丘陵溝壑干旱山地上谷子對氮-磷-鉀的吸收規律

韓 芳 ，馬朝陽 ，王 斌 ，王 博 ，趙滿興 ，賈潤成

（1.延安市農業科學研究所，陜西 延安 716000；2.延安市農村能源建設辦公室，陜西 延安 716000；3.延安職業技術學院，陜西 延安 716000；4.陜西果業集團延安有限公司，陜西 延安 716000；5.延安大學生命科學院，陜西 延安 716000）

有史以來，谷子在黃土丘陵溝壑區的陜北是當地的主要糧食作物之一，多年的播種面積穩定在8.6萬hm2左右。谷子的生物學特性比較特殊，它具有抗旱、耐瘠、耐鹽堿、怕澇和生育期較短等特點。其籽粒特耐貯存，最長可達30 a之久，它是重要的救災備荒作物之一。由于谷子有耐瘠薄的特性，在陜北地區主要種植在瘠薄的丘陵溝壑干旱山地上，干旱和養分不足是谷子在當地產量不高的主要原因。

延安地區是典型的大陸性季風氣候，春季多風少雨、夏季高溫干旱、秋季陰雨連綿、冬季寒冷干燥。因而，抗旱播種和合理施肥是提高谷子產量的有力措施和保證措施。近年來，通過在陜北地區結合國家谷子體系建設和谷子新品種推廣收到了可喜的效果，進而研究丘陵溝壑干旱山地上谷子NP2O5-K2O三要素吸收速率的規律顯得尤為重要[1]。

本試驗從谷子各生育期對氮、磷、鉀的吸收量和吸收速率進行研究，旨在為更好地掌握谷子對氮、磷、鉀的吸肥規律，為指導谷子生產提供可靠的理論依據[2]。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試谷子品種為延谷13號。

1.2 試驗地概況

試驗地土壤類型為黃綿土，質地為沙壤質，在0～20 cm耕層中有機質含量0.78%，全氮0.11%，堿解氮 52 mg/kg，速效磷 6.4 mg/kg，速效鉀 158 mg/kg，pH值7.6～8.0。

1.3 試驗方法

在谷子不同生育階段分別取全株樣品，在120℃下殺青30 min后，置于80～85℃下烘干到恒質量，并進行研細過篩，再測定樣品的干物質和它們各自的氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）含量，以備分析應用[3]。

2 結果與分析

2.1 谷子吸收氮（N）的特點及規律

谷子一生中有多個生育階段，主要有苗期、拔節期、抽穗期、開化灌漿期、成熟期等5個時期。其各生育階段的不同，對N素的吸收量和吸收速率也自然不盡相同[4]。從表1可以看出，如果將谷子一生分為前期、中期、后期3個大的階段，在生長前期，它對氮素的吸收速率較為緩慢，吸收氮量也較少，其中，在苗期的16 d中吸收量僅為3.28 kg/hm2，總體看來，前期對N素吸收量較少。但在拔節期以后，由于谷子地上莖葉綠色營養生長迅速，其生長量也迅速增加，吸收速率加快，在拔節期的9 d內吸N量就可以達13.65kg/hm2，比苗期增加了10.37kg/hm2，可以看出，其增加幅度較大。由此可見，在谷子上以N肥作基肥特別重要，主要是它可以滿足谷子在拔節后對氮素的大量需求[5]。

谷子對N素吸收量的最多時期是拔節期—抽穗期，這個階段的吸N量達137.08 kg/hm2，很顯然比苗期增加了133.8 kg/hm2，占谷子一生總N量的70.79%。充分說明，這個階段是谷子對N素的最大需肥期。所以，在拔節期后一定要注意追N肥，它對谷子的穗分化和后期后熟有著重要的增產作用。灌漿期后，谷子吸N的速率又不斷減弱，吸氮量又逐漸減少[6]。所以，在谷子生產上，后期最好要控制氮素的施用，以防氮素過多，導致貪青晚熟和后期連陰雨過多而發生谷子倒伏，引起減產[7]。

表1 谷子不同生育時期對N素的吸收量

2.2 谷子吸收磷（P2O5）的特點及規律

表2 谷子不同生育時期對P素的吸收量

經研究得知，谷子對P2O5的吸收特點和規律在各生育時期也是有較大差異的[8]。由表2可知，谷子生長前期對P2O5的吸收速率比N素明顯要慢，原因是前期的苗期根系數量少，生長速率也就較慢，根的吸收能力較弱，其中的P2O5完全靠種子胚乳供給，吸P2O5量僅為0.58 kg/hm2。但在拔節期后，干物質積累的不斷增加，吸收P2O5的速率也在不斷加快，拔節期P2O5為2.21 kg/hm2，一直到抽穗期都是增加趨勢，到抽穗期吸收量增加到15.13 kg/hm2。由此可知，在谷子生產中增施磷化肥和富含磷素的有機肥，可以保證土壤供磷能力，因為磷素在土壤中容易被土壤發生晶格固定的現象，且磷素在土壤里的移動性也很小，大量研究表明，磷在土壤中通常僅有3～5 cm的移動能力[9]。所以，早施磷肥和多施磷肥將有助于谷子中后期根系發育、籽粒增質量和產量的提高[10]。特別是對增加谷子穗粒數和千粒質量有較為明顯的效果，并能很有效的減少谷子秕籽的產生，還能增強其抗倒伏性。

谷子吸收磷素的高峰期是在抽穗至灌漿期，這一階段谷子的吸磷量可達23.24 kg/hm2，比苗期增加22.66 kg/hm2，這一時期的吸磷量占生育期總吸磷量的42.04%，由此可見，這一時期為谷子對磷素的最大需肥期，也是最大營養期[11]。在灌漿后，谷子吸磷速率又開始逐漸減弱，這個階段的吸磷量又呈下降趨勢，在成熟期下降為14.12 kg/hm2，僅占全生育期總量的25.54%。

2.3 谷子吸K素的特點和規律

由表3可知，谷子吸K2O的特點和規律與N素相似，主要表現為前期吸K2O的速率較慢，吸鉀量也較少，但在拔節期后，開始加快，可以延續到抽穗期、開花灌漿期，其吸鉀量都是增加趨勢，抽穗期和灌漿期達到最大[12]，之后又逐漸減少。

由表3可知，出苗—拔節期的25 d，谷子吸鉀量為15.46 kg/hm2，占谷子一生總鉀量的9.47%，但拔節—抽穗期的29 d里，吸鉀量達66.24 kg/hm2，占谷子全生育期總量的64.25%，很明顯此階段為谷子對鉀素的最大需肥期。谷子抽穗以后，從開花灌漿到成熟期的吸鉀速率是逐漸減弱的，到成熟期吸鉀量為25.06 kg/hm2，占全生育期的24.31%。所以，合理增施K素的肥料，對防止后期谷子倒伏和豐產有著很重要的作用[13]。

表3 谷子不同生育時期對K素的吸收量

2.4 谷子吸肥量與生育期的關系及吸肥比例

試驗表明，谷子在不同生育時期對氮、磷、鉀的吸收量、吸收速率及比例的差異較大，但其總吸收趨勢是一致的[14]。

從表1～3可以看出，在谷子生長前期對NP2O5-K2O的吸收速率都慢、吸收量也少，但隨著生物學產量的增加，吸收N-P2O5-K2O的速率和吸肥量也不斷增加[15]；在中期，吸收速率和吸肥量都達到最大量，特別是N和K2O的吸收高峰都在拔節至抽穗這一階段，磷的吸收高峰在抽穗至灌漿階段；在后期，谷子對N-P2O5-K2O的吸收速率和吸肥量又呈不斷減少的趨勢，但其總吸肥量仍呈增加趨勢[16]（圖1，2）。

從表4和圖2可以看出，谷子對氮、磷、鉀的吸收量與生育期呈現明顯的指數相關性[17]。谷子在不同的生育期對N-P2O5-K2O的吸收量和吸收比例都有所不同，表現為N最多，K2O次之，P2O5最少，其中，出苗—抽穗階段的吸收比例保持在1∶（0.12～0.18）∶（0.52～0.72）的區間內，但在抽穗以后，其吸收氮磷鉀的比例基本就穩定在1∶（0.22～0.29）∶（0.52～0.55）。由此可見，谷子對于N，P，K的吸收還是有規律可循的[18]。

表4 谷子不同生育期的吸肥比例

3 結論與討論

本研究結果表明，谷子對N-P2O5-K2O的吸收速度通常表現為前期慢，吸肥量少，中期吸收速度不斷加快，吸肥量也不斷增加并達到最高峰，但P2O5的吸收高峰比N和K2O要晚，后期吸收速率不斷減小[17]。吸收量以N最多，P2O5最少，K2O介于二者之間，三者的吸收比例為1∶0.29∶0.55。

谷子吸肥特點與規律往往也會因為品種不同、土壤條件的差異、施肥方式的不同及不同年份的氣候差異等因子的共同作用有較大差異[9]，并且各因素之間還存在互作效應[19]，都有待于進一步研究，以便更好的指導谷子生產[20]。