丘陵溝壑干旱山地上谷子對(duì)氮-磷-鉀的吸收規(guī)律

韓 芳 ，馬朝陽(yáng) ，王 斌 ，王 博 ，趙滿(mǎn)興 ，賈潤(rùn)成

（1.延安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西 延安 716000；2.延安市農(nóng)村能源建設(shè)辦公室，陜西 延安 716000；3.延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 延安 716000；4.陜西果業(yè)集團(tuán)延安有限公司，陜西 延安 716000；5.延安大學(xué)生命科學(xué)院，陜西 延安 716000）

有史以來(lái)，谷子在黃土丘陵溝壑區(qū)的陜北是當(dāng)?shù)氐闹饕Z食作物之一，多年的播種面積穩(wěn)定在8.6萬(wàn)hm2左右。谷子的生物學(xué)特性比較特殊，它具有抗旱、耐瘠、耐鹽堿、怕澇和生育期較短等特點(diǎn)。其籽粒特耐貯存，最長(zhǎng)可達(dá)30 a之久，它是重要的救災(zāi)備荒作物之一。由于谷子有耐瘠薄的特性，在陜北地區(qū)主要種植在瘠薄的丘陵溝壑干旱山地上，干旱和養(yǎng)分不足是谷子在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量不高的主要原因。

延安地區(qū)是典型的大陸性季風(fēng)氣候，春季多風(fēng)少雨、夏季高溫干旱、秋季陰雨連綿、冬季寒冷干燥。因而，抗旱播種和合理施肥是提高谷子產(chǎn)量的有力措施和保證措施。近年來(lái)，通過(guò)在陜北地區(qū)結(jié)合國(guó)家谷子體系建設(shè)和谷子新品種推廣收到了可喜的效果，進(jìn)而研究丘陵溝壑干旱山地上谷子NP2O5-K2O三要素吸收速率的規(guī)律顯得尤為重要[1]。

本試驗(yàn)從谷子各生育期對(duì)氮、磷、鉀的吸收量和吸收速率進(jìn)行研究，旨在為更好地掌握谷子對(duì)氮、磷、鉀的吸肥規(guī)律，為指導(dǎo)谷子生產(chǎn)提供可靠的理論依據(jù)[2]。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試谷子品種為延谷13號(hào)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為黃綿土，質(zhì)地為沙壤質(zhì)，在0～20 cm耕層中有機(jī)質(zhì)含量0.78%，全氮0.11%，堿解氮 52 mg/kg，速效磷 6.4 mg/kg，速效鉀 158 mg/kg，pH值7.6～8.0。

1.3 試驗(yàn)方法

在谷子不同生育階段分別取全株樣品，在120℃下殺青30 min后，置于80～85℃下烘干到恒質(zhì)量，并進(jìn)行研細(xì)過(guò)篩，再測(cè)定樣品的干物質(zhì)和它們各自的氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量，以備分析應(yīng)用[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 谷子吸收氮（N）的特點(diǎn)及規(guī)律

谷子一生中有多個(gè)生育階段，主要有苗期、拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)化灌漿期、成熟期等5個(gè)時(shí)期。其各生育階段的不同，對(duì)N素的吸收量和吸收速率也自然不盡相同[4]。從表1可以看出，如果將谷子一生分為前期、中期、后期3個(gè)大的階段，在生長(zhǎng)前期，它對(duì)氮素的吸收速率較為緩慢，吸收氮量也較少，其中，在苗期的16 d中吸收量?jī)H為3.28 kg/hm2，總體看來(lái)，前期對(duì)N素吸收量較少。但在拔節(jié)期以后，由于谷子地上莖葉綠色營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)迅速，其生長(zhǎng)量也迅速增加，吸收速率加快，在拔節(jié)期的9 d內(nèi)吸N量就可以達(dá)13.65kg/hm2，比苗期增加了10.37kg/hm2，可以看出，其增加幅度較大。由此可見(jiàn)，在谷子上以N肥作基肥特別重要，主要是它可以滿(mǎn)足谷子在拔節(jié)后對(duì)氮素的大量需求[5]。

谷子對(duì)N素吸收量的最多時(shí)期是拔節(jié)期—抽穗期，這個(gè)階段的吸N量達(dá)137.08 kg/hm2，很顯然比苗期增加了133.8 kg/hm2，占谷子一生總N量的70.79%。充分說(shuō)明，這個(gè)階段是谷子對(duì)N素的最大需肥期。所以，在拔節(jié)期后一定要注意追N肥，它對(duì)谷子的穗分化和后期后熟有著重要的增產(chǎn)作用。灌漿期后，谷子吸N的速率又不斷減弱，吸氮量又逐漸減少[6]。所以，在谷子生產(chǎn)上，后期最好要控制氮素的施用，以防氮素過(guò)多，導(dǎo)致貪青晚熟和后期連陰雨過(guò)多而發(fā)生谷子倒伏，引起減產(chǎn)[7]。

表1 谷子不同生育時(shí)期對(duì)N素的吸收量

2.2 谷子吸收磷（P2O5）的特點(diǎn)及規(guī)律

表2 谷子不同生育時(shí)期對(duì)P素的吸收量

經(jīng)研究得知，谷子對(duì)P2O5的吸收特點(diǎn)和規(guī)律在各生育時(shí)期也是有較大差異的[8]。由表2可知，谷子生長(zhǎng)前期對(duì)P2O5的吸收速率比N素明顯要慢，原因是前期的苗期根系數(shù)量少，生長(zhǎng)速率也就較慢，根的吸收能力較弱，其中的P2O5完全靠種子胚乳供給，吸P2O5量?jī)H為0.58 kg/hm2。但在拔節(jié)期后，干物質(zhì)積累的不斷增加，吸收P2O5的速率也在不斷加快，拔節(jié)期P2O5為2.21 kg/hm2，一直到抽穗期都是增加趨勢(shì)，到抽穗期吸收量增加到15.13 kg/hm2。由此可知，在谷子生產(chǎn)中增施磷化肥和富含磷素的有機(jī)肥，可以保證土壤供磷能力，因?yàn)榱姿卦谕寥乐腥菀妆煌寥腊l(fā)生晶格固定的現(xiàn)象，且磷素在土壤里的移動(dòng)性也很小，大量研究表明，磷在土壤中通常僅有3～5 cm的移動(dòng)能力[9]。所以，早施磷肥和多施磷肥將有助于谷子中后期根系發(fā)育、籽粒增質(zhì)量和產(chǎn)量的提高[10]。特別是對(duì)增加谷子穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量有較為明顯的效果，并能很有效的減少谷子秕籽的產(chǎn)生，還能增強(qiáng)其抗倒伏性。

谷子吸收磷素的高峰期是在抽穗至灌漿期，這一階段谷子的吸磷量可達(dá)23.24 kg/hm2，比苗期增加22.66 kg/hm2，這一時(shí)期的吸磷量占生育期總吸磷量的42.04%，由此可見(jiàn)，這一時(shí)期為谷子對(duì)磷素的最大需肥期，也是最大營(yíng)養(yǎng)期[11]。在灌漿后，谷子吸磷速率又開(kāi)始逐漸減弱，這個(gè)階段的吸磷量又呈下降趨勢(shì)，在成熟期下降為14.12 kg/hm2，僅占全生育期總量的25.54%。

2.3 谷子吸K素的特點(diǎn)和規(guī)律

由表3可知，谷子吸K2O的特點(diǎn)和規(guī)律與N素相似，主要表現(xiàn)為前期吸K2O的速率較慢，吸鉀量也較少，但在拔節(jié)期后，開(kāi)始加快，可以延續(xù)到抽穗期、開(kāi)花灌漿期，其吸鉀量都是增加趨勢(shì)，抽穗期和灌漿期達(dá)到最大[12]，之后又逐漸減少。

由表3可知，出苗—拔節(jié)期的25 d，谷子吸鉀量為15.46 kg/hm2，占谷子一生總鉀量的9.47%，但拔節(jié)—抽穗期的29 d里，吸鉀量達(dá)66.24 kg/hm2，占谷子全生育期總量的64.25%，很明顯此階段為谷子對(duì)鉀素的最大需肥期。谷子抽穗以后，從開(kāi)花灌漿到成熟期的吸鉀速率是逐漸減弱的，到成熟期吸鉀量為25.06 kg/hm2，占全生育期的24.31%。所以，合理增施K素的肥料，對(duì)防止后期谷子倒伏和豐產(chǎn)有著很重要的作用[13]。

表3 谷子不同生育時(shí)期對(duì)K素的吸收量

2.4 谷子吸肥量與生育期的關(guān)系及吸肥比例

試驗(yàn)表明，谷子在不同生育時(shí)期對(duì)氮、磷、鉀的吸收量、吸收速率及比例的差異較大，但其總吸收趨勢(shì)是一致的[14]。

從表1～3可以看出，在谷子生長(zhǎng)前期對(duì)NP2O5-K2O的吸收速率都慢、吸收量也少，但隨著生物學(xué)產(chǎn)量的增加，吸收N-P2O5-K2O的速率和吸肥量也不斷增加[15]；在中期，吸收速率和吸肥量都達(dá)到最大量，特別是N和K2O的吸收高峰都在拔節(jié)至抽穗這一階段，磷的吸收高峰在抽穗至灌漿階段；在后期，谷子對(duì)N-P2O5-K2O的吸收速率和吸肥量又呈不斷減少的趨勢(shì)，但其總吸肥量仍呈增加趨勢(shì)[16]（圖1，2）。

從表4和圖2可以看出，谷子對(duì)氮、磷、鉀的吸收量與生育期呈現(xiàn)明顯的指數(shù)相關(guān)性[17]。谷子在不同的生育期對(duì)N-P2O5-K2O的吸收量和吸收比例都有所不同，表現(xiàn)為N最多，K2O次之，P2O5最少，其中，出苗—抽穗階段的吸收比例保持在1∶（0.12～0.18）∶（0.52～0.72）的區(qū)間內(nèi)，但在抽穗以后，其吸收氮磷鉀的比例基本就穩(wěn)定在1∶（0.22～0.29）∶（0.52～0.55）。由此可見(jiàn)，谷子對(duì)于N，P，K的吸收還是有規(guī)律可循的[18]。

表4 谷子不同生育期的吸肥比例

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，谷子對(duì)N-P2O5-K2O的吸收速度通常表現(xiàn)為前期慢，吸肥量少，中期吸收速度不斷加快，吸肥量也不斷增加并達(dá)到最高峰，但P2O5的吸收高峰比N和K2O要晚，后期吸收速率不斷減小[17]。吸收量以N最多，P2O5最少，K2O介于二者之間，三者的吸收比例為1∶0.29∶0.55。

谷子吸肥特點(diǎn)與規(guī)律往往也會(huì)因?yàn)槠贩N不同、土壤條件的差異、施肥方式的不同及不同年份的氣候差異等因子的共同作用有較大差異[9]，并且各因素之間還存在互作效應(yīng)[19]，都有待于進(jìn)一步研究，以便更好的指導(dǎo)谷子生產(chǎn)[20]。