氮肥是农作物生产中用量最多的肥料。据统计我国每年生产、施用的氮肥量(以纯氮计)在2 000万t。但其氮素利用率较低，一般当季利用率仅为30%～35%[1-2]，因氮肥利用率低造成的直接经济损失折合人民币达239.4亿元 。近几年来，农业生产中氮肥利用率低而施用量越来越高，导致环境污染问题日趋严重[3]。在油菜生产中，存在肥料施用不合理，尤其是氮肥施用不合理的问题，进而导致油菜产量不高、土壤氮素肥力下降，不利于农业生产的可持续发展[4]。目前，我国油菜生产上施用的肥料仍然以速效肥为主，在油菜的整个生育期一般要追施氮肥2～3次[5]，但分次施肥方式存在费工、费时、农民不易掌握施肥关键技术要点等诸多的局限性[6]，而且油菜的生育期较长、需肥量大，追肥时损失量也较大，造成速效肥料的利用率低，特别是氮肥的利用率更低。因此，减少氮肥用量、提高氮素利用率是我国农业生产中亟待解决的问题。

近些年，随着农村城镇化、农民就业和非农业化步伐的加快，从事农业生产的劳动力数量和质量均大幅度下降，很大程度上制约了油菜生产的发展[7]。因此，简化油菜施肥方式、解决肥料特性与油菜养分需求之间的矛盾、提高肥料利用率、减少肥料流失带来的环境污染成为当务之急。缓/控释肥料的出现为解决这一问题提供了可能，因为缓/控释肥料具有养分释放与作物需求同步，挥发、淋溶、固定少，减轻环境污染等优点[8-10]。它通过各种调控机制有效控制养分的释放速度和时间，延长作物对其养分吸收利用的有效期，达到一次性全量基施即可满足作物全生育期对氮素养分的生理需求[11]，同时还可适当减少施氮量，提高氮肥利用效率[12]，并可有效控制硝态氮淋失[13]。

目前，有关缓/控释氮肥应用效果研究较多地集中在水稻上。徐明岗等[14]研究表明，控释氮肥氮素释放速率与水稻氮素需求基本一致，在水稻整个生长期内氮素供应持久，从而提高水稻产量；纪雄辉等[15]研究了控释氮肥在双季稻上连续2年施用的效果，结果表明，一次性全量施用控释氮肥较分2次施用普通氮肥尿素的早稻增产7.7%，晚稻增产11.6%，肥料利用率达到76.3%。国内外大量研究表明，缓/控释肥施用还可以显著提高玉米[16-17]、小麦[18-20]等多种作物的产量和肥料利用率，减少施肥次数，降低劳动力投入等，但控释氮肥在油菜上的应用效果研究较少。本研究通过缓控释氮肥的不同施用方式、不同施用量，探究了缓/控释氮肥施用对冬油菜生长、发育及产量的影响，旨在为简化施肥方式，提高氮肥利用效率，降低氮素对农田生态环境的污染，为缓/控释肥料在油菜上的推广普及应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选用河南省农业科学院经济作物研究所选育的甘蓝型油菜细胞质雄性不育双低杂交种国审丰油10号为供试材料[21]。

1.2 试验设计

试验于2015-2016年在河南省现代农业研究开发基地进行。试验区属暖温带亚湿润季风气候，年平均降雨量632 mm，无霜期220 d，日照时数约2 400 h，年平均气温14.4 ℃。试验地块前茬作物为大豆，土壤肥力中等偏上，均匀一致，排灌方便。耕层土壤(0～20 cm)基本理化性质为：pH值6.2，有机质含量21.0 g/kg，全氮含量1.2 g/kg，有效磷含量31.85 mg/kg，全磷含量0.49 g/kg，速效钾含量118.22 mg/kg，缓效钾含量769.08 mg/kg。

试验油菜采用条直播种植方式，耕作方式为翻耕，基肥均随土壤翻耕时作基肥一次性施入。2015年9月24日播种，三叶期开始间苗、定苗，定苗密度为37.5万株/hm2。试验设置6个处理，N0处理：对照(不施氮肥)；N1处理：习惯施肥(氮肥用普通尿素)；CN2处理：控释氮肥150 kg/hm2一次性基施；CN3处理：控释氮肥150 kg/hm2 50%作基肥，50%作抽薹肥；CN4处理：控释氮肥210 kg/hm2一次性基施；CN5处理：控释氮肥210 kg/hm2 50%作基肥，50%作抽薹肥。控释氮肥缓速比均为8∶2。各处理磷肥用过磷酸钙(含P2O5 12%)，钾肥用氯化钾(含K2O 60%)，硼肥为硼砂(含硼95%)。N1处理的尿素(含N 46%)分3次施入，其中43%作基肥施入，28.5%作腊肥施入，28.5%作抽薹肥施入。试验采用随机区组排列，3次重复，小区面积60 m2(10 m×6 m)，行距0.33 m。试验油菜于2016年5月22日收获，全生育期234 d。油菜生育期内田间管理均按当地油菜大田常规方法进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 越冬苗情 油菜越冬前调查基本苗情，选择有代表性的植株10株，考查以下项目。

绿叶数：指每株主茎上已展开的所有绿叶的数目(不包括子叶)；黄叶数：指黄化面积大于50%的叶片数；总叶片数：指绿叶数与黄叶数之和；苗高：指植株子叶节至全株最高部分的长度；单株干质量：包括地上部和地下部(根)。将地上部和地下部分开，置于105 ℃烘箱中杀青30 min，再降至80 ℃烘干至恒重后，称其质量，为干物质量。

1.3.2 干物质积累量 油菜苗期、蕾薹期、开花期、角果期、成熟期5个时期生育期进行取样，称取鲜质量和干物质积累量。苗期、蕾薹期随机取样10株，开花期、角果期和成熟期各取样5株，地上部分和地下部分分开，后续方法同1.3.1。

干物质积累量(kg/hm2)=密度(株/hm2)×单株干物质积累量(g)/1 000。

各阶段干物质积累速率(kg/(hm2·d))=(后一次取样干物质积累量-前一次取样干物质积累量)/间隔天数。

1.3.3 叶绿素含量 采用日本MINOLTA公司所生产的SPAD-502型便携式叶绿素测定仪，于油菜苗期、蕾薹期、开花期分别活体测定各处理油菜同一叶位功能叶片的叶绿素含量，以SPAD值表示。

1.3.4 考种 油菜黄熟时，每个小区随机取植株样品10株考种，主要考察油菜植株农艺性状和经济性状，记载油菜单株株高、一次有效分枝数、一次有效分枝部位、主花序长度及其角果数、单株有效角果数、每角粒数、千粒质量等性状指标。小区油菜单收、单打，晒干清理干净后称取产量。

1.4 数据处理

试验中叶绿素含量SPAD值为9次重复(每个处理3个重复内分别测定3个样品)的算术平均值，其他结果为3次重复的算术平均值。试验所得数据采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对油菜越冬基本苗情的影响

表1表明，不同施肥方式对油菜幼苗越冬基本苗情各项指标的影响差异均达到显著水平。对照N0处理除黄叶数和根冠比外，其他各项指标均为最低；N1处理除黄叶数最少、根冠比最低外，其他各项指标均为最高。N0处理的黄叶数为2.9片，与施用控释氮肥的各处理(CN2、CN3、CN4、CN5)间差异不显著，但与施用普通尿素的N1处理间差异达显著水平，CN2和CN3、CN4和CN5 2个控释氮肥施用水平处理间差异很小。绿叶是植物进行光合作用的器官，绿叶数多，光合作用面积增加，有利于干物质积累。各处理绿叶数以N1处理最多，为9.5片，N0处理最少，为5.7片；施用控释氮肥的处理间绿叶数处于同一水平，差异较小。各处理间苗高的变化表现为施氮处理与不施氮处理间差异显著，施用普通氮肥与施用控释氮肥的处理间有差异，但不显著。总叶片数以N1处理最多为10.9片，比N0处理多2.3片，与CN2和CN3、CN4和CN5 2个控释氮肥施用水平间差异达显著水平，同一控释氮肥施用水平处理间差异不显著。单株地上部干质量和单株根干质量的变化趋势表现一致，均以N1处理最多，N0处理最少；N1处理除与CN3处理间差异不显著外，与对照N0及其他几个施用控释氮肥的处理间差异均达显著水平。根冠比是指植株地下部分与地上部分的鲜质量或干质量的比值，能够反映根系机能活性的强弱。表1可以看出，各处理根冠比存在显著差异，以CN4处理的最高，为0.148，N1处理的最低，为0.132。可见，苗期氮肥供给充足，会促进地上部茎叶繁茂，抑制地下部根的生长，导致根冠比降低，因此，油菜苗期要采取适当的栽培措施促进根系生长，增大根冠比，给植株创造良好营养生长条件，为丰产奠定基础。

2.2 不同施肥方式对油菜干物质积累动态的影响

2.2.1 对油菜干物质积累量的影响 从图1可以看出，油菜植株干物质积累量随着生育进程的推进呈现出不断递增趋势，成熟期达最大值，但各处理间的增加幅度存在差异。N0处理油菜干物质积累总量明显低于施用氮肥处理，且随着生育进程的推进，差异越来越明显；在油菜开花期以前，由于植株营养体较小，干物质积累速率较慢，积累总量也较低，各处理间差异相对较小；从开花期开始，施氮处理与不施氮处理间的差异逐渐增大，成熟期差异达到最大值。还可以看出，各处理中N1处理在整个生育进程中的油菜干物质积累总量和积累速率均最大，成熟期N1处理干物质积累总量为39 787.50 kg/hm2，N0处理为13 970.83 kg/hm2，施用普通氮肥尿素的N1处理比N0处理干物质积累量增加184.79%，施用控释氮肥的CN2、CN3、CN4、CN5处理比对照N0处理干物质积累量分别增加141.19%，135.85%，129.88%，132.75%。可见，施用普通氮肥与施用控释氮肥均增加了油菜干物质积累量，施用普通氮肥处理的干物质积累量大于施用控释氮肥处理的干物质积累量。

注：同一列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。表2-5同。

Note：Different small letters in the same column mean significant difference among treatments at 0.05 level. The same as Tab.2-5.

2.2.2 对油菜干物质积累速率的影响 从图2结果可以看出，各处理干物质积累速率均呈现出先增加后降低的趋势。N0、N1、CN2的干物质积累速率高峰出现在蕾薹期-开花期，CN3、CN4、CN5则在开花期-角果期积累速率最高。开花期-角果期是油菜干物质积累速率的高峰期，施用控释氮肥的处理大于施用普通氮肥处理的干物质积累速率，CN5处理的平均积累速率最高，为861.25 kg/(hm2·d)，其次是CN3处理785.21 kg/(hm2·d)，施用普通氮肥N1处理的平均积累速率为422.71 kg/(hm2·d)，对照N0处理为131.25 kg/(hm2·d)。各生育阶段N0处理的干物质积累速率均低于其他各处理，到角果期-成熟期，不同施肥方式的各个处理的干物质积累速率均有所减慢，以N1处理的积累速率最高。这可能与控释氮肥的养分释放机理有关，根据油菜对养分的需求规律而供给，达到节肥、增产、高效。

2.3 不同施肥方式对油菜植株叶绿素含量的影响

从表2可以看出，各个处理油菜叶绿素含量均随着生育进程的推进呈现升高趋势。同一生育时期内，对照N0处理的叶绿素含量均为最低，苗期的叶绿素含量不同处理间差异不显著；开花期的叶绿素含量不施氮肥的N0处理显著低于施用普通氮肥和控释氮肥处理。生育前期的叶绿素含量最高为N1处理，到开花期为CN5处理最高，略高于N1处理，整体表现为施用氮肥处理的叶绿素含量均比少施和不施氮肥的处理高。施氮水平高的处理，各生育时期叶绿素含量相对普遍较高，说明叶片内含氮量也相对较高。各个处理整个生育进程的叶绿素含量变化幅度均不大，叶绿素含量SPAD值为47.09～58.88。方差分析表明，蕾薹期，对照N0处理的叶绿素含量与施用氮肥的N1、CN3处理间差异达显著水平，施用普通氮肥N1处理与施用控施氮肥的几个处理间虽有一定差异，但未达到显著水平。开花期，各处理间叶绿素含量差异较大，达到显著水平；施氮量为210 kg/hm2的N1、CN4、CN5间差异不显著，施氮量为150 kg/hm2的CN2、CN3间的叶绿素含量处于同一水平，差异不显著，但其与N1、CN5间的差异达到显著水平；N0处理的叶绿素含量最低，与施用普通氮肥和施用控释氮肥的几个处理间差异显著。

2.4 不同施肥方式对油菜植株性状、产量构成因素及产量的影响

2.4.1 不同施肥方式对植株农艺性状的影响 施用普通氮肥和控释氮肥对油菜农艺性状的影响均存在一定差异(表3)。方差分析表明，对一次有效分枝数的影响，各处理间差异不显著；对其他农艺性状的影响各处理间差异达到显著水平。植株株高受氮肥的影响较大，且有随施氮量增加而增高的趋势；施用普通氮肥的N1处理株高最高，为176.4 cm，比对照N0处理增加26.6 cm，其次为施用控释氮肥CN4处理，比N0处理增加22.3 cm；较低氮肥处理(CN2和CN3)的株高均较低，但与N0相比，显著高于不施氮处理。分枝部位以N1处理最高，比N0高9.8 cm，与N0处理间差异不显著；施用控释氮肥的各处理分枝部位与N0处理的差异较小，以CN4处理最低，为51.2 cm，低于N0处理2.4 cm，与N1处理差异显著。各施氮处理主花序有效长度与N0相比，增长幅度在4.2～10.9 cm，以施氮量210 kg/hm2的CN5处理最长，与 N0处理差异显著。主花序角果数比对照增加14.8～24.5个，施用氮肥的各处理与N0处理间差异达显著水平。主花序的结角密度以施用普通氮肥N1处理最高，为1.20 果/cm，与施用控释氮肥的各处理间差异不显著，但与N0处理间差异达显著水平，说明氮肥能显著影响油菜主花序结角密度。对主花序角果长的影响表现在施用氮肥的各处理间差异不显著，但与N0相比差异达显著水平，各处理比N0增长幅度在0.86～2.16 cm。

可见，施用氮肥可以显著增加或改善油菜植株农艺性状，且施用普通氮肥的农艺性状普遍比施用控释氮肥的好；同一施用水平的控释氮肥，分2次施用的处理普遍比一次性基施的处理好，但差异均不显著。

2.4.2 不同施肥方式对产量构成因素的影响 由表4可知，不同施肥方式处理间各产量构成因素均存在一定差异。与对照N0处理相比，施氮处理对单株角果数、每角粒数和千粒质量均有不同程度的提高，方差分析结果表明，施用氮肥的处理单株角果数、每角粒数与对照N0处理间差异达显著水平，不同施肥方式对千粒质量的影响差异不显著。施氮处理(N1、CN2、CN3、CN4、CN5)的单株角果数比对照N0处理增加96.5～147.0个，每角粒数比对照增加5.95～8.27粒；施氮处理的千粒质量与对照相比均略有增加，增加量在0.07～0.26 g。可见油菜单株角果数、每角粒数受氮肥的影响较大，施用氮肥可显著提高及改善其产量构成因素，有利于增产。

由表4还可以看出，施氮量210 kg/hm2的N1、CN4、CN5处理单株角果数处于较高水平，其次是施氮量150 kg/hm2的CN2、CN3处理，不施氮N0处理处于最低水平，单株角果数最少，为155.8个；各处理中以CN4的单株角果数最多，为302.8个，比对照N0处理增加147.0个，增加率为94.4%。其次是CN5处理290.2个，比对照N0增加86.3%。可见，控释氮肥能够提高油菜单株角果数，且作基肥1次施用比分2次施用效果好。对每角粒数的影响表现在施氮与不施氮处理间，差异显著，每角粒数最高的为CN5处理，其次是施用普通氮肥处理N1，为24.64粒，说明控释氮肥分2次施用有利于油菜生育后期籽粒的形成，增加每角粒数。千粒质量有随施氮量增加而增大的趋势，但各处理间差异不显著，居前3位的依次是施氮量210 kg/hm2的CN5、N1、CN4处理；最高为控释氮肥分2次施用的CN5处理，千粒质量5.05 g，比对照N0增加0.26 g；其次是施用普通氮肥的N1处理4.98 g，比N0增加0.19 g。说明千粒质量受氮肥施用量的影响较小。

2.4.3 不同施肥方式对产量的影响 从表5可知，所有施用氮肥处理的产量与不施用氮肥N0处理相比，均达到不同程度的增产效果，可增产361.13～488.91 kg/hm2，增产率16.54%～22.39%。方差分析结果表明，施用氮肥的各处理产量与对照N0处理间均存在显著差异，且施用氮肥的CN5处理与N1、CN2、CN3几个处理间产量差异亦达到显著水平，与CN4处理间差异不显著。其中以处理CN5的产量最高，达2 672.36 kg/hm2 ；CN4处理的产量居第2位(2 627.91 kg/hm2)；不施氮(N0)处理的产量最低(2 183.44 kg/hm2)。说明氮肥用量对丰油10号的产量影响很大，控释氮肥施用方式(1次基施和分2次施入)对产量影响较小。还可以看出，氮肥用量(以纯N计，下同)210 kg/hm2的处理(N1、CN4、CN5)产量均比氮肥用量150 kg/hm2的处理(CN2、CN3)产量高；相同施用量条件下，施用缓/控释氮肥的处理(CN4、CN5)比施用普通氮肥尿素的处理(N1)产量高，分别比习惯施肥N1增产2.16%和3.89%,比对照N0增产20.36%和22.39%。施肥方式相同时，控释氮肥分2次施入的处理产量略高于一次性基施处理的产量，本试验条件下处理CN4、CN5产量差异不显著，综合考虑油菜轻简化生产方式，节约用工成本，故推荐处理CN4，即缓/控释氮肥施用量210 kg/hm2，施肥方式于整地时一次性基施为最佳。可见，控释氮肥一次性基施不仅简化了油菜施肥方式，而且大大降低了生产成本，本试验中适当增加氮肥用量，对产量的提高更具有促进作用。

3 结论与讨论

不同作物对氮素养分需求量不同，油菜是需氮量较多的油料作物，油菜整个生育期中氮素是对产量反映最敏感的营养元素[22]，施氮量过多或者过少都会对油菜的生长发育产生不利影响。张运红等[23]研究结果表明，施氮可以不同程度地促进优质小麦生长，加快其干物质积累，提高穗数、穗长、穗粒数、千粒质量和产量。适量增施氮肥可以促进油菜苗期乃至整个生育期的生长发育[24]，干物质累积量增多，从而为生育后期角果形成和籽粒发育提供物质基础。乔玉辉等[25]研究认为，小麦干物质积累量在一定范围内与籽粒产量呈显著正相关关系，提高小麦干物质生产能力有利于增产。本试验结果表明，施氮处理的油菜干物质积累在积累总量和积累速率上都明显高于不施氮肥N0处理，为油菜籽粒产量形成奠定基础。宋海星等[26]研究表明，氮素供应不足时则会使油菜生育期缩短、早衰、产量下降。可见适量氮肥供应有利于油菜角果形成和籽粒发育，是提高产量的重要途径。本研究结果还表明，相同氮素水平在210 kg/hm2条件下(CN4、CN5)，缓/控释氮肥一次性基施或分2次施用均比普通氮肥分多次施用的油菜产量水平高，分别比对照N0增产20.36%和22.39%，比普通氮肥N1处理增产2.16%和3.89%，可见控释氮肥在油菜上应用具有明显的增产效应，这与王素萍等[27]研究结果一致，也与前人在玉米、水稻上的研究结果相同[28-30]，这表明缓/控释氮肥养分释放速率与作物各个生育时期对氮素的吸收速率基本一致[31]，李敏等[32]研究稻油轮作种植模式下施用效果，结果表明，一次性施用控释氮肥与分次施用普通氮肥相比，均可显著提高作物产量。因此，缓/控释氮肥在油菜上采用一次性全量基施，就可以为油菜全生育期提供充足的氮素营养，促进增产。

本试验条件下，施氮处理的各项油菜苗期生长指标均比对照不施氮处理N0的好，说明施用氮肥可显著促进油菜苗期生长发育，增加绿叶数，增加苗高和单株干物质积累量，增加根冠比；从产量结果来看，以施用控释氮肥210 kg/hm2处理CN4、CN5的产量较高，可见控释氮肥的施用可以促进油菜苗期形成壮苗，提高抗逆性，安全越冬。徐明岗等[14]研究控释氮肥在水稻田的施用效果表明，施用控释氮肥的水稻本田表层土与表面水的含量均显著地低于普通尿素处理，其最大值仅为尿素的1/3～1/4 ，施用控释氮肥减缓了氮素的释放速率，使稻田中氮素养分供应持久，很好地满足水稻生长发育对氮素养分的动态需求。

缓/控释肥对作物产量的形成和产量构成因素的影响研究已有较多报道，普遍认为缓/控释肥作基肥一次性施入，由于有效延缓养分释放量和释放速率，可以达到与作物需肥规律基本同步的效果，最终有利于作物产量的形成[1]。而在一定的密度条件下，油菜产量高低取决于单株角果数、每角粒数与千粒质量的大小。本试验结果显示，氮肥施用对油菜产量构成因素均有明显的优化效果，单株角果数、每角粒数和千粒质量均得到不同程度的提高，且控释氮肥的施用效果优于普通氮肥，这可能与控释氮肥的养分释放规律与油菜生长需肥规律基本同步有关。这一结果与袁卫红[33]研究结果相一致，谢春生等[34]、鲁艳红等[35]在水稻上研究控释氮肥施用效应，也得到了相同结果。

从本试验结果可以看出，缓/控释氮肥一次性全量基施，不仅延长了肥效期，而且在后期不用追肥，省时省工，有效地解决了油菜生产多次追肥的问题，是油菜实行简化栽培的重要措施之一。因此，油菜施用缓/控释氮肥不仅能节约成本，提高生产效益，更有利于油菜增产。但是邹娟等[36]研究表明，油菜苗期对氮素养分的需求量占整个生育期的33.8%～47.8%，说明油菜该生育时期对氮素较为敏感，如果控释氮肥中的氮素释放速率较慢或者与油菜氮素吸收不能同步，势必会影响油菜苗期营养生长，出现氮素供应不足现象。如果能在控释氮肥基施时掺入一定比例的普通氮肥，既可降低肥料成本，又能保证油菜苗期的氮素需求，那么控释氮肥与普通氮肥的最佳掺混比例还有待于今后进一步研究。

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