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李小勇1(), 黄威2, 刘红菊3, 李银水1, 顾炽明1, 代晶1, 胡文诗1, 杨璐1, 廖星1, 秦璐1()
收稿日期:
2022-06-19
接受日期:
2022-08-24
出版日期:
2023-03-23
发布日期:
2023-03-23
联系方式:
李小勇,E-mail:dashuai_17@163.com。
基金资助:
LI XiaoYong1(), HUANG Wei2, LIU HongJu3, LI YinShui1, GU ChiMing1, DAI Jing1, HU WenShi1, YANG Lu1, LIAO Xing1, QIN Lu1()
Received:
2022-06-19
Accepted:
2022-08-24
Published:
2023-03-23
Online:
2023-03-23
摘要:
【目的】探究施氮量对不同轮作模式下油菜产量形成及养分利用的影响。【方法】以甘蓝型油菜品种‘中油杂19’为材料,在湖北黄冈进行大田裂区试验,设置两个轮作模式(稻油轮作,RO;豆油轮作,SO)为主区,4个施氮量(N0,0;N1,90 kg·hm-2;N2,180 kg·hm-2;N3,270 kg·hm-2)为副区,测定产量构成、干物质积累、农艺性状、养分积累及籽粒品质等相关指标。【结果】(1)豆油轮作油菜籽粒产量显著高于稻油轮作,增加施氮量,不同轮作模式下油菜单株角果数、每角果粒数及千粒重均呈显著上升趋势,与N0相比,在N1、N2和N3处理下,稻油轮作油菜籽粒产量分别增长176.68%、436.49%和835.40%,豆油轮作油菜籽粒产量分别增长123.96%、344.46%和547.25%。豆油轮作较稻油轮作在N0、N1、N2和N3处理下大田籽粒产量分别增长62.09%、31.33%、71.79%和12.21%;(2)成熟期豆油轮作油菜根颈粗、株高、第一有效分枝高度和有效分枝数显著高于稻油轮作,且随施氮量增加不同轮作模式下各农艺性状指标显著增加;各生育期豆油轮作单株油菜根干重及地上部干重显著高于稻油轮作,但根冠比低于稻油轮作,且随施氮量增加,两种轮作模式下苗期后根冠比显著下降;(3)豆油轮作油菜根系、角果壳、茎秆、籽粒氮含量和氮积累量均高于稻油轮作,且随着施氮量增加各部位氮含量和氮积累量显著增加。豆油轮作籽粒氮素表观利用率高于稻油轮作,随施氮量的增加,稻油轮作下氮素表观利用率增加,而豆油轮作氮素表观利用率呈现先上升后下降趋势;(4)与稻油轮作模式相比,相同施氮量下豆油轮作油菜角果壳可溶性糖含量低,而游离氨基酸含量和游离氨基酸含量/可溶性糖含量比值高,随施氮量增加可溶性糖含量降低,游离氨基酸含量和游离氨基酸含量/可溶性糖含量比值增加。因此,豆油轮作油菜籽粒因脂肪酸合成底物受限,含油率低于稻油轮作模式,且随施氮量增加,籽粒含油率在各轮作模式下均显著下降。两年试验结果显示,在270 kg·hm-2施氮量水平时,产油量在两个轮作模式下均达到最大,稻油轮作两年产油量分别为1 678.60和1 665.33 kg·hm-2,豆油轮作两年产油量分别为1 684.03和1 687.10 kg·hm-2,但豆油轮作在180和270 kg·hm-2施氮量下产油量差异不显著。【结论】稻油轮作油菜氮肥施用可控制在270 kg·hm-2左右,而豆油轮作氮肥施用可控制在180 kg·hm-2左右,以保证较高氮肥利用效率,并获得较高产油量。
李小勇, 黄威, 刘红菊, 李银水, 顾炽明, 代晶, 胡文诗, 杨璐, 廖星, 秦璐. 不同轮作模式下氮肥施用对油菜产量形成及养分利用的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(6): 1074-1085.
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表1
轮作模式和施氮量对油菜产量及产量构成的影响"
轮作模式 Cropping system | 施氮量 Nitrogen rate | 2019-2020 | 2020-2021 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
单株有效角果数 Effective pods per plant | 每角果粒数 Seeds per pod | 千粒重 1000-seed weight (g) | 实际产量 Yield (kg·hm-2) | 单株有效角果数 Effective pods per plant | 每角果粒数 Seeds per pod | 千粒重 1000-seed weight (g) | 实际产量 Yield (kg·hm-2) | ||
RO | N0 | 10.66e | 19.26b | 3.54d | 327.14h | 11.15g | 19.42b | 3.62c | 352.88g |
N1 | 25.61d | 22.12a | 3.68bcd | 937.97f | 24.36e | 22.12a | 3.88bc | 940.96e | |
N2 | 44.21c | 22.22a | 3.73bcd | 1781.34d | 45.66c | 22.52a | 3.93bc | 1864.80c | |
N3 | 75.21b | 22.54a | 3.98bc | 3188.84b | 76.07b | 22.64a | 3.98bc | 3161.93b | |
SO | N0 | 17.03e | 19.22b | 3.60cd | 530.34g | 17.05f | 19.82b | 3.76bc | 571.86f |
N1 | 32.23d | 22.09a | 3.74bcd | 1198.16e | 32.25d | 22.20a | 3.94bc | 1269.53d | |
N2 | 72.75b | 22.41a | 4.08b | 2993.25c | 78.86b | 22.61a | 4.08ab | 3273.60b | |
N3 | 82.34a | 22.72a | 4.49a | 3535.66a | 85.03a | 22.72a | 4.39a | 3590.21a | |
方差分析 Variance analyses | C | ** | NS | * | ** | ** | NS | * | ** |
N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | |
C×N | ** | NS | NS | ** | ** | NS | NS | ** |
表2
轮作模式和施氮量对油菜成熟期农艺性状的影响"
轮作模式 Cropping system | 施氮量 Nitrogen rate | 2019-2020 | 2020-2021 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
根颈粗 Root crown diameter (mm) | 株高 Plant height (cm) | 第一有效 分枝高度 Branch height (cm) | 有效分枝数 Branch number | 根颈粗 Root crown diameter (mm) | 株高 Plant height (cm) | 第一有效 分枝高度 Branch height (cm) | 有效分枝数 Branch number | ||
RO | N0 | 7.71c | 86.92e | 48.34d | 1.31e | 8.43d | 91.86e | 46.87d | 1.56d |
N1 | 11.49b | 113.07d | 55.51cd | 2.93d | 12.46bc | 120.81d | 61.45c | 3.63c | |
N2 | 12.49b | 143.15c | 84.83b | 3.31d | 13.76b | 140.62c | 89.84a | 4.23b | |
N3 | 13.73ab | 159.77ab | 90.92ab | 4.72ab | 14.08b | 150.55bc | 93.36a | 5.21a | |
SO | N0 | 8.39c | 87.33e | 49.17d | 1.64e | 8.72cd | 90.66e | 50.34d | 1.65d |
N1 | 11.72b | 148.68bc | 61.13c | 3.96c | 12.82bc | 148.22bc | 77.42b | 3.98bc | |
N2 | 13.73ab | 154.61abc | 96.08a | 4.33bc | 14.51ab | 159.31ab | 98.52a | 4.32b | |
N3 | 16.35a | 166.52a | 97.23a | 5.08a | 16.93a | 167.12a | 101.11a | 5.46a | |
方差分析 Variance analyses | C | * | ** | ** | ** | * | ** | ** | NS |
N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | |
C×N | NS | ** | NS | NS | NS | * | NS | NS |
表3
轮作模式和施氮量对油菜各器官氮含量和氮积累量的影响"
年份 Year | 轮作模式 Cropping system | 施氮量 Nitrogen rate | 根Root | 茎Stem | 角果壳Pod shell | 籽粒Seed | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N含量 N content (%) | N积累量 N uptake (kg·hm-2) | N含量 N content (%) | N积累量 N uptake (kg·hm-2) | N含量 N content (%) | N积累量 N uptake (kg·hm-2) | N含量 N content (%) | N积累量 N uptake (kg·hm-2) | |||
2019-2020 | RO | N0 | 0.42c | 2.23f | 0.33c | 4.59f | 0.45d | 1.29f | 2.59f | 8.48f |
N1 | 0.44bc | 5.04e | 0.34c | 11.70e | 0.47d | 6.39e | 2.71ef | 25.45de | ||
N2 | 0.50a | 7.10cd | 0.37bc | 14.96d | 0.53bc | 9.76d | 2.98bcd | 53.11c | ||
N3 | 0.52a | 9.63b | 0.39bc | 21.70c | 0.55b | 16.64b | 3.08bc | 98.14b | ||
SO | N0 | 0.44bc | 2.51f | 0.35c | 6.90f | 0.50cd | 3.33f | 2.85de | 15.11ef | |
N1 | 0.49ab | 6.51d | 0.39bc | 19.93c | 0.55b | 8.16de | 2.89cde | 34.65d | ||
N2 | 0.52a | 7.60c | 0.42ab | 26.94b | 0.63a | 14.30c | 3.16b | 94.48b | ||
N3 | 0.52a | 10.52a | 0.48a | 34.17a | 0.66a | 24.18a | 3.50a | 123.75a | ||
2020-2021 | RO | N0 | 0.42e | 2.52e | 0.31e | 3.80e | 0.45e | 1.31f | 2.67d | 9.41f |
N1 | 0.45cde | 5.11d | 0.34de | 11.26d | 0.49de | 6.77d | 2.74cd | 25.81e | ||
N2 | 0.48bc | 5.90d | 0.38bcd | 16.65c | 0.52cd | 9.91c | 2.92c | 54.36c | ||
N3 | 0.51ab | 7.51c | 0.42ab | 22.71b | 0.55bc | 14.49b | 3.13b | 99.03b | ||
SO | N0 | 0.43de | 2.84e | 0.37cd | 6.70e | 0.49cde | 3.63e | 2.83cd | 16.17f | |
N1 | 0.48bcd | 5.88d | 0.39bc | 21.81b | 0.54bcd | 8.58cd | 2.90c | 36.85d | ||
N2 | 0.52ab | 8.77b | 0.41abc | 24.29b | 0.59ab | 12.57b | 3.19b | 104.33b | ||
N3 | 0.53a | 10.65a | 0.44a | 33.42a | 0.63a | 24.89a | 3.49a | 125.26a | ||
方差分析 Variance analyses | C | * | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | |
N | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ||
C×N | NS | ** | NS | ** | NS | ** | NS | ** |
表4
角果壳碳氮代谢底物和籽粒产量及含油率相关性分析"
15 d | 25 d | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
可溶性糖 Soluble sugar content | 氨基酸 Amino acid content | 氨基酸/可溶性糖 Amino acid/soluble sugar | 可溶性糖 Soluble sugar content | 氨基酸 Amino acid content | 氨基酸/可溶性糖 Amino acid/soluble sugar | |
含油率 Oil content | 0.7259** | -0.7855** | -0.7942** | 0.5858** | -0.7132** | -0.8019** |
大田籽粒产量 Yield | -0.4408** | 0.9069** | 0.8923** | -0.9397** | 0.8196** | 0.8303** |
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