作物杂志,2024, 第6期: 113–119 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.015

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

红壤旱地油菜―芝麻轮作下油菜控释氮肥施用效果及其后效

吕伟生1(), 王馨悦1, 陈明1,2, 邓雪云1,2, 张晨1, 李子婧1, 罗军元1, 刘小三1, 肖国滨1()   

  1. 1江西省红壤及种质资源研究所/农业农村部红壤耕地保育与绿色利用重点实验室/耕地改良与质量提升江西省重点实验室,330046,江西南昌
    2江西农业大学农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室,330045,江西南昌
  • 收稿日期:2023-04-24 修回日期:2023-06-17 出版日期:2024-12-15 发布日期:2024-12-05
  • 通讯作者: 肖国滨,主要从事作物栽培与育种研究,E-mail:xiaoguobin@sohu.com
  • 作者简介:吕伟生,主要从事作物绿色高产栽培与耕作技术研究,E-mail:Lvweisheng2008@163.com
  • 基金资助:
    国家油菜产业技术体系建设专项(CARS-12);江西省重点研发计划项目(20203BBF63034);江西省现代农业产业技术体系建设专项(JXARS-08);江西省现代农业产业技术体系建设专项(JXARS-18)

The Effect and the Residual Effect of Special Controlled-Release Nitrogen Fertilizer for Rapeseed (Brassica napus L.) under Rapeseed-Sesame Rotation System in Red-Soil Dryland

Lü Weisheng1(), Wang Xinyue1, Chen Ming1,2, Deng Xueyun1,2, Zhang Chen1, Li Zijing1, Luo Junyuan1, Liu Xiaosan1, Xiao Guobin1()   

  1. 1Jiangxi Institute of Red Soil and Germplasm Resource / Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation and Green Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Jiangxi Province Key Laboratory of Arable Land Improvement and Quality Enhancement, Nanchang 330046, Jiangxi, China
    2School of Agricultural Sciences, Jiangxi Agricultural University / Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Ministry of Education, Nanchang 330045, Jiangxi, China
  • Received:2023-04-24 Revised:2023-06-17 Online:2024-12-15 Published:2024-12-05

摘要:

油菜―芝麻轮作是南方红壤旱地主要的轮作模式,但其氮肥利用率较低。2019-2020年在典型的红壤旱地(江西进贤)开展田间试验,探究油菜―芝麻轮作模式下油菜专用控释氮肥施用效果及后效。结果表明,油菜专用控释氮肥一次性基施能够保证全生育期氮素供应,促进油菜的生长发育,可以达到甚至优于普通氮肥分次施用的效果。相比普通氮肥分次施用处理,油菜专用控释氮肥一次性基施处理的油菜成熟期生物量、各部位氮素吸收量和氮肥利用率均有增加趋势,且显著提高了油菜收获后土壤耕层硝态氮、总无机氮含量及残留氮和累积氮利用率,对后茬芝麻的增产效果更为显著;能够在降低施肥人工成本的同时提高作物产量,增加周年经济效益。在油菜季一次性基施专用控释氮肥和分次施普通氮肥处理下,芝麻季的氮肥用量可在现有的基础上分别减少22.4和10.2 N kg/hm2。因此,建议在红壤旱地油菜-芝麻轮作模式下,一次性施用油菜专用控释氮肥,芝麻季则应在兼顾前茬油菜氮肥后效的基础上减施氮肥。

关键词: 红壤旱地, 油菜―芝麻轮作, 控释氮肥, 氮肥利用率, 氮肥后效, 经济效益

Abstract:

Rapeseed-sesame rotation is the main crop rotation system in red-soil dryland of southern China, but its N use efficiency is low. A field experiment was conducted in the red-soil dryland (Jinxian, Jiangxi) from 2019 to 2020 to explicit effect and the residual effect of special controlled-release nitrogen for rapeseed. The results showed that, one-off basal application of special controlled-release nitrogen for rapeseed (CRN) could enhance the nitrogen supply in the whole growth period and promote the growth of rapeseed, thus ensured stable or even outperformed the effects of conventional nitrogen fertilizer by split application (CN). Compared with CN, CRN increased the biomass, N accumulation and N use efficiency of rapeseed, especially improved the NO3--N concentration, total inorganic N, and use efficiency of residual N and accumulative N in tillage layer soils at rapeseed mature period, and eventually improved the next season sesame yield significantly. In the rapeseed- sesame rotation system, CRN reduced the labor cost of fertilization and improved the crop yield, therefore increased annual economic benefits. Under the treatments of CRN and CN, N rates of sesame season could be reduced by 22.4 and 10.2 kg/ha, respectively. In summary, it was suggested that the special controlled-release nitrogen for rapeseed should be applied to the rapeseed-sesame rotation system in red-soil dryland. Moreover, optimum N fertilization management in sesame season should be optimized with considering the residual effect of N application in rapeseed season.

Key words: Red-soil dryland, Rapeseed-sesame rotation, Controlled-release nitrogen fertilizer, Nitrogen use efficiency, Residual effect of nitrogen fertilizer, Economic benefit

图1

试验点2019-2020年油菜―芝麻生育期内各月的气温和降水量

表1

控释氮肥对油菜生长的影响

处理
Treatment
SPAD 株高Plant height (cm)
苗期Seedling 蕾薹期Budding 初花期Initial flowering 蕾薹期Budding 初花期Initial flowering 成熟期Maturing
CK 39.7b 41.4b 33.6b 50.9b 122.4b 139.9b
CN 44.8a 48.7a 44.9a 61.4a 144.5a 171.2a
CRN 45.1a 49.8a 45.3a 59.8a 145.8a 169.1a

表2

控释氮肥对油菜籽产量及其构成的影响

处理
Treatment
收获密度
Harvest density (×104/hm2)
每株角果数
Pod number per plant
每角粒数
Seed number per pod
千粒重
1000-seed weight (g)
籽粒产量
Seed yield (kg/hm2)
CK 48.3a 41.8b 19.2b 3.41b 1161b
CN 48.9a 78.5a 20.7a 3.60a 2522a
CRN 49.1a 77.4a 20.9a 3.65a 2589a

表3

控释氮肥对油菜成熟期生物量及氮素积累的影响

处理
Treatment
生物量
Biomass
(kg/hm2)
氮素积累N accumulation 氮肥
利用率
N use
efficiency
(%)
茎秆Stem 角壳Shell 籽粒Seed 地上部积累总量
Aboveground N
accumulation
(kg/hm2)
积累量
N accumulation
(kg/hm2)
占比
Proportion
(%)
积累量
N accumulation
(kg/hm2)
占比
Proportion
(%)
积累量
N accumulation
(kg/hm2)
占比
Proportion
(%)
CK 3307b 8.1b 13.8 5.9b 10.1 44.6b 76.1 58.6b
CN 9019a 20.0a 15.4 12.8a 9.9 97.1a 74.7 129.9a 39.6a
CRN 9195a 20.5a 15.6 13.1a 9.8 98.4a 74.6 132.1a 40.8a

表4

控释氮肥对油菜收获后土壤无机氮含量的影响

处理
Treatment
铵态氮
NH4+-N
硝态氮
NO3--N
总无机氮
Total inorganic N
CK 5.2b 6.9c 12.1c
CN 7.8a 14.7b 22.5b
CRN 8.3a 28.6a 36.9a

图2

油菜季施控释氮肥对下季芝麻产量的影响 不同小写字母表示在0.05水平上显著差异,“*”和“**”分别表示有显著和极显著影响,R和S分别表示油菜和芝麻处理,下同。

图3

油菜季施控释氮肥对下季芝麻叶片SPAD值的影响 “ns”表示没有显著影响。

表5

油菜季施控释氮肥的作物利用率以及残留氮在芝麻季的吸收利用

芝麻季处理
Treatment in
sesame
油菜季处理
Treatment in
rapeseed
芝麻氮素吸收量
N accumulation
of sesame (kg/hm2)
芝麻氮肥利用率
N use efficiency
of sesame (%)
油菜残留氮利用率
Residual N use efficiency
of rapeseed (%)
油菜累积氮利用率
Accumulative N use efficiency
of rapeseed (%)
N0 CK 56.5d
CN 66.0c
CRN 71.7c
N1 CK 92.8b 34.3b
CN 107.2a 39.2a 5.2b 44.8b
CRN 114.7a 40.9a 8.4a 49.3a

表6

油菜季施控释氮肥的对后作氮肥利用的影响

油菜季处理
Treatment in
rapeseed
芝麻施氮增产量
Increasing yield for N
application of sesame (kg/hm2)
芝麻氮肥农学效率
N agronomic efficiency
of sesame (%)
目标产量施氮量
N application for
target yield (kg/hm2)
可替代施氮量
The substitute of
N application (kg/hm2)
CK 489 4.66 105.0
CN 542 5.16 94.8 10.2
CRN 622 5.92 82.6 22.4

表7

Effects of controlled-release nitrogen fertilizer for rapeseed on economic benefits in rapeseed-sesame rotation system 元/hm2 yuan/hm2

芝麻季处理
Treatment in sesame
油菜季处理
Treatment in rapeseed
产值
Output
施肥投入成本Cost of fertilization 纯收入
Net income
肥料Fertilizer 施肥用工Labour 合计Total
N0 CK 20 151 1850 1500 3350 16801
CN 32 229 2822 2500 5322 26907
CRN 34 146 3282 1500 4782 29364
N1 CK 28 959 2122 1500 3622 25337
CN 41 985 3094 2500 5594 36391
CRN 45 336 3554 1500 5054 40282
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