減量化施肥對(duì)谷子生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響

中圖分類號(hào)：S147.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0488-5368（2025）04-0106-06

Abstract：Thisstudyaimed to determine the optimal fertilizer application rateand method for millet production in the Loess Plateau，optimizethe fertilization strategy，and mitigate agricultural polution caused by excessive fertilizeruse.Inthis study，five treatments were setthrough field experiments：no fertilization（CK），conventional fertilization（F1）， 10 % fertilizer reduction （F2）， 30 % fertilizer reduction（F3），and 5 0 % fertilizer reduction （F4）.The aim was to explore the efects of reduced fertilization on millet growth and development，nutrient absorption，and yield.The results showed that with the basic applicationof sheep manure，the yield of millet decreased by 0 . 5 9 % ～ 5 . 9 % when the fertilizer wasreduced by 1 0 % ～ 5 0 % ；however，the difference was not significant. When the fertilizer reduction rate was 10 % and 30 % ，the stem dry weight，net photosynthetic rate and1000 -grain weight of milet were higher than thoseunder conventional fertilizer treatment.When the fertilizer reduction rate was 30 % （F3），the net photosynthetic rate was the highest，which was 1 9 . 5 % higher than that of conventional fertilizer（F1）.n the whole plant of millet increased by 9 . 6 % ， 4 . 8 % ，and 1 . 6 % ，respectively，when fertilizerwasreduced by 10 % （F2）compared to conventional fertilization（F1）.Additionally，the proportion of N，P，and K in the ear of milet increased.Therefore，according to the comprehensive consideration of millet yield，nutrient absorption and cultivated land environment，the reduction of fertilizer by 10 % to 5 0 % in milet production in this region does not have a significant impact on milet yield.A fertilizer reduction of 10 % to 30 % enhances the photosynthetic rate of millt and improves nutrient absorption in various plant organs.

KeyWords：Millet;Reduced fertilization;Nutrient absorption; Yield;

谷子，又稱粟，在我國(guó)種植歷史悠久，也是北方地區(qū)重要的雜糧作物，常年種植面積87萬(wàn) 左右，占世界種植面積的 。谷子營(yíng)養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、類胡蘿卜素、維生素等多種人體所需的營(yíng)養(yǎng)成分3」，同時(shí)谷子具有較強(qiáng)的抗逆性，適應(yīng)性廣，是主要的救災(zāi)作物之_[4]。在谷子的生產(chǎn)中，肥料對(duì)谷子產(chǎn)量的增加起到了關(guān)鍵作用，特別是施用農(nóng)家肥所生產(chǎn)的谷子品質(zhì)顯著優(yōu)于化學(xué)肥料。但是，隨著谷子種植面積的增加，農(nóng)家肥的用量供不應(yīng)求，且價(jià)格較高，種植戶出于對(duì)生產(chǎn)成本的考慮，一味追求產(chǎn)量，往往大量施用化肥，造成植株體內(nèi)氮素盈余，貪青晚熟，谷子品質(zhì)和產(chǎn)量也會(huì)下降。同時(shí)化肥過(guò)量造成土壤耕地質(zhì)量下降，引起環(huán)境污染等一系列問(wèn)題[5，6] O研究表明，我國(guó)當(dāng)季氮肥利用率 3 0 % ～ 4 0 % ，磷肥利用率 1 0 % ～ 2 5 % ，鉀肥利用率 45 % [7]，遠(yuǎn)低于西方國(guó)家。近年來(lái)，在谷子生產(chǎn)中，粗獷的管理模式和施肥技術(shù)不配套，導(dǎo)致肥料利用率一直處于較低水平。因此，進(jìn)一步優(yōu)化施肥模式，提高肥料利用率，在作物生產(chǎn)中就顯得尤為重要。

本研究針對(duì)地區(qū)谷子生產(chǎn)現(xiàn)狀，研究減量化施肥對(duì)谷子生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響，旨在探明黃土高原地區(qū)谷子生產(chǎn)的最佳施用量和化肥運(yùn)籌模式，為谷子高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，為該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年在安塞區(qū)沿河灣鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范基地進(jìn)行。試驗(yàn)地基礎(chǔ)養(yǎng)分全氮0.49g/ k g ，有效磷 3 . 4 4 m g / k g ，速效鉀 1 2 2 . 2 m g / k g ，有機(jī)質(zhì) 6 . 3 1 g / k g ，pH8.45，土壤類型為沙壤土，前茬作物為大豆。

1.2 供試材料

供試谷子品種為晉谷40；供試肥料為海德曼復(fù)合肥料（總養(yǎng)分 ? 4 0 . 0 % ， 8-10）;尿素（ N? 4 6 % ）；腐熟羊糞（總養(yǎng)分 ?

9 . 7 % ）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在統(tǒng)一每 施人 羊糞的基礎(chǔ)上，設(shè)置CK：不施化肥（即復(fù)合肥 0 k g ）;F1：常規(guī)施肥（即復(fù)合肥 4 0 k g ）；F2：施肥 10 % （即復(fù)合肥3 6 k g ）；F3：減量化施肥 30 % （即復(fù)合肥 2 8 k g ）;F4：減量化施肥 5 0 % （即復(fù)合肥 2 0 k g ），共5個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積為 。羊糞和復(fù)合肥在春季旋耕前撒施旋人，采用專用谷子播種機(jī)開(kāi)溝，人工溜籽，行距 ，株距 ，尿素于谷子拔節(jié)期－－孕穗期1次性隨行追施。5月8日播種，10月24日人工剪穗收獲。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量測(cè)定：于谷子成熟期，選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的3株谷子，用卷尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)定谷子株高和第二節(jié)莖粗；全部刈割后測(cè)定各小區(qū)產(chǎn)量，同時(shí)選取10穗谷子測(cè)定單穗重、穗粒重、千粒重。

光合速率及SPAD值測(cè)定：于谷子孕穗期取長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株樣3株，采用托普-3051C型光合作用測(cè)定儀測(cè)定谷子旗葉凈光合速率，使用SPAD-5 0 2 P l u s 便攜式測(cè)定儀測(cè)定谷子旗葉SPAD值。

植株養(yǎng)分測(cè)定：于谷子成熟期，選取長(zhǎng)勢(shì)均勻 的3株谷子，分別測(cè)定植株各器官鮮重和干重，粉 碎后經(jīng) 消煮后，N含量采用凱氏定 氮法測(cè)定；P含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；K含量采 用火焰光度法測(cè)定。

氮、磷、鉀吸收量 Σ= Σ 單位面積谷子干物質(zhì)重 × 谷子氮、磷、鉀含量

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入整理，Ori-g i n2 0 1 8 作圖，SPSS25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1減量化施肥對(duì)成熟期谷子株高、莖粗及干物 質(zhì)量的影響

根據(jù)對(duì)谷子農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)量的分析表明（表1），各處理谷子株高、莖粗及干物質(zhì)量較CK均不同程度的增加，其中以穗干重變化明顯，F(xiàn)1、F2、F3較CK分別增加 2 2 . 4 % 1 8 . 4 % 1 5 . 3 % ，且差異顯著。可見(jiàn)，增施化肥能有效促進(jìn)谷子生長(zhǎng)、有利于干物質(zhì)的積累。化肥減量條件下，與F1相比，F(xiàn)3株高顯著下降 5 . 4 9 c m ，F(xiàn)4處理穗干重顯著降低 2 . 1 7 g ，莖粗、葉干重、莖稈干重均隨化肥施用量的減少，整體呈降低趨勢(shì)，差異不顯著；其中F2各項(xiàng)農(nóng)藝性狀、干物質(zhì)積累量與F1幾乎無(wú)差異。可見(jiàn)，在一定條件下，減量化施肥對(duì)谷子生長(zhǎng)影響不明顯。

2.2減量化施肥對(duì)植株養(yǎng)分吸收量的影響

2.2.1對(duì)谷子氮素吸收量的影響減量化施肥對(duì)谷子氮素吸收量及氮素分配比情況見(jiàn)表2和圖1，與CK相比，增施化肥均提高了谷子植株氮素吸收量，以F2最高，F(xiàn)1次之，分別較CK增加46.71 。減量化施肥條件下，谷子各器官氮素吸收量整體呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢(shì)，以F2最高，莖、穗氮素吸收量較F1（常規(guī)施肥）增加 2 7 . 1 % . 9 . 5 % ，F(xiàn)3、F4處理葉、穗氮素吸收量較F1（常規(guī)施肥）均呈不同程度下降變化，其中F4處理穗氮素吸收量下降 2 0 . 2 % ，且達(dá)到顯著性差異。從氮素分配比來(lái)看，減量化施肥可增加穗氮素吸收量占比，降低葉片氮素吸收量占比。可見(jiàn)，適量減少化肥用量可有效增加谷子植株各器官氮素吸收量，但化肥用量減少過(guò)多，則會(huì)影響植株體內(nèi)氮素吸收量，穗部表現(xiàn)尤為明顯。

2.2.2對(duì)谷子磷素吸收量的影響減量化施肥對(duì)谷子磷素吸收量及磷素分配比情況見(jiàn)表3和圖2，增施化肥能有效提高谷子莖、穗磷素吸收量。與CK相比，F(xiàn)2、F1處理穗部磷素吸收量顯著增加2 6 . 4 % . 2 4 . 8 % ，莖稈磷素吸收量以F3處理最高，較CK顯著增加 4 2 . 4 % ，葉片磷素吸收量處理間無(wú)明顯差異。減量施肥條件下，與F1相比，谷子莖磷素吸收量均隨化肥用量減少呈現(xiàn)“單峰曲線”變化，以F3最高，較F1顯著增加 ，葉片、穗磷素吸收量以F2最高，但差異不顯著。從磷素分配比來(lái)看，隨化肥施用量減少，谷子莖稈磷素分配比逐漸增大，F(xiàn)3達(dá)到最大，較F1差異顯著；穗磷素分配比呈減少變化，其中F3、F4與F1差異顯著；葉片磷素分配比無(wú)明顯變化。可見(jiàn)，常規(guī)施肥抑制了谷子植株對(duì)磷元素的吸收，而減量化施肥能促進(jìn)了谷子植株對(duì)磷元素的吸收，特別是在谷子莖稈響應(yīng)較為明顯。

2.2.3對(duì)谷子鉀素吸收量的影響減量化施肥對(duì)谷子鉀素吸收量及鉀素分配比情況見(jiàn)表4和圖3，施用化肥有效提高谷子鉀素吸收量，尤其是對(duì)谷子葉片鉀素吸收影響明顯。與CK相比，莖鉀素吸收量增加 ，葉鉀素吸收量增加 ，穗鉀素吸收量增加 ;其中F1、F2葉鉀素吸收量增加顯著;減量施肥條件下，隨化肥用量減少，谷子莖鉀素吸收量逐漸降低，但差異不顯著；穗鉀素吸收量無(wú)明顯變化;葉鉀素吸收量以F2最大，較F1增加 5 . 5 % ，F(xiàn)3、F4葉片鉀素吸收量下降明顯。從鉀素分配比來(lái)看，隨化肥用量減少，谷子穗部鉀素分配比例逐漸增加，以F4最大；葉片鉀素分配比“單峰曲線”變化，以F2最大;莖鉀素分配比差異不顯著。

2.3減量化施肥對(duì)谷子光合速率的影響

凈光合速率是植物生長(zhǎng)和光合作用活動(dòng)程度的重要指標(biāo)，反映了植物在單位時(shí)間內(nèi)合成有機(jī)物的量[8]，受溫度、光照、水肥等多種環(huán)境因素的影響[9，10]。由圖4可知，各施肥處理凈光合速率均高于CK，其中以F3、F1處理最高，與CK差異顯著。隨化肥用量的減少，谷子凈光速率呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，以F3處理最大，凈光合速率為 ，與F1處理相比增加 1 9 . 5 % ，達(dá)顯著差異，F(xiàn)2、F4處理較F1處理均呈降低趨勢(shì)，差異不顯著。

2.4減量化施肥對(duì)谷子產(chǎn)量的影響

穗重、穗粒重、千粒重是谷子產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)鍵因素。本試驗(yàn)調(diào)查了在不同施肥條件下，谷子穗重、穗粒重、千粒重及產(chǎn)量（表5）。與CK相比，除千粒重以外，穗重、穗粒重、產(chǎn)量均以CK（不施化肥）處理最小，其中F1、F2處理的穗重、穗粒重、產(chǎn)量與CK差異顯著。減量施肥條件下，F(xiàn)2、F3、F4處理的穗重、穗粒重較F1（常規(guī)施肥）處理呈下降變化，其中F4處理的穗重、穗粒重較F1處理顯著降低 1 5 . 9 % 、 1 6 . 8 % ;F2、F3、F4處理的產(chǎn)量分別為 ，較F1處理分別降低 0 . 5 9 % 、 4 . 3 % 、5 . 8 % ，但差異不顯著。由此可見(jiàn)，適量減少化肥并不會(huì)造成谷子產(chǎn)量大幅度降低。

3 結(jié)論與討論

只要滿足作物自身養(yǎng)分需求，減量化施肥并不會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響。本研究中谷子在化肥減量 10 % （F2）減量 30 % （F3），減量 5 0 % （F4）谷子產(chǎn)量較常規(guī)施肥（F1）降低 0 . 5 9 % ） 4 . 3 % 15 . 9 % ，并無(wú)顯著差異，反而化肥減量在一定范圍內(nèi)，谷子莖稈干重、凈光合速率、千粒重均高于常規(guī)施肥處理，這與在水稻[1＼～13]、小麥[14]、馬鈴薯[15，16]等作物上的研究結(jié)果一致。有學(xué)者[]研究表明，磷肥減量 2 0 % 仍可保證作物穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí)顯著提高微量元素Fe、 C u 和 的含量和生物有效性。劉佩詩(shī)[18]等人同樣發(fā)現(xiàn)減少 30 % 氮肥 5 0 % 磷肥等化肥減量措施對(duì)小麥產(chǎn)量無(wú)顯著影響，化肥連續(xù)減量施用促進(jìn)小麥地上部分氮磷養(yǎng)分的吸收。張思宇[1]通過(guò)對(duì)水稻減量化施肥研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施肥處理的水稻光合作用加強(qiáng)，葉面積隨之增加，促進(jìn)了水稻干物質(zhì)的積累和千粒重的增加。在本研究中，谷子葉片凈光合速率隨化肥施用的減少，呈現(xiàn)先增加后降低變化，以化肥減量 30 % （F3）凈光合速率最大，較常規(guī)施肥（F1）增加 1 9 . 5 % 。

養(yǎng)分的吸收、積累及分配都是作物對(duì)養(yǎng)分吸收利用的過(guò)程，化肥施用量不同，養(yǎng)分在作物體內(nèi)的吸收分配比例也會(huì)發(fā)生變化[20]。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的吸收與土壤養(yǎng)分保持動(dòng)態(tài)平衡，植株對(duì)氮磷鉀元素的吸收也會(huì)保持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，過(guò)多的氮?jiǎng)t會(huì)抑制植株對(duì)磷、鉀元素的吸收。王秋君[21]等人研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)施肥導(dǎo)致土壤養(yǎng)分過(guò)剩，在化肥減量條件下，辣椒植物對(duì)養(yǎng)分的吸收與土壤養(yǎng)分保持動(dòng)態(tài)平衡，因此，化肥減量并不會(huì)對(duì)辣椒產(chǎn)量合養(yǎng)分分配造成影響，相反會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)土壤養(yǎng)分的吸收利用；李亞莉22等人研究表明，氮磷減量20 % 條件下，番茄植株氮、磷養(yǎng)分吸收量與對(duì)照無(wú)明顯差異；孫海燕[23等人研究表明，在減少常規(guī)化肥用量 1 5 % 的條件下，玉米植株養(yǎng)分積累量與對(duì)照無(wú)明顯差異，配施腐殖酸會(huì)進(jìn)一步提高植株養(yǎng)分吸收量，促進(jìn)玉米產(chǎn)量增加。本研究結(jié)果顯示，化肥減量可以有效提高谷子養(yǎng)分積累量，促進(jìn)谷子穗部養(yǎng)分占比，在減量 10 % 條件下，谷子氮素、磷素、鉀素養(yǎng)分積累量最大，同時(shí)促進(jìn)養(yǎng)分元素向穗部運(yùn)轉(zhuǎn)，提高谷子穗部養(yǎng)分占比。試驗(yàn)結(jié)果與其他研究者[24，25]的結(jié)論相似。

因此，經(jīng)谷子產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及耕地環(huán)境等綜合考慮，在該地區(qū)谷子生產(chǎn)中，適量減少化肥投入并不會(huì)對(duì)照谷子產(chǎn)量造成影響，在基施有機(jī)糞肥的基礎(chǔ)上，減少常規(guī)化肥用量 1 0 % ～ 5 0 % 并不會(huì)對(duì)谷子產(chǎn)量造成顯著降低。

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