董揚 閆鋒 趙富陽 侯曉敏 李清泉 李旭業(yè)

摘要：為明確密度和施氮量互作對黑龍江省半干旱區(qū)谷子產(chǎn)量的影響，文章以黑龍江省主栽的優(yōu)質(zhì)谷子品種嫩選18為試驗材料，采用裂區(qū)設(shè)計，其中設(shè)密度為主處理：分別為40、50、60、70萬株·hm-2；氮肥（純氮）施用量為副處理：分別為0、80、120、160 kg·hm-2。結(jié)果表明，種植密度、氮肥施用量及種植密度×氮肥施用量3個因素對谷子產(chǎn)量的影響極顯著（P＜0.01）。留苗密度為60萬株·hm-2，同時氮肥施用量為120 kg·hm-2時，谷子產(chǎn)量最高，可達(dá)5 760.3 kg·hm-2，極顯著高于其他密度與氮肥互作處理（P＜0.01）。

關(guān)鍵詞：谷子；施氮量；密度；產(chǎn)量

谷子是我國重要的雜糧作物，具有營養(yǎng)豐

富、抗旱、耐貧瘠、生育期短等特點。在北方旱作區(qū)，谷子不僅是人們改善膳食的雜糧作物，也是一種品質(zhì)優(yōu)良的動物飼料來源。隨著谷子需求量的逐漸增加，為獲得高產(chǎn)，人們開始大量施用氮肥，雖然施用氮肥能夠提高作物產(chǎn)量，但隨著氮肥施用量的不斷增加，氮肥的利用效率卻越來越低[1]。目前，我國氮肥總產(chǎn)量和化肥施用量居世界第一，施氮量的超標(biāo)不僅造成農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下

降，也對農(nóng)田環(huán)境產(chǎn)生不良影響[2]。

施用氮肥對農(nóng)作物產(chǎn)量的提高起著至關(guān)重要的作用[3]，施用合理能調(diào)節(jié)谷子的農(nóng)藝性狀，從而提高谷子產(chǎn)量，但如果施用不合理則會降低谷子的品質(zhì)和產(chǎn)量[4]。谷子的產(chǎn)量高低取決于谷子群體結(jié)構(gòu)，而密度是谷子群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。羅世武等[5-6]對谷子進(jìn)行大田試驗表明，低氮水平對不同品種谷子的產(chǎn)量性狀有不利影響；陳素省等[7]

研究發(fā)現(xiàn)，種植密度結(jié)合品種特性以及栽培技術(shù)才能提高谷子產(chǎn)量；袁宏安等[8]研究發(fā)現(xiàn)，施氮量和留苗密度對谷子產(chǎn)量有顯著影響。目前，針對谷子氮肥利用方面的研究多集中在谷子苗期耐低氮品種資源的篩選方面[9-10]，施氮量與密度共同作用對谷子影響的研究較少。本試驗對黑龍江省西部半干旱區(qū)主栽谷子品種進(jìn)行栽培試驗，研究密度與施氮量互作效應(yīng)對谷子產(chǎn)量的影響，確定谷子種植密度和施氮量的最佳組合。

1? 材料和方法

1.1? ?試驗材料及試驗地概況

供試谷子品種：嫩選18為當(dāng)?shù)刂髟怨茸悠贩N，生育期120 d左右，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院選育提供。

試驗于2022年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院富拉爾基區(qū)科研試驗基地進(jìn)行，該試驗地地理坐標(biāo)47°15'N，123°40'E，海拔高度為150 m。

前茬作物為大豆，土壤為黑鈣土，播前0～40 cm

的耕層土壤肥力見表1。

1.2? ?試驗方法

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，設(shè)密度為主處理，4個密度處理分別為：P1，40萬株·hm-2；P2，50萬株·

hm-2；P3，60萬株·hm-2；P4，70萬株·hm-2。

設(shè)氮肥（純氮）施用量為副處理，4個施氮處理

分別為：N0，0 kg·hm-2；N1，80 kg·hm-2；N2，

120 kg·hm-2；N3，160 kg·hm-2。試驗共設(shè)16個處理，5次重復(fù)（2個小區(qū)用于取樣，3個小區(qū)用于測產(chǎn)），每個小區(qū)種植6行，行長5 m。試驗小區(qū)隨機(jī)排列。磷肥與鉀肥按照常規(guī)用量施入，小區(qū)田間管理同一般大田。

1.3? ?測定項目

收獲時測定產(chǎn)量，對每個處理的3個測產(chǎn)小區(qū)進(jìn)行全部收獲，脫粒后測產(chǎn)。

1.4? ?數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

采用Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析和回歸分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? ?不同種植密度、施氮水平同谷子產(chǎn)量之間的關(guān)系

由表2可知，谷子獲得最高產(chǎn)量的留苗密度為60萬株·hm-2 ，氮肥施用量為120 kg·hm-2 ，

產(chǎn)量可達(dá)5 760.3 kg·hm-2，P3N2處理為谷子種植的最佳密度與氮肥處理。試驗顯示，產(chǎn)量達(dá)到5 100 kg·hm-2以上的處理有6個，排列順序為：P3N2＞P4N2＞P4N1＞P3N1＞P2N3＞P3N3，其中P3N2處理的產(chǎn)量極顯著高于其他密度氮肥處理，其他密度氮肥處理的產(chǎn)量之間差異均不顯著。不施用氮肥及低密度低氮肥水平處理的產(chǎn)量排名均靠后，排序為：P4N0＞P1N2＞P3N0＞P1N1＞P2N0＞P1N0，其中P1N0處理的產(chǎn)量極顯著低于其他密度氮肥處理的產(chǎn)量。這說明當(dāng)谷子種植密度較低時，氮肥可以彌補密度的不足，密度和氮肥在一定范圍內(nèi)可以起到互補的作用。

由圖1可見，當(dāng)密度達(dá)到一定程度時，谷子產(chǎn)量隨著施氮水平的提高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)密度小于53萬株·hm-2時，谷子產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增加；當(dāng)密度過低或過高時，施用氮肥均不能獲得谷子較高產(chǎn)量，而選擇適宜密度配合適當(dāng)施氮量可獲得谷子最高產(chǎn)量。試驗表明，為保證谷子高產(chǎn)，種植密度越低施氮量需求越高，即高密度搭配中氮肥量、低密度搭配高氮肥量易獲得谷子高產(chǎn)。

2.2? ?產(chǎn)量結(jié)果的方差分析

方差分析表明，種植密度、氮肥施用量以及種植密度×氮肥施用量的P＜0.01，說明密度與氮肥以及密度與氮肥互作對谷子的產(chǎn)量作用極顯著（表3）。

2.3? ?不同種植密度與施氮水平之間的多重比較

由表4發(fā)現(xiàn)，密度主處理之間，P1處理的平均產(chǎn)量與其他密度處理的產(chǎn)量差異極顯著

（P＜0.01），P2處理的平均產(chǎn)量與其他密度處理的產(chǎn)量差異極顯著（P＜0.01），P3和P4處理之間的產(chǎn)量差異不顯著。不同密度處理的產(chǎn)量排序為：P3＞P4＞P2＞P1，其中P3處理的平均產(chǎn)量最高，為5 035.4 kg·hm-2。

由表4發(fā)現(xiàn)，氮肥施用量副處理之間，N1處理的平均產(chǎn)量與其他氮肥處理的產(chǎn)量差異極顯著（P＜0.01），N2處理的平均產(chǎn)量與其他氮肥處理的產(chǎn)量差異極顯著（P＜0.01），N3和N4處理之間的產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平

（P＜0.05）。不同施氮水平下的產(chǎn)量排序為：N2＞N3＞N1＞N0，其中N2處理的平均產(chǎn)量最高，為5 046.3 kg·hm-2。

由圖2可以看出，主處理密度與谷子產(chǎn)量之間的關(guān)系呈單峰曲線圖，在設(shè)定的密度范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值，即隨著種植密度的增加，谷子產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。種植密度與谷子產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)回歸方程為：y=-0.062 1x2+17.619x+

3 683.2，相關(guān)系數(shù)R2=0.967 3。

由圖3可以看出，副處理施氮水平與谷子產(chǎn)量之間的關(guān)系呈單峰曲線，在設(shè)定的施氮水平范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值，即隨著施氮水平的增加，谷子產(chǎn)量呈先上升后下降的變化趨勢。施氮水平與谷子產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)回歸方程為：y=-2.242x2+

284.53x-4 028.4，相關(guān)系數(shù)R2=0.986 8。

3? 結(jié)論與討論

自20世紀(jì)70年代以來，我國氮肥施用量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用快速增加，尤其在一些糧食高產(chǎn)地區(qū)更是如此[11]。近年來，一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)增施氮肥所獲得的增產(chǎn)效應(yīng)逐年降低，過量施用氮肥不僅造成氮肥利用效率降低，還導(dǎo)致土壤板結(jié)，地表水越來越富營養(yǎng)化等諸多環(huán)境問題[12]。黑龍江省是我國糧食主產(chǎn)區(qū)，黑龍江省西部也是我國重要的雜糧生產(chǎn)基地，通過對谷子種植密度和施氮量的合理搭配，可實現(xiàn)在谷子產(chǎn)量增加的同時，相對減少氮肥施用量。

本試驗表明，在低密度水平下，隨著密度的增加谷子產(chǎn)量會上升，且差異極顯著；當(dāng)達(dá)到一定密度水平后，谷子產(chǎn)量隨著密度增加而下降，且差異顯著；這與秦嶺等[13]研究結(jié)論相反，但與王宇先等[14]研究結(jié)論一致。本試驗表明，在試驗設(shè)計范圍內(nèi)，谷子產(chǎn)量隨著施氮量的增加而上升，但施氮量增加到一定程度后，谷子產(chǎn)量又隨施氮量的增加而下降，這與相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)論一致[13-14]。

本試驗結(jié)果表明，當(dāng)留苗種植密度為60萬株·hm-2，同時施氮量控制在120 kg·hm-2時，谷子產(chǎn)量最高，達(dá)到5 760.3 kg·hm-2。

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