施肥量对二棱青稞“陇青1号”产量及品质的影响

2024-04-20杨万年包奇军赵锋柳小宁张华瑜王正凤牛小霞潘永东

安徽农业科学 2024年5期

杨万年包奇军赵锋柳小宁张华瑜王正凤牛小霞潘永东

摘要為优化青稞施肥措施、实现化肥零增长提供理论和科学依据，研究施肥量对青稞生育期、农艺性状、蛋白质、产量及肥料利用率和收益的影响。结果表明，施肥量对青稞生育期、农艺性状、蛋白质、产量及肥料利用率和收益均有显著影响，随着施肥量的增加，青稞生育期延长，株高、穗长增加，倒伏增大；从产量构成的三因素看，随着施肥量增加成穗数、穗粒数先增加后降低，千粒重呈下降趋势；从产量、肥料利用率、总产值、纯收益、产投比看，施肥量低于处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）时，青稞产量、肥料利用率、总产值、纯收益、产投比随施肥量的增加而增大，当施肥量超过处理C时，青稞产量、肥料利用率、总产值、纯收益、产投比随施肥量的增加而降低，综合考虑“陇青1号”在该地区的最佳肥施量为处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）。

关键词二棱青稞；产量；氮肥利用效率；收益

中图分类号 S512.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）05-0170-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.041

开放科学（资源服务）标识码（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

基金项目国家自然科学基金项目（31760358）；国家大麦青稞产业体系（CARS-05-01A-08）；甘肃省重大专项（18ZD2NA008-4）。

作者简介杨万年（1968—），男，甘肃山丹人，高级农艺师，从事农业技术推广研究。

*通信作者，副研究员，从事大麦遗传育种及优质高产栽培技术研究。

收稿日期 2023-03-18

随着人口的持续增长和资源的不断消耗，人口与资源、环境的矛盾日益突出。如何使社会发展和经济增长与资源的合理利用和生态环境的有效保护协调一致，即实现可持续发展，是当今世界现代农业发展的两大主题［1］。一方面不合理耕作方法和施肥导致耕地资源的过度开发利用，由此引发严重的耕地退化、水体污染、水土流失、肥料利用率低等问题［2-4］。另一方面，过度追求作物高产而导致作物品质的下降，数量安全的代价是质量安全的潜在风险。氮素是作物生长不可或缺的重要营养元素，也是作物产量形成的主要营养因素之一，氮肥的合理施用是作物高产优质的必要措施［5］。氮肥施用量低不仅影响其利用效率、经济效益，更关乎生态环境的可持续发展［6-7］。目前氮肥利用率在水稻、小麦、啤酒大麦等作物上有大量报道［8-11］。但目前对青稞尤其是二棱青稞研究较少。笔者研究了施肥对二棱青稞新品质“陇青1号”产量、品质、肥料利用率的影响，为优化青稞施肥措施、实现化肥零增长提供理论和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在山丹县良种场，代表甘肃省河西走廊中部平川灌区，海拔1 800 m，年日照时数2 802～2 993 h，年平均气温2.8～6.3 ℃，年降水量150～400 mm，无霜期120～150 d。土壤为砂壤土，耕层（0～20 cm）有机质23.8 g/kg，全氮1.21 g/kg，全磷0.86 g/kg，全钾35.7 g/kg，速效氮97.0 mg/kg，速效磷18.7 mg/kg，pH 8.16，前茬作物小麦，地力均匀，属中等肥力，水浇地，全生育期浇3水。

1.2 试验材料

供试品种为陇青1号，由甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所提供。

1.3 试验设计

试验设4个处理，分别为处理A（N 0 kg/hm2+P2O5 0 kg/hm2）、处理B（N 90 kg/hm2+P2O5 90 kg/hm2）、处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）、处理D（N 180 kg/hm2+P2O5 180 kg/hm2）、处理E（N 225 kg/hm2+P2O5 225 kg/hm2）。小区面积50 m2（10 m×5 m），重复3次，处理間加2 m保护行，保护行中间起垄（垄宽0.5 m，垄高0.25 m）以便浇水，防治串肥。播种量按450 万粒/hm2计算，氮肥用尿素（N 46%），磷肥用磷酸二铵（N 16%，P2O5 46%），所以肥料均作基肥播种前一次性施入。5月中旬初第一水、6中旬第二水、7月初第三水，其余田间管理同当地大田。

1.4 测定指标与方法

收获时按小区实际面积收获计算产量，并在每一个小区随机取样20株进行考种，用于株高、穗长等测定。脱粒后取样进行籽粒品质检测分析，籽粒蛋白质采用1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近红外仪测定，统一由甘肃省农业科学院“西北啤酒大麦及麦芽品质检测实验室”检测分析。氮肥农学效率（kg/kg）＝（施氮处理籽粒产量-不施氮处理籽粒产量）/施氮量［12-13］。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据整理，应用DPSv6.85软件进行数据统计分析及显著性检验。

2 结果与分析

2.1 施肥量对青稞生育期的影响

从表1可以看出，施肥量对青稞出苗无影响，从拔节期开始随着施肥量增加拔节期、孕穗期、抽穗期、成熟期均出现不同程度推迟，其中处理B较不施肥处理A孕穗期推迟1 d、抽穗期推迟1 d、成熟期推迟2 d。处理C拔节期较不施肥处理A拔节期推迟1 d、孕穗期推迟1 d、抽穗期推迟2 d、成熟期推迟2 d；处理D拔节期较不施肥处理A拔节期推迟1 d、孕穗期推迟2 d、抽穗期推迟2 d、成熟期推迟3 d；处理E拔节期较不施肥处理A拔节期推迟2 d、孕穗期推迟2 d、抽穗期推迟3 d、成熟期推迟4 d。即施肥量对青稞营养生长进程影响不大，但对青稞生殖生长具有显著影响，生殖生长不同阶段均推迟，生育期较不施肥延长。

2.2 施肥量对青稞产量性状的影响

从表2可以看出，从基本苗看，随着施肥量的增加出苗率呈下降趋势，不施肥处理A最高为425.45 万苗/hm2，处理B为423.36万苗/hm2，处理C 为420.25 万苗/hm2，处理D为419.30万苗/hm2；从成穗数看，随着施肥量增加青稞分蘖成穗数呈先升高后降低趋势，且差异达显著水平，其中不施肥处理A为656.30 万穗/hm2，处理B为723.85 万穗/hm2，处理C 为756.90万穗/hm2，处理D最高为777.33万穗/hm2，随后出现降低，处理E为770.95万穗/hm2；穗粒数间差异不显著，随着施肥量增加穗粒数呈先增大后降低趋势；千粒重随施肥量增加呈降低趋势，且处理间差异显著，处理A最高为48.7 g，处理B为48.5 g，处理C为47.5 g，且差异达显著水平；随着施肥量的增加，青稞倒伏显著提升，处理间差异达显著水平。

从产量看，随着施肥量增加青稞产量先增加后降低，处理间差异达显著水平，其中不施肥处理A最低为4 589.36 kg/hm2，其次为处理B 5 835.01 kg/hm2，处理C最高为7 091.07 kg/hm2，处理D为6 986.26 kg/hm2，处理E为6 845.66 kg/hm2；施肥量降低了青稞经济系数，但差异不显著。

2.3 施肥量对青稞原麦品质的影响

从表3可以看出，随着施肥量增加青稞株高增加，且处理间差异达显著水平；施肥量对青稞穗长有显著影响，且随着施肥量增加穗长增加，不施肥处理A最短为8.2 cm，处理E最长为8.9 cm，其余处理间差异不显著；施肥量对青稞蛋白质含量有显著影响，随着施肥量增加，青稞籽粒蛋白质含量呈增高趋势，处理间差异达显著水平，其中处理A蛋白质含量为10.7%，处理B蛋白质含量为11.8%，处理C蛋白质含量为12.5%，处理D蛋白质含量为13.0%，处理E蛋白质含量为13.2%。

随着施肥量增加，氮肥农学效率先增长后明显降低，处理C最高为18.53 kg/kg，处理B为13.84 kg/kg，处理D為13.32 kg/kg，处理E为10.02 kg/kg。

2.4 施肥量对青稞经济效益的影响

从表4可以看出，施肥量对青稞经济效益有显著影响，随着施肥量增加，各处理总产值、纯收益、产投比均呈先升高后降低趋势，且差异达显著水平，其中不施肥处理A纯收益为6 268.08元/hm2，产投比为1.84；处理B纯收益为8 935.83元/hm2，产投比2.04；处理C纯收益和产投比均达最高分别为12 169.41元/hm2、2.34；之后随着施肥量增加，纯收益和产投比均呈下降趋势。从经济效益看，施肥量超过处理C不利于产量形成，降低收益，但从生态效益看，施肥量过高造成环境污染和肥料利用率低下。综合经济效益和生态效益，适量施肥不仅能降低肥料投入，还有助于提高肥料利用率、纯收益和产投比。

3 讨论

3.1 施肥量对青稞产量和品质的影响

一定施氮量范围内，籽粒产量随施氮量的增加而增大，超过一定范围后则产量下降，甚至引起水稻后期生长过旺，造成实粒数、千粒质量等产量构成因子降低［14-15］。研究表明，当氮磷肥施用水平低于处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）时，青稞产量随施肥量的增加而增加；当氮磷肥施用水平超过处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）时，产量增幅随施肥量的增加而减少。

从影响产量的三因素成穗数、穗粒数、千粒重看，施肥量对成穗数影响最大且差异达显著水平，其次为千粒重，最后为穗粒数但差异不显著。从籽粒蛋白质看，施肥量对籽粒蛋白质含量有显著影响，随着施肥量增加籽粒蛋白质含量升高，主要因为土壤养分含量少，成穗主要依靠主穗成穗，成穗数降低，每个籽粒获得的养分充足，千粒质量升高，这与前人研究结果一致［8-9，16-18］。

3.2 施肥量对青稞经济效益的影响

施肥量过高不利于产量形成，降低收益，但从生态效益看，适当减少施肥量可以节省化肥用量，提高氮素农学效率和氮肥偏生产力和产投比，且改善作物籽粒品质［13］。研究表明当施用水平低于处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）时，青稞总产值、纯收益、产投比随施肥量的增加而增加；当施肥量超过处理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）时，青稞总产值、纯收益、产投比增幅随施肥量的增加而减少。

4 结论

施用量是提高其肥料利用率的途径之一，但施肥量过低，会导致产量严重降低，施肥量过高会导致作物分蘖过旺，无效分蘖过多，容易造成倒伏，产量降低。所以在青稞生产中必须二者兼顾。该研究结果表明，二棱青稞“陇青1号”在当地最佳施肥量为N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2。

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