不同施肥方式和用量對夏谷產(chǎn)量的影響

崔紀(jì)菡，郭 帥，趙 宇，劉 猛，沈南南，劉建軍，夏雪巖，李順國*

(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所/國家谷子改良中心/河北省雜糧研究實驗室，河北石家莊 050035；2.河北省雜糧產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院/河北東糧農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，河北邯鄲 056000)

谷子[Setariaitalica(L.) Beauv.]又稱粟，為禾本科一年生草本作物，谷子屬于耐旱、耐瘠薄作物，是北方干旱、半干旱地區(qū)如河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、陜西等省份的重要雜糧作物。谷子獲得高產(chǎn)的必要條件之一是具備充足的氮、磷、鉀元素，土壤中氮、磷、鉀的豐缺直接影響作物產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣，生產(chǎn)上多采用以氮、磷、鉀元素為主要成分的復(fù)合肥、尿素作為底追肥施入。目前對谷子施肥方面的研究主要集中在氮肥運籌、氮磷鉀配比、有機無機配施等方面。樊永強等[1]在控制氮肥總量條件下，研究不同種類氮肥(碳酸氫銨、緩釋硫酸銨和尿素)和施肥方式(全部底施、分期底追施)對谷子農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，尿素處理的產(chǎn)量最高，施肥方式以分別作基肥和追肥施入最佳。楊延兵等[2]研究表明追施尿素150 kg/hm2，單穗粒重和產(chǎn)量最高。李志軍等[3]、王曉軍等[4]、郝洪波等[5]、韓芳等[6]、何繼紅等[7]分別研究了陜西、甘肅、河北、山西、甘肅的氮磷鉀配比對谷子產(chǎn)量的影響，探討了氮磷鉀平衡施肥對谷子產(chǎn)量及土壤肥力的影響。楊永青等[8]研究了不同底肥處理對谷子產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響，明確了1/2 復(fù)合肥配施生物有機肥是最優(yōu)底施肥方式。以上研究在明確谷子需肥規(guī)律具有重要意義，但在指導(dǎo)制定施肥技術(shù)方面略有不足，原因是復(fù)合肥和尿素是生產(chǎn)上常用的實際施用形式，而科學(xué)研究中為了明確各個元素(氮、磷、鉀)的需求量，多采用過磷酸鈣、硫酸鉀、碳酸氫銨、硫酸銨等形式開展研究，獲得的結(jié)果往往不貼合實際。底肥和追肥是生產(chǎn)上常見的2個環(huán)節(jié)，應(yīng)同時納入考量，既不能僅研究追肥舍棄底肥，也不能反之。

谷子獲得高產(chǎn)的重要條件還包括充足的礦質(zhì)元素和營養(yǎng)物質(zhì)，如鐵、鎂、鋅、腐殖酸、氨基酸等，葉面施肥因具有迅速補充元素、調(diào)節(jié)植物生長、環(huán)境友好、經(jīng)濟合算等特點，是補充礦質(zhì)元素和活性物質(zhì)的重要途徑，尤其在中后期，在因作物根系活力下降和作物群體高度和密度的原因?qū)е赂H追肥不方便、效果差的條件下，葉面施肥針對性強、吸收效果好的優(yōu)點能得到充分的體現(xiàn)，為作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定堅實的基礎(chǔ)。葉面肥對谷子防早衰效應(yīng)的結(jié)果表明，葉面肥能有效提高葉片的葉綠素含量、提高葉片的光合速率，同化物的運輸和分配得到有效調(diào)節(jié)[9]。葉面噴施適量氯化鈣，可顯著提高作物的產(chǎn)量，穗粗和穗粒重較對照顯著增加[10]。葉面噴施適量氮肥對谷子株高和葉面積具有顯著的促進作用，噴施氮肥能提高葉片SPAD值，促進葉片光合作用，提高SOD、POD以及硝酸還原酶活性，從而提高谷子產(chǎn)量[11]。葉面噴施肥料還可有效減少秕谷，提高整米率和結(jié)實率[12]。目前，關(guān)于基施追肥與葉面肥的對比研究相對較少，不清楚二者在提升谷子產(chǎn)量方面的優(yōu)勢，噴施葉面肥后能否取消基施追肥環(huán)節(jié)也存在一定爭議。

為了降低谷田化肥投入，確立谷田適宜的施肥量和形式，明確葉面肥是否可以替代基施追肥，開展不同基肥追肥量、不同追肥形式(葉面噴施和基施)的夏谷產(chǎn)量比較，最終達到夏谷田減肥增效的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2018年6—10月在河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所馬莊試驗站進行。試驗站位于河北省石家莊市藁城區(qū)(114°46′E，37°55′N)，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，氣溫變化劇烈，雨量集中。年平均氣溫12.9 ℃，年平均降水量569.8 mm，主要集中在7、8月，無霜期平均為197 d。播前試驗地耕層土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 耕層土壤基本理化性質(zhì)

1.2 試驗方法供試谷子品種為匯華金米。采用裂區(qū)設(shè)計，設(shè)3個底肥梯度的主區(qū)，主處理分別為基施氮磷鉀復(fù)合肥(20-15-15)225(F1)、375(F2)、525(F3) kg/hm2。主處理含有6個追肥(不追肥、尿素和葉面肥)的裂區(qū)，裂區(qū)處理分別是不追肥(N0)、拔節(jié)-孕穗期基部追施尿素150(N1)、225(N2)和300(N3) kg/hm2，或葉面噴施蛋白質(zhì)肥(DY)(免疫增產(chǎn)蛋白質(zhì)肥，來源北京綠色農(nóng)華植物營養(yǎng)科技有限公司)或氨基酸肥(AY)(氨基酸植物營養(yǎng)液，來源石家莊農(nóng)悅生物科技有限公司)，共計18個處理，裂區(qū)重復(fù)3次。谷子播種量為15 kg/hm2，采用條播方式，0.4 m行距。每裂區(qū)面積為5.9 m×2.4 m，在5～8葉期間苗，留苗密度為60萬株/hm2，其他管理措施同常規(guī)。

1.3 測定指標(biāo)與方法在谷子成熟期采集5株谷子植株，分解為根、莖、葉、穗4部分，然后進行烘干稱重。9月20日收獲谷子，收獲裂區(qū)中間3行；利用Excel 和DPS 軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。采用LSD檢驗法對各處理的上述指標(biāo)進行方差分析，并進行底肥處理和追肥處理這二因素的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對谷子成熟期干物質(zhì)重的影響由圖1可知，底肥處理對谷子根部干重影響顯著，對莖部、葉部和穗部影響不顯著。追肥處理對各部位影響不顯著，底肥、追肥二個因素對莖部、穗部的交互影響顯著?；?25 kg/hm2的復(fù)合肥不追肥處理下根部、莖部、葉部、穗部的干物質(zhì)累積量最高。通過追肥不能顯著改變根部、莖部、葉部、穗部的干物質(zhì)累積量，說明這幾個性狀可能與植株追肥前的生長建成有關(guān)，或受環(huán)境條件的綜合影響較大，拔節(jié)-孕穗期追肥對植株體的增加影響較小。

注：不同小寫字母表示不同追肥處理間差異顯著(P<0.05);不同大寫字母表示不同追肥處理間差異極顯著(P<0.01)

2.2 不同施肥處理對谷子農(nóng)藝性狀的影響由表2可知，不同施肥處理對谷子農(nóng)藝性狀有一定的影響，F(xiàn)1+AY處理下的谷子單穗重最高，F(xiàn)3+DY處理下的谷子單穗粒重最高，F(xiàn)2+N0處理下的出谷率最高。以上結(jié)果表明，不追肥也可獲得較高的單穗重、單穗粒重和出谷率。施肥處理方式對谷子千粒重的影響效果不顯著。

2.3 不同施肥處理對谷子產(chǎn)量的影響由表2可知，不同施肥處理的谷子產(chǎn)量3 765～5 505 kg/hm2，產(chǎn)量差1 740 kg/hm2，F(xiàn)1+AY處理下谷子產(chǎn)量最高，F(xiàn)3+N3處理下谷子產(chǎn)量最低。產(chǎn)量排序前5位的處理皆為葉面噴施蛋白質(zhì)肥、氨基酸肥或者底肥用量低的處理。

表2 不同施肥處理對谷子農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

僅考慮底肥梯度對谷子產(chǎn)量的影響(圖2a)，在底施復(fù)合肥225 kg/hm2時產(chǎn)量最高，其次是375 kg/hm2，再次是525 kg/hm2；僅考慮追肥對谷子產(chǎn)量的影響(圖2b)，氨基酸葉面肥產(chǎn)量最高，蛋白質(zhì)葉面肥次之，基施300 kg/hm2的尿素處理產(chǎn)量最低。由此可知，氨基酸葉面肥和蛋白質(zhì)葉面肥對谷子產(chǎn)量的提高優(yōu)于基施尿素。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05);不同大寫字母表示不同處理間差異極顯著(P<0.01)

2.4 底肥和追肥二因素對谷子產(chǎn)量的影響表3為底肥(復(fù)合肥)和基施追肥(尿素)二因素對谷子產(chǎn)量影響的方差分析，底肥處理和基施追肥處理對產(chǎn)量的獨立影響、交互影響均不顯著。底肥處理的F為2.7，P為0.078，基施追肥處理的F為0.1，P為0.950，底肥處理的影響效應(yīng)遠高于基施追肥處理，說明底肥對谷子產(chǎn)量的影響遠比基施追肥大。

表4為底肥(復(fù)合肥)和葉面追肥(葉面肥)對谷子產(chǎn)量影響的方差分析，底肥處理和葉面追肥處理對產(chǎn)量的獨立影響、交互影響均顯著或極顯著。底肥處理的F為9.6，P為0.005，葉面追肥處理的F為8.2，P為0.017，底肥處理的影響效應(yīng)遠高于葉面追肥處理，說明底肥對谷子產(chǎn)量的影響略高于葉面追肥。結(jié)合表3中底肥的影響遠大于基施追肥，葉面追肥的影響效應(yīng)高于基施追肥。

表3 底肥(復(fù)合肥)和基施追肥(尿素)二因素對谷子產(chǎn)量影響的方差分析

表4 底肥(復(fù)合肥)和葉面追肥(葉面肥)二因素對谷子產(chǎn)量影響的方差分析

3 討論

谷子高產(chǎn)施肥處理皆為不追基肥處理或者少施肥處理，總施肥量過高不利于產(chǎn)量的提高。這可能與試驗地塊土壤養(yǎng)分含量中等有關(guān)，同時，谷子追施氮肥的吸收利用時間較短、集中，過多的氮肥不僅帶來較高的損失率，而且易造成植株貪青晚熟的現(xiàn)象，影響肥效和產(chǎn)量。氮是作物需要量和收獲帶走量最多的營養(yǎng)元素，追施尿素對提升產(chǎn)量效果不顯著，說明農(nóng)田和肥料的氮供應(yīng)充足，選用其他元素類型肥料的追施效果可能更適宜。

葉面肥較于傳統(tǒng)土壤施肥而言具有養(yǎng)分吸收快、利用率高、肥效好、針對性強、施用簡便等優(yōu)點。陳淑云等[13]提出，葉面肥的噴施有利于提高作物葉片表面的葉綠素含量，從而提高作物光合作用，增加作物產(chǎn)量。李修平等[14]研究表明葉面施肥不僅養(yǎng)分利用率高、用肥量少，還可與植物生長調(diào)節(jié)劑及其他活性物質(zhì)混合使用，既提高養(yǎng)分吸收效果、增強作物抗逆性，又降低用工成本，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投資。該研究中，底施375 kg/hm2的復(fù)合肥配合氨基酸葉面肥追肥的谷子產(chǎn)量最高，為5 505 kg/hm2，其次是底施375 kg/hm2的復(fù)合肥配合蛋白質(zhì)葉面肥追肥，產(chǎn)量為5 355 kg/hm2，525 kg/hm2的復(fù)合肥底肥配合300 kg/hm2尿素追肥處理的谷子產(chǎn)量最低，為3 765 kg/hm2。從底肥用量上，復(fù)合肥用量越高谷子產(chǎn)量越低，225 kg/hm2時產(chǎn)量最高。從追施肥形式上，葉面噴施肥比基施尿素平均增產(chǎn)420～780 kg/hm2，氨基酸葉面肥表現(xiàn)最佳，其次是蛋白質(zhì)葉面肥，基施尿素效果最差。以上結(jié)果表明，谷田生產(chǎn)中把葉面噴施氨基酸肥、蛋白質(zhì)肥料，減少或者取消基施尿素量，可以實現(xiàn)谷田減肥穩(wěn)產(chǎn)效果。

4 結(jié)論

在單獨考慮底肥梯度的情況下，不同底肥梯度的谷子產(chǎn)量表現(xiàn)為施加復(fù)合肥225 kg/hm2﹥施加復(fù)合肥375 kg/hm2﹥施加復(fù)合肥525 kg/hm2；不同追肥梯度的谷子產(chǎn)量表現(xiàn)為氨基酸葉面肥﹥蛋白質(zhì)葉面肥﹥尿素225 kg/hm2﹥尿素150 kg/hm2﹥不追肥﹥尿素300 kg/hm2。在該研究中，225 kg/hm2的復(fù)合肥底肥配合氨基酸葉面肥追肥的谷子產(chǎn)量最高，為5 505 kg/hm2，525 kg/hm2的復(fù)合肥底肥配合300 kg/hm2尿素追肥處理的谷子產(chǎn)量最低，為3 765 kg/hm2。葉面噴施肥比基施尿素平均增產(chǎn)420～780 kg/hm2，氨基酸葉面肥表現(xiàn)最佳，其次是蛋白質(zhì)葉面肥。葉面噴施氨基酸肥、蛋白質(zhì)肥料，減少或者取消基施尿素量，可以實現(xiàn)谷田減肥穩(wěn)產(chǎn)效果。該研究為當(dāng)?shù)毓茸由a(chǎn)提供較為合理的施肥方案。