張婷婷，段玉*，張君，安昊，梁俊梅，范霞，韓振勇，吳勝

陰山北麓向日葵需水規(guī)律及水氮耦合效應(yīng)研究

張婷婷1，段玉1*，張君1，安昊1，梁俊梅1，范霞2，韓振勇2，吳勝3

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，呼和浩特 010031；2.呼和浩特市賽罕區(qū)農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，呼和浩特 010020；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，呼和浩特 010020）

【目的】明確向日葵需水規(guī)律，提高水氮耦合效應(yīng)?！痉椒ā坎捎锰镩g小區(qū)試驗，設(shè)定3個灌水量，分別為雨養(yǎng)W0、補(bǔ)灌W1（67.5 mm）和常規(guī)灌溉W2（135 mm），3個施氮水平，分別為N0（不施氮）、推薦施氮N1（135 kg/hm2）、過量施氮N2（270 kg/hm2），研究水氮耦合對向日葵產(chǎn)量、耗水量、水分利用效率、肥料利用率、水氮耦合效應(yīng)的影響?！窘Y(jié)果】隨著灌水量的增加向日葵的產(chǎn)量、耗水量和氮肥利用率也增加，隨著施氮量的增加向日葵耗水量也增加，N1處理的產(chǎn)量和氮肥利用率顯著高于N2處理；W2N1、W2N2、W1N1處理的籽實(shí)產(chǎn)量較高；灌水量和施氮量對向日葵籽實(shí)產(chǎn)量和耗水量的交互效應(yīng)顯著。灌水量對向日葵籽實(shí)粗脂肪量影響較小，施氮量增加向日葵籽實(shí)的粗脂肪量減少。灌水量增加籽實(shí)的不飽和脂肪酸比例增加，優(yōu)化施氮可增加籽實(shí)不飽和脂肪酸量?！窘Y(jié)論】陰山北麓向日葵適宜的施肥灌水模式為補(bǔ)灌量159.2～177.1 mm，施氮量166～218.3 kg/hm2，12葉—現(xiàn)蕾期是需水需肥關(guān)鍵期，應(yīng)保證該時期水肥供應(yīng)。

向日葵；水氮耦合；產(chǎn)量；耗水規(guī)律；水分利用效率；氮肥利用效率

0 引言

【研究意義】向日葵是主要的油料作物，2020年種植面積達(dá)90萬hm2，總產(chǎn)量為238萬t，全球排名第五，種植面積和總產(chǎn)占全球的3%和5%[1]。內(nèi)蒙古是我國向日葵的主要產(chǎn)區(qū)，播種面積和產(chǎn)量約占全國的1/2。陰山北麓旱作區(qū)是內(nèi)蒙古向日葵的新型產(chǎn)區(qū)，年播種面積近15萬hm2[2]。該地區(qū)氣候干旱，年降水量不足400 mm，且集中于7、8、9月，加之沒有過境河流，主要采用抽取地下水灌溉[3-4]，水資源短缺已成為限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素[5]。為追求高產(chǎn)，種植戶過量灌溉，灌溉頻率高，灌水利用效率僅1 kg/m3左右，灌溉用水利用率為40%～60%，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，地下水嚴(yán)重超采[6]。同時，盲目追施氮肥現(xiàn)象也比較普遍，氮肥利用率30%左右，迫切需要明確向日葵的需水規(guī)律，優(yōu)化水肥資源合理配置，使灌溉補(bǔ)水追肥與作物需水需肥相協(xié)調(diào)，既節(jié)約水肥資源，又能保證向日葵正常生長獲得較高產(chǎn)量[7]。實(shí)現(xiàn)水肥資源高效利用和環(huán)境友好的協(xié)同提升，對于科學(xué)運(yùn)用水肥資源，保證產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大?！狙芯窟M(jìn)展】水、肥是影響作物干物質(zhì)積累關(guān)鍵因素[8]，水分虧缺造成向日葵減產(chǎn)所導(dǎo)致的損失可能超過其他因素導(dǎo)致減產(chǎn)所造成的損失總和[9]。氮素主要通過影響群體葉面積指數(shù)和光能轉(zhuǎn)運(yùn)效率來影響干物質(zhì)積累過程[10]。施肥可以促進(jìn)作物對水分的吸收，適量的肥料投入是提高水分利用效率的重要途徑[11-12]。灌溉也可以促進(jìn)作物對肥料的吸收，提高肥料利用效率[13]。在一定的水肥范圍內(nèi)，二者存在顯著的交互效應(yīng)，水肥對產(chǎn)量有明顯的正效應(yīng)[14-15]。灌溉處理向日葵的葉面積指數(shù)、地上生物量、花盤直徑和產(chǎn)量均明顯高于不灌溉處理[16]。在不同區(qū)域、不同耕作和水肥條件的影響下，施用氮肥的增產(chǎn)效果也有差異，施氮的農(nóng)學(xué)效率為2.57～26.00 kg/kg[17-18]。水肥調(diào)控對作物生長發(fā)育有重要影響，施用氮肥后向日葵的株高、根長、花盤直徑、葉面積、葉綠素量、籽實(shí)和秸稈產(chǎn)量均較不施氮肥處理增加[19-20]。苗期中度水分調(diào)控、成熟期輕度水分調(diào)控處理品質(zhì)最優(yōu)，其粗脂肪量與粗蛋白量較充分灌溉處理分別顯著增加[21]。隨著灌溉量的減少，籽實(shí)產(chǎn)量和含油量呈下降趨勢，其中油酸量增加，棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸量減少[22]。水肥管理受氣候、土壤條件以及栽培管理的影響，不同區(qū)域不同水氮耦合效應(yīng)差異較大?！厩腥朦c(diǎn)】目前有關(guān)陰山北麓向日葵需水規(guī)律、水氮耦合效應(yīng)的研究還鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為此，在內(nèi)蒙古武川縣進(jìn)行了不同灌水、施氮水平的田間試驗，探索該地區(qū)不同水分和氮素用量下的水分需求規(guī)律、水氮利用效率、水氮耦合效應(yīng)等，為該地區(qū)向日葵合理的水肥調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地屬于陰山北麓旱作區(qū)，年平均降水量350 mm左右，大多集中在7—9月。多年平均水面蒸發(fā)量1 200～1 800 mm，海拔1 500 m左右，年均氣溫為2 ℃，年平均日照時間為3 000 h，年均有效積溫（≥ 10 ℃）2 200 ℃，無霜期105 d，屬于典型的大陸性季風(fēng)氣候。2020年和2021年生育期降水量分別為184、165 mm，2020年向日葵生育期降水量基本正常，但7月底—8月初干旱嚴(yán)重，2021年生育期降水量偏少，屬于干旱年份，具體降水量見圖1。

圖1 生育期降水量

1.2 試驗地概況

試驗于2020—2021年在內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院武川旱作試驗站進(jìn)行，2020年試驗地塊在試驗站北灘，肥力相對較高，2021年試驗地塊在試驗站東，肥力相對較低，0～20 cm土壤養(yǎng)分狀況見表1。

試驗前測定了土壤體積質(zhì)量及田間持水率等（表2），試驗地0～100 cm土壤體積質(zhì)量為1.35～1.86 g/cm3；田間持水率為11.03%～30.86%；田間飽和含水率為13.43%～35.27%。

表1 供試土壤基本化學(xué)性狀

表2 土壤體積質(zhì)量及田間持水率和飽和含水率

1.3 試驗設(shè)計

供試作物為向日葵，2020年選用品種為SH361，2021年選用了生育期略短但當(dāng)年大量種植的品種龍葵雜27。采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主處理為3個水分處理，分別為：雨養(yǎng)處理（不灌水W0）；補(bǔ)灌W1處理，補(bǔ)水3次共67.5 mm，其中12葉期22.5 mm，現(xiàn)蕾期22.5 mm，盛花期22.5 mm；常規(guī)灌溉W2處理，按當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣灌水時間和灌水量，補(bǔ)水6次共135 mm，即10～12葉期2次，每次22.5 mm，現(xiàn)蕾—盛花期2次，每次22.5 mm，盛花期1次22.5 mm，終花期1次22.5 mm。副處理為3個施氮量，分別為不施氮（N0），推薦施施氮量N1（135 kg/hm2（由向日葵養(yǎng)分專家系統(tǒng)確定[23]）），2倍推薦施氮量（N2，270 kg/hm2）。磷肥和鉀肥分別為重過磷酸鈣、氯化鉀，P2O5和K2O施用量按照養(yǎng)分專家系統(tǒng)推薦用量分別為70 kg/hm2和120 kg/hm2，其中磷肥全部作為基肥施用，鉀肥的1/2作為種肥基肥，1/2在現(xiàn)蕾期追施。試驗設(shè)計見表3。小區(qū)面積為4.8 m×7.5 m=36 m2，隨機(jī)排列，每個處理3次重復(fù)。

試驗采用膜下滴灌，平作覆膜種植，地膜寬度為70 cm，厚度為0.01 mm，膜上種植2行，行距為40 cm，膜外行距為80 cm，株距為60 cm，種植密度為22 500株/hm2。每膜鋪設(shè)1根滴灌帶，滴灌帶采用貼片式，滴頭間距為30 cm，出水量為1.8 L/h。每個小區(qū)安裝1個水表，計量小區(qū)用水量。試驗設(shè)置的灌水時間和灌水量主要根據(jù)向日葵生育期和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣確定，具體灌溉時間及灌水量見表4。為了保證出苗，播種后全部用微噴帶噴灌1次，噴灌量20 mm。

表3 試驗設(shè)計

表4 向日葵灌水時間及灌水量

1.4 計算方法

1.4.1 土壤樣品

在向日葵播種后、12葉期（7月2日）、現(xiàn)蕾期（7月22日）、開花期（8月6日）、終花期（8月26日）、灌漿期（9月17日），分別取0～100 cm土層土壤，每10 cm為1層，采用烘干法測量土壤含水率。

土壤儲水量（, mm）：=0.1×××，（1）

式中：為土壤含水率（%）；為土壤體積質(zhì)量（g/cm3）；為土層深度（cm）；0.1為換算系數(shù)。

耗水量由水量平衡公式計算，由于試驗地比較平坦，地下水埋深較深，當(dāng)?shù)卮蟊┯贻^少，不考慮地表徑流和地下水補(bǔ)給等因素。

耗水量（, mm）：=++Δ， （2）

式中：為灌溉定額（mm）；為生育期內(nèi)降水量（mm）；Δ為生育期濕潤層（0～100 cm）土壤儲水量變化（mm）。

水分利用效率（, kg/m3）計算式為：

=/， （3）

式中：為籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）；為作物耗水量（mm）。

灌水生產(chǎn)效率是指單位體積灌溉水增加的作物產(chǎn)量。

灌水生產(chǎn)效率（, kg/m3）=（灌水處理產(chǎn)量-

不灌水處理產(chǎn)量）/灌水量。 （4）

1.4.2 植株樣品

收獲時選取小區(qū)中間2膜4行向日葵進(jìn)行測產(chǎn)，計算不同處理產(chǎn)量。每個處理取樣3株，將莖稈、葉片、花盤和籽粒分開分別切碎，105 ℃下殺青30 min，然后在75 ℃下烘干至恒質(zhì)量，測定莖稈、葉片、花盤和籽實(shí)的干質(zhì)量，粉碎后測定各器官的含氮量，各器官的干質(zhì)量乘以含氮量即為該器官的吸氮量，莖稈、葉片、花盆和籽實(shí)吸氮量之和為植株地上部吸氮量。

氮肥利用率（, %）=（施氮區(qū)吸氮量-不施

氮區(qū)吸氮量）/施氮量×100。 （5）

向日葵籽粒品質(zhì)測定：粗脂肪量采用索氏抽取法測定。油酸、亞油酸、硬脂酸和棕櫚酸采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法，測定粗脂肪中混合脂肪酸的組成及含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并采用Duncan法進(jìn)行多重比較，數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在<0.05水平差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合對向日葵耗水指標(biāo)、產(chǎn)量和水分利用效率的影響

由表5可知，隨著灌水量的增加向日葵的產(chǎn)量和耗水量也增加，W0、W1、W2處理的2 a平均產(chǎn)量分別為2 978.8、3 524.2、3 794.4 kg/hm2，且三者差異顯著，W1、W2處理的灌水生產(chǎn)效率2 a平均分別為0.81、0.60 kg/m3；W0、W1、W2處理向日葵生育期耗水量2 a平均分別為229.8、297.4、360.4 mm，水分利用效率2 a平均分別為1.31、1.20、1.06 kg/m3。灌水量、施氮量及二者交互作用顯著影響作物產(chǎn)量和耗水量。

表5 水氮耦合對向日葵總耗水量、產(chǎn)量、水分利用效率和灌水生產(chǎn)效率的影響

注 同列數(shù)值后不同小寫字母表示各處理間差異顯著（＜0.05），*表示在＜0.05水平差異顯著，**表示在＜0.01水平差異顯著，下同。

施氮量顯著影響向日葵產(chǎn)量，N0處理2 a產(chǎn)量均值最低為3 280.6 kg/hm2，生育期平均耗水量為271.0 mm，平均水分利用效率為1.24 kg/m3；N1處理產(chǎn)量最高為3 540.2 kg/hm2，生育期平均耗水量為303.1 mm，平均水分利用效率為1.20 kg/m3；N2處理平均產(chǎn)量次之，為3 476.6 kg/hm2，生育期平均耗水量為313.5 mm，平均水分利用效率為1.14 kg/m3。

2020年以補(bǔ)灌量（）和施氮量（）作為自變量，向日葵籽實(shí)產(chǎn)量（）作為依變量，其回歸方程為：=2 802.8+562.56+303.91-143.582-142.452+89.30×，2=0.992，實(shí)際值與回歸擬合值顯著相關(guān)。對回歸方程分別求和的偏導(dǎo)數(shù)并令其為0，可計算獲得最高產(chǎn)量的值和值。經(jīng)計算，得到最高產(chǎn)量灌溉量為171.3 mm，施氮量為251.4 kg/hm2。

2021年以補(bǔ)灌量（）和施氮量（）作為自變量，向日葵籽實(shí)產(chǎn)量（）作為依變量，其回歸方程為：=2 976.9+677.59+412.61-131.582-180.692+36.41×，2=0.999，實(shí)際值與回歸擬合值顯著相關(guān)。對回歸方程分別求和的偏導(dǎo)數(shù)并令其為0，可計算獲得最高產(chǎn)量的值和值。經(jīng)計算，得到最高產(chǎn)量灌溉量為187.1 mm，施氮量為191.8 kg/hm2。

以補(bǔ)灌量（）和施氮量（）作為自變量，2 a向日葵籽實(shí)產(chǎn)量均值（）作為依變量，其回歸方程為：=2 889.9+620.08+358.26-137.582-161.572+62.85×，2=0.998，實(shí)際值與回歸擬合值顯著相關(guān)。對回歸方程分別求和的偏導(dǎo)數(shù)并令其為0，可計算獲得最高產(chǎn)量的值和值。經(jīng)計算，得到最高產(chǎn)量對應(yīng)的灌溉量為177.1 mm，施氮量為218.6 kg/hm2，若氮按照5元/kg，灌水按照3元/mm計算，經(jīng)濟(jì)最佳灌水量為159.2 mm，施氮量為166 kg/hm2。

2.2 水分管理對向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)的影響

由表6可知，W0處理的全生育期耗水量為213.8～245.8 mm，平均耗水量為229.8 mm；耗水強(qiáng)度為2.06～2.49 mm/d，平均耗水強(qiáng)度為2.32 mm/d。W1處理的全生育期耗水量為271.3～323.6 mm，平均耗水量為297.4 mm；耗水強(qiáng)度為2.61～3.26 mm/d，平均耗水強(qiáng)度為3.01 mm/d。W2處理的全生育期耗水量為334.4～386.5 mm，平均耗水量為360.5 mm；耗水強(qiáng)度為3.22～3.91mm/d，平均耗水強(qiáng)度為3.69 mm/d。

表6 水分管理對向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)的影響

注 耗水量和耗水模數(shù)是總和，耗水強(qiáng)度是均值。

由表6和圖2可知，12葉—現(xiàn)蕾期向日葵生長最快，也是向日葵需要水分養(yǎng)分最多時期，此時耗水量最大，W0、W1、W2處理的耗水強(qiáng)度分別為4.66、5.59、6.28 mm/d，耗水模數(shù)分別為41.6%、38.6%、35.6%。

圖2 水分管理對向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)的影響

2.3 施氮量對向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)的影響

由表7可知，隨著施氮量的增加向日葵耗水量也增加，N0處理全生育期耗水量為252.3～289.7 mm，平均耗水量為271.0 mm；N1處理全生育期耗水量為278.1～328.1 mm，平均耗水量為303.1 mm；N2處理全生育期耗水量為289.0～338.1 mm，平均耗水量為313.5 mm。耗水強(qiáng)度隨施氮量增加而增加，N0、N1、N2處理的全生育期平均耗水強(qiáng)度分別為2.61、2.91、3.01 mm/d。12葉—現(xiàn)蕾期是向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)最大時期，N0、N1、N2處理的耗水量分別為102.7、113.3、114.6 mm，耗水強(qiáng)度分別為5.13、5.66、5.73 mm/d，耗水模數(shù)分別為37.9%、37.4%、36.6%。

2.4 水氮耦合對向日葵生物產(chǎn)量、氮素吸收和氮肥利用率的影響

由表8可知，隨著灌水量增加向日葵秸稈產(chǎn)量（莖稈、葉片、花盤之和）也增加，不同施氮量處理產(chǎn)量表現(xiàn)為W2處理>W1處理>W0處理，且三者之間差異顯著。施氮量對秸稈產(chǎn)量也有顯著影響，2020年N2處理的秸稈產(chǎn)量最高，但與N1處理差異不顯著；2021年N1處理的秸稈產(chǎn)量最高。

表7 施氮量對向日葵耗水量、耗水強(qiáng)度和耗水模數(shù)的影響

表8 水氮耦合對向日葵秸稈產(chǎn)量、地上部吸氮量和氮肥利用率的影響

水分管理對植株地上部吸氮量有顯著影響，隨著灌水量的增加地上部吸氮量也增加，W1、W2處理的地上部吸氮量較W0處理平均增加22.0%和40.8%。施氮量對地上部吸氮量也有顯著影響，隨著施氮量的增加地上部吸氮量也增加。N1、N2處理的地上部吸氮量較N0處理增加45.5%和49.6%。

隨著灌水量增加氮肥利用率提高，雨養(yǎng)處理N1、N2施氮量下的氮肥利用率分別為29.8%和15.5%，補(bǔ)灌處理N1、N2施氮量下的氮肥利用率分別為39.5%和21.3%，常規(guī)灌溉處理N1、N2施氮量下的氮肥利用率分別為47.4%和27.3%。過量施氮導(dǎo)致氮肥利用率降低。

2.5 水氮耦合對向日葵籽實(shí)粗脂肪量和脂肪組成的影響

向日葵是油料作物，脂肪量和脂肪酸組成是其主要營養(yǎng)指標(biāo)。由表9可知，灌溉量對向日葵籽實(shí)的粗脂肪量影響較小，W0處理粗脂肪量為21.9%～25.8%；W1處理粗脂肪量為21.5%～26.5%，較W0處理增加0.2%；W2處理的粗脂肪量為21.5%～26.1%。隨著施氮量的增加向日葵籽實(shí)的粗脂肪量減少，N0處理的粗脂肪量為22.1%～26.7%；N1處理的粗脂肪量為22.0%～26.1%，較N0處理減少了0.3%；N2處理的粗脂肪量為20.9%～25.5%，較N0處理減少了1.2%，過量施氮粗脂肪量降低。

灌水量和施氮量對棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸量影響很小，各處理之間差異不大。隨著灌水量的增加油酸量略有增加。優(yōu)化水肥管理可以增加不飽和脂肪酸比例（油酸+亞油酸），改善水分條件可導(dǎo)致不飽和脂肪酸比例有所增加，主要是油酸量增加。

表9 水氮耦合對向日葵粗脂肪量和脂肪酸組成的影響

3 討論

3.1 水分管理對向日葵產(chǎn)量、耗水指標(biāo)和水氮利用效率的影響

陰山北麓地區(qū)氣候干旱，水資源嚴(yán)重缺乏，水是限制該地區(qū)作物生長和可持續(xù)發(fā)展的最主要因素[16]。然而過量灌溉導(dǎo)致作物的水分利用效率降低[26]。本研究表明，雨養(yǎng)、補(bǔ)充灌溉和常規(guī)灌溉處理的向日葵產(chǎn)量差異極顯著，隨著補(bǔ)灌量的增加，灌水生產(chǎn)效率下降，補(bǔ)充灌溉的灌水生產(chǎn)效率更高。向日葵根系發(fā)達(dá)，吸收水分養(yǎng)分能力強(qiáng)，土壤含水率達(dá)到田間持水率的60%～70%就可以滿足向日葵正常生長的水分需求，達(dá)到田間持水率的80%時，土壤水分過高不利于向日葵的正常生長[27]。適時灌溉是保證向日葵高產(chǎn)的前提，裴福軍等[24]在白城地區(qū)研究表明，向日葵苗期、蕾期需水相對少些，而開花、灌漿期需水較多，此時段處于8月上旬，是白城地區(qū)向日葵需水關(guān)鍵期；云文麗等[25]在河套灌區(qū)的研究表明，現(xiàn)蕾—開花期植株需水強(qiáng)度達(dá)到最大，是向日葵灌溉的關(guān)鍵期；楊松等[26]研究表明，食用向日葵在出苗后30 d、現(xiàn)蕾期、開花期、灌漿期澆水較為適宜。本研究表明，12葉—現(xiàn)蕾期（7月中下旬）向日葵耗水強(qiáng)度最高，是向日葵需水關(guān)鍵期，這可能與2020、2021年陰山北麓7月中下旬降水相對較少有關(guān)。

3.2 施氮量對向日葵產(chǎn)量、耗水指標(biāo)和水氮利用效率的影響

施氮量不同向日葵的產(chǎn)量、耗水量和水分利用效率有較大差異[27]，合理施用氮肥可以增加秸稈產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，從而獲得高產(chǎn)[28]。本研究表明，優(yōu)化施氮（N1）處理的秸稈產(chǎn)量和籽實(shí)產(chǎn)量均最高。施肥可以促進(jìn)向日葵對水分的吸收，優(yōu)化施肥可提高水分利用效率，此時水肥對產(chǎn)量和耗水量有明顯的正效應(yīng)[13]。隨著灌水量的增加施肥效應(yīng)提高，嚴(yán)重缺水條件下，增施氮肥會造成減產(chǎn)，最佳施氮量因灌溉量的增加而增加，要根據(jù)灌水量調(diào)節(jié)施氮量，進(jìn)而提高水肥利用效率，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效[29]。

3.3 水氮管理對向日葵籽實(shí)粗脂肪量和脂肪酸組成的影響

本研究表明，灌溉處理對向日葵籽實(shí)粗脂肪量影響較小，灌水量增加向日葵籽實(shí)粗脂肪量表現(xiàn)為先增加后降低，但各灌水處理之間差異不顯著。適時適量灌溉可以促進(jìn)脂肪合成[30]，水分條件的改善可使油酸量增加，從而增加不飽和脂肪酸的比例。嚴(yán)重的水分脅迫油酸、亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸量顯著降低，降低不飽和脂肪酸的比例[31]。水分虧缺是影響作物生長和產(chǎn)量的一種常見環(huán)境因子，采取適宜的水分管理措施，以減少油料作物中與干旱有關(guān)的問題[32]。過量施氮對籽實(shí)脂肪積累不利，隨著施氮量的增加向日葵籽實(shí)的粗脂肪量減少，優(yōu)化施肥可以增加不飽和脂肪酸量，過量施氮對不飽和脂肪酸的合成不利[33]。

4 結(jié)論

1）陰山北麓向日葵適宜的施肥灌水模式為補(bǔ)灌量159.2～177.1 mm，施氮量166～218.3 kg/hm2，12葉—現(xiàn)蕾期是需水需肥關(guān)鍵期應(yīng)保證水肥供應(yīng)。

2）隨著灌水量增加向日葵秸稈產(chǎn)量顯著增加，優(yōu)化施氮量處理的秸稈產(chǎn)量最高。植株吸氮量隨著灌溉量和施氮量的增加而增加。隨著灌水量增加氮素利用率也增加，隨著施氮量增加氮肥利用效率降低。

3）灌水量對向日葵籽實(shí)的粗脂肪量影響較小，隨著施氮量增加向日葵籽實(shí)的粗脂肪量降低，適宜的水氮用量可以增加粗脂肪量和不飽和脂肪酸的比例。

（作者聲明本文無實(shí)際或潛在利益沖突）

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Study on Water Demand and Coupling Effect of Water and Nitrogen on Sunflower in the North of Yinshan Mountain

ZHANG Tingting1, DUAN Yu1*, ZHANG Jun1, AN Hao1, LIANG Junmei1, FAN Xia2, HAN Zhenyong2, WU Sheng3

(1. Institute of Resources, Environment and Sustainable Development, Inner Mongolia Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031, China; 2. Agricultural and Animal Husbandry Technology Extension Center of Saihan Bureau, Hohhot 010020, China; 3. College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010020, China)

【Objective】To clarify the water requirement law of sunflower and improve the coupling effect of water and nitrogen.【Method】A plot experiment was conducted to set three irrigation amounts, namely, rain-fed W0, supplementary W1 67.5 mm and conventional irrigation W2 135 mm, and three nitrogen application levels, namely, N0 (no nitrogen application), recommended nitrogen N1 135 kg/hm2and excess nitrogen N2 270 kg/hm2, respectively.The effects of water and nitrogen coupling on yield, water consumption, water use efficiency, fertilizer utilization rate and water and nitrogen coupling effect of sunflower were studied.【Result】A plot experiment was conducted to set three irrigation amounts, namely, rain-fed W0, supplementary W1 67.5 mm and conventional irrigation W2 135 mm, and three nitrogen application levels, namely, N0 (no nitrogen application), recommended nitrogen N1 135 kg/hm2and excess nitrogen N2 270 kg/hm2, respectively. The effects of water and nitrogen coupling on yield, water consumption, water use efficiency, fertilizer utilization rate and water and nitrogen coupling effect of sunflower were studied.【Conclusion】The suitable fertilization and irrigation mode for Sunflowers at the North Foot of Yinshan Mountain is the supplementary irrigation amount of 159.2～177.1 mm and the nitrogen rates of 166～218.3 kg/hm2. The 12-leaf - opening stage is the key period of water and fertilizer demand, and the supply of water and fertilizer should be ensured.

sunflower; water-nitrogen coupling; yield; water consumption;;

1672 - 3317（2023）10 - 0023 - 09

S275

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022624

張婷婷, 段玉, 張君, 等. 陰山北麓向日葵需水規(guī)律及水氮耦合效應(yīng)研究[J]. 灌溉排水學(xué)報, 2023, 42(10): 23-31.

ZHANG Tingting, DUAN Yu, ZHANG Jun, et al. Study on Water Demand and Coupling Effect of Water and Nitrogen on Sunflower in the North of Yinshan Mountain[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(10): 23-31.

2022-11-08

2023-05-25

2023-10-17

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大項目（2020ZD0005）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-14）

張婷婷（1989-），女。博士，主要從事作物栽培學(xué)與耕作學(xué)研究。E-mail: 913077139@qq.com

段玉（1963-），男，內(nèi)蒙古人。研究員，主要從事植物營養(yǎng)與施肥的研究。E-mail: duanyu63@aliyun.com

@《灌溉排水學(xué)報》編輯部，開放獲取CC BY-NC-ND協(xié)議

責(zé)任編輯：白芳芳