楊萬年 包奇軍 趙鋒 柳小寧 張華瑜 王正鳳 牛小霞 潘永東

摘要? 為優(yōu)化青稞施肥措施、實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)提供理論和科學(xué)依據(jù)，研究施肥量對(duì)青稞生育期、農(nóng)藝性狀、蛋白質(zhì)、產(chǎn)量及肥料利用率和收益的影響。結(jié)果表明，施肥量對(duì)青稞生育期、農(nóng)藝性狀、蛋白質(zhì)、產(chǎn)量及肥料利用率和收益均有顯著影響，隨著施肥量的增加，青稞生育期延長(zhǎng)，株高、穗長(zhǎng)增加，倒伏增大；從產(chǎn)量構(gòu)成的三因素看，隨著施肥量增加成穗數(shù)、穗粒數(shù)先增加后降低，千粒重呈下降趨勢(shì)；從產(chǎn)量、肥料利用率、總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比看，施肥量低于處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時(shí)，青稞產(chǎn)量、肥料利用率、總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比隨施肥量的增加而增大，當(dāng)施肥量超過處理C時(shí)，青稞產(chǎn)量、肥料利用率、總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比隨施肥量的增加而降低，綜合考慮“隴青1號(hào)”在該地區(qū)的最佳肥施量為處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）。

關(guān)鍵詞? 二棱青稞；產(chǎn)量；氮肥利用效率；收益

中圖分類號(hào)? S512.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A? 文章編號(hào)? 0517-6611（2024）05-0170-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.041

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

The Effect of Fertilization on the Yield and Quality of Two Ridge Barley ‘Longqing 1

YANG Wan-nian1， BAO? Qi-jun2， ZHAO Feng2 et al

（1.Shandan County Rural Management Guidance Station， Zhangye， Gansu 734100;2.Economic Crops and Beer Raw Materials Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou， Gansu? 730070）

Abstract? To provide theoretical and scientific basis for optimizing the fertilization measures of barley and achieving zero growth of fertilizers， the effects of fertilization amount on the growth period， agronomic traits， protein， yield， fertilizer utilization efficiency， and income of barley were investigated. The results showed that the amount of fertilization had a significant impact on the growth period， agronomic traits， protein， yield， fertilizer utilization efficiency， and yield of barley. With the increase of fertilization， the growth period of barley was prolonged， plant height and spike length increased， and lodging increased;From the three factors of yield composition， as the fertilization amount increased， the number of panicles and grains per panicle first increased and then decreased， and the thousand grain weight showed a downward trend;From the perspectives of yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio， when the fertilization amount was lower than treatment C， the yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio of barley increased with the increase of fertilization amount. When the fertilization amount exceeded treatment C， the yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio of barley decreased with the increase of fertilization amount. Considering comprehensively， the optimal fertilizer application amount for ‘Longqing 1 in the region is treatment C （N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）.

Key words? Two ridge barley;Yield;Nitrogen fertilizer utilization efficiency;Income

基金項(xiàng)目? 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31760358）；國家大麥青稞產(chǎn)業(yè)體系（CARS-05-01A-08）；甘肅省重大專項(xiàng)（18ZD2NA008-4）。

作者簡(jiǎn)介? 楊萬年（1968—），男，甘肅山丹人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣研究。

*通信作者，副研究員，從事大麥遺傳育種及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

收稿日期? 2023-03-18

隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)和資源的不斷消耗，人口與資源、環(huán)境的矛盾日益突出。如何使社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)協(xié)調(diào)一致，即實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的兩大主題［1］。一方面不合理耕作方法和施肥導(dǎo)致耕地資源的過度開發(fā)利用，由此引發(fā)嚴(yán)重的耕地退化、水體污染、水土流失、肥料利用率低等問題［2-4］ 。另一方面，過度追求作物高產(chǎn)而導(dǎo)致作物品質(zhì)的下降，數(shù)量安全的代價(jià)是質(zhì)量安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)。氮素是作物生長(zhǎng)不可或缺的重要營(yíng)養(yǎng)元素，也是作物產(chǎn)量形成的主要營(yíng)養(yǎng)因素之一，氮肥的合理施用是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的必要措施［5］。氮肥施用量低不僅影響其利用效率、經(jīng)濟(jì)效益，更關(guān)乎生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展［6-7］。目前氮肥利用率在水稻、小麥、啤酒大麥等作物上有大量報(bào)道［8-11］。但目前對(duì)青稞尤其是二棱青稞研究較少。筆者研究了施肥對(duì)二棱青稞新品質(zhì)“隴青1號(hào)”產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料利用率的影響，為優(yōu)化青稞施肥措施、實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)提供理論和科學(xué)依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在山丹縣良種場(chǎng)，代表甘肅省河西走廊中部平川灌區(qū)，海拔1 800 m，年日照時(shí)數(shù)2 802～2 993 h，年平均氣溫2.8～6.3 ℃，年降水量150～400 mm，無霜期120～150 d。土壤為砂壤土，耕層（0～20 cm）有機(jī)質(zhì)23.8 g/kg，全氮1.21 g/kg，全磷0.86 g/kg，全鉀35.7 g/kg，速效氮97.0 mg/kg，速效磷18.7 mg/kg，pH 8.16，前茬作物小麥，地力均勻，屬中等肥力，水澆地，全生育期澆3水。

1.2? 試驗(yàn)材料

供試品種為隴青1號(hào)，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物與啤酒原料研究所提供。

1.3? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為處理A（N 0 kg/hm2+P2O5 0 kg/hm2）、處理B（N 90 kg/hm2+P2O5 90 kg/hm2）、處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）、處理D（N 180 kg/hm2+P2O5 180 kg/hm2）、處理E（N 225 kg/hm2+P2O5 225 kg/hm2）。小區(qū)面積50 m2（10 m×5 m），重復(fù)3次，處理間加2 m保護(hù)行，保護(hù)行中間起壟（壟寬0.5 m，壟高0.25 m）以便澆水，防治串肥。播種量按450 萬粒/hm2計(jì)算，氮肥用尿素（N 46%），磷肥用磷酸二銨（N 16%，P2O5 46%），所以肥料均作基肥播種前一次性施入。5月中旬初第一水、6中旬第二水、7月初第三水，其余田間管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.4? 測(cè)定指標(biāo)與方法

收獲時(shí)按小區(qū)實(shí)際面積收獲計(jì)算產(chǎn)量，并在每一個(gè)小區(qū)隨機(jī)取樣20株進(jìn)行考種，用于株高、穗長(zhǎng)等測(cè)定。脫粒后取樣進(jìn)行籽粒品質(zhì)檢測(cè)分析，籽粒蛋白質(zhì)采用1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近紅外儀測(cè)定，統(tǒng)一由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“西北啤酒大麥及麥芽品質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室”檢測(cè)分析。氮肥農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）＝（施氮處理籽粒產(chǎn)量-不施氮處理籽粒產(chǎn)量）/施氮量［12-13］ 。

1.5? 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，應(yīng)用DPSv6.85軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及顯著性檢驗(yàn)。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 施肥量對(duì)青稞生育期的影響

從表1可以看出，施肥量對(duì)青稞出苗無影響，從拔節(jié)期開始隨著施肥量增加拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、成熟期均出現(xiàn)不同程度推遲，其中處理B較不施肥處理A孕穗期推遲1 d、抽穗期推遲1 d、成熟期推遲2 d。處理C拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲1 d、孕穗期推遲1 d、抽穗期推遲2 d、成熟期推遲2 d；處理D拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲1 d、孕穗期推遲2 d、抽穗期推遲2 d、成熟期推遲3 d；處理E拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲2 d、孕穗期推遲2 d、抽穗期推遲3 d、成熟期推遲4 d。即施肥量對(duì)青稞營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)進(jìn)程影響不大，但對(duì)青稞生殖生長(zhǎng)具有顯著影響，生殖生長(zhǎng)不同階段均推遲，生育期較不施肥延長(zhǎng)。

2.2? 施肥量對(duì)青稞產(chǎn)量性狀的影響

從表2可以看出，從基本苗看，隨著施肥量的增加出苗率呈下降趨勢(shì)，不施肥處理A最高為425.45 萬苗/hm2，處理B為423.36萬苗/hm2，處理C 為420.25 萬苗/hm2，處理D為419.30萬苗/hm2；從成穗數(shù)看，隨著施肥量增加青稞分蘗成穗數(shù)呈先升高后降低趨勢(shì)，且差異達(dá)顯著水平，其中不施肥處理A為656.30 萬穗/hm2，處理B為723.85 萬穗/hm2，處理C 為756.90萬穗/hm2，處理D最高為777.33萬穗/hm2，隨后出現(xiàn)降低，處理E為770.95萬穗/hm2；穗粒數(shù)間差異不顯著，隨著施肥量增加穗粒數(shù)呈先增大后降低趨勢(shì)；千粒重隨施肥量增加呈降低趨勢(shì)，且處理間差異顯著，處理A最高為48.7 g，處理B為48.5 g，處理C為47.5 g，且差異達(dá)顯著水平；隨著施肥量的增加，青稞倒伏顯著提升，處理間差異達(dá)顯著水平。

從產(chǎn)量看，隨著施肥量增加青稞產(chǎn)量先增加后降低，處理間差異達(dá)顯著水平，其中不施肥處理A最低為4 589.36 kg/hm2，其次為處理B 5 835.01 kg/hm2，處理C最高為7 091.07 kg/hm2，處理D為6 986.26 kg/hm2，處理E為6 845.66 kg/hm2；施肥量降低了青稞經(jīng)濟(jì)系數(shù)，但差異不顯著。

2.3? 施肥量對(duì)青稞原麥品質(zhì)的影響

從表3可以看出，隨著施肥量增加青稞株高增加，且處理間差異達(dá)顯著水平；施肥量對(duì)青稞穗長(zhǎng)有顯著影響，且隨著施肥量增加穗長(zhǎng)增加，不施肥處理A最短為8.2 cm，處理E最長(zhǎng)為8.9 cm，其余處理間差異不顯著；施肥量對(duì)青稞蛋白質(zhì)含量有顯著影響，隨著施肥量增加，青稞籽粒蛋白質(zhì)含量呈增高趨勢(shì)，處理間差異達(dá)顯著水平，其中處理A蛋白質(zhì)含量為10.7%，處理B蛋白質(zhì)含量為11.8%，處理C蛋白質(zhì)含量為12.5%，處理D蛋白質(zhì)含量為13.0%，處理E蛋白質(zhì)含量為13.2%。

隨著施肥量增加，氮肥農(nóng)學(xué)效率先增長(zhǎng)后明顯降低，處理C最高為18.53 kg/kg，處理B為13.84 kg/kg，處理D為13.32 kg/kg，處理E為10.02 kg/kg。

2.4? 施肥量對(duì)青稞經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表4可以看出，施肥量對(duì)青稞經(jīng)濟(jì)效益有顯著影響，隨著施肥量增加，各處理總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比均呈先升高后降低趨勢(shì)，且差異達(dá)顯著水平，其中不施肥處理A純收益為6 268.08元/hm2，產(chǎn)投比為1.84；處理B純收益為8 935.83元/hm2，產(chǎn)投比2.04；處理C純收益和產(chǎn)投比均達(dá)最高分別為12 169.41元/hm2、2.34；之后隨著施肥量增加，純收益和產(chǎn)投比均呈下降趨勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)效益看，施肥量超過處理C不利于產(chǎn)量形成，降低收益，但從生態(tài)效益看，施肥量過高造成環(huán)境污染和肥料利用率低下。綜合經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，適量施肥不僅能降低肥料投入，還有助于提高肥料利用率、純收益和產(chǎn)投比。

3? 討論

3.1? 施肥量對(duì)青稞產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

一定施氮量范圍內(nèi)，籽粒產(chǎn)量隨施氮量的增加而增大，超過一定范圍后則產(chǎn)量下降，甚至引起水稻后期生長(zhǎng)過旺，造成實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成因子降低［14-15］。研究表明，當(dāng)?shù)追适┯盟降陀谔幚鞢（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時(shí)，青稞產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加；當(dāng)?shù)追适┯盟匠^處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時(shí)，產(chǎn)量增幅隨施肥量的增加而減少。

從影響產(chǎn)量的三因素成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重看，施肥量對(duì)成穗數(shù)影響最大且差異達(dá)顯著水平，其次為千粒重，最后為穗粒數(shù)但差異不顯著。從籽粒蛋白質(zhì)看，施肥量對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量有顯著影響，隨著施肥量增加籽粒蛋白質(zhì)含量升高，主要因?yàn)橥寥鲤B(yǎng)分含量少，成穗主要依靠主穗成穗，成穗數(shù)降低，每個(gè)籽粒獲得的養(yǎng)分充足，千粒質(zhì)量升高，這與前人研究結(jié)果一致 ［8-9，16-18］。

3.2? 施肥量對(duì)青稞經(jīng)濟(jì)效益的影響

施肥量過高不利于產(chǎn)量形成，降低收益，但從生態(tài)效益看，適當(dāng)減少施肥量可以節(jié)省化肥用量，提高氮素農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力和產(chǎn)投比，且改善作物籽粒品質(zhì)［13］。研究表明當(dāng)施用水平低于處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時(shí)，青稞總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比隨施肥量的增加而增加；當(dāng)施肥量超過處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時(shí)，青稞總產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比增幅隨施肥量的增加而減少。

4? 結(jié)論

施用量是提高其肥料利用率的途徑之一，但施肥量過低，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量嚴(yán)重降低，施肥量過高會(huì)導(dǎo)致作物分蘗過旺，無效分蘗過多，容易造成倒伏，產(chǎn)量降低。所以在青稞生產(chǎn)中必須二者兼顧。該研究結(jié)果表明，二棱青稞“隴青1號(hào)”在當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿繛镹 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2。

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