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免耕直播栽培是一种轻简高效的栽培方式,因减少了播前土地耕作,降低了劳动力成本,提高了种植效益和农民的种植积极性,有利于扩大油菜种植面积和利用大量冬闲田。但是,目前国内对免耕直播油菜的适宜密度、施肥量及其生理基础还缺乏研究。生产上仍采用传统的栽培管理措施,难以达到高产稳产的目的,不能充分发挥免耕直播油菜的优势。本研究于2019-2021在重庆市北碚区开展两个试验:(1)密度试验采用裂区试验设计,以免耕(NT)和旋耕(RT)直播两种栽培措施为主区,以30万株/hm~2(D1)和45万株/hm~2(D2)两个种植密度为副区;(2)氮磷配施试验采用裂区试验设计,以0kg N/hm~2(N0)、180kg N/hm~2(N1)、360kg N/hm~2(N2)三个氮肥施用量为主区,以0kg P2O5/hm~2(P0)、45kg P2O5/hm~2(P1)、90kg P2O5/hm~2(P2)、135kg P2O5/hm~2(P3)四个磷肥施用量为副区。通过测定农艺性状、光合特性、干物质积累、养分吸收、产量和倒伏等指标,探究密度和氮磷配施对免耕直播油菜养分吸收及产量的影响,以期为我国长江上游生态区高产高效油菜免耕直播栽培模式的制定提供理论依据。主要研究结果如下:1.密度对免耕直播油菜光合特性的影响高密度处理下(D2),免耕直播油菜的单株净光合速率显著低于低密度处理(D1),在2019-2020年度,大苗期净光合速率降低的幅度为13.3%;在2020-2021年度,大苗期、蕾薹期和盛花期的净光合速率降低的幅度分别为18.2%、15.6%和12.2%。高密度处理下(D2),免耕直播油菜的叶面积指数则显著高于低密度处理(D1),在2020-2021年度,大苗期、蕾薹期和盛花期提高幅度分别为60.2%、15.5%和20.7%。2.密度对免耕直播油菜养分吸收的影响高密度处理下(D2),免耕直播油菜的根系活力显著低于低密度处理(D1),在2020-2021年度,盛花期和角果期根系活力降低的幅度分别是53.3%和65.0%。但由于群体优势的发挥,增加密度后,免耕直播油菜成熟期氮积累量和磷积累量均显著提高,在2020-2021年度,提高的幅度分别为15.9%和38.8%。3.密度对免耕直播油菜干物质积累和产量的影响增加密度后(D2),免耕直播油菜的干物质积累量较低密度处理(D1)提高,在2020-2021年度,大苗期、蕾薹期、盛花期、角果期和成熟期干物质积累量的提高幅度分别是53.3%、21.8%、9.3%、14.2%和16.6%。增加密度后,免耕直播油菜的产量在2019-2020年度和2020-2021年度分别为2360.0kg/hm~2和2220.0kg/hm~2,显著高于低密度处理(D1),提高幅度分别为11.2%和21.9%。4.氮磷配施对免耕直播油菜光合特性的影响本试验条件下,合适的氮磷配施能加强免耕直播油菜的光合能力。随着施氮水平的增加,免耕直播油菜的净光合速率呈不断上升的趋势。例如,N1P1和N2P1处理的蕾薹期净光合速率相对N0P1分别显著提高8.0%和11.2%。而在相同的施氮水平下,增施磷肥后免耕直播油菜各时期净光合速率的变化无明显规律。随着施氮水平的增加,免耕直播油菜的叶面积指数也呈不断上升的趋势。例如,N1P1和N2P1处理的蕾薹期叶面积指数相对N0P1分别显著提高206.3%和690.6%。随着施磷水平的增加,免耕直播油菜的叶面积指数呈先升高后降低的趋势。例如,N1P1、N1P2和N1P3处理的蕾薹期叶面积指数相对N1P0分别显著提高5.9%、18.2%和-6.7%。5.氮磷配施对免耕直播油菜养分吸收的影响合适的氮磷配施能加强免耕直播油菜的养分吸收能力。随着施氮水平的增加,免耕直播油菜的熟期氮积累量和成熟期磷积累量均呈不断上升的趋势。例如,N1P1和N2P1处理的成熟期氮积累量相对N0P1分别显著提高371.5%和690.2%,成熟期磷积累量相对N0P1分别显著提高154.6%和245.7%。随着施磷水平的增加,免耕直播油菜成熟期的氮积累量呈先升高后降低趋势,而成熟期的磷积累量呈不断上升的趋势。例如,N1P1和N1P2处理的成熟期氮积累量相对N1P0分别显著提高58.4%和25.4%,N1P3处理相对N1P0无显著提高;而N1P1、N1P2和N1P3处理成熟期的磷积累量相对N1P0分别显著提高29.4%、61.2%和66.9%。6.氮磷配施对免耕直播油菜干物质积累和产量的影响合适的氮磷配施促进了免耕直播油菜干物质的积累和产量的形成。随着施氮水平的增加免耕直播油菜的总干物质积累量均呈不断上升的趋势,而随着施磷水平的增加免耕直播油菜的总干物质积累量呈先升高后降低趋势。随着施氮水平的增加,免耕直播油菜的产量也呈不断上升的趋势,例如N1P1(2480.0kg/hm~2)和N2P1(2806.7kg/hm~2)处理的产量相对N0P1(710.0kg/hm~2)分别显著提高249.3%和295.3%。随着施磷水平的增加,免耕直播油菜的群体产量呈先升高后降低趋势,例如,N1P1(2480.0kg/hm~2)、N1P2(2363.3/hm~2)和N1P3(1990.0/hm~2)处理的产量相对N1P0(1840.4/hm~2)分别显著提高34.8%、28.4%和8.1%。扣除肥料成本后,N1P1、N2P1和N2P2处理的施肥效益均显著高于其余处理,在本试验条件下施肥效益超过每公顷1万元。将产量与氮肥用量和磷肥用量进行拟合,根据拟合方程,当氮肥用量为321.7kg N/hm~2,磷肥用量为73.2kg P2O5/hm~2时,免耕直播油菜达到最大产量2864.7kg/hm~2。但增施氮肥会使免耕直播油菜倒伏角度、倒伏指数和菌核病病情指数显著提高,导致稳产性下降。而且随着施氮和施磷水平的提升,氮磷肥农学利用率和偏生产力不断降低,造成资源的浪费。综合来看,N1P1处理既能提高免耕直播油菜产量和经济效益,又减少了倒伏和菌核病的发生,还兼顾了绿色生态,减少了肥料的施用量,是较好的氮磷配施组合。