羅世武，程炳文，楊軍學(xué)，王 勇，張尚沛，李 凱

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏 固原 756000）

氮在植物營(yíng)養(yǎng)代謝和產(chǎn)量形成中發(fā)揮著重要作用。不合理的施氮不僅造成浪費(fèi)，而且導(dǎo)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(chǎn)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(yīng)用前景［3］。合理施肥是調(diào)控生物學(xué)產(chǎn)量的重要手段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)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(píng)價(jià)了不同糜子品種對(duì)氮素的吸收利用能力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院頭營(yíng)科研基地，位于東經(jīng)106°44′、北緯36°44′，海拔1 550 m。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦、肥力均勻、整齊，土壤質(zhì)地為壤土，類型為湘黃土，前作為馬鈴薯。土壤pH 8.9，有機(jī)質(zhì)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(yàn)材料

在不施氮（N-）和施氮（N+）2 種條件下，對(duì)近幾年引進(jìn)糜子品種田間鑒定表現(xiàn)好的8 個(gè)糜子品種進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量結(jié)果的調(diào)查分析，品種及來源見表1。

表1 糜子低氮脅迫試驗(yàn)品種及來源

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為施氮水平，設(shè)不施氮（N-）和施純氮150 kg/hm2（N+，60% 基施，40% 拔節(jié)期追肥）2 個(gè)水平，副區(qū)為8 個(gè)不同基因型糜子品種。小區(qū)面積3 m×5 m=15 m2，3 次重復(fù)，隨機(jī)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(cè)定分析

測(cè)定各糜子品種的生育期、地上部干物質(zhì)量、根體積、葉綠素含量（SPAD）、產(chǎn)量及其相關(guān)性狀。其中，干物質(zhì)量測(cè)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(cè)定；葉綠素含量采用SPAD-502 型便攜式葉綠素儀測(cè)定。并計(jì)算各性狀的耐低氮脅迫指數(shù)（NSI）和肥料貢獻(xiàn)率。其中，耐低氮脅迫指數(shù)指某一性狀低氮脅迫條件下調(diào)查值與正常條件下該性狀調(diào)查值的比值［4］。氮肥貢獻(xiàn)率是指施氮對(duì)糜子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，計(jì)算公式如下。

氮肥貢獻(xiàn)率=（施氮肥區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮區(qū)產(chǎn)量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不施氮對(duì)不同糜子品種生育進(jìn)程的影響

不施氮對(duì)不同糜子品種生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響試驗(yàn)表明，各品種全生育期最長(zhǎng)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(nèi)糜5 號(hào)、遼糜31 號(hào)抽穗最早，在7 月15 日，最遲的是隴糜7 號(hào)和晉黍2 號(hào)，在7 月24 日抽穗，各品種抽穗期最長(zhǎng)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(hào)和遼糜31 號(hào)在9 月3日成熟，全生育期113 d，相對(duì)其他品種成熟期延遲2～3 d。

2.2 不施氮對(duì)不同糜子品種地上部干物質(zhì)量的影響

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

表2 不施氮對(duì)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(zhì)量耐低氮脅迫指數(shù)

2.3 不施氮對(duì)不同糜子品種根體積的影響

不施氮對(duì)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(hào)最大，為1.13，內(nèi)糜9 號(hào)最小，為0.16；拔節(jié)期晉黍2號(hào)最大，為1.50，寧糜14 號(hào)最小，為0.62；抽穗期遼糜31 號(hào)最大，為1.88，其次是隴糜7 號(hào)，為1.60，內(nèi)糜5 號(hào)和內(nèi)糜9 號(hào)最小，為0.60；成熟期寧糜14 號(hào)最大，為2.00，其次是隴糜7 號(hào)的1.30 和雁黍8 號(hào)的1.25，內(nèi)糜9 號(hào)最低為0.44。在不施氮對(duì)不同糜子品種生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響試驗(yàn)中，內(nèi)糜9 號(hào)根體積的耐低氮脅迫指數(shù)相對(duì)低于其他品種，說明內(nèi)糜9號(hào)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(duì)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(hào)最大，為1.00，其次是寧糜14 號(hào)，為0.99，隴糜7 號(hào)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(hào)最大，為0.96，內(nèi)糜9 號(hào)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(hào)最大，為1.17，內(nèi)糜5 號(hào)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(duì)不同糜子品種葉片葉綠素含量的影響相對(duì)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(duì)不同糜子品種產(chǎn)量性狀的影響

由表3 可知，不施氮對(duì)糜子農(nóng)藝性狀的影響程度因品種而異，寧糜14 號(hào)的株高、穗長(zhǎng)、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(nèi)糜9 號(hào)和雁黍8 號(hào)的株高、穗長(zhǎng)的耐低氮脅迫指數(shù)最低，分別為0.79、0.80；內(nèi)糜9 號(hào)、雁黍8 號(hào)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(chǎn)量，在不施氮和施氮條件下，固糜21 號(hào)產(chǎn)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(hào)在不施氮（N-）和施氮（N+）條件下，產(chǎn)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(chǎn)量的耐低氮脅迫指數(shù)為0.62～0.80，寧糜14 號(hào)產(chǎn)量的耐低氮脅迫指數(shù)最大，雁黍8 號(hào)最小。由此可知，寧糜14 號(hào)受氮脅迫影響較小，耐低氮能力較強(qiáng)，內(nèi)糜9 號(hào)、雁黍8 號(hào)對(duì)于低氮脅迫較為敏感，耐低氮能力較差。

表3 不施氮對(duì)不同糜子品種產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

2.6 不施氮對(duì)不同糜子品種氮肥貢獻(xiàn)率的影響

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

圖4 不同糜子品種的氮肥貢獻(xiàn)率

3 結(jié)論

研究表明，作物對(duì)低氮脅迫的反應(yīng)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(zhì)的有效途徑［5］。本試驗(yàn)以不同糜子品種的地上部干物質(zhì)量、根體積、葉綠素含量SPAD、相關(guān)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和氮肥貢獻(xiàn)率作為調(diào)查指標(biāo)，衡量了不施氮脅迫對(duì)不同糜子品種生長(zhǎng)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(nóng)作物的產(chǎn)量［6］，改善農(nóng)作物的品質(zhì)［7］，而且可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量［8］，從而提高土壤肥力。由于不同作物對(duì)肥料的反應(yīng)不同，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)在綜合考慮不同作物的施肥效應(yīng)、需肥特性及經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上對(duì)肥料資源進(jìn)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(dǎo)不同糜子品種種植在不同肥力的地塊，對(duì)合理施用氮肥、提高氮肥貢獻(xiàn)率有十分重要的意義。

綜合分析表明，糜子品種寧糜14 號(hào)、晉黍2 號(hào)在不施氮條件下，地上部干物質(zhì)量和產(chǎn)量的耐低氮脅迫指數(shù)較大，說明這2 個(gè)品種耐低氮能力較強(qiáng)，不施氮對(duì)其影響較小。內(nèi)糜9 號(hào)、雁黍8 號(hào)的地上部干物質(zhì)量、根體積、株高、穗長(zhǎng)、穗頸長(zhǎng)、主穗粒重、主穗重等農(nóng)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(duì)不同糜子品種葉片葉綠素含量的影響相對(duì)較小。

作物施肥與不施肥產(chǎn)量之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，在配施化肥的同時(shí)應(yīng)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(duì)不同糜子品種生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響試驗(yàn)中，糜子不同品種的產(chǎn)量及相關(guān)農(nóng)藝性狀分析表明，雁黍8 號(hào)的耐低氮脅迫指數(shù)較低，且氮肥對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最高。