寧夏不同生育期向日葵養分吸收特點研究

前蘇聯和中國東北地區的向日葵施肥技術研究比較系統，報告了更詳細的向日葵干物質的積累和肥料的吸收。應用這些研究成果使我國東北產區向日葵產量得到不同程度的提高。但由于各地區栽培品種、氣候和土壤條件的差異,向日葵的吸肥特點和施肥技術不同。寧夏地區向日葵在施肥實踐中只能是憑經驗,盲目施肥,更談不上合理施肥,因為可借鑒的資料極少。近年來,隨著農業產業結構的調整和市場經濟的發展,向日葵在寧夏已成為繼胡麻后的一種重要油料作物,栽培面積逐年增加,但向日葵的吸肥特點與施肥技術研究滯后,已成為限制其發展的主要因素。為此,筆者在寧夏不同地區進行了向日葵不同生育期氮、磷、鉀養分吸收特點的研究,旨在搞清向日葵的需肥特點,為寧夏向日葵科學合理施肥提供理論依據,為本地區向日葵高產優質生產提供技術支撐。1材料和方法1.1土壤理化性質田間試驗分別在寧夏原州區三營鎮金堡村(食用葵)、鹽池縣花馬池鎮柳楊堡村(油用葵)、惠農區禮和鄉永屏村(油用葵)和平羅前進農場(油用葵)進行。土壤類型分別為黑壚土、風沙土、輕度鹽化土和輕度堿化龜裂堿土,肥力水平較低,其理化性質見表1。供試品種:食用葵為三道眉,株行距為45cm×70cm,油用葵為KWS203,株行距為20cm×55cm。1.2試驗肥料及施肥方法采用大田對比試驗設計。設不施氮磷鉀肥[NPK(-)]和施氮磷鉀肥[NPK(+)]2個處理,小區面積為不施肥區60m2、施肥區300m2,3次重復,隨機區組排列。施肥處理氮、磷、鉀肥用量分別為:N180kg/hm2、P2O5135kg/hm2、K2O90kg/hm2。供試肥料為尿素(N46%),重過磷酸鈣(P2O546%),硫酸鉀(K2O50%)。施肥方法為:60%氮肥和全部磷肥、鉀肥結合整地基施,其余40%氮肥于現蕾期追施。針對平羅前進農場土壤屬于堿化土壤,于2007年秋季基施脫硫廢棄物(化學改良劑)30t/hm2。食用葵于2008-03-30播種,8月25日收獲,收獲盤數為33240個/hm2。油用葵于2008-04-20播種,9月2日收獲,收獲盤數為62895個/hm2。全生育期食用葵灌水2次,油用葵灌水1次,針對惠農,前進油葵播種前泡水洗鹽,其他管理措施同大田。1.3植株養分吸收量測定方法分別于三對葉、七對葉、現蕾期、開花期和成熟期,在每個小區隨機采集植株樣品,其中三對葉采50株,其余各個生育期采10株。三對葉、七對葉和現蕾期分別測定植株莖、葉的干物質質量和氮(N)、磷(P)、鉀(K)含量,開花期測定植株莖、葉、盤的干物質質量和氮(N)、磷(P)、鉀(K)含量,成熟期測定植株莖、葉、盤、籽實的干物質質量和氮(N)、磷(P)、鉀(K)含量。干物質測定方法為:將采回的樣品一部分去根,沖洗干凈用濾紙吸干后剪碎,無損失放入已恒質量的大燒杯中,置于烘箱,在105℃條件下殺青,烘1h,然后將溫度降至80℃條件下烘6h,冷卻,稱重;再用相同方法烘干2h,再稱質量,至恒質量為止。N、P、K含量的測定方法:將剩余樣品去根,沖洗干凈后,放入烘箱,在85℃條件下烘30min,然后在65℃條件下烘12~14h。干樣粉碎后全部通過1mm篩,籽粒樣全部通過0.5mm篩,各器官樣品分別用H2SO4-H2O2消煮,半微量凱氏定氮法測定全氮含量,釩鉬黃比色法測定全磷含量,火焰光度計法測定全鉀含量。植株養分累積吸收量的計算:干物質質量乘以相應氮(N)、磷(P)、鉀(K)含量(%)即得N、P、K吸收量。數據處理與分析:數據采用Excel2003統計并繪圖,文中圖表中油葵干物質質量、氮(N)、磷(P)、鉀(K)含量及其吸收量為鹽池縣、惠農區、平羅前進農場3個試驗點的平均值。2結果與分析2.1不同施肥處理對油葵干物質累積的影響試驗結果(圖1)表明,在供試土壤肥力條件下,無論是食用葵還是油用葵在不同生育期干物質積累的動態變化均近似呈“S型”,干物質累積量和產量施肥處理明顯高于不施肥處理,這與其他作物的變化趨勢相似。食用葵施肥處理各生育期干物質累積總量為20.2t/hm2,產量為3089.9kg/hm2;不施肥處理干物質累積總量為13.3t/hm2,產量為2799.0kg/hm2,前者較后者干物質累積總量和產量分別高出51.2%和10.4%。油用葵施肥處理各生育期干物質累積總量為27.7t/hm2,產量為3519.3kg/hm2;不施肥處理累積總量為17.3t/hm2,產量為2498.3kg/hm2,前者較后者干物質累積總量和產量分別高出59.9%和40.9%。從圖2可以看出,食用葵不論施肥與否在現蕾以前干物質主要分配在葉片中,此時葉片干物質量占全株的62.4%~68.0%。進入現蕾以后,隨著個體迅速生長,莖干物質量積累占全株干物質量的比例最高,達57.5%~60.5%,是光合產物的主要分配中心;開花后,植株進入營養生長與生殖生長的高峰期,干物質開始向盤籽中轉移,到成熟期籽粒干質量占全株干質量的25.3%~27.3%。油用葵在現蕾前干物質主要分配在葉片中,此時葉片干質量占全株的67.4%~69.7%;進入現蕾后,莖干質量積累迅速,占全株干物質量的49.5%~52.8%;到成熟期籽粒干質量占全株干質量的30.9%~35.6%。施肥與不施肥處理相比較,油用葵干物質累積過程與食用葵相似,在現蕾前主要在葉片累積;進入現蕾后,莖干物質量積累迅速提高,到成熟期油用葵籽粒干質量占全株的比例較食用葵高22%~30%。從不同生育期來看,施肥處理下,食用葵三對葉、七對葉、現蕾期、開花期和成熟期干物質累積量分別占總累積量的0.13%、4.11%、23.63%、49.73%和22.40%;不施肥處理下,各生育期累積比例分別為0.20%、3.99%、23.51%、52.14%和20.16%?？梢?不同施肥處理下干物質絕對累積量不同,但累積比例基本相似。油葵在施肥處理下,不同生育期干物質累積量占總累積量的0.19%、5.65%、31.36%、39.97%和22.83%;不施肥處理下分別占0.29%、5.78%、25.78%、42.64%和25.52%。不論食用葵和油用葵,在施肥與不施肥處理下各個時期干物質積累量大小依次為現蕾期至開花期>七對葉至現蕾期>開花期至成熟期>三對葉至七對葉>三對葉。2.2不同時期的向日葵土壤中含有氮、磷、鉀的養分特征2.2.1不同生育期油用葵總氮、鉀、總氮含量的變化將葉、莖等地上部器官分別測定的NPK含量,取其平均值進行作圖(圖3、圖4)。結果表明,向日葵體內氮、磷、鉀含量因生育期和施肥水平而異。整個生育期氮、磷、鉀含量施肥處理明顯高于不施肥處理。無論施肥與否,植株氮、磷、鉀含量在不同生育期變化較大,但總體趨勢是生育前期高于后期,隨生育期的延長,其含量呈下降趨勢。施肥條件下,食用葵氮磷鉀含量最高時期不同,含氮量在三對葉(4.07%),含磷、鉀量均在七對葉(0.53%和5.60%);七對葉后氮、磷、鉀含量急劇下降,含氮、鉀量到成熟期最低(分別為1.53%和2.64%);含磷量在開花期最低(0.25%),成熟期有所上升。不施肥條件下,不同生育期氮磷鉀含量的變化趨勢與施肥處理相似,由三對葉的3.42%、0.45%、4.86%下降到成熟期的1.17%、0.21%和2.27%。這種變化趨勢可能與干物質累積而導致的濃度稀釋效應有關。施肥條件下,油用葵氮磷鉀含量最高時期不同,含氮、鉀量均在三對葉(3.86%和4.23%),含磷量在七對葉(0.42%);七對葉后氮、磷、鉀含量急劇下降,含氮、鉀量到成熟期最低(分別為1.40%和2.35%);含磷量在開花期最低(0.26%),成熟期有所上升。不施肥條件下,不同生育期氮磷鉀含量相對較少,但變化趨勢與施肥處理相似,由三對葉的3.44%、0.37%、4.01%下降到成熟期的1.24%、0.26%和2.06%。施肥與不施肥處理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的變化趨勢與食用葵相似,但鉀含量的變化趨勢有所不同。不同品種比較來看,食用葵含氮、磷量與油用葵相近,含鉀量食用葵比油用葵略高,高出0.25~1.4個百分點。2.2.2不同施肥處理對支護葉、莖、盤、籽吸氮量的影響從圖5看出,向日葵各器官吸氮量隨生育期延長呈增加趨勢。食用葵在施肥條件下,三對葉至七對葉,吸氮量在葉、莖中分別占79.2%、20.8%;在開花期,葉、莖、盤分別占39.9%、33.4%和26.6%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占16.4%、28.0%、13.2%和42.3%,其吸氮比例為1.2∶2.1∶1∶3.2。不施肥處理與施肥處理下吸氮趨勢相似,三對葉至七對葉,吸氮量在葉、莖中分別占81.7%、18.3%;在開花期,葉、莖、盤分別占35.6%、47.3%和17.1%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占13.7%、26.2%、8.3%和51.8%,其吸氮比例為1.7∶3.1∶1∶6.2。油用葵不論施肥與否,在開花前氮素主要累積在葉片,三對葉至七對葉,吸氮量在葉、莖中分別占83.7%~87.4%、12.6%~16.3%;在開花期,葉、莖、盤分別占47.9%~50.7%、25.6%~26.8%、22.6%~26.5%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占13.6%~17.8%、8.4%~10.8%、7.5%~12.4%、59.0%~70.6%。由此可見,向日葵各生育期不同器官吸氮量施肥處理明顯高于不施肥處理。不論施肥與否,油用葵吸氮規律與食用葵相似,各器官吸氮量以葉占絕對優勢,盤中最少,只是油用葵總吸氮量較食用葵稍為少。其中食用葵整個生育期在各器官中的總吸氮量依次為葉>莖>籽>盤,油用葵依次為葉>籽>莖>盤。2.2.3不同器官對油用葵總吸磷量的影響從圖6看出,向日葵各器官吸磷量隨生育期延長呈增加趨勢。食用葵在施肥條件下,三對葉至七對葉,吸磷量在葉、莖中分別占66.2%、33.8%;現蕾期葉、莖分別占45.1%、54.9%、現蕾后葉的吸磷量開始逐步向盤中轉移,到開花期,葉、莖、盤分別占28.8%、29.2%、42.0%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占10.6%、10.0%、13.3%和66.0%,其吸磷比例為1.1∶1∶1.3∶6.6。不施肥處理與施肥處理下吸磷趨勢相似,三對葉至七對葉,吸磷量在葉、莖中分別占75.0%、25.0%;現蕾期葉、莖分別占50.5%、49.5%;現蕾后葉的吸磷量開始逐步向盤中轉移,到開花期,葉、莖、盤分別占29.4%、37.0%、33.6%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占9.5%、5.7%、10.3%和74.6%,其吸磷比例為1.7∶1∶1.8:13.2。油用葵不論施肥與否,在現蕾前磷素主要累積在葉片,三對葉至七對葉,吸磷量在葉、莖中分別占73.3%~74.6%、25.4%~26.7%;現蕾后葉的吸磷量開始向盤中轉移,到開花期,葉、莖、盤分別占28.8%~30.0%、27.7%~28.5%、42.3%~42.7%。在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占7.9%~9.2%、6.1%~8.8%、5.8%~8.6%、73.7%~80.3%。由此可見,向日葵各生育期不同器官吸磷量施肥處理明顯高于不施肥處理。不論施肥與否,油用葵吸磷規律與食用葵相似,各器官吸磷量以葉占絕對優勢,盤中最少,只是油用葵總吸磷量較食用葵稍為少。無論食用葵還是油用葵,在各器官中的總吸磷量依次為籽>葉>莖>盤。2.2.4不同器官施肥對創氣總吸鉀量的影響從圖7看出,向日葵各器官吸鉀量隨生育期延長呈增加趨勢。食用葵在施肥條件下,三對葉至七對葉,吸鉀量在葉、莖中分別占60.2%、39.8%;在開花期,葉、莖、盤分別占31.9%、53.5%、14.5%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占17.1%、44.0%、31.9%和7.0%,其吸鉀比例為2.4∶6.3∶4.6∶1。不施肥處理與施肥處理下吸鉀趨勢相似,三對葉至七對葉,吸鉀量在葉、莖中分別占66.9%、33.1%;在開花期,葉、莖、盤分別占25.2%、66.6%、7.7%;在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占13.8%、43.8%、35.2%和7.1%,其吸鉀比例為1.9∶6.1∶4.9∶1。油用葵不論施肥與否,在開花前鉀素主要累積在莖中,三對葉至七對葉,吸鉀量在葉、莖中分別占65.7%~67.7%、32.3%~34.3%;在開花期,葉、莖、盤分別占36.6%~40.6%、48.7%~54.8%、8.6%~10.7%;開花后,葉、莖中吸鉀量緩慢降低,開始向盤中轉移。在成熟期,葉、莖、盤、籽分別占15.9%~16.0%、41.8%~41.9%、31.3%~32.3%、9.8%~11.0%。由此可見,向日葵各生育期不同器官吸鉀量施肥處理明顯高于不施肥處理。不論施肥與否,油用葵吸鉀規律與食用葵相似,各器官吸鉀量以莖占絕對優勢,籽中最少,只是油用葵總吸鉀量較食用葵為少。無論食用葵還是油用葵,在各器官中的總吸鉀量依次為莖>葉>盤>籽。2.2.5不同施肥處理對油用葵生長指標的影響由表2可見,向日葵吸收養分的數量因品種、生育期和養分種類而異。從食用葵來看,在施肥條件下,氮、磷、鉀的吸收量從三對葉到七對葉呈緩慢增長趨勢,七對葉到現蕾期迅速增長,到現蕾期氮的吸收量最大,此期氮吸收量占總吸收量的43.7%;開花期吸收量稍有下降但幅度很小,其氮吸收量占總吸收量的42.0%;可見,現蕾期至開花期是氮吸收的高峰期,這一時期保證氮素的充分供應對提高作物產量有很重要的作用。到開花期磷、鉀吸收量為最大,此期磷和鉀吸收量分別占總吸收量的44.0%和59.6%。整個生育期吸收量最多的是鉀,其次是氮,磷最少。每形成100kg籽實所需氮(N)4.9kg、磷(P2O5)2.1kg、鉀(K2O)10.3kg,吸肥比例為1∶0.40∶2.34。在不施肥條件下,氮、磷、鉀吸收量的變化趨勢同施肥條件,只是其吸收量較施肥處理為少;現蕾期至開花期氮的吸收量最大,此期氮吸收量占總吸收量的38.9%;開花期磷、鉀吸收量最大,分別占總吸收量的42.0%和48.5%。每形成100kg籽實所需氮(N)3.8kg、磷(P2O5)1.5kg、鉀(K2O)8.9kg,吸肥比例為1∶0.43∶2.10,其中鉀的吸收比例較施肥處理高。從施肥與不施肥處理的平均值來看,每形成100kg籽實所需氮(N)4.4kg、磷(P2O5)1.8kg、鉀(K2O)9.6kg,吸肥比例為1∶0.41∶2.22。從油用葵來看,施肥條件下,氮、鉀的吸收量從三對葉到七對葉呈緩慢迅速趨勢,現蕾期吸收量最大,分別占總吸收量的48.6%和40.4%;隨著生育期的延長,吸收量緩慢降低。磷的吸收量是一個緩慢增加的趨勢,到開花期吸收量最大,其吸磷量約占總吸收量的38.90%;成熟期吸收量稍有下降但幅度不大。整個生育期吸收量最多的是鉀,其次是氮,磷最少。每形成100kg籽實所需氮(N)4.6kg、磷(P2O5)2.1kg、鉀(K2O)9.2kg,吸肥比例為1∶0.46∶2.00。在不施肥條件下,氮、磷、鉀的吸收量較施肥處理為少;七對葉至現蕾期氮、鉀吸收量占總吸收量的45.2%、38.0%;開花至成熟期磷吸收量占總吸收量的44.2%。每形成100kg籽實所需氮(N)3.5kg、磷(P2O5)1.6kg、鉀(K2O)6.9kg,吸肥比例為1∶0.46∶1.97。從施肥與不施肥處理的平均值來看,每形成100kg籽實所需氮(N)4.1kg、磷(P2O5)1.9kg、鉀(K2O)8.1kg,吸肥比例為1∶0.46∶1.99。施肥與不施肥處理下,食用葵吸氮高峰期為現蕾期至開花期,磷、鉀的高峰期均出現在開花期。油用葵吸氮、鉀高峰期在現蕾期;吸磷高峰期出現在開花至成熟期。食用葵每形成100kg籽實所需K2O與油用葵相比,高出1.1kg~2.0kg,而所需N和P2O5則和油用葵一樣多。3型別施肥對油用葵不同生育期養分吸收量的影響3.1在供試土壤肥力條件下,食用葵施用氮、磷、鉀肥與不施肥相比,施肥增產10.4%,干物質累積量提高51.2%。油用葵施肥與不施肥相比,平均施肥增產40.9%,干物質累積量提高59.9%。3.2在本試驗條件下,食用葵和油用葵不同生育期干物質累積均近似呈“S型”曲線增長,施肥與不施肥處理各生育期的累積比例相似。在現蕾前干物質主要累積在葉片,現蕾后莖累積量迅速增加,此后隨著生育期的延長,干物質向盤和籽粒中轉移。現蕾期至開花期是干物質累積的高峰期,此階段食用葵累積量占總累積量的49.73%~52.14%,油用葵累積量占總累積量的39.97%~42.64%。3.3試驗結果表明,向日葵整個生育期植株氮、磷、鉀養分含量施肥處理明顯高于不施肥處理。無論施肥與否,植株氮、磷、鉀含量在不同生育期變化較大,但總體趨勢是生育前期高于后期。食用葵氮磷鉀含量最高時期不同,含氮量在三對葉,含磷、鉀量均在七對葉,此后隨生育期呈下降趨勢。這種變化趨勢可能與干物質累積而導致的濃度稀釋效應有關。施肥與不施肥處理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的變化趨勢與食用葵相似,但鉀含量的變化趨勢有所不同,其含量在三對葉時最高,隨后呈下降趨勢。施肥與不施肥處理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的變化趨勢與食用葵相似,但鉀含量的變化趨勢有所不同。不同品種比較來看,食用葵含氮、磷量與油用葵相近,含鉀量食用葵比油用葵略高。3.4向日葵各器官吸氮、磷、鉀量有所差別,但整體趨勢一致。隨生育期的延長,莖、葉對氮、磷、鉀的吸收量均呈單峰規律變化,其峰值均在現蕾期至開花期。施肥處理下無論食用葵還是油用葵,各生育期不同器官吸收氮、磷、鉀養分的數量明顯高于不施肥處理。無論施肥與否,食用葵和油用葵吸氮磷鉀規律相