追施尿素對高粱干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

徐慶全，崔鳳娟

（通遼市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 通遼 028015）

高粱具有耐鹽堿、耐干旱、耐瘠薄的特性，是旱作農(nóng)田首選雜糧作物。氮素作為作物生長最基礎(chǔ)的礦質(zhì)養(yǎng)分之一，參與植物蛋白質(zhì)及核酸的組成，影響植物生命活動和遺傳變異[1-2]。氮素是葉綠素的成分物質(zhì)，是植物進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物質(zhì)的重要元素。同時，氮素還是植物體內(nèi)酶、維生素、激素的組成成分，參與植株各種代謝活動[3-6]。缺氮導(dǎo)致作物生長緩慢植株矮小，甚至干枯死亡[7-9]。每生產(chǎn)100 kg 高粱籽粒需吸收氮素2.48 kg，適當(dāng)追施尿素可保證高粱對氮素的需求，促進(jìn)營養(yǎng)器官的建成，提高作物葉面積指數(shù)，從而提高高粱產(chǎn)量[10]。張曉敏等[11]研究不同追肥時期和追肥量對高粱產(chǎn)量的影響，指出以有機(jī)肥作底肥，拔節(jié)期和抽穗期追施尿素比例為3∶2時，高粱產(chǎn)量可達(dá)最大值。周開芳等[12]對釀造高粱的追肥量進(jìn)行研究后認(rèn)為，底施有機(jī)肥30 000 kg/hm2、拔節(jié)期和孕穗期分別追施尿素120 kg/hm2的高粱產(chǎn)量達(dá)最大值。白鷗等[13]研究認(rèn)為，同等用量的氮磷鉀復(fù)合肥，按照底肥+追肥的模式施入較一次性施入能大幅提高甜高粱葉面積指數(shù)、生物產(chǎn)量及含糖量。干物質(zhì)積累量是群體數(shù)量和個體質(zhì)量的綜合反映，也是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，氮素對作物干物質(zhì)積累影響最大[14-16]。追肥對高粱的影響研究多集中在農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量上，有關(guān)追肥對高粱源庫關(guān)系的影響鮮見報道。本研究選擇高粱早熟品種和中晚熟品種為試驗(yàn)材料，研究追氮量對其干物質(zhì)積累的影響，旨在為完善通遼地區(qū)高粱高產(chǎn)栽培技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017—2018年在內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)錢家店鎮(zhèn)通遼市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地（43°43′N，122°37′E）進(jìn)行。土壤0～20 cm 耕層有機(jī)質(zhì)含量11.61 g/kg、堿解氮含量67.65 mg/kg、速效磷含量16.68 mg/kg、速效鉀含量138.50 mg/kg，pH值8.62。高粱生長期內(nèi)降水量332.8 mm、有效積溫3 100℃、日照時數(shù)1 105.3 h。供試材料為高粱矮稈早熟雜交種通早2號和高稈中晚熟雜交種通雜139，均由通遼市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院高粱研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

不施種肥，只在拔節(jié)期追施尿素。追施尿素設(shè)3個梯度水平：0（N0）、112.5 kg/hm2（N1）、225.0 kg/hm2（N2）。每處理3次重復(fù)，小區(qū)面積15 m2，行長5 m，6 行區(qū)，四周設(shè)保護(hù)行。隨機(jī)區(qū)組排列，共18個小區(qū)。通雜139種植密度為10.5萬株/hm2，通早2號種植密度為16.5萬株/hm2。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 群體干物質(zhì)積累的測定 在高粱生長的關(guān)鍵時期（開花期、灌漿期、成熟期）分別取樣，然后按照植株的莖、葉、穗進(jìn)行分類，通過烘箱殺青、烘干，測定植株各器官干重。

開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率/%=（籽粒產(chǎn)量/開花后植株干重）×100

1.3.2 產(chǎn)量的測定 在收獲期測定籽粒產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2007 和DPS 15.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同追肥量對高粱生育時期的影響

由表1可知，高粱均表現(xiàn)為施用尿素比不施用氮肥生育期延長，通早2號在N1時較N0 生育期延長2 d，在N2時較N0 生育期延長4 d，在N2時較N1時生育期延長2 d。通雜139 在N1時較N0 生育期延長2 d，在N2時較N0 生育期延長4 d，在N2時較N1時生育期延長2 d。

2.2 不同追肥量對高粱干物質(zhì)積累量的影響

由圖1可知，對于通早2號，追尿素量增加，干物質(zhì)積累量增加。在N2時，莖、葉、穗干物質(zhì)積累量均是最大，總干物質(zhì)量分別為開花期13 162.67 kg/hm2，灌漿期18 496.89 kg/hm2，成熟期19 141.78 kg/hm2，在開花期、灌漿期、成熟期的干物質(zhì)總量N2較N1分別提高15.06%、2.31%、10.68%，較N0分別提高26.33%、16.19%、18.22%。在開花期、灌漿期、成熟期追氮量為N1較不追施氮肥N0分別提高9.79%、13.56%、6.82%。

表1 不同追肥量下高粱生育時期比較

圖1 不同追肥量對通早2號干物質(zhì)積累量的影響

由圖2可知，對于通雜139，追尿素量增加，干物質(zhì)積累量下降。在N1時，莖、葉、穗干物質(zhì)積累量均是最大，總干物質(zhì)量分別為開花期14 703.33 kg/hm2，灌漿期22 468.89 kg/hm2，成熟期23 369.33 kg/hm2，在開花期、灌漿期、成熟期總干物質(zhì)量N1較N2分別提高11.40%、8.96%、7.21%。N1較N0分別提高27.01%、17.48%、20.15%。在開花期、灌漿期、成熟期總干物質(zhì)積累量N2較N0分別提高14.07%、7.82%、12.08%。

圖2 不同追肥量對通雜139 干物質(zhì)積累量的影響

2.3 不同追肥量對高粱各器官干物質(zhì)占比的影響

由圖3可知，通早2號干物質(zhì)占比由葉片部位向穗部轉(zhuǎn)移，成熟期N2處理穗部占比達(dá)到最大為56.96%，比N1、N0分別提高3.86%、5.81%，N1 比N0提高2.56%。

圖3 不同追肥量對通早2號成熟期各器官干物質(zhì)占比的影響

由圖4可知，通雜139 成熟期N1處理穗部干物質(zhì)占比達(dá)到最大，為55.61%，比N2、N0分別提高2.64%、7.64%，N2 比N0提高4.87%。

圖4 不同追肥量對通雜139 成熟期各器官干物質(zhì)占比的影響

2.4 不同追肥量對高粱源庫關(guān)系的影響

2.4.1 不同追肥量對通早2號源庫關(guān)系的影響 作物開花期至成熟期，葉片合成的有機(jī)物質(zhì)逐漸向籽粒轉(zhuǎn)移，籽粒干物質(zhì)積累量逐漸增加。由表2可知，開花后植株干重隨施氮量的增加而增加，N2較N1、N0分別提高2.11%、3.60%，N1較N0提高1.45%。隨施氮量的增加通早2號產(chǎn)量增加，N2處理產(chǎn)量最高為5 101.48 kg/hm2，較N1、N0分別提高4.44%、12.37%，N1 比N0提高7.59%。隨施尿素量的增加通早2號開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率增加，N2處理開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率為85.32%，較N1、N0分別提高2.28%、8.47%，N1 比N0提高6.05%。

表2 不同追肥量對通早2號源庫關(guān)系的影響

2.4.2 不同追肥量對通雜139 源庫關(guān)系的影響 由表3可知，開花后植株干重隨施尿素量的增加而增加，N1較N2、N0分別提高0.77%、9.99%。N2較N0提高9.15%。隨施尿素量的增加通雜139產(chǎn)量先上升后下降，開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率亦呈現(xiàn)先增后降的趨勢。N1產(chǎn)量最高為7 788.21 kg/hm2，較N2、N0分別提高4.61%、16.35%，N2 比N0提高11.21%。N1 開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率為89.87%，較N2、N0分別提高3.81%、5.78%，N2 比N0提高1.89%。

表3 不同追肥量對通雜139 源庫關(guān)系的影響

3 結(jié)論與討論

氮素是作物合成光合產(chǎn)物的必需元素，直接決定作物產(chǎn)量的高低[17]。合理追肥并配合適宜密度及水肥管理，才能有效提高作物氮素轉(zhuǎn)化率[18]。施用氮肥主要是通過延長作物灌漿期，使庫容得到最大限度的利用而增加產(chǎn)量[19-20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，拔節(jié)期追施尿素量為225.0 kg/hm2時，通早2號和通雜139均表現(xiàn)為生育期較不追施氮肥延長4 d，較追施尿素量為112.5 kg/hm2時生育期延長2 d。這說明追施氮肥對增加葉面積、延長葉片持綠時間有促進(jìn)作用。對于通早2號，隨追氮量增加，干物質(zhì)積累量增加，追尿素量為225.0 kg/hm2時，成熟期總干物質(zhì)積累量為19 141.78 kg/hm2。對于通雜139，隨追氮量增加，干物質(zhì)積累量呈先增加后降低的趨勢，追尿素量為112.5 kg/hm2時，成熟期總干物質(zhì)積累量為23 369.33 kg/hm2。這可能是由于品種間存在的差異性，通早2號是早熟矮稈品種，葉片略窄，葉傾角小，更適合密植。通雜139是粒用高產(chǎn)中晚熟雜交種，品種性質(zhì)優(yōu)良，葉片濃綠，莖稈粗壯，葉傾角偏大，葉片呈半披垂?fàn)顟B(tài)，由于這樣的植株特性，當(dāng)?shù)适┯眠^量時，導(dǎo)致作物葉片瘋長，株間郁閉，光能利用率下降，同時，農(nóng)作物需要更多的光合產(chǎn)物用于呼吸消耗，導(dǎo)致干物質(zhì)積累不足，造成減產(chǎn)。源庫關(guān)系是影響作物產(chǎn)量的主要因素，增源擴(kuò)庫是提高產(chǎn)量的重要途徑[5，18]。追尿素量為225.0 kg/hm2時，通早2號穗部占比達(dá)到最大，至成熟期占比為56.96%。通雜139 在112.5 kg/hm2時穗部干物質(zhì)占比達(dá)到最大，至成熟期占比為55.61%。隨施氮量的增加，通早2號產(chǎn)量增加，追尿素量為225.0 kg/hm2時，處理產(chǎn)量最高為5 101.48 kg/hm2，開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率亦增加，轉(zhuǎn)化率為85.32%。隨施尿素量的增加通雜139產(chǎn)量先上升后下降，開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率亦呈現(xiàn)先增后降的趨勢。追施尿素量為112.5 kg/hm2時產(chǎn)量最高為7 788.21 kg/hm2，源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率亦是最高為89.87%。說明氮肥施用過多，作物貪青晚熟、植株細(xì)軟，減弱作物的生產(chǎn)能力，從而造成減產(chǎn)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，通早2號追尿素量為225.0 kg/hm2時，通雜139 追尿素量為112.5 kg/hm2時，可有效促進(jìn)光合產(chǎn)物從源到庫的高效轉(zhuǎn)移，開花后源生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)化率達(dá)最大值，從而達(dá)到高產(chǎn)目的。