追氮时期对谷子穗分化时期农艺性状的影响

王彦雯，段宏凯，邢静熠，王宏富

（山西农业大学农学院，山西 太谷 030801）

随着全球性粮食资源的匮乏，人们对农业生产日趋重视[1-2]。谷子作为北方人饮食习惯中必不可少的食物而备受关注[3]，在其生长发育过程中，肥料起着非常重要的作用，缺乏肥料，谷子易出现生长矮小、发育不良等状况，其结果必然会影响到后期的器官形态建成，使得产量降低[4-5]。追肥也可以增加叶绿素含量，提高光合作用效率，从而提高产量[6]。氮肥对作物生长更是起到了至关重要的作用[7-9]；曾蓉等[10]通过对谷子形态特征及多种生理指标的研究，对最佳追氮量及追氮时期进行了讨论；代小东等[11-14]研究表明，通过追肥可以增加谷子顶3叶叶面积，从而提高谷子产量；在影响谷子产量的因素方面，刘斌等[15-16]研究表明，施用氮肥可以很明显地改善谷子的产量相关性状，并且可以明显提高籽粒产量，而且随着氮肥施用量的增加，产量有明显增加的趋势。秦岭等[17]、杨艳君等[18-19]研究表明，张杂谷5号的产量随施N水平的增加而迅速增长，当施N水平超过一定值后开始缓慢下降。追施氮肥还将通过影响谷子叶片中叶绿素的含量影响光合作用，张谨华等[20]的研究表明，逐渐提高谷子氮肥的施用量，谷子光合速率及产量的变化趋势均表现为先升后降。要综合提高谷子产量与品质，发挥其生产潜力，必须要制定适当的追肥技术[21]。适当的追肥技术能够合理调节谷子的群体生长发育和干物质积累分配特点，从而提高谷子产量与品质[22]。

前人对氮肥以及氮磷钾的协同互促作用进行了大量研究，但对施不施氮肥与不同时期追施氮肥对谷子穗分化时期农艺性状的动态变化规律鲜见研究。本研究就不同追施氮肥时期对山西中部地区谷子株高、茎粗、全展叶数，穗分化时期的根系干质量、叶片干质量、茎秆干质量及产量等参数的动态影响及相关关系进行研究，确定氮肥的最佳施用时期，为提高氮肥的利用效率，继而增加谷子产量，同时为山西中部地区谷子精量栽培技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016年在山西农业大学农作站试验基地进行。该基地位于山西省中部（东经112.34°，北纬37.25°），平均海拔800 m左右，年平均降雨量471.9 mm左右，年平均气温在9.7～10.5℃，无霜期176 d左右。气候为典型的大陆性季风气候，土壤为轻度沙壤土，于2016年4月25日测得土壤中含有有机质17.9 g/kg，全氮0.93 g/kg，碱解氮7.12 mg/kg，速效磷490 mg/kg，有效钾950 mg/kg，pH值为7.77。

1.2 试验材料

试验采用晋谷21号谷子品种作为供试材料，由山西省农业科学院经济作物研究所提供，所用肥料为尿素（含氮量46%）。

1.3 试验设计

本研究于2016年进行，种植制度为一年一熟制。试验设5个处理，齐苗后10 d左右开始追肥，分别是 T0（空白对照，不追肥）、T1（6月 26日追肥，三叶期）、T2（7月6日追肥，分蘖期）、T3（7月16日追肥，生长锥伸长期）、T4（7月26日追肥，二级枝梗分化期前）。小区面积为18m2（3m×6m），试验采用随机区组设计，35 cm等行种植，留苗密度为30万株/hm2，3次重复。6月5日播种，9月30日收获。追肥量为375 kg/hm2。

1.4 农艺性状测定

植株形态测定：从幼穗分化开始，每隔2 d取一次样，测定植株的株高、茎粗、全展叶片数、根系干质量、叶片干质量、茎秆干质量。

株高为用直尺测定距根部最近的节间至最长叶叶尖的长度。茎粗为用游标卡尺进行测量第2节间的宽度。全展叶数为数全部展开的叶片并记录。

根系干质量和地上部（叶片、茎秆）干质量的称质量方法：把0～30 cm土层内的根连土挖起，将其中的根全部拣出，用水洗净根部泥土，常规方法烘干，然后测定每株根干质量。地上部分（叶片、茎秆）干质量使用常规方法测定，用电子天平称质量。每个处理3次重复。

每个小区随机选取10株进行考种，得出每株产量，然后计算其平均单株产量，再与穗数相乘得出每公顷产量。

1.5 数据统计

试验数据采用Microsoft Excel 2010进行数据归纳整理和DPS7.05对数据统计分析。差异显著性检验用Duncan法，显著性水平为0.05，极显著水平为0.01。

2 结果与分析

2.1 各处理对谷子植株长势的影响

试验结果表明，不同时期追肥对谷子株高有显著影响，T2处理的株高显著低于其他处理的株高。T3和T4处理高于对照，但差异不显著。T4处理株高表现最高，平均比对照增加11.21 cm。追肥比不追肥对茎粗有显著影响，追肥后茎粗均变粗，且越晚追肥茎粗越粗，T4处理显著高于其他处理，较对照茎粗增加28.57%。追肥能够增加谷子全展叶数，各处理的全展叶数均较对照多。T3和T4处理与对照间达到显著水平，分别高出对照13.28%，16.61%（表 1）。

表1 各处理下晋谷21号植株长势

2.2 各处理对谷子根系干质量的影响

追肥处理不仅影响到谷子幼穗分化进程，而且还影响幼穗分化时期的根系干质量。由表2可知，追肥比不追肥处理对幼穗分化时期的根系干质量影响显著。不同时期追肥对谷子幼穗分化时期的根系干质量影响显著，会影响到谷子幼穗分化时期的根系干质量的正常变化规律。随着追肥时期的退后，对谷子幼穗分化后期的根系干质量影响大于前期。T3处理（生长锥伸长期追肥）在生长锥伸长期至一级枝梗分化期的增长率为50%，显著低于同期其他处理的增长率，T4处理（二级枝硬分化期前追肥）二级枝梗分化期与三级枝梗分化期的根系干质量增长率仅为10%，显著低于同期其他处理的增长率。T3处理在二级枝梗分化期的根系干质量显著高于同期其他处理的根系干质量，T4处理三级枝梗分化期至小穗刚毛分化期的根系干质量增长为119.72%，显著高于同期其他处理的增长率。

表2 各处理下晋谷21号幼穗分化时期根系干质量 g

2.3 各处理对谷子叶片干质量的影响

由表3可知，不同时期追肥对谷子的幼穗分化过程中叶片干质量的影响显著，生长锥伸长期与小花分化期的各个处理下其叶片干质量差异显著。追肥处理与对照的叶片干质量差异达到显著性水平，说明追肥能够显著增加谷子幼穗分化期的叶片干质量。追肥时期的不同会影响到谷子幼穗分化时期的叶片干质量的正常变化规律。谷子的叶片干质量在幼穗分化时期的变化十分明显，调查日期不同对试验调查结果影响显著，T4处理在一级枝梗分化期到二级枝梗分化期的叶片干质量增长率为343.28%，显著高于对照的叶片干质量增长率（106.37%）。谷子在幼穗分化期在未追肥的情况下其叶片干质量增长率逐渐降低，T0处理的增长率从248%将至-0.67%，追肥能够显著延缓后期叶片干质量的下降率，T1处理在幼穗分化期的后期叶片干质量增长率稳定在30%左右，为后面的高产创造一个良好的基础。如果追肥比较晚，不能对幼穗分化期的叶片干质量有一个显著的增长作用。刚追肥是不能立即促进谷子叶片干质量增加，T3处理在刚追肥时叶片干质量增长率为26.23%，显著低于同期其他处理的叶片干质量增长率。追肥后随着生长时间的延长，氮肥能够显著促进谷子在幼穗分化期的叶片干质量增长率，T3处理在一级分枝梗至二级分枝梗的叶片增长率为444.16%，显著高于同期其他处理的增长率。

表3 各处理下晋谷21号幼穗分化时期叶片干质量 g

2.4 各处理对谷子茎秆干质量的影响

在谷子的幼穗分化过程中，追肥对茎秆干质量有显著影响，T1，T2，T3，T4处理下其茎秆干质量显著高于对照（表4）。

表4 各处理下晋谷21号幼穗分化时期茎秆干质量 g

从表4可以看出，不同时期追肥对谷子幼穗分化时期的茎秆干质量的变化规律影响不同，T1处理下谷子在幼穗分化期茎秆干质量始终处于正增长，其他追肥处理均在小穗刚毛分化期至小花分化期为负增长。追肥后会在短期内对谷子幼穗分化期的茎秆干质量的增长率产生抑制作用，T3处理在生长锥伸长期至一级枝梗分化期的茎秆干质量增长率为29%，显著低于同期其他处理的增长率。追肥后随生长时间的延长，氮肥能够显著提高谷子的茎秆干质量增长率，T3处理在一级枝梗分化期至二级枝梗分化期的茎秆干质量增长率显著高于同期其他处理。追肥时期的不同会影响到谷子茎秆干质量在幼穗分化的变化规律，T1处理下在幼穗分化期的茎秆干质量增长率一直为减少的趋势，但始终处于正增长，与对照的增长率变化趋势一致，而其他处理下茎秆干质量增长率在小穗刚毛分化期与小花分化期为负数，且追肥越晚负增长率在此期越大。

2.5 各处理对谷子产量的影响

由表5可知，追施氮肥与否对产量影响不显著，但不同时期追肥对谷子产量有显著影响，T1处理较T2处理在产量方面差异性达到显著水平，T1处理与T3，T4处理在产量方面未表现出显著性差异，但比T3，T4处理的产量高，因此，追肥时期对产量的影响也十分关键。不同时期追肥对谷子田的稳产也会产生显著影响，T1处理的标准差与标准误差显著小于其他处理，说明T1处理有助于实现谷子田的高产稳产。

表5 各处理下晋谷21号理论产量 kg/hm2

3 结论与讨论

追施氮肥能够显著影响谷子穗分化时期的株高、茎粗、全展叶数与产量。同时，不同追肥时期也会影响到谷子幼穗分化时期的根系干质量、叶片干质量以及茎秆干质量的正常变化规律[23-24]。研究结果还表明，不同时期追肥对谷子田的高产稳产也会产生显著影响，齐苗后10 d左右追肥有助于实现谷子田的高产稳产。

本研究结果还表明，追施尿素后谷子在不同时间段的株高、茎粗和全展叶数的变化情况不同，谷子的株高变化率呈现双“S”型增长趋势，全展叶数的增长规律呈现单“S”型增长趋势。追肥后随着生长时间的推移，谷子株高、茎粗与全展叶数的增长率呈现低—高—低的变化规律。追施尿素后茎粗均变粗，这与代小冬等[25]的研究基本一致。同时，谷子小花分化期在T1处理的叶片干质量均高于其余4个处理，且谷子生育后期在T1处理的叶片衰老速度相对较慢，因此，T1处理能够有效地增加叶片光合产物的积累量，从而增加谷子穗质量，这可能是由于氮肥有利于增加叶绿素的相对含量、减缓谷子生育后期叶绿素的降解速率，从而有效地延长了叶片功能期[6，26]。因此，在山西晋中地区种植晋谷21号应该在三叶期到分蘖期追施氮肥，正确时间追肥有助于谷子增产稳产，达到最经济合理的种植栽培模式，为合理规划农事操作具有重要意义。

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