择一个早熟品种和一个常规熟期品种,3次重复,随机区组排列。采用直播方式,种植密度为30 × 104株/hm2(每小区50行,每行12株,行距40 cm,株距8 cm),条播后通过三叶期和五叶期两次间苗确定保苗株数。参试肥料为尿素 (含N 46%)、过磷酸钙 (含P2O5 12%)、氯化钾 (含K2O 60%)、硼砂 (含B 11%),用量分别为N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 105 kg/hm2、B 1.5 kg/hm2。其中,氮肥按照基肥∶苗肥∶薹肥 = 5∶3∶2的比例施用,磷、钾、硼肥全部做基肥施用。基肥结合翻地施用,苗肥与薹肥条施覆土。其他管理按当地高产习惯进行,特别要注意防病、虫、草害。两年冬油菜种植与收获日期以及生育期划分如表1所示。

        表 1  冬油菜种植及生育期划分概况

        Table 1.  The general situation of planting and growing period of winter rape

        年份
        Year
        品种
        Cultivar
        播种日期 (month-day)
        Sowing date
        收获日期 (month-day)
        Harvest date
        播种后天数 Day after sowing (d)
        苗期
        Seedling
        蕾薹期
        Bolting
        花期
        Flowering
        角果期
        Silique filling
        收获期
        Harvesting
        2017–2018湘油420
        Xiangyou 420
        10–1004–147071~90 91~140141~180181~185
        湘油1035
        Xiangyou 1035
        10–1004–2990 91~120121~165166~195196~200
        2018–19湘油420
        Xiangyou.420
        10–1004–2480 81~115116~165166~190191~195
        湘油1035
        Xiangyou 1035
        10–1005–09110 111~140141~175176~205206~210
      • 两年的取样次数和间隔天数有所不同。2017—2018年,播种后50天开始,每隔10~15天取一次植株地上部 (子叶节处切割) 样品,早熟品种全生育期共取样14次,常规熟期品种全生育期共取样15次。抽薹前取12株,蕾薹期开始取7株2018—2019年,播种后45天开始,每隔15~20天取一次植株地上部 (子叶节处切割) 样品,早熟品种全生育期共取样9次,常规熟期品种全生育期共取样10次。取样株数同前一年。

      • 分装后样品105℃杀青30 min,于65℃恒温烘干称重。经不锈钢粉碎机和瓷研钵 (仅蕾、花器官) 磨碎后氮、磷、钾含量用H2SO4‒H2O2消煮,采用凯氏定氮法、钒钼黄比色法和火焰光度法测定。硼、镁含量用浓硝酸在98℃条件下水浴锅消煮2 h,稀释20倍后,使用ICP-MS测定。收获期每个小区避开取样区域收割10 m2,经后熟作用并晒干后脱粒称重,折算含水量获得实际产量。

      • 所有试验数据采用Microsoft Excel 2003和SPSS 19软件进行计算和统计分析、独立样本t检验,文中图采用Microsoft Excel 2003软件绘制。

      • 表2所示,早熟品种的收获指数、产量及氮、磷、硼素积累量高于常规熟期品种,干物质与钾、镁素积累量低于常规熟期品种,且2017—2018年与2018—2019年规律一致。早熟品种的干物质积累量低于常规熟期品种,但由于收获指数高,其产量均高于常规熟期品种,两年收获指数和产量较常规熟期品种平均高4.4%和8.2%。相较于常规熟期品种,早熟品种两个年度的氮素积累量高22.9%和21.5%、磷素积累量高15.7%和4.4%、硼素积累量高24.0%和21.4%,两年平均氮、磷、硼素积累量高22.2%、10.0%、22.7%;干物质积累量低7.6%和14.7%,钾素积累量均低6.3%,镁素积累量低6.5%和15.5%,两年平均干物质与钾、镁素积累量低11.2%、6.3%、11.0%。2017—2018年的干物质及养分积累量高于2018—2019年的值。

        表 2  2017—2019年两个冬油菜品种收获期干物质及养分积累量

        Table 2.  Dry matter and nutrient accumulation of the two winter rape cultivars at harvest stage in 2017‒2019

        年份
        Year
        品种
        Cultivar
        收获指数
        Harvest index
        (%)
        干物质
        Dry matter
        (kg/hm2)
        产量
        Yield
        (kg/hm2)
        N
        (kg/hm2)
        P
        (kg/hm2)
        K
        (kg/hm2)
        Mg
        (kg/hm2)
        B
        (g/hm2)
        2017—18湘油420
        Xiangyou 420
        27.7124123433134.131.7302.415.9501.3
        湘油1035
        Xiangyou 1035
        23.7134273180109.127.4322.717.0404.2
        2018—19湘油420
        Xiangyou.420
        22.9 99462274110.338.0257.7 8.7427.9
        湘油1035
        Xiangyou 1035
        18.0116592097 90.836.4275.010.3352.4
      • 图1所示,2017—2019年湘油420的苗期至开花期以及收获期的干物质净增量均低于湘油1035,而角果发育期却明显高于湘油1035。湘油420的干物质净增量表现为角果发育期最大,其次是开花期,角果发育期的干物质净增量2017—2018年为6492 kg/hm2、2018—2019年为3559 kg/hm2,分别占总积累量的52.3%和35.8%。湘油1035的干物质净增量表现为开花期最大,其次是角果发育期 (2017—2018年) 或苗期 (2018—2019年),开花期的干物质净增量2017—2018年为4975 kg/hm2、2018—2019年为4867 kg/hm2,分别占总积累量的37.1%和41.8%。总之,常规熟期品种在开花期有最大的干物质净增量,早熟品种则在角果发育期,早熟品种的干物质积累高峰期明显后移。

        图  1  早熟与常规熟期品种油菜干物质净增量

        Figure 1.  Net increment of dry matter in early and conventional maturity cultivars

        2017—2019年两种熟期品种的干物质累积趋势均符合慢—快—慢的规律。但2018—2019年干物质净增量在开花期之前明显高于2017—2018年,角果发育期以后明显低于2017—2018年,可见低温多雨天气对油菜生长后期的干物质积累影响更大。

      • 图2所示,两种熟期品种的氮素积累主要发生在苗期、蕾薹期和开花期,角果发育期和收获期的氮素净增量减少。湘油420的氮素净增量表现为开花期最大,其次是苗期 (2017—2018年) 或蕾薹期 (2018—2019年),开花期的氮素净增量2017—2018年为62.8 kg/hm2、2018—2019年为46.2 kg/hm2,分别占总积累量的46.8%和41.9%。湘油1035的氮素净增量表现为苗期最大,其次是蕾薹期 (2017—2018年) 或开花期 (2018—2019年),苗期的氮素净增量2017—2018年为53.0 kg/hm2、2018—2019年为51.5 kg/hm2,分别占总积累量的48.6%和56.7%。总之,从两个不同熟期品种的氮素净增量高峰期来看,早熟品种明显滞后于常规熟期品种;从两个不同年度的各生育期氮素净增量来看,两种熟期品种均表现为氮素积累最高生育期没有变化,而次高期2018—2019年滞后于2017—2018年。

        图  2  早熟与常规熟期品种油菜氮素净增量

        Figure 2.  Net increment of nitrogen in early and conventional maturity cultivars

      • 图3所示,两种熟期品种的磷素积累主要发生在苗期、开花期和角果发育期。湘油420的磷素净增量表现为角果发育期最大,其次是开花期,角果发育期的磷素净增量2017—2018年为15.0 kg/hm2、2018—2019年为12.0 kg/hm2,分别占总积累量的47.5%和31.7%。湘油1035的磷素净增量表现为开花期最大,其次是苗期,开花期的磷素净增量2017—2018年为12.1 kg/hm2、2018—2019年为16.8 kg/hm2,分别占总积累量的44.1%和46.1%。总之,相较于常规熟期品种,早熟品种对磷素积累高峰期后移。试验还表明,2018—2019年的磷素净增量在开花期之前高于2017—2018年,但角果发育期以后明显低于2017—2018年,与干物质的积累特性相似。

        图  3  早熟与常规熟期品种油菜磷素净增量

        Figure 3.  Net increment of phosphorus in early and conventional maturity cultivars

      • 图4所示,两种熟期品种钾素净增量最高时期均为开花期。湘油420的开花期钾素净增量2017—2018年为120.6 kg/hm2、2018—2019年为172.1 kg/hm2,分别占总积累量的39.9%和66.8%;湘油1035的开花期钾素净增量2017—2018年为105.8 kg/hm2、2018—2019年为145.0 kg/hm2,分别占总积累量的32.8%和52.7%。可见,该期的钾素净增量占总积累的比例两个年度均表现为早熟品种高于常规熟期品种,而苗期的钾素积累占比或苗期和蕾薹期的钾素积累占比小于常规熟期品种。钾素净增量次高时期两个品种却完全不同,湘油420为角果发育期 (2017—2018年) 或蕾薹期 (2018—2019年),湘油1035为苗期,早熟品种晚于常规熟期品种。总之,虽然两种熟期品种的钾素净增量高峰期一致,但该期钾素积累占比早熟品种高于常规熟期品种,且早熟品种的钾素净增量次高期晚于常规熟期品种,说明早熟品种的钾素积累也滞后于常规熟期品种。

        图  4  早熟与常规熟期品种油菜钾素净增量

        Figure 4.  Net increment in potassium in early and conventional maturity cultivars

      • 图5所示,湘油420的硼素积累主要发生在开花期和角果发育期,尽管2017—2018年角果发育期净增量最大,开花期次之,2018—2019年则开花期最大、角果发育期次之,两个年度有所不同,但这两个时期硼素净增量之和的占比均较高,且两个年度相近,2017—2018年为84.0%,2018—2019年为86.1%。2017—2018年硼素积累较多的角果发育期的硼素净增量为237.9 g/hm2,占总积累量的47.5%,2018—2019年硼素积累最多的开花期的硼素净增量为249.7 g/hm2,占总积累量的58.4%。湘油1035的硼素净增量表现为开花期最大,其次是苗期 (2017—2018年) 或蕾薹期 (2018—2019年),积累量高的两个生育期硼素净增量之和占总积累量的比例2017—2018年为81.0%、2018—2019年为91.7%,硼素积累最多的开花期硼素净增量2017—2018年为260.1 g/hm2、2018—2019年为193.6 g/hm2,分别占总积累量的64.3%和54.9%。总之,湘油420有84.0%~86.1%的硼素积累在开花期至角果发育期,湘油1035有81.0%~91.7%的硼素积累在开花期和苗期或开花期和蕾薹期,说明对硼素的积累也表现为早熟品种滞后于常规熟期品种。

        图  5  早熟与常规熟期品种油菜硼素净增量

        Figure 5.  Net increment of boron in early and conventional maturity cultivars

      • 图6所示,镁素净增量两个年度间差异较大。2017—2018年,湘油420的镁素净增量为角果发育期最大,其次是开花期;湘油1035则开花期最大,其次是角果发育期,镁素净增量高峰期也表现出早熟品种滞后于常规熟期品种。而2018—2019年,两种熟期品种均表现为开花期净增量最大,其次是苗期。计算镁素最高时期的净增量及其占总积累量的比例表明,2017—2018年湘油420为6.2 kg/hm2和39.4%,湘油1035为6.4 kg/hm2和37.7%;2018—2019年湘油420为3.4 kg/hm2和39.5%,湘油1035为3.8 kg/hm2和37.0%。

        图  6  早熟与常规熟期品种油菜镁素净增量

        Figure 6.  Net increment of magnesium in early and conventional maturity cultivars

      • 已有常规熟期油菜的研究结果表明,冬油菜各生育期干物质积累量表现为开花期 > 苗期 > 蕾薹期 > 角果发育期[17]。也有蕾薹期至角果发育期是油菜干物质积累重要时期的报道,其中角果发育期的积累量更大,积累强度更高[18]。本试验两年研究中,常规熟期品种的开花期干物质净增量最大,其次是苗期或角果发育期,但各时期的净增量差异相对较小。而早熟品种的角果发育期干物质净增量最大,其次是开花期,各时期的干物质净增量差异较大,存在明显积累高峰,且积累高峰较常规熟期品种延迟。常规熟期品种在两年的干物质积累表现有差异,可能是因为年份间水、温条件不同,特别是2018—2019年持续性的阴雨天气,影响了各生育期的生长速度及干物质积累量。

        油菜产量与植株干物质的积累密切相关[19],在一定范围内,产量与干物质积累量呈正相关关系[20]。比较收获期两种熟期油菜品种干物质积累量及产量,早熟品种的干物质积累量低于常规熟期品种,但产量略高,这可能是因为早熟品种向生殖器官的干物质分配能力更强。本试验中早熟品种的收获指数高于常规熟期品种,为以上推测提供了佐证。需要说明的是,为保证更好的可比性,本研究选用了产量相近的不同熟期品种,因参试品种少,其代表性还应该用更多的品种进一步进行验证。比较两年的籽粒产量,2017—2018年的产量明显高于2018—2019年,这可能与2018—2019年阴雨天气过多有关。

      • [8, 21-22]、磷[23]、钾[24-25]、硼[26-27]和镁[14]等营养元素对作物生长和产量形成的重要作用早已被证明。常规熟期品种的研究结果表明,油菜对以上5种元素积累较多的时期分别是氮素在苗期[8]、磷素在角果发育期和苗期[10, 7]、钾素在苗期和蕾薹期[10]、硼素和镁素在苗期和开花期[11, 13-14],即除磷素之外养分积累的主要时期为苗期到开花期之间。本研究中常规熟期品种也得到了类似的结果,5种元素积累较多的时期分别是氮素在苗期、磷素在开花期和苗期、钾素在开花期和苗期、硼素在开花期和苗期 (或蕾薹期)、镁素在开花期和角果发育期 (或苗期),即除镁素之外养分积累的主要时期为苗期到开花期之间,苗期是常规熟期品种养分积累的重要阶段。而早熟品种的研究结果却与此不同,5种元素积累较多的时期分别是氮素在开花期、磷素在角果发育期和开花期、钾素在开花期和角果发育期 (或蕾薹期)、硼素在角果发育期和开花期,镁素在角果发育期和开花期 (或苗期),即角果发育期为早熟品种养分积累的重要阶段。本研究中常规熟期品种某些营养元素吸收高峰与已有研究不完全相同,可能是因为不同供试品种的生育期和区域适应性不同所致。事实上,已有很多针对不同常规熟期品种的养分需求及施肥技术方面的研究报道,且每当出现新品种时都有人进行类似的研究,也是因为考虑不同品种之间的差异。总之,常规熟期品种对养分的吸收主要在苗期至开花期,而早熟品种主要在开花期至角果发育期,即早熟品种的养分吸收高峰期存在明显的后移现象,其中氮素吸收高峰的后移更为明显。因此,在生育后期提供适量的养分,对早熟冬油菜的生长非常重要。

      • 稻‒稻‒油三熟制是增加油菜播种面积的重要举措,而对早熟油菜品种的生长需肥特性探究,正是普及三熟制复种模式的重要前提。本研究表明,早熟品种的干物质积累及养分需求最关键的生育期滞后于常规熟期品种,生育后期养分需求量大于常规熟期品种。因此,尽管早熟品种的生育期较短,但是在农村劳动力不足和油菜生长到一定程度后难以进行追肥操作的情况下,三熟区油菜生产中更加凸显了施用缓控释肥的重要性。已有研究表明,缓控释肥一次性施用能够满足作物整个生育期的养分需求[28],种植早熟品种时配合控释尿素的施用可达到减氮稳产的效果[29],在缓控释肥的基础上研发的油菜专用缓释肥,养分配比合理,且能针对油菜的营养需求特征有效释放养分[30],从而提高油菜产量、增加生产效益[31]。因此,油菜专用缓释肥的应用,将会进一步促进长江中下游三熟区油菜生产的绿色高效发展种植。

      • 早熟品种与常规熟期品种的养分需求特征存在较大的差异。常规熟期品种对养分的吸收集中在苗期至开花期,早熟品种开花期至角果发育期是更加重要的养分吸收阶段,与常规品种相比,早熟品种的养分吸收存在明显的后移现象,其中氮素吸收的后移最为明显。因此在三熟区油菜生产中,保证适宜的生育后期养分供给,是油菜稳产增产的重要举措。

    参考文献 (31)
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