韩德鹏 吕伟生 陈 明 黄天宝 肖小军 李亚贞 肖富良 郑 伟

(江西省红壤研究所/江西省红壤耕地保育重点实验室/农业农村部江西耕地保育科学观测实验站，江西南昌 330046)

硼是植物正常生长不可缺少的微量元素，在植物体内可促进碳水化合物运输、蛋白质代谢、细胞分裂和伸长、花粉形成以及花粉管萌发，可有效减少作物花而不实、蕾而不花和花粉畸形等情况[1－4]。是否缺硼由土壤中有效硼含量决定，我国土壤中全硼含量较高，但有效硼含量不高且分布严重不均匀，表现出由北向南、由西向东逐渐降低的趋势[5]。邹娟等[6]研究显示，长江流域冬油菜区土壤有效硼含量低于0.25 mg·L－1为缺乏，0.25～0.95 mg·L－1为轻度缺乏，0.95～1.50 mg·L－1为适宜含量。有资料表明，南方红壤有效硼含量较低，变幅在0～0.58 mg·kg－1之间，平均含量仅有0.14 mg·kg－1，是典型的严重缺硼土壤[7]。江西省是我国红壤面积最大的省份之一，红壤面积约占全省土地面积的70%[8]，属我国低硼缺硼地区，这主要与其酸、黏、瘠的特性息息相关。前人研究表明，土壤有效硼含量与pH 值和有机质含量呈正相关关系[9]，并且该地区农民普遍有施用石灰改良酸性土壤的习惯，长期施石灰会进一步加重缺硼程度。因此，有效硼含量低是限制该区域作物产量和品质的重要因子之一。

油菜(Brassica napusL.)是我国重要的油料作物。江西省是我国油菜主产省份之一，油菜常年播种面积约53.3 万公顷，该区域在实际生产中油菜缺硼现象十分普遍，一方面红壤本身普遍缺硼，另一方面存在硼肥施用不合理现象[10]。油菜是对硼极为敏感的作物，缺硼会造成减产甚至绝收，因此，科学施用硼肥对保障油菜生产具有十分重要的作用[3，11]。传统硼肥施用方法主要为基施或根据作物生长情况进行2 ～ 3 次喷施[12]，耗时耗力。当前，农村有效劳动力严重不足，生产者对轻简高效栽培技术需求越来越紧迫。种肥同播是实现油菜全程机械化生产的技术路线之一[13]，既能减少追施硼肥的劳动成本，又能将有限的硼肥用在种籽根系附近提高硼肥利用效率和施用效果[14]。为明确种肥同播条件下红壤耕地适宜硼肥用量，本研究在红壤水田和旱地通过开展种肥同播不同硼肥用量试验，研究其对油菜出苗、生长发育、硼肥吸收利用效果、籽粒产量、出油率等的影响，以期为该区域红壤耕地油菜生产硼肥施用和轻简高效栽培技术提供技术参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验地概况

供试油菜品种为希望122，由中国农业科学院油料作物研究所提供。试验用硼肥为华中农业大学养分管理研究团队与武汉高飞农业有限公司联合生产的油菜专用硼肥(商品名:万力硼)，有效成分为硼砂，纯硼(B)含量为120 g·kg－1，规则圆球颗粒，大小均匀，比重与油菜籽一致，采用了缓释包衣技术，在油菜整个生育期内缓慢释放养分，满足油菜整个生育期对硼的需求。

1.2 试验设计

试验于2017 ― 2018年在江西省崇仁县(27°42′40″N，116°6′26″E，海拔60 m)和进贤县(28°21′2″N，116°10′30″E，海拔20 m)红壤研究所试验田进行，试验设置4 个试验点:D1:崇仁水田、D2:崇仁旱地、D3:进贤水田、D4:进贤旱地，试验地土壤基本化学性状见表1。每个试验点设置4 个硼肥处理，分别为:T1(0 kg·hm－2，对 照)、 T2 (4.5 kg·hm－2)、 T3 (9.0 kg·hm－2)、 T4(13.5 kg·hm－2)，每处理重复3 次，随机区组排列，小区面积20 m2(4 m×5 m)。各处理其他肥料用量一致，统一施肥水平和施肥方法，试验地施肥标准按N 150.0 kg·hm－2、P2O560.0 kg·hm－2、K2O 75.0 kg·hm－2施加，肥料分2 次施用，基施70%氮肥、80%钾肥和全部磷、硼肥(基施为复合肥、尿素和硼砂，复合肥氮磷钾各含15%，尿素氮含量46%)，与种子拌匀后撒施，冬前追施剩余的氮肥(尿素)和钾肥(氯化钾，钾含量为60%)。油菜播种量为4.5 kg·hm－2，试验期各处理不进行间苗补苗操作，其他管理同一般大田直播油菜。

表1 试验田土壤基本理化性质Table 1 Basic physical and chemical properties of soils in the experimental fields

1.3 测定项目与方法

播种后调查油菜生育期并参考郑伟等[15]的方法调查油菜不同生育期(全苗期、五叶期、成熟期)密度。成熟期每小区连续取长势一致的10 株油菜进行考种，考察单株角果数、每角粒数及千粒重，各小区分别取3块4 m2(2 m×2 m)的样方进行单打单收测产，将植株茎秆、角果皮和籽粒分离并测定生物量，采用盐酸浸提－姜黄素比色法测定各器官硼含量[16]。菜籽含油量采用DA7200 型近红外分析仪(波通，瑞典)测定[17]。根据公式计算各指标:

1.4 数据处理

所有数据经过Excel 2007 整理后采用SPSS Statistics 17.0 中的Duncan′s multiplerange test 方法进行差异显著性分析，不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 种肥同播硼肥用量对油菜生育进程的影响

由表2 可知，随硼肥用量的增加，油菜的苗期和蕾薹期长短无显著变化，但花期缩短，角果期延长，全生育期缩短。与对照相比，施硼肥后各试验田花期缩短9～20 d，总体表现为土壤有效硼含量越低，花期时间越长，在该土壤中施硼肥花期缩短效果越明显。与对照相比，施硼肥后各试验田油菜角果期增加7～9 d。D2 和D4 试验田施硼肥后油菜全生育期缩短2～5 d，D1 和D3 试验田施硼肥后油菜全生育期缩短5～11 d。综上可知，施硼肥可有效缩短花期，为角果的发育提供了充足的时间，而且施硼缩短了油菜全生育期，土壤基础硼含量越低，效果越明显。

表2 硼肥用量对油菜生育进程的影响Table 2 Effect of the boric application amount on the growth process of rapeseed

2.2 种肥同播硼肥用量对油菜成苗率和成株率的影响

由表3 可知，种肥同播条件下不同硼肥用量总体对油菜出苗率无明显影响，成苗率和成株率总体随施硼量的增加而增加，当施硼量为9.0 kg·hm－2时不再显著增加。未施硼肥条件下(T1)，旱地油菜平均成苗率和平均成株率比水田油菜高，水田油菜平均成苗率和平均成株率分别为51.0%和44.6%，旱地平均成苗率和平均成株率分别为65.7%和55.7%，土壤基础硼含量越高成苗率和成株率越高。与对照相比，施硼肥后4 块试验田成苗率和成株率分别增加4.5～26.3 和4.1～19.5 个百分点，水田成苗率和成株率分别增加15.1～26.3 和4.1～19.5 个百分点，旱地成苗率和成株率分别增加4.5～17.1 和6.2～18.8 个百分点，水田油菜成苗率和成株率增幅总体高于旱地油菜。当施硼量为9.0 kg·hm－2时，4 块试验田平均成苗率和成株率最高，分别达到75.2%和66.4%。

表3 硼肥用量对油菜密度的影响Table 3 Effect of the boric application amount on the density of rapeseed /%

2.3 种肥同播硼肥用量对油菜产量、产量构成因子和生物量的影响

由表4 可知，种肥同播条件下硼肥用量和耕地类型显著影响油菜产量。同一施硼量处理下，旱地油菜产量明显高于水田油菜产量，2 种耕地类型之间的产量差达438.3～647.5 kg·hm－2。种肥同播条件下增施硼肥显著提高了红壤耕地油菜产量，且油菜产量随施硼量的增加呈增加趋势。相比对照，增施硼肥后油菜产量显著增加，增产量达702.6～2 042.9 kg·hm－2，增产率达55.4 ～ 1 267.4%。当施硼量大于9.0 kg·hm－2时，4 块试验田的油菜产量均不再显著增加。与对照相比，T2、T3 和T4 水田油菜平均增产717.0%、1 023.7% 和1 118.2%，旱地油菜平均增产142.9%、196.5%和201.3%，水田油菜对施硼量的增加表现出更高的敏感性。

由表5 可知，种肥同播条件下增施硼肥对油菜产量构成因素有不同程度影响。单株角果数随施硼量的增加呈增加趋势，当施硼量大于9.0 kg·hm－2时，4 块试验田单株角果数均不再显著增加。同一施硼量处理下，不同试验田单株角果数表现为D2>D4>D1>D3。与对照相比，当施硼量为9.0 kg·hm－2时，D1、D2、D3和D4 试验田单株角果数增幅分别达到402.6%、52.1%、361.2%和241.3%，总体表现为土壤基础有效硼含量越低，增施硼肥单株角果数增加效果越明显。每角粒数随施硼量的增加呈增加趋势，当施硼量大于4.5 kg·hm－2时，每角粒数不再显著增加。与对照相比，施硼肥后4 块试验田千粒重均有小幅度降低。另外，增施硼肥亦可显著提高油菜成熟期生物量，随着施硼量的增加，4 块试验田油菜地上部生物量均呈增加趋势。施硼量大于9.0 kg·hm－2时，生物量均不再显著增加(D1 除外)。土壤基础有效硼含量越低的试验田，收获期对照处理油菜期生物量越小，增施硼肥后生物量增幅越大。油菜籽收获指数随施硼量的增加呈增加趋势，其中，D2 试验田各处理间差异不显著，其他田块当施硼量大于4.5 kg·hm－2时收获指数不再显著增加；T1、T2、T3 和T4 综合4 块试验田的平均收获指数分别为11.1%、25.0%、26.7%和27.1%。

2.4 种肥同播硼肥用量对油菜硼肥吸收利用的影响

由图1 可知，种肥同播条件下油菜收获期茎秆、角果皮和籽粒中的硼含量随施硼量的增加呈不同程度的增加趋势。与对照相比，施硼后茎秆中硼含量增加7.84～21.19 mg·kg－1，增幅达56.7%～231.3%，角果皮中硼含量增加4.89～27.66 mg·kg－1，增幅达33.8%～267.3%，籽粒中硼含量增加2.09～6.68 mg·kg～1，增幅达17.5%～76.3%。施硼量在13.5 kg·hm－2范围内时，角果皮中硼含量随施硼量的增加显著增加；当施硼量大于9.0 kg·hm－2时茎秆中硼含量不再显著增加；当施硼量大于4.5 kg·hm－2时D2 和D4 试验田籽粒中硼含量不再显著增加，当施硼量大于9.0 kg·hm－2时D1和D3 试验田籽粒中硼含量不再显著增加。油菜收获期各器官中硼含量表现为角果皮>茎秆>籽粒。

表4 硼肥用量对油菜产量的影响Table 4 Effect of the boric application amount on the yield of rapeseed

表5 硼肥用量对油菜产量构成因子和生物量的影响Table 5 Effect of the boric application amount on the yield components and biomass of rapeseed

由表6 可知，硼肥吸收量总体随施硼量的增加显著增加，施硼量低于9.0 kg·hm－2时，硼肥吸收量快速增加，高于9.0 kg·hm－2后，增加速度减缓，说明9.0 kg·hm－2的硼肥施用量基本满足油菜生长发育需求，此时平均积累量为187.5 g·hm－2，相比对照增加367.7%。同一施硼量水平，旱地油菜硼肥吸收量明显高于水田油菜，旱地油菜硼肥平均吸收量在T1、T2、T3和T4 条件下相比水田分别增加130.5%、59.1%、31.5%和20.7%。硼肥利用率随施硼量增加显著降低，施硼量为9.0 kg·hm－2时，硼肥利用率平均为13.7%，属于较低水平。硼肥贡献率在不同试验田表现出较大差异，总体上与土壤基础有效硼含量呈负相

图1 不同硼肥用量对油菜不同器官硼含量的影响Fig.1 Effect of different dosage of boric fertilizer on boron content in rapeseed

关关系，各试验田土壤基础有效硼含量D2>D4>D1>D3，同一施硼量条件下硼肥贡献率表现为D3>D1>D4>D2，土壤基础有效硼含量越低，施硼增产效果越好。施硼量为9.0 kg·hm－2时，硼肥贡献率平均为79.0%。

表6 硼肥用量对油菜硼肥吸收利用的影响Table 6 Effect of boric dosage on the absorption and utilization of boron in rapeseed

2.5 种肥同播硼肥用量对菜油产量的影响

由表7 可知，硼肥用量显著影响菜籽含油量和产油量。菜籽含油量随施硼量的增加呈增加趋势(除旱地T4 较T3 略有降低)，但T3 与T4 之间差异均不显著，具体表现为T1

表7 硼肥用量对菜油产量的影响Table 7 Effect of the boric application amount on the yield of rapeseed oil

3 讨论

本研究所用土壤为严重缺硼红壤土。研究发现，土壤有效硼含量越低，油菜花期和全生育期越长，角果发育时间越短，施硼肥后改善效果越显著，土壤增施硼肥可缩短花期9～20 d，全生育期缩短2～11 d，不仅为角果的发育提供充足的时间，也为后茬作物及早腾地，保证了后茬作物高产稳产。

缓释硼肥与油菜种籽同播技术不仅可减少追施硼肥的劳动成本，而且能将硼肥施用在根系附近缓慢释放养分提高硼肥利用率，满足油菜轻简化栽培。缺硼土壤增施硼肥可显著增加油菜成株率、单株角果数和每角粒数，进而增加产量[14，18－21]。本研究结果表明，土壤有效硼含量不足的条件下，适宜的缓释硼肥用量可显著增加直播油菜的产量，但处理不同对产量和产量构成因素的影响不同。缓释硼肥与油菜种肥同播总体对出苗率无显著影响，但可显著增加成苗率和成株率，当施硼量大于9.0 kg·hm－2时，成苗率和成株率不再显著增加。直播油菜由于群体数量大、个体间竞争激烈，土壤有效硼含量缺乏时，长势弱、竞争力差的植株将被淘汰，因此补充适量的硼肥可显著提高油菜成苗率和成株率，成株率的增加是直播油菜增产的关键因素之一。土壤基础有效硼含量越低，单株角果数越低，施硼肥后增幅越大，单株角果数随施硼量的增加显著增加，当施硼量大于9.0 kg·hm－2时，不再显著增加。当施硼量大于4.5 kg·hm－2时，水田油菜每角粒数不再显著增加，而旱地油菜每角粒数各处理间总体无显著差异，说明土壤有效硼含量低于0.11 mg·kg－1时增施硼肥可有效增加每角粒数。千粒重随施硼量的增加略有降低，推测这可能与施硼肥后单株角果数与每角粒数的增加有关。

白雪等[22]研究表明，增施硼肥可显著增加油菜干物质积累和产量。本研究发现，地上部生物量与产量随施硼量的增加而增加，当施硼量大于9.0 kg·hm－2时，总体不再显著增加。说明适宜硼肥可促进油菜营养生长和生殖生长，过量施硼可能使油菜生长受到抑制与毒害[23－26]。本研究中，水田土壤基础有效硼含量为0.02～0.07 mg·kg－1，明显低于旱地土壤的基础有效硼含量0.11～0.22 mg·kg－1，这与水田中有效硼的淋溶和流失较旱地严重有关，因此水田直播油菜对施硼量的增加表现出更高的敏感性，施硼肥后增产效果更显著，硼肥贡献率更高。虽然旱田油菜产量总体高于水田油菜，但随着硼肥施用量的增加，水田油菜增产达717.0% ～1 118.2%，而旱地油菜增产142.9% ～201.3%，增产率远低于水田油菜，收获期生物量也表现出相同趋势。

前人研究表明，油菜生长后期的生长中心逐渐由营养生长转为生殖生长，需大量的硼。硼逐渐从叶片、茎秆转移至角果，以保证角果的光合能力和碳水化合物代谢，从而保证较高的产量[27－28]。本研究结果表明，种肥同播条件下，随着施硼量的增加，收获期油菜各器官中硼含量不同程度增加，各器官中硼含量及其增幅均表现为角果皮>茎秆>籽粒。说明油菜生长后期硼转移至角果后主要储存在角果皮中，为籽粒发育提供保障。施硼显著增加了油菜硼肥吸收量，其变化趋势与硼含量的变化趋势相同，施硼量为13.5 kg·hm－2时达最大值。本研究中，硼肥利用率随施硼量的增加而降低，整体处于较低水平，这主要是因为红壤耕地酸化严重，造成硼的流失。前人研究表明，油菜[29]、水稻[30]、花生[31]、大豆[32]等作物增施硼肥后对提高其产量和品质均有一定的效果。本研究发现，施硼量低于9.0 kg·hm－2时，菜籽含油量和产油量均随施硼量的增加显著增加，这是由于缺硼可抑制植物的碳氮代谢过程，影响脂肪酸的合成导致含油量下降；同时缺硼会抑制叶绿体的发育并阻碍叶绿素的合成，导致光合作用效率低，产量降低，进而影响菜籽产油量[33－35]。因此，缺硼土壤增施硼肥对菜籽含油量和产油量的提升具有重要意义。

王瑞东等[36]研究表明，连续两年施用普通硼砂后造成硼在叶片中过量积累，施用缓释硼肥无此情况，缓释硼肥后效比普通硼肥好，停施两年后新叶硼含量仍可维持在正常水平。缓释硼肥比普通硼肥释放养分慢，因此流失更少，利用率更高。本研究仅通过一年多点试验研究了缓释硼肥种肥用量对油菜生长发育和产量的影响，为进一步提高硼肥利用率以及作物产量和品质，还需进行缓释硼肥在水田和旱地不同轮作模式下的后效研究。

4 结论

缓释硼肥在用量低于13.5 kg·hm－2时与油菜种肥同播对红壤耕地油菜出苗无不利影响，适宜硼肥用量具有缩短花期，延长角果期的效果；同时，可通过增加成株率、单株角果数和每角粒数提高红壤菜籽产量。综合产量、菜籽含油量、硼肥利用率和产油量等因素，推荐红壤旱地硼肥施用量为9.0 kg·hm－2，水田施用量为9.0～13.5 kg·hm－2。