肉蛋白生物有机肥对胡麻干物质积累、产量及品质的影响

杨天庆，高玉红，牛俊义，谢亚萍，李春春，滕圆圆，李思艳，任金虎

（甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃农业大学农学院，甘肃兰州730070）

肉蛋白生物有机肥对胡麻干物质积累、产量及品质的影响

杨天庆，高玉红，牛俊义，谢亚萍，李春春，滕圆圆，李思艳，任金虎

（甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃农业大学农学院，甘肃兰州730070）

以不施肥为对照，通过田间试验，研究了单施化肥、单施肉蛋白生物有机肥和不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施对胡麻干物质积累分配规律、产量及品质的影响。结果表明：肉蛋白生物有机肥增加了株高和茎粗，促进了胡麻干物质积累进程，现蕾期以后30%肉蛋白生物有机肥替代化肥（T4）处理的干物质积累速率明显增加，盛花期、子实期、成熟期分别比不施肥CK（T1）增加102.33%、55.16%、58.68%（P＜0.05）；肉蛋白生物有机肥提高了胡麻产量，单位面积实际产量T4处理比不施肥CK（T1）、单施化肥（T2）和单施肉蛋白生物有机肥（T3）处理分别增加了73.66%、17.49%、13.74%（P＜0.01）；不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施改善了胡麻品质，T4处理下胡麻含油率最佳，60%肉蛋白生物有机肥替代化肥（T5）的处理胡麻籽粒亚麻酸及亚油酸含量较高。综合考虑，30%肉蛋白生物有机肥替代化肥的效果最佳。

肉蛋白生物有机肥；胡麻；干物质积累；产量；品质

胡麻（Linum usitɑtissimum L.）是我国仅次于大豆、油菜、向日葵和花生的第五大油料作物［1］，主要分布于内蒙古、河北、甘肃、山西等地［2－3］。胡麻油不仅占据较大份额的食用油市场，在工业上亦有广泛用途，副产品也能综合利用。近年来我国每年胡麻播种面积居世界第一位，但产量较低，其中施肥不合理是低产的重要原因之一［4］。在胡麻种植方面有关胡麻施肥的研究多集中于施肥规律、施肥时期、施肥量和配方施肥等方面，而且目前我国胡麻施肥技术研究远远落后于其他主要农作物［5］，农业中普遍存在重视化肥而轻视有机肥，而忽视了有机肥配施对胡麻生长发育、养分吸收和产量构成的促进作用［6］。此外，化肥的大量施入提高了作物产量，但也造成了一系列生态和环境问题［7－8］，导致耕地土壤养分及有机质含量普遍偏低，而且加剧了农田环境污染，降低农产品质量，已经影响到我国农业生产的可持续发展［9－10］。20世纪80年代以来，随着生态农业、有机农业的兴起，包括生物肥在内的有机肥普遍得到重视，成为近年来我国肥料研究与开发的热点［11－13］。有研究表明有机肥富含作物生长所需的N、P、K等多种元素和有机质，在保护土壤肥力和生态环境、提高作物产量和品质等方面有着特殊作用［14－16］。然而近年来，有关有机肥替代化肥的研究多集中在水稻（OryzɑsɑtivɑL.）、大豆（Glycine mɑx）、玉米（Zeɑmɑys）、小麦（Triticɑmɑestivum L.）、烤烟（Nicotiɑnɑtɑbɑcum L.）［17－21］等作物上，在胡麻研究领域中，鲜见报道。另外有研究表明［22－24］合理施用化肥可以改善胡麻品质，提高胡麻产量，有机肥对胡麻产量品质影响的研究较少。本研究基于当前我国胡麻生产部分区域不施肥或主要施用化肥的现状，探讨了不同比例生物有机肥料替代化肥对胡麻株高、茎粗、干物质积累、产量和品质的影响，旨在为提高胡麻的产量和品质，发展胡麻有机栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验于2015年3—8月在甘肃省兰州市榆中县良种繁殖场进行，该地属温带大陆性气候，年均气温6.7℃；年平均降水量350 mm，降雨量集中在5—7月。供试土壤为砂壤土，耕层（20 cm）土壤基本理化性状如表1所示。年平均气温6.7℃，无霜期120 d左右。前茬马铃薯，播种前用拖拉机磙耙2次。

1.2 试验设计

采用单因素完全随机区组设计，设不施肥CK（T1）、单施化肥（T2）、单施肉蛋白生物有机肥（T3）、30%肉蛋白生物有机肥替代化肥（T4）、60%肉蛋白生物有机肥替代化肥（T5）、90%肉蛋白生物有机肥替代化肥（T6）。除对照外各处理氮、磷、钾施用总量相同，为N 90 kg·hm－2、P2O575 kg·hm－2、K2O 52.5 kg·hm－2，T3、T4、T5、T6处理用量根据其全氮含量计算肉蛋白生物有机肥施用量，具体施肥情况见表2，磷、钾肥用化肥补充。氮、磷、钾肥分别选用尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O518%）和硫酸钾（K2O 50%），氮、磷、钾肥均作为基肥施用，肉蛋白生物有机肥（由石家庄金太阳生物有机肥有限公司生产，总养分：N 3%，P2O52%，K2O 1%，有机质≥30%，粗蛋白≥8%，氨基酸≥4%，中量元素钙≥6%）撒施到各小区内，并翻耕入土。每个处理重复3次，共18个小区。小区长5m，宽4m，面积20m2。小区间走道30 cm，重复间走道50 cm，四周设1m的保护行。品种选用张亚2号，种植密度为750万株·hm－2，条播，播深3 cm，行距20 cm。各小区灌溉量一致，均为2 700m3· hm－2，分别于分茎期（1 200 m3·hm－2）、现蕾期（900 m3·hm－2）、盛花期（600 m3·hm－2）灌溉。2015年3月20日播种，2015年8月6日收获，生育期108 d。

1.3 测定项目与方法

分别在苗期、现蕾期、盛花期、子实期和成熟期，即播种后的20、45、66、87 d和108 d，每小区采样20株，在实验室内测定株高（用卷尺测定其生理高度）、茎粗（用游标卡尺测茎基部），并将植株茎秆、叶片、花果等器官分开，于恒温箱中105℃杀青30 min，而后在70℃烘至恒重，测定植株地上部分各器官的干物质重量。

成熟期每小区采样15株进行室内考种，分别测定单株分茎数、主茎分枝数、单株蒴果数、单果籽粒数及千粒重等产量构成因子。收获时，各小区单收单打，晒干后测得小区实际产量，并计算单位面积实际产量。用于试验采样所造成的产量损失不计。有关干物质积累速率及干物质积累时间参数等计算参照盖钧益等［25－27］的方法。

干物质积累速率（g·d－1）＝干物质积累总量（g）／干物质积累时间（d）

收获后，每小区取胡麻籽粒400 g，在甘肃省农业科学院近红外仪品质测定中心测定籽粒含油率、亚麻酸、亚油酸、硬脂酸、油酸及棕榈酸等含量。

1.4 数据处理

采用Excel 2007进行数据整理，用SPSS19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 肉蛋白生物有机肥对胡麻株高和茎粗的影响

2.1.1 对胡麻株高的影响各处理胡麻株高在整个生育期呈现出“S”型增长趋势（图1A），现蕾期至盛花期，胡麻株高增长速度最快（每天长1.13～1.50 cm·d－1）。现蕾期以前（包括现蕾期）T2处理株高增长较快，较其他处理高2.67%～20.16%（苗期）和2.25%～21.71%（现蕾期）（P＜0.05）。说明在胡麻生育前期化肥对胡麻株高影响比较明显，肉蛋白生物有机肥的作用较小。现蕾期以后T2处理增长速度减缓，肉蛋白生物有机肥替代化肥的处理速度加快，T4处理株高最高，较T1高9.61%（盛花期）、12.24%（子实期）、7.68%（成熟期）（P＜0.05）；较T2高9.31%（盛花期）、11.08%（子实期）、6.70%（成熟期）（P＜0.05）；较T3高8.90%（盛花期）、10.19%（子实期）、3.58%（成熟期）（P＜0.05）；较T5和T6处理盛花期高1.32%～7.35%、子实期高5.66%～6.37%、成熟期高0.53%～1.82%（P＜0.05）。这说明在现蕾期以后肉蛋白生物有机肥对胡麻株高产生显著影响，可见肉蛋白生物有机肥对胡麻茎粗的影响作用主要发挥在胡麻生育后期。

2.1.2 对胡麻茎粗的影响由图1B可知，各处理胡麻茎粗的变化趋势基本相同，但不同时期变化量有所差异。现蕾期以前（包括现蕾期）T2处理较其他处理高2.30%～23.24%（苗期）、0.97%～21.73%（现蕾期）（P＜0.05）。现蕾期以后施有机肥的处理增长速度较快，T5茎粗最高，较T1高26.29%（盛花期）、19.40%（子实期）、32.69%（成熟期）（P＜0.05）；较T2高25.31%（盛花期）、19.37%（子实期）、24.86%（成熟期）（P＜0.05）；较T3高18.28%（盛花期）、13.54%（子实期）、21.75%（成熟期）（P＜0.05）。可见，在胡麻生育前期肉蛋白生物有机肥对胡麻茎粗的影响相比化肥较弱，但到现蕾期以后肉蛋白生物有机肥和化肥配施对胡麻株高影响加强，其中60%的肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻茎粗的影响效果最佳。

2.2 肉蛋白生物有机肥对胡麻干物质积累运转的影响

2.2.1 干物质积累量由表3可见，苗期和现蕾期干物质积累总量表现为：T2处理最高，T1处理最低。T2处理显著高于其他处理：苗期高4.76%～37.50%（P＜0.05）；现蕾期高7.22%～46.35%（P＜0.05）。说明在苗期和现蕾期化肥对胡麻干物质积累的作用效果比肉蛋白生物有机肥强，胡麻生育前期对化肥的吸收利用较好。盛花期为：T4、T5与T1、T2、T3差异极显著，T4、T5、T6间差异不显著，T3比T1增加了34.73%（P＜0.05），与T2无显著性差异；子实期为：T4比T1、T2、T3分别增加了66.26%、61.05%、35.93%（P＜0.05），T4、T5、T6间差异不显著，T1、T2、T3间差异不显著；成熟期表现为：T4比T1、T2、T3分别增加了64.72%、40.59%、28.07%（P＜0.01），T4分别比T5、T6增加了12.47%、16.59%（P＜0.05），T1与T3、T2处理差异显著，T3、T2处理之间差异不显著。可以看出，现蕾期以后肉蛋白生物有机肥替代化肥的处理干物质积累明显增加，说明肉蛋白生物有机肥发挥作用比较晚，在生育后期对胡麻干物质积累影响较明显。

表3 肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻干物质积累量的影响／（g·株－1）Table 3 Effect ofmeat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer on drymatter accumulation／（g·plant－1）

2.2.2 干物质积累速率由图2可知，不同处理下胡麻干物质积累速率总体趋势基本相同，符合植物“慢—快—慢”的生长规律，苗期至现蕾期干物质积累速率比较慢，盛花期干物质积累速率加快，子实期干物质积累速率达到最大，成熟期干物质积累速率逐渐减小。肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻各生育时期干物质积累速率存在差异，现蕾期以前各处理干物质积累速率差异较小，现蕾期以后各处理差异明显加大，施生物有机肥的各处理干物质积累速率增幅较单施化肥大，因生物有机肥配施比例的不同致使干物质积累速率增加幅度有所不同。现蕾期以前（包括现蕾期）T2处理干物质积累速率较高，具体表现为：T2处理干物质积累速率比其他处理增加苗期3.57%～37.41%（P＜0.05），现蕾期8.06%～48.16%（P＜0.05）。现蕾期以后T4处理的干物质积累速率明显增加，盛花期、子实期、成熟期分别比对照（T1）增加102.33%、55.16%、58.68%（P＜0.05）。

图2 肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻干物质积累速率的影响Fig.2 Effect ofmeat protein biological organic fertilizerinstead of chemical fertilizer on drymatter accumulation ratio of oilseed flax

2.3 肉蛋白生物有机肥替代化肥处理下胡麻干物质分配规律

由图3可见，不同处理下随着生育期的推进胡麻茎的干物质所占比例呈现出先增加后减小的趋势，盛花期所占比例达到最大；叶片所占比例逐渐减小；花（蒴果）所占比例呈现出逐渐增大的趋势。全生育期茎所占比例为28.00%～64.88%；叶片所占比例为2.87%～72.00%；花（蒴果）所占比例为0～51.00%。施肥有利于干物质增加，苗期和现蕾期T2处理对胡麻干物质增加作用明显，茎干物质量表现为T2比其他处理苗期高5.56%～35.71%（P＜0.05），现蕾期高10.99%～51.87%（P＜0.05）；叶片干物质量表现为T2比其他处理苗期高2.22%～35.29%（P＜0.05），现蕾期高4.17%～36.05%（P＜0.05）。可以看出现蕾期以前施化肥的处理干物质积累速率较快，说明化肥比较容易吸收利用。现蕾期以后T4干物质积累明显高于其他处理，茎干物质量表现为T4比其他处理盛花期高4.00%～－68.93%（P＜0.05），子实期高1.91%～57.02%（P＜0.05），成熟期高7.48%～42.95%（P＜0.05）；叶片干物质量表现为T4比其他处理盛花期高7.85%～60.09%（P＜0.05），子实期高27.67%～66.95%（P＜0.05），成熟期叶片干物质表现为T3＞ T6＞T4＞T1＞T5＞T2，可以看出施化肥促进成熟期叶片的脱落，相反施生物有机肥能延长胡麻生育时期，减少叶片脱落；花（蒴果）表现为T4比其他处理盛花期高28.57%～167.32%（P＜0.05），子实期高9.46%～74.92%（P＜0.05），成熟期高16.68%～98.21%（P＜0.05）。可见现蕾期以后肉蛋白生物有机肥和化肥配施的处理干物质积累速率明显加快，综合全生育期看T4处理下效果最佳，说明肉蛋白生物有机肥和化肥配施对胡麻干物质积累速率较单施化肥或有机肥效果好。

图3 肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻地上部分干物质分配比率的影响Fig.3 Effect ofmeat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer on aboveground biomass partition ratio of oilseed flax

2.4 肉蛋白生物有机肥对胡麻产量的影响

表4显示，不同处理下产量构成因子差异较大。主茎分枝数、单株蒴果数及产量均表现为：T4处理最高，T1处理最低；单果籽粒数为T1最高，T4最低；千粒重略有不同，为T5处理最高，其次是T4。可以看出肉蛋白生物有机肥可以提高胡麻的分枝数从而提高胡麻的单株蒴果数，但是以减少单果籽粒数为代价的。综合考虑T4处理最佳，具体表现为T4处理的主茎分枝数、单株蒴果数、果粒数、千粒重比其他处理分别增加了12.99%～64.15%、20.94%～52.09%、2.71%～12.99%、2.71%～6.17%（P＜0.05）。单位面积实际产量T4处理比T1、T2、T3处理分别增加了73.66%、17.49%、13.74%（P＜0.01）；T2、T3处理比T1处理分别增加了47.80%、52.68%（P＜0.05）；T3处理与T2处理差异不显著。

表4 肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻产量及其构成因子的影响Table 4 Effectofmeat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer on seed yield and yield components of oilseed flax

2.5 肉蛋白生物有机肥对胡麻品质的影响

由表5可以看出，不同处理下胡麻含油率及各种脂肪酸的差异较大，含油率、油酸均为T4处理最高，含油率较T1、T2、T3分别高1.55%、1.32%、1.11%（P＜0.05），油酸较T1高7.41%（P＜0.01），与T2、T3差异不显著；亚麻酸、亚油酸均为T5最高，亚麻酸分别较T1、T2、T3高3.18%、1.92%、2.55%（P＜0.01），亚油酸分别较T1、T2高7.17%、2.10%（P＜0.01），与T3差异不显著；硬脂酸T2高于其他处理6.07%～14.91%（P＜0.01）；棕榈酸T2最高，较T1高6.00%（P＜0.01），与T3差异不显著。综合考虑，可以看出肉蛋白生物有机肥替代化肥的处理效果较好，可见肉蛋白生物有机肥与化肥配施对胡麻提高品质较好。

表5 肉蛋白生物有机肥替代化肥对胡麻品质的影响Table 5 Effects ofmeat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer on seed quality of oilseed flax

3 结论与讨论

有研究表明［28］，化肥是通过土壤由植物直接吸收，有机肥施入土壤后，经微生物分解变为无机形态，再被植物吸收利用。本研究结果表明，在胡麻生育前期肉蛋白生物有机肥的作用不明显，施化肥处理的株高、茎粗、干物质积累都大，但随着生育期的推进有机肥的作用明显，施肉蛋白生物有机肥的处理株高、茎粗、干物质积累都明显加快，在收获时在T4处理胡麻株高、干物质积累总量最大，分别比T1处理增加7.68%、64.72%（P＜0.05）；比T2处理增加6.70%、40.59%（P＜0.05）；比T3处理增加3.58%、28.07%（P＜0.05），T5处理茎粗最大，分别比T1、T2和T3处理高32.69%、24.86%、21.75%（P＜0.05）。但是各个处理株高、茎粗、干物质积累的总体趋势基本相同，说明不同比例生物有机肥与化肥配施虽明显改变了胡麻株高、茎粗、干物质积累进程，但不会改变它们的总体趋势。这与魏景云［29］等研究结果一致。

闫志利等研究表明［10］，不同有机肥与化肥配施下胡麻最大干物质积累速率一般出现在现蕾期，但如果播种较晚、生长期较短时会延长到子实期。本研究结果表明不同比例的肉蛋白生物有机肥与化肥配施下胡麻干物质积累速率总体趋势基本相同，符合植物“慢—快—慢”的生长规律，苗期至现蕾期干物质积累速率比较慢，盛花期干物质积累速率加快，子实期干物质积累速率达到最大，成熟期干物质积累速率逐渐减小，综合全生育时期，干物质积累速率T4处理效果最佳。

本研究表明，肉蛋白生物有机肥与化肥配施可以提高胡麻的主茎分枝数、单株蒴果数、单果籽粒数以及千粒重，增加胡麻产量。这与王显［30］等在水稻上的研究相一致。胡麻分茎数、主茎分枝数、单株蒴果数、千粒重及产量都表现为T4处理效果最好。单位面积平均产量T4处理分别比T1、T2、T3处理增加73.66%、17.49%、13.74%（P＜0.05），这与李占［31］等在冬小麦、夏玉米中的研究结果基本一致。

胡麻籽粒中含有五种不同的脂肪酸，其中人体必需的脂肪酸有两种：亚油酸（LA）和α～亚麻酸（LNA）。它们在人体内不能由其他物质合成、转化得到，只能从食物中摄取，且具有重要的生理功能，因此胡麻脂肪酸含量是一个重要指标［32］。本研究表明，肉蛋白生物有机肥替代化肥可以显著改善胡麻品质，含油率、亚麻酸、亚油酸、油酸分均为肉蛋白生物有机肥替代化肥的处理最佳，这与沈忠泉［33］等在西瓜、烟草等作物研究结论一致。

综上所述，综合考虑株高、茎粗、干物质积累、产量及品质等因素，30%肉蛋白生物有机肥替代化肥为当地有机肥替代化肥的最佳配施方案。

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Effect ofmeat protein biological organic fertilizer on dry matter accumulation，seed yield and quality of oilseed flax

YANG Tian-qing，GAO Yu-hong，NIU Jun-yi，XIE Ya-ping，LIChun-chun，TENG Yuan-yuan，LISi-yan，REN Jin-hu
（Gɑnsu Provinciɑl Key Lɑborɑtory of Arid lɑnd Crop Science，College of Agronomy，Gɑnsu Agriculturɑl University，Lɑnzhou，Gɑnsu 730070，Chinɑ）

With no fertilizer as control，we studied the effect of drymatter accumulation，seed yield and quality of oilseed flax（Linum usitɑtissimum L.）by single application of chemical fertilizer，single application ofmeat protein biological organic fertilizer and different proportion ofmeat protein biological organic fertilizer and chemical fertilizer combined application in the field.The results are as follows：（1）Meat protein bio organic fertilizer increased plant height，stem diameter and promote the drymatter accumulation process of flax.After the bud period，the drymatter accumulation rate significantly increased under 30%meat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer（T4），being 102.33%，55.16%，58.68%（P＜0.05）as compared to no fertilization CK（T1）at flowering stage，fruiting stage andmature stage，respectively.（2）The actual production per unitarea under30%meatprotein biologicalorganic fertilizer instead of chemical fertilizer（T4）increased by 73.66%，17.49%，13.74%（P＜0.01）than no fertilization CK（T1），single application of chemical fertilizer（T2）and single application ofmeatprotein bio-organic fertilizer（T3），respectively.（3）The different proportion ofmeat protein bio organicmanure and chemical fertilizer improved the quality of flax，the oilseed flax has the bestoil contentunder30%meat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer（T4），The content of linoleic acid and linoleic acid is higher under 60%meat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer（T5）.In conclusion，30%meat protein biological organic fertilizer instead of chemical fertilizer should be the best treatment.

meat protein biological organic fertilizer；oilseed flax；drymatter accumulation；seed yield；quality

S141；S565.9

：A

1000-7601（2017）01-0128-07

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.01.20

2016-01-15

现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-17-GW-9）

杨天庆（1990—），男，甘肃庆阳人，硕士研究生，主要从事作物栽培与耕作研究。E-mail：932860498＠qq.com。

高玉红（1978—），女，甘肃民勤人，副教授，主要从事农作物高产高效栽培理论与技术体系研究。E-mail：gaoyh＠gsau.edu.cn。