摘要:為探明早熟區(qū)釀造型高粱的合理氮肥用量,選擇高粱品種龍雜22和龍雜25為試驗(yàn)材料,2020和2021年設(shè)置0,60,120,180,240和300 kg·hm-2 共6個(gè)不同施氮量,研究不同施氮處理對(duì)粗淀粉含量、千粒重、單寧含量、籽粒產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,隨著施氮量的增加矮化釀造型高粱的籽粒千粒重,2020年先降低后升高再降低,2021年先升高再降低后升高再降低,籽粒產(chǎn)量和籽粒干物質(zhì)產(chǎn)量各處理間差異不顯著,淀粉含量逐漸降低,單寧含量2020年2個(gè)品種和2021年龍雜22均低于1.40%。2021年龍雜25的N2處理為1.42%,接近1.40%,利于出酒率和釀酒品質(zhì)的提升。綜合千粒重、籽粒產(chǎn)量、干物質(zhì)產(chǎn)量、淀粉含量和單寧含量的多元方差分析結(jié)果顯示,N2、N3處理間差異不顯著,二者與N4之間差異顯著,從環(huán)保、減排角度考慮應(yīng)該優(yōu)先選擇氮肥投入量較低的N2處理。施氮處理對(duì)粗淀粉和干物質(zhì)積累量影響極顯著,對(duì)產(chǎn)量、千粒重影響顯著,對(duì)單寧含量影響不顯著。N2處理下籽粒中N、P、K元素含量較高,說(shuō)明該處理下植 株向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)養(yǎng)分元素較多能為產(chǎn)量形成提供保障。綜合考慮,N2處理(施肥量P2O5:75 kg·hm-2、K2O:30 kg·hm-2、N:120 kg·hm-2)可獲得較好的籽粒產(chǎn)量和品質(zhì),籽粒產(chǎn)量在557.87~589.15 kg·(667 m2)-1之間。
關(guān)鍵詞:高粱;氮肥;產(chǎn)量;品質(zhì)
高粱(Sorghum bicolor L. Moench)是一種重要糧食作物[1],籽粒中含有淀粉、蛋白、脂類、維生素等營(yíng)養(yǎng)[2]和豐富的酚酸類物質(zhì)具有抗氧化能力[3-4]。能夠改善釀造過(guò)程中的菌落、提升白酒風(fēng)味[5],在保健食品加工[6],白酒、食醋釀造[7],畜牧養(yǎng)殖[8],鹽漬土壤改良[9]等方面具有廣泛用途。高粱矮化育種技術(shù)使得可用播種面積大幅度增長(zhǎng),近年來(lái)國(guó)內(nèi)高端白酒行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)拉動(dòng)高粱種植收益提升,使得高粱產(chǎn)業(yè)再次迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇[10]。
中國(guó)過(guò)去幾十年間氮肥用量大幅度增加,但是氮肥利用效率下降顯著[11]。氮肥過(guò)度投入會(huì)導(dǎo)致作物病害、蟲(chóng)害加重[12],產(chǎn)量降低[13-15],加劇農(nóng)田溫室氣體排放[16],污染地表水體[17]和地下水[18]。受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施氮影響,中國(guó)85%以上地表水富營(yíng)養(yǎng)化,北方農(nóng)區(qū)地下水氮污染問(wèn)題嚴(yán)重[19],居民飲用水安全已經(jīng)受到威脅。
適當(dāng)?shù)牡适┯昧繉?duì)高粱產(chǎn)量有促進(jìn)作用,施氮量過(guò)高會(huì)降低籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)[20]。當(dāng)前,保護(hù)黑土地和肥沃耕地已上升為國(guó)家戰(zhàn)略[21],東北地區(qū)在高粱種植區(qū)劃中屬于早熟區(qū),是高粱主產(chǎn)區(qū)之一[10],同時(shí)也是世界三大黑土帶之一[22]。保障高粱生產(chǎn)同時(shí)兼顧黑土地保護(hù)和環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要。目前早熟區(qū)釀造型高粱生產(chǎn)常規(guī)氮肥施用量為180 kg·hm-2,本研究在黑龍江省南部哈爾濱市進(jìn)行試驗(yàn)選用龍雜22和龍雜25為試驗(yàn)材料在不同施氮處理下,對(duì)其干物質(zhì)產(chǎn)量、籽粒的千粒重、產(chǎn)量、淀粉含量、單寧含量、N、P、K含量進(jìn)行分析,旨在找到兼顧早熟矮稈高粱產(chǎn)量、品質(zhì)和肥料利用效率的合理氮肥施用量,以期指導(dǎo)早熟區(qū)釀造型高粱生產(chǎn)中的氮肥合理施用。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地概況
2020年和2021年2年在黑龍江省哈爾濱市道外區(qū)民主鄉(xiāng)國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范展示基地進(jìn)行,為溫帶大陸性氣候,土壤疏松,黑鈣土,秋整地,耕層(0~20 cm)土壤pH6.83,有機(jī)質(zhì)含量29.35 g·kg-1,水解氮含量124.00 mg·kg-1,有機(jī)磷含量43.35 mg·kg-1,速效鉀含量222.50 mg·kg-1。
1.2材料
高粱材料:采用兩個(gè)雜交矮化粒用釀造型高粱品種進(jìn)行試驗(yàn)。龍雜22,登記編號(hào)GPD高粱(2019)230118,熟期105 d,株高120 cm,穗型中緊,紡錘形穗,穗長(zhǎng)27 cm,套袋自交率95%以上,殼黑色,褐色粒,籽粒單寧含量1.2%;龍雜25,登記編號(hào)GPD高粱(2022)230034,熟期110 d,株高121 cm,葉片數(shù)13片,穗型中散,紡錘形穗,穗長(zhǎng)27 cm,套袋自交育性95%以上,殼色深紅,褐色粒,籽粒單寧含量1.44%,種子由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物資源研究所高粱育種團(tuán)隊(duì)提供。
肥料:恒盛牌優(yōu)等品尿素總N≥46%,顆粒范圍0.85~2.80 mm,由江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司生產(chǎn)(50 kg每袋);羅布泊牌優(yōu)等品K2SO4,K2O≥52%,由國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司生產(chǎn)(50 kg每袋);中化牌磷酸二銨傳統(tǒng)法優(yōu)等品,總養(yǎng)分≥64%,中化化肥有限公司生產(chǎn)(50 kg每袋)。
1.3方法
1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)
隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),各小區(qū)施用磷(P2O5:75 kg·hm-2)、鉀(K2O:30 kg·hm-2)量相同。設(shè)置N1~N5共5個(gè)不同氮肥施用量處理,分別為60,120,180,240和300 kg·hm-2,以不施氮肥為對(duì)照處理N0。小區(qū)行長(zhǎng)5 m,壟距65 cm,8行, 小區(qū)面積26 m2,3次重復(fù)。
1.3.2測(cè)定項(xiàng)目及方法
成熟期籽粒成熟各小區(qū)去除邊際效應(yīng)取單位面積內(nèi)全部穗測(cè)定單位面積株數(shù),人工脫粒3次重復(fù)測(cè)定以下性狀:籽粒產(chǎn)量(Kett公司生產(chǎn)PM-8188-A谷物水分測(cè)定儀測(cè)定含水量后按13%含水量折算)、籽粒單寧含量(GB/T 15686-2008)、粗淀粉含量(GB/T 5006-1985)、千粒重。成熟期每小區(qū)排除邊際效應(yīng)隨機(jī)連續(xù)取樣5株在基節(jié)割斷,地上部烘干至恒重稱量干物重,根據(jù)單位面積株數(shù)折算公頃干物質(zhì)產(chǎn)量。
籽粒氮素含量=籽粒產(chǎn)量×氮素含量[23]
籽粒磷素含量=籽粒產(chǎn)量×磷素含量
籽粒鉀素含量=籽粒產(chǎn)量×鉀素含量
1.3.3數(shù)據(jù)分析
采用WPS pro軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和文字編輯,利用DPS 18.10系統(tǒng)進(jìn)行Duncan′s顯著性檢驗(yàn)和多元方差分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同氮肥施用量對(duì)矮化釀造型高粱千粒重及產(chǎn)量的影響
2.1.1千粒重
高粱千粒重是評(píng)價(jià)籽粒品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,一般來(lái)說(shuō)千粒重越高,籽粒體積大、質(zhì)量好、加工品質(zhì)越好、收購(gòu)價(jià)格也更高。由圖1可知,2020年,龍雜25的千粒重處理間差異不顯著,隨施氮量增加千粒重整體呈降低趨勢(shì),在N3處理下有所升高,達(dá)到27.60 g,然后隨著施氮量的增加在N4處理下降低為25.60 g,在N5處理下略有升高,為25.87 g;龍雜22千粒重隨著施氮量增加整體上呈降低趨勢(shì),從處理N0的26.8 g逐漸降低,N2處理降低到24.27 g與N0和N1處理差異極顯著,隨施氮量升高在N3處理有所升高,但與N2差異不顯著,隨著施氮量增加N4和N5處理的千粒重逐漸降低。
2021年,龍雜25的千粒重隨著施氮量增加N1較N0略有升高,施氮量增加到N2處理水平千粒重顯著降低,僅有24.93 g,在N3處理下千粒重又顯著升高,為27.47 g,隨施氮量增加在N4處理千粒重降低,為26.13 g,隨施氮量增加在N5處理下千粒重略有升高,為26.40 g;龍雜22的千粒重N0處理為25.73 g,隨著施氮量增加逐漸升高,N2處理為26.13 g,隨著施氮量再度增加,N3處理千粒重降為25.60 g,在N4處理下千粒重略有升高,為26.27 g,在N5處理下降低為25.07 g,各處理間差異不顯著。
2.1.2籽粒產(chǎn)量
由圖2可知,2020年和2021年2年各處理間的籽粒產(chǎn)量之間均無(wú)顯著性差異。其中,2020年,龍雜25在N1處理下籽粒產(chǎn)量最高,達(dá)605.73 kg·(667 m2)-1,隨施氮量增加N2處理產(chǎn)量降低為558.29 kg·(667 m2)-1,隨著施氮量再度增加,在N4處理產(chǎn)量增加為578.08 kg·(667 m2)-1,在N5處理下又有所降低。隨施氮量增加龍雜22產(chǎn)量從N0到N2處理逐漸升高,達(dá)到557.87 kg·(667 m2)-1,從N2到N4處理產(chǎn)量逐漸降低,然后在N5處理達(dá)到最高,為570.10 kg·(667 m2)-1。
2021年,龍雜25和龍雜22均為N2處理產(chǎn)量最高。隨著施氮量增加龍雜22籽粒產(chǎn)量逐漸升高,在N2處理達(dá)到588.04 kg·(667 m2)-1,然后逐漸降低。隨施氮量增加龍雜25的產(chǎn)量在N2處理達(dá)到最高589.15 kg·(667 m2)-1,在N3處理降低為489.68 kg·(667 m2)-1,在N4處理略有升高,在N5處理再次降低。
2020年,龍雜25在較低施氮量N1處理下產(chǎn)量最高,龍雜22雖然在N5處理產(chǎn)量最高,但是施氮量也最高,N2處理產(chǎn)量為第二高值,與N5產(chǎn)量差異不顯著,且為較低施氮量。2021年,籽粒產(chǎn)量先升高后降低,龍雜22和龍雜25的產(chǎn)量均在N2處理達(dá)到最高,說(shuō)明籽粒產(chǎn)量并非隨著氮肥投入量的增加而直線增加,過(guò)高的氮肥投入會(huì)造成一定程度的減產(chǎn),在N2或N1處理下均有較好的產(chǎn)量。
2.1.3干物質(zhì)產(chǎn)量
由圖3可知,2020年,龍雜22在N2處理下干物質(zhì)產(chǎn)量最高,達(dá)27.55 t·hm-2,龍雜25在N4處理最高,達(dá)28.48 t·hm-2,N2處理次之。2021年,龍雜22在N3處理干物質(zhì)產(chǎn)量最高,龍雜25在N2處理干物質(zhì)產(chǎn)量最高。
2020年和2021年龍雜25的干物質(zhì)積累量隨著施氮量的增加先升高后降低再升高,龍雜22呈現(xiàn)出先降低后升高再降低最后升高的趨勢(shì)。綜上說(shuō)明,在N2、N3處理的中等氮肥施用條件下會(huì)有較高的干物質(zhì)產(chǎn)量,干物質(zhì)的總體積累是光合產(chǎn)物積累的表現(xiàn),也是產(chǎn)量的保障。
2.2不同氮肥施用量對(duì)矮化釀造型高粱品質(zhì)的影響
2.2.1粗淀粉含量
由圖4可知,2020年,龍雜25的籽粒粗淀粉含量N2與N1間無(wú)顯著性差異,N2與N3間差異顯著;龍雜22在N2與N0間差異顯著、與N1間差異不顯著;龍雜22和龍雜25均表現(xiàn)為N5較處理N1、N0的粗淀粉含量極顯著降低。
2021年,龍雜25的N1、N2處理的粗淀粉含量差異不顯著,二者極顯著低于N0,顯著高于N4;龍雜22的粗淀粉含量在N3與N2處理間差異不顯著,二者極顯著低于N0處理。
2020年和2021年龍雜25和龍雜22的粗淀粉含量整體上隨著施氮量增加均呈現(xiàn)降低趨勢(shì),由此可知,過(guò)高施氮量會(huì)使高粱籽粒中的粗淀粉含量顯著降低。
2.2.2單寧含量
由圖5可知,2020年,龍雜25和龍雜22單寧含量各處理間無(wú)顯著性差異。龍雜25的N2、N4、N5處理的單寧含量均低于1.30%, N0、N3處理的單寧含量最高,分別為1.33%和1.34%。龍雜22的N3處理單寧含量最低,低于1.00%,其余各處理的單寧含量均在1.00%~1.20%之間。
2021年,龍雜25各處理單寧含量均高于1.30%,其中N0和N1處理最高,分別為1.53%和1.56%, N2、N5的單寧含量較低分別為1.42%、1.41%,均接近1.40%。龍雜22各處理單寧含量均在1.00%~1.20%之間。說(shuō)明,在N2處理下的籽粒單寧含量有利于出酒率和出酒品質(zhì)的提升。
2.3不同施氮量對(duì)矮化高粱產(chǎn)量和品質(zhì)影響的多元方差分析
由表1可知,不同施氮量處理下矮化高粱的千粒重、籽粒產(chǎn)量、干物質(zhì)產(chǎn)量、淀粉含量、單寧含量的多元方差分析結(jié)果顯示,N0與N1處理間差異不顯著,與N2之間差異顯著。N1與N2、N3之間差異不顯著,與N4、N5之間差異極顯著。N2與N3之間差異不顯著,與N4之間差異顯著,與N5之間差異極顯著。N3與N4之間差異顯著,與N5之間差異不顯著。說(shuō)明綜合高粱產(chǎn)量、淀粉含量、千粒重、單寧含量、干物質(zhì)產(chǎn)量,N2、N3處理間差異不顯著,但從環(huán)保、減排角度考慮應(yīng)該優(yōu)先選擇氮肥投入量較低的N2處理。
由表2可知,施氮處理對(duì)粗淀粉和干物質(zhì)產(chǎn)量影響極顯著,對(duì)產(chǎn)量、千粒重影響顯著,對(duì)單寧含量影響不顯著。由此可知,氮肥的合理施用直接影響到釀造型高粱的產(chǎn)量、千粒重、粗淀粉和干物質(zhì)產(chǎn)量,從而影響到釀造型高粱的白酒產(chǎn)出效率和種植產(chǎn)出量和產(chǎn)出原糧的銷售價(jià)格。說(shuō)明合理的氮肥施用量能夠影響到高粱的產(chǎn)量、品質(zhì)以及后續(xù)釀造白酒產(chǎn)量從而影響高粱生產(chǎn)以致影響后續(xù)釀酒的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4不同氮肥施用量對(duì)矮化釀造型高粱N、P、K含量的影響
由表3可知,2020年,龍雜22,籽粒N含量N2顯著高于N3,籽粒K含量N2顯著高于N3,籽粒P含量N2與N3處理間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;龍雜25,N2處理的籽粒N含量、K含量、P含量均高于N1和N3處理,但差異不顯著。
2021年,龍雜22,籽粒N含量N2處理高于N1、N3處理,但差異不顯著,籽粒K含量N2處理略低于N3處理,差異不顯著,籽粒P含量N2處理略低于N3處理,二者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;龍雜25,N2處理的籽粒N含量、P含量、K含量分別高于N1、N3處理,但差異不顯著。由此可見(jiàn),N2處理下籽粒N、P、K元素積累較高,說(shuō)明該處理下植株向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)養(yǎng)分元素較多,為產(chǎn)量形成提供了有力的保障。
3討論
中國(guó)白酒歷史悠久,因發(fā)酵工藝和原料造成酒體香氣有差異,根據(jù)“色、香、味、格”被分為12種香型[24-25],這其中有9種香型白酒發(fā)酵原料用到高粱[26],高粱的加入會(huì)使酒體更綿甜[27-28]。發(fā)酵原料中含有的淀粉是發(fā)酵過(guò)程中微生物的碳源,淀粉的含量、結(jié)構(gòu)和支直比以及高粱中單寧含量均會(huì)影響到白酒風(fēng)味[26,28-29]。
高粱中單寧含量會(huì)影響釀造白酒的風(fēng)味和出酒率,適量單寧能夠抑制發(fā)酵過(guò)程中有害微生物且能生成酚類化合物,賦予高粱白酒香味[30]。高粱籽粒中單寧含量高低對(duì)出酒率和出酒品質(zhì)均有影響,低于單寧含量1.00%時(shí)出酒率較低且出酒品質(zhì)較低;1.00%~1.20%之間時(shí)出酒率高、出酒品質(zhì)也高;高于1.30%時(shí)出酒率略有降低,但出酒品質(zhì)提升[31],單寧含量高于1.40%會(huì)抑制出酒率[32]。本研究中,2021年龍雜25處理N2、N6的單寧含量較低,分別為1.42%、1.41%,接近1.40%,其余各處理的單寧含量均高于或等于1.50%。龍雜22各處理單寧含量均在1.00%~1.20%之間。高粱籽粒適當(dāng)單寧含量會(huì)產(chǎn)生酸、酮類物質(zhì)賦予酒體香氣,但單寧含量超過(guò)1.40%時(shí),有可能會(huì)降低出酒率[32-33]。高粱中單寧含量會(huì)影響發(fā)酵細(xì)菌菌群進(jìn)而影響發(fā)酵走向[34]。單寧含量在1.50%以下能夠促進(jìn)乳酸菌和醋酸菌生長(zhǎng),當(dāng)含量為3.00%~6.00%時(shí)乳酸菌和醋酸菌生長(zhǎng)均受抑制,在單寧含量超過(guò)6.00%時(shí)乳酸菌和醋酸菌不能生長(zhǎng)[35]。說(shuō)明,在N2處理下的籽粒單寧含量既有利于出酒率提升,又能夠促進(jìn)酒體風(fēng)味形成,提升白酒品質(zhì)。
產(chǎn)量高低直接影響到種植生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,千粒重的大小直接關(guān)系到高粱籽粒收購(gòu)原糧等級(jí)的劃分,以致于影響售糧單價(jià)。白酒發(fā)酵為發(fā)酵菌將淀粉轉(zhuǎn)化為乙醇的生物反應(yīng)過(guò)程,所以淀粉和干物質(zhì)含量的高低影響著釀造生產(chǎn)的出酒率。高杰等[36]對(duì)糯高粱品種紅纓子進(jìn)行氮肥試驗(yàn),表明氮素積累量、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量均隨施氮量增加呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)。張瑞棟等[37]對(duì)高粱品種晉雜23進(jìn)行氮肥和密度試驗(yàn)表明,在低密度和中高密度下產(chǎn)量隨著施氮量增加而增加,在225 kg·hm-2施氮量下產(chǎn)量達(dá)到最高,而后產(chǎn)量隨著施氮量的增加出現(xiàn)降低。本研究中,只有2021年龍雜22表現(xiàn)出隨施氮量增加產(chǎn)量先升高后降低,2020年龍雜22和龍雜25及2021年龍雜25隨施氮量增加產(chǎn)量先升高后降低,但隨施氮量再度升高產(chǎn)量也升高,這可能是由于本研究中高粱品種適宜的施氮水品與前人試驗(yàn)材料有差異,或者前人施氮量設(shè)置未達(dá)到再次升高的高施氮水平,本研究中在N2處理下即可收獲較高的籽粒產(chǎn)量。
N、P、K元素是作物生長(zhǎng)必需的三大元素,不同的氮肥處理會(huì)影響到N、P、K元素籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)與利用,開(kāi)花期之后植株向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)養(yǎng)分元素是產(chǎn)量形成的重要因素之一。中等施氮水平可獲得較高產(chǎn)量,過(guò)高或過(guò)低的施氮量均不利于高產(chǎn)形成[38-39]。氮肥不僅會(huì)影響到土壤養(yǎng)分利用,還會(huì)影響農(nóng)作物品質(zhì)[40]。高施肥量會(huì)造成土壤無(wú)機(jī)氮含量增加[38,41],過(guò)低氮肥投入會(huì)造成土壤養(yǎng)分含量降低[38]。較高氮肥施入可以彌補(bǔ)水分虧缺對(duì)產(chǎn)量的負(fù)面影響[42]。關(guān)于水稻的研究證實(shí)在開(kāi)花后植株向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)氮素是產(chǎn)量形成的重要因素之一[43]。在本研究中,綜合產(chǎn)量和品質(zhì)方差分析顯示,N1、N2、N3之間無(wú)顯著差異,在N2施氮量處理下兩年兩品種的籽粒N、P、K含量,除2021年龍雜22的籽粒P、K含量外,均高于N1和N3處理,所以N2處理下的施氮量有利于養(yǎng)分向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn),能夠以促進(jìn)籽粒產(chǎn)量的形成。
本研究中N2處理比產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶作業(yè)常規(guī)N3 施氮量降低60 kg·hm-2,近年中國(guó)高粱播種面積在72萬(wàn)hm2以上[44],在高粱生產(chǎn)中如果做到減氮60 kg·hm-2,全國(guó)高粱生產(chǎn)中可節(jié)約純氮4.32×107 kg,如果按含氮量46%尿素折計(jì)為9.391×104 t,尿素按2 500元·t-1人民幣計(jì)算可節(jié)約2.34億元以上,能夠節(jié)省大筆開(kāi)支,同時(shí)可有效促進(jìn)籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)提升。
4結(jié)論
施氮量對(duì)高粱千粒重和干物質(zhì)產(chǎn)量影響極顯著,對(duì)單寧含量影響不顯著,對(duì)籽粒產(chǎn)量影響顯著。淀粉、千粒重和單寧含量呈現(xiàn)出隨施氮量增加而降低的趨勢(shì),隨施氮量增加籽粒產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢(shì)。在N2施肥量(N:120 kg·hm-2,P2O5:75 kg·hm-2,K2O:30 kg·hm-2)下2020年龍雜22和龍雜25籽粒產(chǎn)量為557.87和558.29 kg·(667 m2)-1,2021年龍雜22和龍雜25籽粒產(chǎn)量為588.04和589.15 kg·(667 m2)-1;2020年龍雜22和龍雜25單寧含量為1.04%和1.28%,2021年龍雜22和龍雜25單寧含量為1.15%和1.42%;2020年龍雜22和龍雜25淀粉含量為71.33%和75.13%,2021年龍雜22和龍雜25淀粉含量為74.77%和76.29%,既可節(jié)約氮肥施用量又可獲得較好的籽粒產(chǎn)量與品質(zhì),適宜在早熟高粱產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。
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Effects of Nitrogen Fertilizer Application Rate on Grain Quality and Yield of Dwarf Brewed Sorghum
MA Zijun JIAO Shaojie WANG Liming JIANG Yanxi YAN Hongdong SU Defeng WU Zhenyang
(1.Crop Resources Institute,Heilongjiang Academy of Agriculture Sciences, Harbin 150086, China; 2.Heilongjiang Academy of Agriculture Sciences,Harbin 150086,China)
Abstract:In order to find out the reasonable amount of nitrogen fertilizer for brewing sorghum in the early maturing area, Longza 22 and Longza 25 sorghum varieties were selected as experimental materials. In 2020 and 2021,six different nitrogen application rates including "0,60,120,180,240 and 300 kg·ha-1 "were used to study the effects of different nitrogen application treatments on crude starch content, 1000-grain weight, tannin content, grain yield and dry matter yield. The results showed that with the increase of nitrogen application rate, the thousand-grain weight of dwarf sorghum decreased first in 2020, then increased and then decreased, and then increased and then decreased in 2021. There was no significant difference in grain yield and dry matter yield among the treatments, and the starch content gradually decreased. The tannin content of two varieties in 2020 and Longza 22 in 2021 were lower than 1.40%. The N2 treatment of Longza 25 in 2021 was 1.42% and closed to 1.40%, which was conducive to the improvement of wine yield and wine quality. The results of multivariate variance analysis of 1000-grain weight, grain yield, dry matter yield, starch content and tannin content showed that the difference between N2 and N3 treatments was not significant, and the difference between N2 and N4 was significant. From the perspective of environmental protection and emission reduction, N2 treatment with lower nitrogen fertilizer input should be preferred. Nitrogen treatment had a significant effect on the accumulation of crude starch and dry matter, and a significant effect on yield and 1000-grain weight, but not on tannin content. The contents of N, P and K elements in the grain under N2 treatment were higher, indicated that more nutrient elements were transferred from plants to the grain under this treatment, which provided a strong guarantee for the formation of yield. Overall, the fertilizer application amount of N2 treatment (P2O5:75 kg·ha-1,K2O:30 kg·ha-1,N:120 kg·ha-1) can achieve better grain yield and quality, and grain yield ranged from 557.87 kg·(667 m2)-1 to 589.15 kg·(667 m2)-1.
Keywords:sorghum; nitrogen fertilizer; yield; quality