宁夏不同生育期向日葵养分吸收特点研究

宁夏不同生育期向日葵养分吸收特点研究

前苏联和中国东北地区的向日葵施肥技术研究比较系统，报告了更详细的向日葵干物质的积累和肥料的吸收。应用这些研究成果使我国东北产区向日葵产量得到不同程度的提高。但由于各地区栽培品种、气候和土壤条件的差异,向日葵的吸肥特点和施肥技术不同。宁夏地区向日葵在施肥实践中只能是凭经验,盲目施肥,更谈不上合理施肥,因为可借鉴的资料极少。近年来,随着农业产业结构的调整和市场经济的发展,向日葵在宁夏已成为继胡麻后的一种重要油料作物,栽培面积逐年增加,但向日葵的吸肥特点与施肥技术研究滞后,已成为限制其发展的主要因素。为此,笔者在宁夏不同地区进行了向日葵不同生育期氮、磷、钾养分吸收特点的研究,旨在搞清向日葵的需肥特点,为宁夏向日葵科学合理施肥提供理论依据,为本地区向日葵高产优质生产提供技术支撑。1材料和方法1.1土壤理化性质田间试验分别在宁夏原州区三营镇金堡村(食用葵)、盐池县花马池镇柳杨堡村(油用葵)、惠农区礼和乡永屏村(油用葵)和平罗前进农场(油用葵)进行。土壤类型分别为黑垆土、风沙土、轻度盐化土和轻度碱化龟裂碱土,肥力水平较低,其理化性质见表1。供试品种:食用葵为三道眉,株行距为45cm×70cm,油用葵为KWS203,株行距为20cm×55cm。1.2试验肥料及施肥方法采用大田对比试验设计。设不施氮磷钾肥[NPK(-)]和施氮磷钾肥[NPK(+)]2个处理,小区面积为不施肥区60m2、施肥区300m2,3次重复,随机区组排列。施肥处理氮、磷、钾肥用量分别为:N180kg/hm2、P2O5135kg/hm2、K2O90kg/hm2。供试肥料为尿素(N46%),重过磷酸钙(P2O546%),硫酸钾(K2O50%)。施肥方法为:60%氮肥和全部磷肥、钾肥结合整地基施,其余40%氮肥于现蕾期追施。针对平罗前进农场土壤属于碱化土壤,于2007年秋季基施脱硫废弃物(化学改良剂)30t/hm2。食用葵于2008-03-30播种,8月25日收获,收获盘数为33240个/hm2。油用葵于2008-04-20播种,9月2日收获,收获盘数为62895个/hm2。全生育期食用葵灌水2次,油用葵灌水1次,针对惠农,前进油葵播种前泡水洗盐,其他管理措施同大田。1.3植株养分吸收量测定方法分别于三对叶、七对叶、现蕾期、开花期和成熟期,在每个小区随机采集植株样品,其中三对叶采50株,其余各个生育期采10株。三对叶、七对叶和现蕾期分别测定植株茎、叶的干物质质量和氮(N)、磷(P)、钾(K)含量,开花期测定植株茎、叶、盘的干物质质量和氮(N)、磷(P)、钾(K)含量,成熟期测定植株茎、叶、盘、籽实的干物质质量和氮(N)、磷(P)、钾(K)含量。干物质测定方法为:将采回的样品一部分去根,冲洗干净用滤纸吸干后剪碎,无损失放入已恒质量的大烧杯中,置于烘箱,在105℃条件下杀青,烘1h,然后将温度降至80℃条件下烘6h,冷却,称重;再用相同方法烘干2h,再称质量,至恒质量为止。N、P、K含量的测定方法:将剩余样品去根,冲洗干净后,放入烘箱,在85℃条件下烘30min,然后在65℃条件下烘12~14h。干样粉碎后全部通过1mm筛,籽粒样全部通过0.5mm筛,各器官样品分别用H2SO4-H2O2消煮,半微量凯氏定氮法测定全氮含量,钒钼黄比色法测定全磷含量,火焰光度计法测定全钾含量。植株养分累积吸收量的计算:干物质质量乘以相应氮(N)、磷(P)、钾(K)含量(%)即得N、P、K吸收量。数据处理与分析:数据采用Excel2003统计并绘图,文中图表中油葵干物质质量、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其吸收量为盐池县、惠农区、平罗前进农场3个试验点的平均值。2结果与分析2.1不同施肥处理对油葵干物质累积的影响试验结果(图1)表明,在供试土壤肥力条件下,无论是食用葵还是油用葵在不同生育期干物质积累的动态变化均近似呈“S型”,干物质累积量和产量施肥处理明显高于不施肥处理,这与其他作物的变化趋势相似。食用葵施肥处理各生育期干物质累积总量为20.2t/hm2,产量为3089.9kg/hm2;不施肥处理干物质累积总量为13.3t/hm2,产量为2799.0kg/hm2,前者较后者干物质累积总量和产量分别高出51.2%和10.4%。油用葵施肥处理各生育期干物质累积总量为27.7t/hm2,产量为3519.3kg/hm2;不施肥处理累积总量为17.3t/hm2,产量为2498.3kg/hm2,前者较后者干物质累积总量和产量分别高出59.9%和40.9%。从图2可以看出,食用葵不论施肥与否在现蕾以前干物质主要分配在叶片中,此时叶片干物质量占全株的62.4%~68.0%。进入现蕾以后,随着个体迅速生长,茎干物质量积累占全株干物质量的比例最高,达57.5%~60.5%,是光合产物的主要分配中心;开花后,植株进入营养生长与生殖生长的高峰期,干物质开始向盘籽中转移,到成熟期籽粒干质量占全株干质量的25.3%~27.3%。油用葵在现蕾前干物质主要分配在叶片中,此时叶片干质量占全株的67.4%~69.7%;进入现蕾后,茎干质量积累迅速,占全株干物质量的49.5%~52.8%;到成熟期籽粒干质量占全株干质量的30.9%~35.6%。施肥与不施肥处理相比较,油用葵干物质累积过程与食用葵相似,在现蕾前主要在叶片累积;进入现蕾后,茎干物质量积累迅速提高,到成熟期油用葵籽粒干质量占全株的比例较食用葵高22%~30%。从不同生育期来看,施肥处理下,食用葵三对叶、七对叶、现蕾期、开花期和成熟期干物质累积量分别占总累积量的0.13%、4.11%、23.63%、49.73%和22.40%;不施肥处理下,各生育期累积比例分别为0.20%、3.99%、23.51%、52.14%和20.16%。可见,不同施肥处理下干物质绝对累积量不同,但累积比例基本相似。油葵在施肥处理下,不同生育期干物质累积量占总累积量的0.19%、5.65%、31.36%、39.97%和22.83%;不施肥处理下分别占0.29%、5.78%、25.78%、42.64%和25.52%。不论食用葵和油用葵,在施肥与不施肥处理下各个时期干物质积累量大小依次为现蕾期至开花期>七对叶至现蕾期>开花期至成熟期>三对叶至七对叶>三对叶。2.2不同时期的向日葵土壤中含有氮、磷、钾的养分特征2.2.1不同生育期油用葵总氮、钾、总氮含量的变化将叶、茎等地上部器官分别测定的NPK含量,取其平均值进行作图(图3、图4)。结果表明,向日葵体内氮、磷、钾含量因生育期和施肥水平而异。整个生育期氮、磷、钾含量施肥处理明显高于不施肥处理。无论施肥与否,植株氮、磷、钾含量在不同生育期变化较大,但总体趋势是生育前期高于后期,随生育期的延长,其含量呈下降趋势。施肥条件下,食用葵氮磷钾含量最高时期不同,含氮量在三对叶(4.07%),含磷、钾量均在七对叶(0.53%和5.60%);七对叶后氮、磷、钾含量急剧下降,含氮、钾量到成熟期最低(分别为1.53%和2.64%);含磷量在开花期最低(0.25%),成熟期有所上升。不施肥条件下,不同生育期氮磷钾含量的变化趋势与施肥处理相似,由三对叶的3.42%、0.45%、4.86%下降到成熟期的1.17%、0.21%和2.27%。这种变化趋势可能与干物质累积而导致的浓度稀释效应有关。施肥条件下,油用葵氮磷钾含量最高时期不同,含氮、钾量均在三对叶(3.86%和4.23%),含磷量在七对叶(0.42%);七对叶后氮、磷、钾含量急剧下降,含氮、钾量到成熟期最低(分别为1.40%和2.35%);含磷量在开花期最低(0.26%),成熟期有所上升。不施肥条件下,不同生育期氮磷钾含量相对较少,但变化趋势与施肥处理相似,由三对叶的3.44%、0.37%、4.01%下降到成熟期的1.24%、0.26%和2.06%。施肥与不施肥处理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的变化趋势与食用葵相似,但钾含量的变化趋势有所不同。不同品种比较来看,食用葵含氮、磷量与油用葵相近,含钾量食用葵比油用葵略高,高出0.25~1.4个百分点。2.2.2不同施肥处理对支护叶、茎、盘、籽吸氮量的影响从图5看出,向日葵各器官吸氮量随生育期延长呈增加趋势。食用葵在施肥条件下,三对叶至七对叶,吸氮量在叶、茎中分别占79.2%、20.8%;在开花期,叶、茎、盘分别占39.9%、33.4%和26.6%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占16.4%、28.0%、13.2%和42.3%,其吸氮比例为1.2∶2.1∶1∶3.2。不施肥处理与施肥处理下吸氮趋势相似,三对叶至七对叶,吸氮量在叶、茎中分别占81.7%、18.3%;在开花期,叶、茎、盘分别占35.6%、47.3%和17.1%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占13.7%、26.2%、8.3%和51.8%,其吸氮比例为1.7∶3.1∶1∶6.2。油用葵不论施肥与否,在开花前氮素主要累积在叶片,三对叶至七对叶,吸氮量在叶、茎中分别占83.7%~87.4%、12.6%~16.3%;在开花期,叶、茎、盘分别占47.9%~50.7%、25.6%~26.8%、22.6%~26.5%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占13.6%~17.8%、8.4%~10.8%、7.5%~12.4%、59.0%~70.6%。由此可见,向日葵各生育期不同器官吸氮量施肥处理明显高于不施肥处理。不论施肥与否,油用葵吸氮规律与食用葵相似,各器官吸氮量以叶占绝对优势,盘中最少,只是油用葵总吸氮量较食用葵稍为少。其中食用葵整个生育期在各器官中的总吸氮量依次为叶>茎>籽>盘,油用葵依次为叶>籽>茎>盘。2.2.3不同器官对油用葵总吸磷量的影响从图6看出,向日葵各器官吸磷量随生育期延长呈增加趋势。食用葵在施肥条件下,三对叶至七对叶,吸磷量在叶、茎中分别占66.2%、33.8%;现蕾期叶、茎分别占45.1%、54.9%、现蕾后叶的吸磷量开始逐步向盘中转移,到开花期,叶、茎、盘分别占28.8%、29.2%、42.0%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占10.6%、10.0%、13.3%和66.0%,其吸磷比例为1.1∶1∶1.3∶6.6。不施肥处理与施肥处理下吸磷趋势相似,三对叶至七对叶,吸磷量在叶、茎中分别占75.0%、25.0%;现蕾期叶、茎分别占50.5%、49.5%;现蕾后叶的吸磷量开始逐步向盘中转移,到开花期,叶、茎、盘分别占29.4%、37.0%、33.6%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占9.5%、5.7%、10.3%和74.6%,其吸磷比例为1.7∶1∶1.8:13.2。油用葵不论施肥与否,在现蕾前磷素主要累积在叶片,三对叶至七对叶,吸磷量在叶、茎中分别占73.3%~74.6%、25.4%~26.7%;现蕾后叶的吸磷量开始向盘中转移,到开花期,叶、茎、盘分别占28.8%~30.0%、27.7%~28.5%、42.3%~42.7%。在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占7.9%~9.2%、6.1%~8.8%、5.8%~8.6%、73.7%~80.3%。由此可见,向日葵各生育期不同器官吸磷量施肥处理明显高于不施肥处理。不论施肥与否,油用葵吸磷规律与食用葵相似,各器官吸磷量以叶占绝对优势,盘中最少,只是油用葵总吸磷量较食用葵稍为少。无论食用葵还是油用葵,在各器官中的总吸磷量依次为籽>叶>茎>盘。2.2.4不同器官施肥对创气总吸钾量的影响从图7看出,向日葵各器官吸钾量随生育期延长呈增加趋势。食用葵在施肥条件下,三对叶至七对叶,吸钾量在叶、茎中分别占60.2%、39.8%;在开花期,叶、茎、盘分别占31.9%、53.5%、14.5%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占17.1%、44.0%、31.9%和7.0%,其吸钾比例为2.4∶6.3∶4.6∶1。不施肥处理与施肥处理下吸钾趋势相似,三对叶至七对叶,吸钾量在叶、茎中分别占66.9%、33.1%;在开花期,叶、茎、盘分别占25.2%、66.6%、7.7%;在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占13.8%、43.8%、35.2%和7.1%,其吸钾比例为1.9∶6.1∶4.9∶1。油用葵不论施肥与否,在开花前钾素主要累积在茎中,三对叶至七对叶,吸钾量在叶、茎中分别占65.7%~67.7%、32.3%~34.3%;在开花期,叶、茎、盘分别占36.6%~40.6%、48.7%~54.8%、8.6%~10.7%;开花后,叶、茎中吸钾量缓慢降低,开始向盘中转移。在成熟期,叶、茎、盘、籽分别占15.9%~16.0%、41.8%~41.9%、31.3%~32.3%、9.8%~11.0%。由此可见,向日葵各生育期不同器官吸钾量施肥处理明显高于不施肥处理。不论施肥与否,油用葵吸钾规律与食用葵相似,各器官吸钾量以茎占绝对优势,籽中最少,只是油用葵总吸钾量较食用葵为少。无论食用葵还是油用葵,在各器官中的总吸钾量依次为茎>叶>盘>籽。2.2.5不同施肥处理对油用葵生长指标的影响由表2可见,向日葵吸收养分的数量因品种、生育期和养分种类而异。从食用葵来看,在施肥条件下,氮、磷、钾的吸收量从三对叶到七对叶呈缓慢增长趋势,七对叶到现蕾期迅速增长,到现蕾期氮的吸收量最大,此期氮吸收量占总吸收量的43.7%;开花期吸收量稍有下降但幅度很小,其氮吸收量占总吸收量的42.0%;可见,现蕾期至开花期是氮吸收的高峰期,这一时期保证氮素的充分供应对提高作物产量有很重要的作用。到开花期磷、钾吸收量为最大,此期磷和钾吸收量分别占总吸收量的44.0%和59.6%。整个生育期吸收量最多的是钾,其次是氮,磷最少。每形成100kg籽实所需氮(N)4.9kg、磷(P2O5)2.1kg、钾(K2O)10.3kg,吸肥比例为1∶0.40∶2.34。在不施肥条件下,氮、磷、钾吸收量的变化趋势同施肥条件,只是其吸收量较施肥处理为少;现蕾期至开花期氮的吸收量最大,此期氮吸收量占总吸收量的38.9%;开花期磷、钾吸收量最大,分别占总吸收量的42.0%和48.5%。每形成100kg籽实所需氮(N)3.8kg、磷(P2O5)1.5kg、钾(K2O)8.9kg,吸肥比例为1∶0.43∶2.10,其中钾的吸收比例较施肥处理高。从施肥与不施肥处理的平均值来看,每形成100kg籽实所需氮(N)4.4kg、磷(P2O5)1.8kg、钾(K2O)9.6kg,吸肥比例为1∶0.41∶2.22。从油用葵来看,施肥条件下,氮、钾的吸收量从三对叶到七对叶呈缓慢迅速趋势,现蕾期吸收量最大,分别占总吸收量的48.6%和40.4%;随着生育期的延长,吸收量缓慢降低。磷的吸收量是一个缓慢增加的趋势,到开花期吸收量最大,其吸磷量约占总吸收量的38.90%;成熟期吸收量稍有下降但幅度不大。整个生育期吸收量最多的是钾,其次是氮,磷最少。每形成100kg籽实所需氮(N)4.6kg、磷(P2O5)2.1kg、钾(K2O)9.2kg,吸肥比例为1∶0.46∶2.00。在不施肥条件下,氮、磷、钾的吸收量较施肥处理为少;七对叶至现蕾期氮、钾吸收量占总吸收量的45.2%、38.0%;开花至成熟期磷吸收量占总吸收量的44.2%。每形成100kg籽实所需氮(N)3.5kg、磷(P2O5)1.6kg、钾(K2O)6.9kg,吸肥比例为1∶0.46∶1.97。从施肥与不施肥处理的平均值来看,每形成100kg籽实所需氮(N)4.1kg、磷(P2O5)1.9kg、钾(K2O)8.1kg,吸肥比例为1∶0.46∶1.99。施肥与不施肥处理下,食用葵吸氮高峰期为现蕾期至开花期,磷、钾的高峰期均出现在开花期。油用葵吸氮、钾高峰期在现蕾期;吸磷高峰期出现在开花至成熟期。食用葵每形成100kg籽实所需K2O与油用葵相比,高出1.1kg~2.0kg,而所需N和P2O5则和油用葵一样多。3型别施肥对油用葵不同生育期养分吸收量的影响3.1在供试土壤肥力条件下,食用葵施用氮、磷、钾肥与不施肥相比,施肥增产10.4%,干物质累积量提高51.2%。油用葵施肥与不施肥相比,平均施肥增产40.9%,干物质累积量提高59.9%。3.2在本试验条件下,食用葵和油用葵不同生育期干物质累积均近似呈“S型”曲线增长,施肥与不施肥处理各生育期的累积比例相似。在现蕾前干物质主要累积在叶片,现蕾后茎累积量迅速增加,此后随着生育期的延长,干物质向盘和籽粒中转移。现蕾期至开花期是干物质累积的高峰期,此阶段食用葵累积量占总累积量的49.73%~52.14%,油用葵累积量占总累积量的39.97%~42.64%。3.3试验结果表明,向日葵整个生育期植株氮、磷、钾养分含量施肥处理明显高于不施肥处理。无论施肥与否,植株氮、磷、钾含量在不同生育期变化较大,但总体趋势是生育前期高于后期。食用葵氮磷钾含量最高时期不同,含氮量在三对叶,含磷、钾量均在七对叶,此后随生育期呈下降趋势。这种变化趋势可能与干物质累积而导致的浓度稀释效应有关。施肥与不施肥处理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的变化趋势与食用葵相似,但钾含量的变化趋势有所不同,其含量在三对叶时最高,随后呈下降趋势。施肥与不施肥处理下,油用葵不同生育期氮、磷含量的变化趋势与食用葵相似,但钾含量的变化趋势有所不同。不同品种比较来看,食用葵含氮、磷量与油用葵相近,含钾量食用葵比油用葵略高。3.4向日葵各器官吸氮、磷、钾量有所差别,但整体趋势一致。随生育期的延长,茎、叶对氮、磷、钾的吸收量均呈单峰规律变化,其峰值均在现蕾期至开花期。施肥处理下无论食用葵还是油用葵,各生育期不同器官吸收氮、磷、钾养分的数量明显高于不施肥处理。无论施肥与否,食用葵和油用葵吸氮磷钾规律相