寧南干旱半干旱區不同施磷量對谷子產量及水分利用效率的影響

摘要[目的]為寧南干旱半干旱區谷子（Setaria italica）生產中合理施磷、充分利用潛在的磷素資源提供科學依據，以期更好指導當地谷子科學施肥。[方法]設施純磷0（CK）、45、90、135、180、225 kg/hm2 6個處理；一次性基施尿素300 kg/hm2，硫酸鉀150 kg/hm2。[結果]在寧南干旱半干旱區，在基施定量的氮肥和鉀肥的基礎上，增施一定比例的磷肥，谷子產量發生明顯變化，施純磷0、45、90、135、180、225 kg/hm2 6個處理產量分別為4 855.80、5 018.10、5 220.45、5 471.55、4 915.80、5 773.95 kg/hm2，施純磷135、225 kg/hm2處理與0 kg/hm2處理差異極顯著；6個處理間農藝性狀差異不大；施純磷45 kg/hm2處理水分利用效率最低為16.61 kg/ （hm2. mm），施純磷225 kg/hm2處理水分利用效率最高為20. 50 kg/（hm2. mm）。[結論]在寧南干旱半干旱區，施純磷225 kg/hm2、純氮139.2 kg/hm2、純鉀67.5 kg/hm2組合，谷子增產效果最大，水分利用效率最高。

關鍵詞 谷子；磷肥試驗；寧南干旱半干旱區

中圖分類號S515文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）30-10506-02

基金項目國家谷子糜子產業技術體系項目（CARS07）；寧南山區小雜糧種質資源和新品種選育項目。

作者簡介羅世武（1968- ），男，寧夏固原人，高級林業工程師，從事谷子糜子育種栽培研究。*通訊作者，研究員，從事谷子糜子育種栽培研究。

寧夏南部山區屬于典型的干旱半干旱地區，近年來隨著作物結構的調整和市場需求，農戶種植谷子效益明顯，面積逐年增大。針對谷子生產中存在的問題，施用肥料的種類和比例對谷子產量及品質在實際生產中非常重要。磷素對自然系統和農業系統所具有的深遠影響僅次于氮而遠遠高于其他元素[1]。目前，我國土壤和植物營養方面有兩個特點：①土壤養分由大面積缺乏向過量積累方向發展，已有研究表明，在近20年間，我國土壤速效磷年均增長了11%；②過量施肥極為普遍，養分利用率明顯降低[2]。由于磷是受環境因素影響很大的元素，所以磷肥施用及作物利用效率與谷子施磷有很大關系。為此，筆者對半干旱區不同施磷量對谷子產量及水分利用效率的影響進行研究，旨在為合理施磷、保育土壤、充分利用潛在的磷素資源提供技術支撐，以更好地指導當地谷子的科學施肥。

1材料與方法

1.1試驗地概況 試驗地設在寧夏固原市農業科學研究所頭營科研基地，地理位置106°44′E、36°44′ N，海拔1 550 m。春季干旱少雨多風，冬季寒冷，年均氣溫7.4 ℃，≥10 ℃以上積溫2 500～2 800 ℃，無霜期130～150 d，年均降水量428.7 mm。該試驗地地勢平坦，肥力均勻、整齊、具有代表性。試驗區土壤質地是中壤土，前茬胡麻，試驗地有機質含量1108 g/kg，堿解氮含量57.00 mg/kg，有效磷含量11.76 mg/kg，速效鉀含量248.57 mg/kg，pH 8.9。

1.2試驗設計小區面積15 m2（5 m×3 m），隨機區組排列，3次重復，行距25 cm，區距50 cm，每小區種13行。設施純磷0（CK）、45、90、135、180、225 kg/hm2 6個處理；一次性基施尿素300 kg/hm2，硫酸鉀150 kg/hm2。

1.3試驗材料供試谷子品種為晉谷43號；供試肥料中，氮肥為尿素（含N 46.4%），磷肥為重過磷酸鈣（三料）（含P2O5：43%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O：45%）。

1.4試驗過程和田間記錄

1.4.1田間管理。試驗于4月28日播種，全生育期結合間苗、定苗鋤草3次，留苗數45萬株/hm2，8月2日噴施2，4D鋤草劑1次。

1.4.2主要物候期。出苗期、拔節期和成熟期各小區之間無顯著差異，生育期145 d。

1.4.3土壤水分含量。種植前測定0～100 cm土壤基礎水分含量，收獲后測定各小區0～100 cm土壤水分含量。采用烘干法測定土壤含水量。

1.4.4產量。全區收獲、脫粒，計產。

1.5數據分析試驗數據采用Excell和DPS 統計軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同施磷量對谷子各農藝性狀的影響從表1可以看出，各處理株高、穗長、穗碼數、主穗粒重差異不大，施磷量225 kg/hm2處理較其他處理表現優良，其穗長最長為24.8 cm，穗碼數最多為99.3個，主穗粒重最重為21.9 g，不施磷處理穗長、穗碼數最低，分別為20.0 cm、78.8個；各處理千粒重在3.9～4.2 g，株高在127.6～136.0 cm，沒有明顯差異。

2.2不同施磷量對谷子產量的影響合理施肥可增加蓄水保墑能力，抑制土壤蒸發，提高水分利用率，增加作物產量[3]。寧南干旱半干旱區種植谷子在基施適量氮、鉀肥的基礎上，合理施用磷肥成為提高谷子產量和維持土壤肥力的重要措施。從表2可以看出，施磷量225 kg/hm2處理谷子產量最高為5 773.95 kg/hm2，不施磷處理谷子產量最低為4 855.8 kg/hm2，磷肥不足明顯造成谷子產量降低，說明增施磷肥能夠促進谷子植株營養器官生長發育，提高生物產量和子粒產量。因此，單從產量來看，谷子一次性基施尿素300 kg/hm2和硫酸鉀150 kg/hm2且在生長階段增施純磷225 kg/hm2最為適宜。

2.3不同施磷量對谷子土壤水分利用效率的影響 在寧南干旱半干旱區種植谷子時，合理施肥能促進谷子生長發育和良好冠層蓋度的形成，減少田間谷子株間的無效蒸發，從而提高水分利用效率[4]。旱地施肥在提高作物產量的同時，也會提高對水分的利用率，起到以肥調水的作用[5]。但不同施肥處理的增產效果不同，對水分利用率的影響也不同。谷子各生育期吸收土壤水分不一，試驗各處理施入磷肥比例不一，產量有一定差異。從圖1可以看出，施磷量225 kg/hm2處理水分利用效率最高為20.50 kg/（hm2.mm），施磷量45 kg/hm2處理水分利用效率最低為16.61 kg/（hm2.mm）。合理施肥可增加土壤蓄水保墑能力，抑制土壤蒸發，提高水分利用率，增加作物產量。一般土壤越肥沃，土壤的礦質養分供應越充足，植物的蒸騰系數越小，水分利用效率越高[3]。

3小結

磷是植物必需的三大元素之一，磷能促進作物的生長發育與代謝過程，還能促進花芽分化，縮短花芽分化時間，從而使作物的整個生育期縮短。磷可明顯改善植株體內的水分關系，增強對干旱缺水環境的適應能力，提高作物抗旱性[3]。因此，增施磷肥能使作物提早開花，促進早熟，但過量施用磷肥會引起氮、磷比例失調，所以在谷子生產過程中磷肥的合理施用對谷子產量有著至關重要的作用。施用化肥磷5年左右土壤速效磷含量從9.57 mg/hm2提高到16.00 mg/hm2，因而在農業生產中可以考慮在土壤速效磷含量達到一定水平時逐漸減少磷肥用量[6]。該試驗結果表明，半干旱區磷肥對谷子產量起一定作用，施純磷15、80、135、180、225 kg/hm2水平下，谷子株高、穗長、穗碼數、主穗粒重、千粒重等生長性狀較好，但磷不同用量情況下增產作用不一致。以施純磷225 kg/hm2處理產量最高，說明基施尿素300 kg/hm2和硫酸鉀150 kg/hm2，之后追施純磷 225 kg/hm2組合，增產效果最大，比其他處理增產5.2%～15.9 %。該數據為1年數據，受當年春季較長時間的低溫干旱及土壤基礎養分的影響較大，試驗結果還需繼續試驗驗證。

參考文獻

[1] 宋春雨.土壤有效磷及其化學測試方法研究進展[J].農業系統科學與綜合研究，2010（8）：283.

[2] 張福鎖.我國肥料產業與科學施肥戰略研究報告[M].北京：中國農業大學出版社，2008：22-47.

[3] 梁運江.水肥耦合效應的研究進展與展望[J].湖北農業科學，2006（3）：385-388.

[4] 穆興民.水肥耦合效應與協同管理[M].北京：中國林業出版社，1999：18-19，38.

[5] 樊廷錄.提高黃土高原旱地抗逆減災能力的肥定位試驗研究[J].水土保持研究，2003，10（1）：6-8.