不施氮對不同糜子品種生長及產量的影響

羅世武，程炳文，楊軍學，王 勇，張尚沛，李 凱

（寧夏農林科學院固原分院，寧夏 固原 756000）

氮在植物營養(yǎng)代謝和產量形成中發(fā)揮著重要作用。不合理的施氮不僅造成浪費，而且導致環(huán)境污染和生態(tài)條件惡化［1，2］。提高氮素吸收率不僅能增加產量，而且可以減少因不合理的施肥而造成的資源減少、環(huán)境污染等問題。中國幾乎所有的耕地都缺乏氮素，因此耐低氮品種具有更廣泛的應用前景［3］。合理施肥是調控生物學產量的重要手段，在農業(yè)生產實際中應降低氮肥用量，提高氮素利用效率。本研究分析了不同糜子（Panicum millaceum L.）品種在不施氮與正常施氮條件下氮素的吸收利用及特性差異，綜合評價了不同糜子品種對氮素的吸收利用能力。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在寧夏農林科學院固原分院頭營科研基地，位于東經(jīng)106°44′、北緯36°44′，海拔1 550 m。試驗地地勢平坦、肥力均勻、整齊，土壤質地為壤土，類型為湘黃土，前作為馬鈴薯。土壤pH 8.9，有機質含量為11.08 g/kg，堿解氮含量為57.00 mg/kg，有效磷含量為11.76 mg/kg，速效鉀含量為248.57 mg/kg。

1.2 試驗材料

在不施氮（N-）和施氮（N+）2 種條件下，對近幾年引進糜子品種田間鑒定表現(xiàn)好的8 個糜子品種進行田間農藝性狀和產量結果的調查分析，品種及來源見表1。

表1 糜子低氮脅迫試驗品種及來源

1.3 試驗設計

試驗采用裂區(qū)設計，主區(qū)為施氮水平，設不施氮（N-）和施純氮150 kg/hm2（N+，60% 基施，40% 拔節(jié)期追肥）2 個水平，副區(qū)為8 個不同基因型糜子品種。小區(qū)面積3 m×5 m=15 m2，3 次重復，隨機區(qū)組排列。5 月13 日播種，播種前施底肥P2O590 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2。

1.4 數(shù)據(jù)測定分析

測定各糜子品種的生育期、地上部干物質量、根體積、葉綠素含量（SPAD）、產量及其相關性狀。其中，干物質量測定為取苗期植株于105°下殺青30 min，然后于80 ℃烘干至恒重，稱量干重；根體積采用排水法測定；葉綠素含量采用SPAD-502 型便攜式葉綠素儀測定。并計算各性狀的耐低氮脅迫指數(shù)（NSI）和肥料貢獻率。其中，耐低氮脅迫指數(shù)指某一性狀低氮脅迫條件下調查值與正常條件下該性狀調查值的比值［4］。氮肥貢獻率是指施氮對糜子產量的貢獻率，計算公式如下。

氮肥貢獻率=（施氮肥區(qū)產量-不施氮區(qū)產量）/施氮區(qū)產量×100%。

2 結果與分析

2.1 不施氮對不同糜子品種生育進程的影響

不施氮對不同糜子品種生長及產量的影響試驗表明，各品種全生育期最長為113 d，最短為110 d，出苗期和拔節(jié)期各品種之間沒有差異，但抽穗期各品種之間有明顯差異，內糜5 號、遼糜31 號抽穗最早，在7 月15 日，最遲的是隴糜7 號和晉黍2 號，在7 月24 日抽穗，各品種抽穗期最長相差9 d（表2）。大部分糜子品種在8 月31 日至9 月1 日成熟，全生育期110～111 d；雁黍8 號和遼糜31 號在9 月3日成熟，全生育期113 d，相對其他品種成熟期延遲2～3 d。

2.2 不施氮對不同糜子品種地上部干物質量的影響

由圖1 可以看出，苗期地上部干物質量耐低氮脅迫指數(shù)以品種寧糜14 號最大，為1.55，其次是隴糜7 號，為1.47，內糜9 號最低，為0.26；拔節(jié)期寧糜14 號最大，為1.34，其次是內糜9 號，為1.16，固糜21 號和隴糜7 號最低，為0.58；抽穗期晉黍2 號最大，為1.14，內糜9 號最低，為0.58；成熟期晉黍2 號最大，為1.35，其次是寧糜14 號，為1.07，內糜9 號為0.62，固糜21 號最低，為0.48。在糜子全生育期，內糜9 號和固糜21 號的地上部干物質量耐低氮脅迫指數(shù)較其他品種低，耐低氮能力相對較差；寧糜14 號和晉黍2 號地上部干物質量耐低氮脅迫指數(shù)與其他糜子品種相比相對較高，耐低氮能力相對較強。

表2 不施氮對不同糜子品種生育期的影響

圖1 不同糜子品種地上部干物質量耐低氮脅迫指數(shù)

2.3 不施氮對不同糜子品種根體積的影響

不施氮對不同糜子品種的根體積影響如圖2 所示，可以看出，苗期根體積耐低氮脅迫指數(shù)晉黍2 號最大，為1.13，內糜9 號最小，為0.16；拔節(jié)期晉黍2號最大，為1.50，寧糜14 號最小，為0.62；抽穗期遼糜31 號最大，為1.88，其次是隴糜7 號，為1.60，內糜5 號和內糜9 號最小，為0.60；成熟期寧糜14 號最大，為2.00，其次是隴糜7 號的1.30 和雁黍8 號的1.25，內糜9 號最低為0.44。在不施氮對不同糜子品種生長及產量的影響試驗中，內糜9 號根體積的耐低氮脅迫指數(shù)相對低于其他品種，說明內糜9號耐低氮能力較差，其他糜子不同品種根體積的耐低氮脅迫指數(shù)在糜子各生育期表現(xiàn)不一。

2.4 不施氮對不同糜子品種葉片葉綠素含量的影響

由圖3 可知，不同糜子品種在苗期葉綠素含量耐低氮脅迫指數(shù)以品種晉黍2 號最大，為1.00，其次是寧糜14 號，為0.99，隴糜7 號最低，為0.68；拔節(jié)期葉綠素含量耐低氮脅迫指數(shù)遼糜31 號最大，為0.96，內糜9 號最低，為0.78；抽穗期葉綠素含量耐低氮脅迫指數(shù)晉黍2 號最大，為1.17，內糜5 號最低，為0.75。不同糜子品種在各生育期葉片葉綠素含量的耐低氮脅迫指數(shù)表現(xiàn)不穩(wěn)定，且品種間差異不顯著，說明不施氮對不同糜子品種葉片葉綠素含量的影響相對較小。

圖2 不同糜子品種根體積耐低氮脅迫指數(shù)

圖3 不同糜子品種葉綠素含量耐低氮脅迫指數(shù)

2.5 不施氮脅迫對不同糜子品種產量性狀的影響

由表3 可知，不施氮對糜子農藝性狀的影響程度因品種而異，寧糜14 號的株高、穗長、主穗粒重、主穗重、千粒重、莖稈重的耐低氮脅迫指數(shù)最大，分別為1.12、1.06、1.28、1.12、1.14、1.45；內糜9 號和雁黍8 號的株高、穗長的耐低氮脅迫指數(shù)最低，分別為0.79、0.80；內糜9 號、雁黍8 號主穗重的耐低氮脅迫指數(shù)為分別為0.48 和0.73，低于其他糜子品種；不施氮明顯降低不同糜子品種產量，在不施氮和施氮條件下，固糜21 號產量最高，分別為3 108.15 kg/hm2和4 755.75 kg/hm2，耐低氮脅迫指數(shù)為0.65；隴糜7號在不施氮（N-）和施氮（N+）條件下，產量最低，分別為1 827.60 kg/hm2和2 654.70 kg/hm2，耐低氮脅迫指數(shù)為0.69。糜子不同品種產量的耐低氮脅迫指數(shù)為0.62～0.80，寧糜14 號產量的耐低氮脅迫指數(shù)最大，雁黍8 號最小。由此可知，寧糜14 號受氮脅迫影響較小，耐低氮能力較強，內糜9 號、雁黍8 號對于低氮脅迫較為敏感，耐低氮能力較差。

表3 不施氮對不同糜子品種產量性狀及產量的影響

2.6 不施氮對不同糜子品種氮肥貢獻率的影響

不同糜子品種氮肥貢獻率的差異如圖4 所示。氮肥對不同品種糜子的產量貢獻率有差異，氮肥對產量的貢獻率在20%～38%，其中貢獻率最高的糜子品種是雁黍8 號，為38%，最低的是寧糜14 號，為20%。與其他品種相比，不施氮脅迫對寧糜14 號的影響較小，在缺氮條件下減產最少。

圖4 不同糜子品種的氮肥貢獻率

3 結論

研究表明，作物對低氮脅迫的反應存在顯著性差異，選用耐低氮品種是提高氮肥利用率、減少氮肥用量、提高品質的有效途徑［5］。本試驗以不同糜子品種的地上部干物質量、根體積、葉綠素含量SPAD、相關農藝性狀、產量和氮肥貢獻率作為調查指標，衡量了不施氮脅迫對不同糜子品種生長的影響。另外，大量研究發(fā)現(xiàn)，與單施化肥相比，氮、磷、鉀肥配施不僅可以提高農作物的產量［6］，改善農作物的品質［7］，而且可以顯著提高土壤有機質含量和全氮含量［8］，從而提高土壤肥力。由于不同作物對肥料的反應不同，所以在農業(yè)生產中應在綜合考慮不同作物的施肥效應、需肥特性及經(jīng)濟效益的基礎上對肥料資源進行合理配置［9］。根據(jù)不同糜子品種耐低氮脅迫能力的不同，有序指導不同糜子品種種植在不同肥力的地塊，對合理施用氮肥、提高氮肥貢獻率有十分重要的意義。

綜合分析表明，糜子品種寧糜14 號、晉黍2 號在不施氮條件下，地上部干物質量和產量的耐低氮脅迫指數(shù)較大，說明這2 個品種耐低氮能力較強，不施氮對其影響較小。內糜9 號、雁黍8 號的地上部干物質量、根體積、株高、穗長、穗頸長、主穗粒重、主穗重等農藝性狀的耐低氮脅迫指數(shù)較小，即受低氮脅迫的影響較大。不施氮對不同糜子品種葉片葉綠素含量的影響相對較小。

作物施肥與不施肥產量之間存在極顯著的正相關關系，在配施化肥的同時應該保證肥料利用效率的提高，而氮、磷、鉀肥的合理配施是提高肥料利用效率的有效措施［10，11］，在不施氮脅迫對不同糜子品種生長及產量的影響試驗中，糜子不同品種的產量及相關農藝性狀分析表明，雁黍8 號的耐低氮脅迫指數(shù)較低，且氮肥對產量的貢獻率最高。