甘蓝型春油菜品种干物质积累和养分吸收分配特性研究

摘要：以青海省目前主栽的4个甘蓝型春油菜杂交品种为材料，研究了全生育期内的干物质积累和养分吸收差异。结果表明，4个品种全生育期干物质累积量由高到低依次为青杂3号>青杂2号>青杂5号>青杂4号。4个品种均在蕾薹期或花期干物质累积量最高，分别占全生育期的54.11%、70.36%、74.63和51.15%。植株体内氮素、磷素含量均随着生育期推进呈下降趋势，至成熟时略有回升;钾素含量则随生育期推进始终呈下降趋势。4个品种的N、P、K养分吸收总量均呈K>N>P的趋势，氮素吸收量为119.76～168.44 kg/hm2，磷素吸收量为26.92～51.56 kg/hm2，钾素吸收量为223.30～283.72 kg/hm2。同一施肥水平下，籽粒产量由高到低的次序依次为青杂2号> 青杂5号>青杂3号>青杂4号，生育期较长的青杂2号和青杂5号在产量上占有优势。成熟期氮素和磷素多分配于籽粒中，分别占总吸收量的60.86%～72.39%和68.38%～80.51%;钾素在茎枝和角壳中分配较多，占吸收量的83.63%～93.33%。

关键词：春油菜;干物质;养分累积

中图分类号： S634.306  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）16-0078-04

收稿日期：2019-03-28

基金项目：国家重点研发计划（编号：2018YFD020090）。

作者简介：李月梅（1974—），女，青海海东人，硕士，副研究员，主要从事农业资源与环境方向的研究。

青海高原冷凉的气候生态条件对油菜有广泛的适应性，是春油菜天然的适宜生长区[1]。油菜在青海有悠久的种植历史，但长期以白菜型油菜品种为主，其产量和种植面积均处于较低水平。隨着春油菜育种技术的提高，青海省农林科学院春油菜中心“八五”期间育成了国内第1个双低春性甘蓝型油菜品种青油14号，后来又育成了甘蓝型油菜青杂系列双低杂交品种，已在我国北方其他省（区）春油菜区推广种植。近年来，又育成了一批可替代部分白菜型油菜的特早熟甘蓝型双低杂交油菜品种，如青杂3号、青杂4号，这些新育成春油菜杂交品种生产潜力较大，它们的大面积推广应用，有力地促进了青海省油菜产业的发展。截止2017年，青海省油菜种植面积16.98万hm2[2]，列全省作物种植面积的第1位，并有继续扩大的趋势。青杂系列春油菜品种是目前青海省主要推广的油菜高产品种[3-6]，这些品种的大面积推广为春油菜产区产量的快速提高发挥了重要作用。但长期以来，缺乏与之相配套的养分吸收特性研究和施肥技术研究，优质油菜品种的增产潜力难以得到充分发挥，因此开展此类研究对于指导油菜高产栽培具有重要的意义。目前关于冬油菜品种的养分吸收规律报道较多[7-12]，而目前对春油菜栽培生理研究多集中于产量、施肥现状和栽培方式等方面[13-17]，对不同甘蓝型春油菜杂交品种干物质及养分吸收动态等方面的系统研究则鲜见报道。因此，本研究以青海省种植面积较大的4个甘蓝型春油菜杂交品种为研究对象，探讨青海生产条件下春油菜不同杂交品种间的干物质积累和养分吸收特性，为构建青海省油菜化肥减施增效技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在青海省农林科学院试验站进行，土壤类型为淡栗钙土，土壤质地为中壤，其主要耕作制度为1年1熟制。土壤基本理化性状为含有机质17.82 mg/kg、全磷1.91 g/kg、全氮1.09 g/kg、全钾22.9 g/kg、碱解氮76 mg/kg、速效磷 14.7 mg/kg、速效钾158 mg/kg，pH值为8.28。

供试春油菜品种为青海省农林科学院春油菜中心选育并推广面积较大的甘蓝型双低油菜，分别为青杂2号、青杂3号、青杂4号和青杂5号，共4个油菜品种。试验于2017年4月7日播种，4～5叶期间苗、定苗，田间密度为18万株/hm2。青杂4号生育期最短，于2017年8月4日收获，全生育期 119 d;青杂3号于2017年8月10日收获，全生育期125 d;青杂2号和青杂5号于2017年8月22日收获，全生育期 137 d。其中青杂2号和青杂5号为晚熟品种;青杂3号和青杂4号为早熟品种。

1.2 研究方法

田间管理：所有品种全生育期施肥量均为120 kg/hm2 N、75 kg/hm2 P2O5、75 kg/hm2 K2O、165 g/hm2 B。供试肥料品种分别为尿素（含46% N）、过磷酸钙（含12% P2O5）、氯化钾（含60% K2O）和硼砂（含11% B）。肥料施用时期和比例：70%的氮肥和全部的磷肥、钾肥和硼肥作基肥施用，在播种前施入，并人工耕翻入土壤，余下的30%的氮肥在5叶期定苗后追肥施入。试验重复3次，小区面积为15.75 m2。油菜生产管理措施与当地大田相同。各品种的生育进程见表1。

样品采集及测定：第1次取样在播种后39 d进行，时间为2017年5月16日，春油菜生长期为5叶期，每小区采有代表性油菜30株;第2～6次取样时间分别为播种后55、69、84、99、115 d，时间分别为2017年6月1日、2017年6月15日、2017年6月30日、2017年7月15日、2017年7月31日，每次每小区采有代表性油菜5株;最后1次取样在收获前1 d进行。所采样品带回室内105 ℃杀青30 min，然后在65 ℃下用鼓风干燥箱烘干，称量地上部干质量，将样品粉碎并过 0.5 mm 筛，进行N、P、K养分测定。成熟时将植株全株采样，并按茎枝、籽粒、角壳3部分制备样品，全生育期共采样7次。植株全氮含量采用蒸馏-扩散法测定;植株全磷含量采用高氯酸-浓硫酸消煮-钼锑抗比色法测定;植株全钾含量采用火焰光度法测定。

2 结果与分析

2.1 地上部干物质积累特性

从苗期开始，4个春油菜品种的干物质累积随着生长进程的推进大体呈先增长后降低的态势。不同品种的干物质积累高峰有所区别，青杂2号和青杂5号分别在花期和蕾薹期，青杂3号和青杂4号均在花期。在成熟收获时各品种的干物质积累量均有不同程度的下降。各品种全生育期干物质累积量由高到低依次为青杂3号>青杂2号>青杂5号>青杂4号，其值分别为16 867.75、14 520.84、13 237.01、13 054.33 kg/hm2（表2）。各品种不同生育阶段干物质累积情况分析表明，青杂2号、青杂3号、青杂4号和青杂5号4个品种均以蕾薹期和花期干物质累积量为最高，分别占全生育期累积量的54.11%、70.36%、74.63%和51.15%。

2.2 春油菜不同生長时期整株养分含量

由图1可知，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号4个品种整株体内氮素含量随着生育进程的延长呈逐渐下降趋势，只在成熟收获时略有回升。第1次取样时植株的氮素含量最高，4个品种的含量范围在3.48%～3.79%，之后逐渐下降，至播种后115 d时（第6次取样）降至最低，范围在 0.64%～1.08%间，其中成熟较早的青杂3号和青杂4号比较晚成熟的青杂2号和青杂5号含量更低。青杂3号和青杂4号在成熟收获时体内氮素含量相对较低，分别为0.71%和0.94%，而青杂2号和青杂5号体内则维持较高的氮素含量水平，氮素含量均高于1.10%。

4个春油菜品种植株磷的含量随着生育期的推进呈阶梯型下降趋势，至成熟收获时略有回升（图2）。第1次取样时（播种后39 d），4个品种体内P2O5含量在0.95%～1.09%范围变动，之后快速下降，至播种后69 d，进入第1个平台期;在播种后99 d，4个品种体内P2O5含量快速下降，在播种后 115 d 后降至最低，P2O5含量变化范围在0.16%～0.37%，其中成熟较早的青杂3号和青杂4号较低，分别为0.16%和0.19%，而成熟较晚的青杂2号和青杂5号略高，分别为0.33%和 0.37%。4个品种的磷含量在成熟收获时相差较大，青杂2号和青杂5号的P2O5含量水平较高，分别为0.34%和 0.39%，而青杂3号和青杂4号则呈较低水平，分别为0.18%和0.21%。

由图3可知，4个春油菜品种植株的钾含量变化趋势与氮基本一致。第1次取样时，4个品种K2O含量在4.21%～5.08% 范围幅动，之后随生育进程逐渐下降，至成熟收获时K2O含量降至最低值，范围在1.60%～1.95%。

2.3 春油菜不同生长时期养分吸收特性

青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号4个春油菜品种随着生育期进程的推进，对氮素吸收呈单峰型变化（图4）。青杂2号和青杂5号的氮素吸收高峰出现在播种后115 d，氮素吸收量分别达174.67、167.49 kg/hm2，均为角果期;青杂3号氮素吸收高峰出现在播种后99 d，氮素吸收量达 195.37 kg/hm2，为角果发育初期;青杂4号氮素吸收高峰出现在播种后84 d，氮素吸收量达到184.05 kg/hm2，为角果发育初期。在成熟收获时，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号体内氮素含量均较前一生长阶段呈下降趋势，此阶段的氮素吸收量按由高到低的次序依次为青杂2号>青杂5号> 青杂4号>青杂3号，分别为168.44、148.25、122.71、119.76 kg/hm2，其中早熟的青杂3号和青杂4号成熟时体内氮素含量分别较最高吸收值时下降了38.70%和33.33%，晚熟的青杂2号和青杂5号则相对下降较少，仅较最高吸收值时下降了3.56%和11.48%。

由图5可知，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号4个春油菜品种的磷素吸收趋势基本与氮素一致，即随着生育期进程的推进，其对磷素吸收也呈单峰型变化。但与氮素吸收曲线不同，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号4个春油菜杂交品种的磷素吸收高峰均出现在播种后 99 d，吸收量分别为66.30、69.76、61.63、70.56 kg/hm2，青杂2号、青杂3号、青杂5号对应的生育期均为角果发育初期，而青杂4号则处于角果发育中期。之后4个品种的磷素吸收均呈下降趋势，至成熟收获时4个品种的磷素吸收量均到达谷底，按由高到低的次序依次为青杂5号>青杂2号>青杂3号>青杂4号，分别为51.56、49.91、30.92、26.92 kg/hm2。

由图6可知，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号4个春油菜品种的K2O吸收随着生育期进程的推进呈不断增加趋势，在成熟收获时均有所下降。4个品种从苗期至播种后84 d对K2O吸收量呈快速增加趋势，播种后115 d达到最高峰，之后对K2O吸收量均呈下降趋势;在成熟收获时维持在较低水平。成熟收获时4个品种的K2O吸收量按由高到低的次序依次为青杂2号>青杂3号>青杂5号>青杂4号，分别为283.72、270.24、242.37、223.30 kg/hm2。

2.4 成熟期春油菜不同器官养分分配规律

表3为4个甘蓝型杂交春油菜在成熟期各不同器官（茎枝、角壳、籽粒）的养分分配情况，这4个品种的杂交春油菜成熟时，总体而言，其籽粒中的氮素吸收量和磷素吸收量均高于角壳和茎枝，分别占总吸收量的60.86%～72.39%、6838%～80.51%;钾素分配则不同，其在茎枝和角壳中分布较多，在这2个部位的吸收量占钾素总吸收量的83.63%～93.33%，这与邹娟等对冬油菜的研究结论相似[18]。4个品种的籽粒产量按由高到低的次序依次为青杂2号>青杂5号>青杂3号>青杂4号，分别为3 620.78、3 574.62、3 322.17、2 776.62 kg/hm2，生育期较长的青杂2号和青杂5号在产量上占有优势。4个品种氮、磷、钾3种养分总吸收量均呈现 K>N>P的趋势，说明钾素对甘蓝型油菜生长具有重要作用。

3 讨论与结论

在全国第2次土壤普查中，明确青海为富钾地区，因此此后20多年间农业生产中施肥依据“缺氮、少磷、钾丰富”的方针执行，基本不施用钾肥，在当地油菜施肥习惯中，主要肥料品种为尿素、磷酸二铵，侧重于氮、磷肥的投入[17]。目前推广的甘蓝型杂交油菜产量水平较以往的品种有了很大幅度的提升，由此油菜收获后将大量的钾素携出了土壤，本研究结果表明青杂2号、青杂5号、青杂3号、青杂4号这4个甘蓝型杂交油菜的生长均需要大量的钾素来支撑，其需求量甚至超过了氮素，因此在今后的油菜生产中需注重钾肥的适量投入，初花至角果发育初期为吸钾高峰，由于此时油菜植株生长旺盛，难以进行田间追肥，应适当以叶面喷施方式进行钾素补充。此外，传统油菜施肥方式中，氮肥以基肥为主施用，在油菜 3～5叶期时结合定苗追施20%～30%氮肥[13-14，17]。本研究中早熟的青杂4号氮素吸收高峰在花期，而生育期相对较长的青杂2号、青杂3号、青杂5号氮素吸收高峰则出现在角果发育初期，因此需改变传统施肥习惯中早施氮肥的方式，将追施的氮肥依据不同种植品种后移至初花期或角果发育初期，使养分需求与养分供应相匹配，才能达到高产、高效的目的。

4个品种的干物质累积总体呈先增加后降低的趋势，而植株体内的氮磷钾养分含量则随着生育进程持续下降，因此导致氮磷钾养分累积量在生育中期形成一个峰值，至成熟收获时，青杂2号、青杂3号、青杂5号和青杂4号的养分吸收量均较最高吸收值时有所下降，其原因可能是由于临近成熟期叶片的大量脱落导致，刘晓伟等对冬油菜叶片的研究有相似结论[19]。早熟品种（青杂3号、青杂4号）相对晚熟品种（青杂2号、青杂5号）下降得更为明显。早熟的青杂4号和青杂3号其产量相对晚熟品种较低，虽然在营养生长期4个品种具有较为相近的吸收特性，但在生殖生长期由于生育进程的缩短，植株提前进入成熟阶段，氮磷钾养分吸收量的大幅下降，导致其经济产量偏低。

本研究中青杂5号花期干物质累积量低于其他品种及其他生育期，其具体机理不明。考虑作物养分吸收会因立地条件、种植制度等条件的不同而有所变化[7，10]，而早熟性和晚熟性春油菜间的差异会更加明显，这些问题须要在以后研究中继续进行探索和验证。

青海省目前主栽的4个甘蓝型春油菜杂交品种全生育期干物质累积量由高到低依次为青杂3号>青杂2号>青杂5号>青杂4号。4个品种均在蕾薹期和花期干物质累积量最高，分别占全生育期的54.11%、70.36、74.63和51.15%。4个甘蓝型春油菜杂交品种植株体内氮素、磷素含量均随着生育期推进呈下降趋势，至成熟时略有回升;钾素含量则随生育期推进始终呈下降趋势。4个品种的N、P、K养分吸收总量均呈K>N>P的趋势，氮素吸收量为119.76～168.44 kg/hm2，磷素吸收量为26.92～51.56 kg/hm2，钾素吸收量为223.30～283.72 kg/hm2。相同肥料供给水平下，籽粒产量由高到低的次序依次为青杂2号>青杂5号>青杂3号> 青杂4号，生育期较长的青杂2号和青杂5号在产量上占有优势。成熟期氮素和磷素多分配于籽粒中，钾素在茎枝和角壳中分配较多。

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