施用控釋尿素和普通尿素對不同高粱品種生長及產(chǎn)量的影響

李澤碧，周 瑜，黃 娟，張亞勤，王秋月

（重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院特色作物研究所，重慶永川 402160）

高粱是我國重要的旱地糧食作物，是名優(yōu)白酒的主要原料，西南地區(qū)是優(yōu)質(zhì)釀酒高粱（糯）優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)[1]。施用氮肥是提高高粱產(chǎn)量重要措施，但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，氮肥施用量迅速增加，過量施用氮肥不僅造成肥料利用率下降，還引發(fā)一系列土壤及環(huán)境破壞問題，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。與普通尿素相比，控釋氮肥肥效期長，養(yǎng)分釋放與作物吸收基本一致，能夠滿足作物整個(gè)生育期對養(yǎng)分的需求[3]。目前，關(guān)于控釋氮肥對作物農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、養(yǎng)分利用等方面的研究已有很多，施用控釋氮肥可以促進(jìn)谷子的葉綠素合成及植株氮素累積[4]，施用控釋氮肥可以促進(jìn)棉花的光合作用，促進(jìn)棉花的干物質(zhì)積累[5]。在早晚稻中，等量控釋氮肥處理較普通尿素處理產(chǎn)量增加[6-8]?？蒯尫柿系氖┯帽绕胀ǚ柿咸岣哂衩桩a(chǎn)量1.98%～19.02%[9]，施用控釋氮肥比普通尿素水稻可增產(chǎn)4.08%～16.99%[10]。但是控釋氮肥在高粱上的應(yīng)用效果鮮有報(bào)道。本研究通過田間試驗(yàn)，比較等氮量施用控釋肥和普通尿素對高粱農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量的影響，以期為控釋肥在高粱上的合理施用提供理論支撐，對指導(dǎo)控釋氮肥在一次性施肥技術(shù)上的應(yīng)用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年5—8 月在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院渝西作物試驗(yàn)站(重慶市永川區(qū)衛(wèi)星湖街道南華村)(29.52°N、107.64°E，海拔298 m)實(shí)施。試驗(yàn)田前茬為油菜，土質(zhì)為黏壤土，肥力中等，地勢平坦，排灌方便。控釋尿素為樹脂包膜尿素(N 44%，釋放期90 d)和尿素(N 46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)、鉀肥為氯化鉀(K2O 60%)。供試作物為金晉渝糯3 號、金糯粱1 號、國窖紅1 號和紅纓子等4 個(gè)高粱品種，分別用V1、V2、V3 和V4 表示。氮肥種類為控釋氮肥(C)和普通尿素(U)，試驗(yàn)對每個(gè)品種設(shè)置2 種施氮處理，在相同施氮量(180 kg·hm-2)條件下，控釋氮肥1次施入，尿素分2 次施用，1/3 于播種前基施，2/3 于拔節(jié)期追施，磷肥、鉀肥均作為底肥于播種前一次性深施。小區(qū)面積21 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)，36 個(gè)小區(qū)，其他田間管理按照常規(guī)栽培要求實(shí)施。

1.2 調(diào)查取樣

1.2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素

于成熟期每小區(qū)取有代表性的5 株用于考種，測定穗粒數(shù)、千粒重、穗粒重。各小區(qū)實(shí)收晾干計(jì)產(chǎn)。

1.2.2 干物質(zhì)積累與分配

于拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿期、成熟期，各小區(qū)取3 株代表性植株，分為葉片、穗、莖稈，裝袋。經(jīng)105 ℃殺青30 min，在80 ℃下烘干至恒重，稱量高粱地上部不同器官干物質(zhì)重及干物質(zhì)積累量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft 2010 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮處理對高粱生長的影響

2.1.1 對高粱株高和莖粗的影響

由表1 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱株高有極顯著影響（p＜0.01），二者之間的交互作用顯著。隨著生育期的推進(jìn)，不同品種在兩種氮肥種類施用條件下，高粱株高均呈增高的趨勢。但不同品種在兩種施氮條件下，不同時(shí)期株高差異不同。晉渝糯3號、金糯粱1號C1處理的株高顯著低于U1，國窖紅1號和國窖紅1號的株高在C1和U1處理之間差異不顯著。晉渝糯3號和金糯粱U1處理的開花期株高較C1 處理分別增加了9.48%和5.35%，成熟期株高較C1分別增加了10.65%和6.23%。

表1 不同施肥處理下各高粱品種的株高和莖粗

品種對開花期和成熟高粱莖粗有極顯著影響，肥料種類對莖粗無顯著影響，二者之間的交互作用對開花期株高無顯著影響，對成熟期莖粗有極顯著影響。各品種開花期的株高在C1 和U1 間差異不顯著。成熟期晉渝糯3 號和金糯粱1 號C1 處理的株高顯著高于U1，國窖紅1 號和紅纓子在兩種處理下差異不顯著。成熟期晉渝糯3號和金糯粱1號C1處理的莖粗比U1處理增加了6.99%和15.05%。

2.1.2 對高粱SPAD和葉面積指數(shù)的影響

葉綠素含量是衡量植物葉片光合性能的重要指標(biāo)，對于作物的產(chǎn)量形成有重要作用，SPAD 值是衡量植物葉片葉綠素含量的重要參數(shù)。由表2 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的SPAD 有極顯著影響，二者之間的交互作用對開花期SPAD 影響不顯著，對成熟期SPAD 有極顯著影響。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C1 和U1 處理間開花期的SPAD 差異不顯著，國窖紅1號和紅纓子U處理開花期的SPAD顯著高于C 處理，分別增加了13.19%和11.70%。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C 處理成熟期的SPAD 顯著高于U 處理，分別增加了9.85%和13.18%，國窖紅1 號和紅纓子C、U處理間成熟期的SPAD差異不顯著。

表2 不同施肥處理下各高粱品種的SPAD和葉面積指數(shù)

品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的葉面積指數(shù)有極顯著影響，二者之間的交互作用顯著。各品種U 處理開花期的葉面積指數(shù)較C 處理顯著增加，晉渝糯3號、金糯粱1號、國窖紅1號和紅纓子U 處理開花期的葉面積指數(shù)比C 處理分別增加19.86%、20.99%、46.73%和8.86%。晉渝糯3號和金糯粱1號C處理成熟期的葉面積指數(shù)顯著高于U 處理，分別增加了19.89%和23.33%。

2.2 不同施氮處理對高粱干物質(zhì)積累的影響

由表3 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的干物質(zhì)積累量均有顯著或極顯著影響，二者之間的交互作用對開花期干物質(zhì)積累量有極顯著影響，對成熟期干物質(zhì)積累量無顯著影響。晉渝糯3 號和金糯粱1 號U 處理開花期的干物質(zhì)積累量顯著高于C 處理，分別增加了21.62%和17.76%，國窖紅1號和紅纓子C 和U 處理間開花期的干物質(zhì)積累量差異不顯著。晉渝糯3號和金糯粱1號C處理開花期的干物質(zhì)積累量顯著高于U 處理，分別顯著增加了16.17%和9.06%，國窖紅1 號和紅纓子C 和U 處理間成熟期的干物質(zhì)積累量差異不顯著。

表3 不同施肥處理下各高粱品種的干物質(zhì)積累量

2.3 不同施氮處理對高粱產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

由表4 可知，不同氮肥種類處理對高粱產(chǎn)量、穗粒重和千粒重均有極顯著或顯著影響，二者之間的交互作用對產(chǎn)量和穗粒重有顯著影響，對千粒重?zé)o顯著影響。與U 相比，晉渝糯3 號和金糯粱1 號的產(chǎn)量顯著增加，分別增加9.13%、6.92%，國窖紅1 號和紅纓子在C 和U 處理間的產(chǎn)量差異不顯著。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C 處理的穗粒重和U 處理間的差異顯著，分別增加7.66%、5.30%，國窖紅1 號和紅纓子在C 和U 處理間的穗粒重差異不顯著。各品種在C 和U 處理下的千粒重差異不顯著。

表4 不同施肥處理下各高粱品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

3 討論與結(jié)論

施用氮肥是促進(jìn)作物生長發(fā)育、增加產(chǎn)量的重要措施[6]，控釋肥作為一種新型肥料，可以調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，保證作物所需養(yǎng)分能長時(shí)間供給，確保作物整個(gè)生育期的需肥量，增加作物產(chǎn)量[11]。研究表明，同一供氮條件下，包膜尿素不同摻混比處理的水稻產(chǎn)量和地上部生物量均比普通尿素高[7]。控釋氮肥可以延緩肥料的釋放周期，協(xié)調(diào)土壤在作物整個(gè)生育期內(nèi)的供氮能力從而提高糜子單產(chǎn)[12]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，晉渝糯3 號和金糯粱1號的成熟期SPAD 值和葉面積指數(shù)顯著高于普通尿素處理。國窖紅1 號和紅纓子開花期的SPAD 值表現(xiàn)為普通尿素處理顯著高于控釋尿素。前人研究表明，與NPK 處理相比，控釋氮肥處理的葉片SPAD 值提高了17.6%，施用控釋氮肥可以促進(jìn)谷子的葉綠素合成[4]。與普通尿素相比，等氮量控釋氮肥處理能夠維持早稻后期生長所需氮肥，保證早稻葉片后期葉綠素含量，提高早稻凈光合速率，增加水稻產(chǎn)量[6]。各品種開花期葉面積指數(shù)為普通尿素顯著高于控釋尿素。控釋尿素處理晉渝糯3 號和金糯粱1 號開花期的干物質(zhì)積累量低于普通尿素，但在成熟期顯著提高，可能是由于與普通尿素相比，控釋氮肥比普通尿素改善作物生長后期的供肥能力，促進(jìn)高粱開花后植株干物質(zhì)積累，從而提高成熟干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量，促進(jìn)作物增產(chǎn)[7,13]。

本研究中，與普通尿素處理相比，等氮量控釋氮肥處理高粱成熟期晉渝糯3 號和金糯粱1 號的莖粗、穗粒重和產(chǎn)量顯著增加，國窖紅1 號和紅纓子差異不顯著，各品種的千粒重差異不顯著?？蒯尩蕦Ω吡坏脑霎a(chǎn)作用顯著高于普通尿素，這可能與莖粗、穗粒重顯著增加有關(guān)。有試驗(yàn)表明，與普通尿素處理相比，等量控釋氮肥處理早晚稻產(chǎn)量分別增加3.6%和9.3%[8]；施用控釋氮肥可以增加玉米籽粒產(chǎn)量[14]，樹脂膜控釋尿素顯著提高小麥籽粒產(chǎn)量10.4%～16.5%[15]。與普通尿素相比，施用等量控釋氮肥可顯著提高糜子產(chǎn)量，兩年分別增加4.97%和3.88%[12]。施用包膜尿素有利于水稻產(chǎn)量的提高，包膜尿素各處理的有效穗數(shù)明顯多于普通尿素處理，增加29.21%，顯著增產(chǎn)17.75%[7]。施用控釋肥可以改善高粱的生育性狀，提高高粱產(chǎn)量，但對不同品種有所差異，對雜交高粱增產(chǎn)顯著，常規(guī)高粱雖有增加，但差異不顯著，可能與品種特性和氮肥釋放特性有關(guān)。一次性基施控釋尿素與分次施用普通尿素相比，控釋尿素養(yǎng)分供應(yīng)持久，能滿足整個(gè)高粱生育期需求，促進(jìn)植株生長發(fā)育，不僅提高了高粱產(chǎn)量，而且節(jié)約勞動成本。

本試驗(yàn)條件下，與施用普通尿素相比，施用控釋肥使雜交高粱品種植株農(nóng)藝性狀得到改善，成熟期植株干物質(zhì)積累量增加，SPAD 值和葉面積指數(shù)增加，同時(shí)提高了莖粗和穗粒重，最終促使產(chǎn)量增加，但對常規(guī)高粱產(chǎn)量的增加不顯著。表明控釋肥在雜交高粱上的施用效果顯著，有助于產(chǎn)量的提高，可作為高粱生產(chǎn)中的推薦施肥方式。因此，在雜交高粱生產(chǎn)中推廣控釋氮肥的一次性基施具有重要的實(shí)踐意義，然而在“減肥增效”的背景下，減量施用控釋氮肥能否保持高粱穩(wěn)產(chǎn)，還有待更深入地研究。