復(fù)合肥使用量對(duì)晉北地區(qū)黍子產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

張桂蓉，鄭竹勝，劉悅琦，秦淑郡，耿慧涌，李云丹，王 琦，曹景芬

（1.繁峙縣綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西 繁峙 034300；2.繁峙縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西 繁峙 034300；3.山西省種業(yè)發(fā)展中心，山西 太原 030000）

黍子（Panium miliaceumL.）屬禾本科黍?qū)伲≒anium mili‐aceum），是起源于我國(guó)的古老作物之一，我國(guó)的栽培面積和產(chǎn)量均居世界第2位[1]。山西省繁峙、代縣、忻府區(qū)等地為我國(guó)黍子主栽區(qū)[2]。繁峙縣黍子常年播種面積保持在63 333 hm2以上，是繁峙第二大糧食作物。2016年底，“繁峙黃米”申報(bào)國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品，后陸續(xù)入選國(guó)家名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品、山西省功能性農(nóng)產(chǎn)品、山西省市級(jí)區(qū)域公用品牌，2021年繁峙縣被國(guó)家糧食行業(yè)協(xié)會(huì)命名為“中國(guó)黍米之鄉(xiāng)”。如何進(jìn)一步提高黍子產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)滿足消費(fèi)者需求、提高農(nóng)戶收入和提升行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有重要意義。

黍子產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素影響，其中肥料是一個(gè)重要的因素，盲目施肥不僅導(dǎo)致肥料浪費(fèi)，而且會(huì)影響黍子的產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。張美俊等[4]根據(jù)一元二次肥效模型得出糜子氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最優(yōu)推薦施肥量分別121.61 kg/hm2、78.09 kg/hm2、24.23 kg/hm2，張永清等[5]研究發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀之間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用，具有明顯的加合效應(yīng)。張權(quán)中等[6]研究發(fā)現(xiàn)高肥條件下糜子的光合速率和水分利用效率均較高。孫黛珍等[7]研究發(fā)現(xiàn)硝酸銨、過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀施肥量在0～80 kg/0.067 hm2（折合N、P2O5、K2O 1 hm2施肥量分別為0～402 kg、0～204 kg、0～600 kg）時(shí)蛋白質(zhì)、脂肪含量隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加而增加，李海[3]發(fā)現(xiàn)1 hm2施氮磷鉀180～240 kg、135～180 kg、90 kg組合黍子增產(chǎn)明顯。楊如達(dá)[8]建議在黍子生產(chǎn)上施用N、K、B肥，以1 hm2施用氮肥（N）345 kg、鉀肥（K2O）150 kg、硼肥（Na2B4O7·10H2O）15 kg為宜。可見(jiàn)，各地黍子在適宜的施肥量上有一定差異。

為研究繁峙縣黍子合理施肥量，進(jìn)一步提高其產(chǎn)量和品質(zhì)，本研究在繁峙縣筆峰村進(jìn)行了復(fù)合肥肥效試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)黍子的產(chǎn)量與施肥量間的關(guān)系分析構(gòu)建黍子施肥模型，旨在為繁峙縣及周邊區(qū)域黍子合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年6月—2021年9月在繁峙縣筆峰村實(shí)施，占地0.033 hm2，此地原為耕地，后成為建筑材料堆放地，無(wú)前茬耕種。種植期平均溫度21.2℃，平均月日照時(shí)長(zhǎng)207 h，平均月降水量77.0 mm。

1.2 供試材料

1.2.1 供試黍子品種

當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種黑黍子。

1.2.2 肥料

復(fù)合肥：新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司生產(chǎn)，N含量26%，P2O5含量10%，K2O含量12%，3元/kg。

生物有機(jī)肥：嘉施利（平原）化肥有限公司，有效活菌數(shù)≥5×108/g，有機(jī)質(zhì)≥60%，腐植酸≥5%，2元/kg。

莊稼大力神牌微肥（以下簡(jiǎn)稱(chēng)微肥）：鈣（游離態(tài)）≥3%，鎂（游離態(tài)）≥3%，硫≥5.0%，鐵（游離態(tài)）0.2%～1%，鋅（游離態(tài)）≥2%，硼≥1.5%，鉬≥0.5%～1%，游離態(tài)氨基酸≥3.0%，pH值4～8，水分≤2.0%，粒度≥90.0%，2元/kg。

尿素：純N含量46%，2.1元/kg，均由繁峙縣杏園農(nóng)產(chǎn)品合作社提供。

1.3 試驗(yàn)處理及方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)復(fù)合肥A、生物有機(jī)肥B和微肥C 3個(gè)因素，通過(guò)施加不同量的生物有機(jī)肥B和微肥C模擬不同施肥種植環(huán)境，共設(shè)計(jì)9個(gè)施肥種植環(huán)境模擬組，各模擬條件下施用復(fù)合肥450 kg/hm2、600 kg/hm2、750 kg/hm2，同時(shí)設(shè)對(duì)照組CK（當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥，播種前施復(fù)合肥600 kg/hm2，苗高33.3 cm時(shí)追施尿素300 kg/hm2），共計(jì)27+1（CK）個(gè)處理組合（見(jiàn)表1），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共84個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為12.1 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)之間用小畦分開(kāi)，留觀察走道。

表1 試驗(yàn)因素與水平及施肥成本Tab.1 Experimental factorsand levels and cost of fertilization

1.3.2 試驗(yàn)管理

黑黍子于2021年6月11日整地施肥料，6月20日播種（機(jī)器穴播，行距×穴距為45 cm×24 cm），并分別在7月9日和7月24日進(jìn)行2次間苗，留苗12株/穴。8月6日，黍子約33.3 cm高時(shí)，對(duì)照組CK追加尿素，用量為300 kg/hm2，10月2日收獲。

1.3.3 采樣與檢測(cè)

黍子成熟后，每小區(qū)從四周向里各留2個(gè)保護(hù)穴，從第3穴開(kāi)始計(jì)，采取五點(diǎn)采樣法，選擇中間和四角的五穴作為測(cè)試株，每小區(qū)均單獨(dú)收獲、脫粒、晾曬、測(cè)產(chǎn)，分別分析生長(zhǎng)指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，以各小區(qū)產(chǎn)量折算單產(chǎn)。生長(zhǎng)指標(biāo)包括株高、莖基粗、穗長(zhǎng)、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量、密度等[3]；營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)包括蛋白質(zhì)、脂肪、還原糖、直鏈淀粉等[8]。

1.3.4 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

黍子的經(jīng)濟(jì)效益主要以施肥利潤(rùn)作為主要參考依據(jù)，計(jì)算方法如下：

單價(jià)以當(dāng)?shù)睾谑虻钠骄鶅r(jià)格計(jì)算，約7元/kg。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和IBM SPSSStatistics v23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。方差分析采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合肥對(duì)黍子產(chǎn)量的影響

采用Duncan方法進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。表中數(shù)據(jù)顯示復(fù)合肥對(duì)黍子的產(chǎn)量有顯著影響，施肥后2/3的試驗(yàn)較CK增產(chǎn)，且產(chǎn)量值最高值出現(xiàn)在第五組A2B2C2的組合，此時(shí)，復(fù)合肥使用量為600 kg/hm2，較CK增產(chǎn)360 kg/hm2。當(dāng)生物有機(jī)肥和微肥的施加量一定時(shí)，隨著復(fù)合肥使用量的增加，5/9的處理組產(chǎn)量先增后減（第一、二、五、六、九組），且均高于CK組。

表2 施用復(fù)合肥對(duì)黍子產(chǎn)量的影響Tab.2 The effect of applying compound fertilizer on theyield of broomcorn millet

2.2 施肥對(duì)黍子經(jīng)濟(jì)效益的影響

從圖1中可以看出，施肥利潤(rùn)最高的試驗(yàn)組為A3B2C1，復(fù)合肥的施用量為450 kg/hm2，較CK增加利潤(rùn)0.38×104元/hm2；產(chǎn)量最高的A2B2C2組合，其施肥較CK增加0.25×104元/hm2，排列第三。

圖1 不同施肥處理黍子的施肥利潤(rùn)Fig.1 Fertilization profit of broomcorn millet with different fertilization treatments

2.3 施肥對(duì)黍子生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

采用單因素方差分析Duncan法分析施用不同量的復(fù)合肥對(duì)黍子產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，見(jiàn)表3。不同的復(fù)合肥施用量對(duì)穗長(zhǎng)、穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量無(wú)顯著影響，但對(duì)株高、莖基粗和籽粒容重均有顯著影響。其中復(fù)合肥施用量為450 kg/hm2時(shí)，有7/9的處理組（第一、二、三、四、五、六、七、九組）中株高值最大，且均高于對(duì)照組CK；復(fù)合肥施用量為600 kg/hm2時(shí)，5/9的處理組（第一、二、三、四、五組）中莖基粗值最大，并在第二組出現(xiàn)籽粒容重的最大值（668.1±21.2）g/L。

表3 復(fù)合肥對(duì)黍子生長(zhǎng)指標(biāo)的影響Tab.3 Effectsof compound fertilizer on growth index of broomcorn millet

2.4 復(fù)合肥使用量對(duì)黍子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

從表4可看出，復(fù)合肥施用量對(duì)黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪含量有顯著影響，對(duì)直鏈淀粉含量無(wú)顯著影響，同時(shí)，當(dāng)復(fù)合肥施用量為750 kg/hm2時(shí)，黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪等指標(biāo)出現(xiàn)最高值，分別為（2.75±0.13）g/100 g（A3B3C2）、（15.9±0.9）g/100 g（A3B3C3）、（3.99±0.38）g/100 g（A3B2C3），均高于CK組。但是，分別對(duì)比9組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)合肥的施用量均為600 kg/hm2時(shí)，有4/9的處理組（第一、二、四、六）蛋白質(zhì)含量最高，5/9的處理組（第三、四、五、六、八、九）脂肪含量最高，1/3的處理組（第一、五、六）還原糖含量最高。經(jīng)檢測(cè)，各小區(qū)中的黍米均未檢出直鏈淀粉。

表4 復(fù)合肥對(duì)黍米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響Tab.4 Effect of compound fertilizer on nutrient quality of broomcorn millet

3 討論與結(jié)論

氮、磷、鉀三要素適時(shí)、適量供應(yīng)是作物產(chǎn)量形成的重要條件之一，合理施用氮、磷、鉀肥可以有效提高黍子產(chǎn)量，增加收益[10]。試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合肥對(duì)黍子產(chǎn)量、株高、莖基粗及黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪含量有顯著影響，對(duì)黍子穗質(zhì)量、穗長(zhǎng)、百粒質(zhì)量和黍米直鏈淀粉無(wú)顯著影響。當(dāng)逐步加大復(fù)合肥使用量時(shí)，黍子產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)、口感指標(biāo)呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，當(dāng)復(fù)合肥的施用量為600 kg/hm2時(shí)，黍子產(chǎn)量最高，經(jīng)濟(jì)效益較大，黍米的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和口感的綜合指標(biāo)最佳，即在同等條件下，復(fù)合肥與微肥、生物有機(jī)肥組合使用優(yōu)于只施加復(fù)合肥與尿素，且這種施肥方式在提高產(chǎn)量、增加收益、提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、改善口感的同時(shí)，可增大莖基粗，提高抗倒伏性；當(dāng)復(fù)合肥施用量為450 kg/hm2時(shí)，植株株高優(yōu)勢(shì)明顯。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，中國(guó)化肥用量增加84%，而糧食只增產(chǎn)12%[11]，過(guò)量施肥增產(chǎn)作用下降甚至引起減產(chǎn)[12]，化肥利用率低[13]，生態(tài)環(huán)境惡化[14]。研究資料表明，黍子對(duì)氮磷鉀的吸收速度一般是生長(zhǎng)前期緩慢，吸肥量較少，生長(zhǎng)中期吸收速度逐漸加快，吸肥量逐漸增加并達(dá)高峰[15]，對(duì)于復(fù)合肥是在翻地前一次性施入好，還是隨著黍子的生長(zhǎng)分批次施入，還有待于進(jìn)一步研究。