復合肥使用量對晉北地區黍子產量和品質的影響

張桂蓉，鄭竹勝，劉悅琦，秦淑郡，耿慧涌，李云丹，王 琦，曹景芬

（1.繁峙縣綜合檢驗檢測中心，山西 繁峙 034300；2.繁峙縣農業農村局，山西 繁峙 034300；3.山西省種業發展中心，山西 太原 030000）

黍子（Panium miliaceumL.）屬禾本科黍屬（Panium mili‐aceum），是起源于我國的古老作物之一，我國的栽培面積和產量均居世界第2位[1]。山西省繁峙、代縣、忻府區等地為我國黍子主栽區[2]。繁峙縣黍子常年播種面積保持在63 333 hm2以上，是繁峙第二大糧食作物。2016年底，“繁峙黃米”申報國家地理標志產品，后陸續入選國家名特優新農產品、山西省功能性農產品、山西省市級區域公用品牌，2021年繁峙縣被國家糧食行業協會命名為“中國黍米之鄉”。如何進一步提高黍子產量和品質，對滿足消費者需求、提高農戶收入和提升行業市場競爭力有重要意義。

黍子產量和品質受多種因素影響，其中肥料是一個重要的因素，盲目施肥不僅導致肥料浪費，而且會影響黍子的產量和品質[3]。張美俊等[4]根據一元二次肥效模型得出糜子氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的最優推薦施肥量分別121.61 kg/hm2、78.09 kg/hm2、24.23 kg/hm2，張永清等[5]研究發現氮、磷、鉀之間表現出明顯的協同作用，具有明顯的加合效應。張權中等[6]研究發現高肥條件下糜子的光合速率和水分利用效率均較高。孫黛珍等[7]研究發現硝酸銨、過磷酸鈣、硫酸鉀施肥量在0～80 kg/0.067 hm2（折合N、P2O5、K2O 1 hm2施肥量分別為0～402 kg、0～204 kg、0～600 kg）時蛋白質、脂肪含量隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加而增加，李海[3]發現1 hm2施氮磷鉀180～240 kg、135～180 kg、90 kg組合黍子增產明顯。楊如達[8]建議在黍子生產上施用N、K、B肥，以1 hm2施用氮肥（N）345 kg、鉀肥（K2O）150 kg、硼肥（Na2B4O7·10H2O）15 kg為宜。可見，各地黍子在適宜的施肥量上有一定差異。

為研究繁峙縣黍子合理施肥量，進一步提高其產量和品質，本研究在繁峙縣筆峰村進行了復合肥肥效試驗，通過對黍子的產量與施肥量間的關系分析構建黍子施肥模型，旨在為繁峙縣及周邊區域黍子合理施肥提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年6月—2021年9月在繁峙縣筆峰村實施，占地0.033 hm2，此地原為耕地，后成為建筑材料堆放地，無前茬耕種。種植期平均溫度21.2℃，平均月日照時長207 h，平均月降水量77.0 mm。

1.2 供試材料

1.2.1 供試黍子品種

當地常規品種黑黍子。

1.2.2 肥料

復合肥：新洋豐農業科技股份有限公司生產，N含量26%，P2O5含量10%，K2O含量12%，3元/kg。

生物有機肥：嘉施利（平原）化肥有限公司，有效活菌數≥5×108/g，有機質≥60%，腐植酸≥5%，2元/kg。

莊稼大力神牌微肥（以下簡稱微肥）：鈣（游離態）≥3%，鎂（游離態）≥3%，硫≥5.0%，鐵（游離態）0.2%～1%，鋅（游離態）≥2%，硼≥1.5%，鉬≥0.5%～1%，游離態氨基酸≥3.0%，pH值4～8，水分≤2.0%，粒度≥90.0%，2元/kg。

尿素：純N含量46%，2.1元/kg，均由繁峙縣杏園農產品合作社提供。

1.3 試驗處理及方法

1.3.1 試驗設計

設復合肥A、生物有機肥B和微肥C 3個因素，通過施加不同量的生物有機肥B和微肥C模擬不同施肥種植環境，共設計9個施肥種植環境模擬組，各模擬條件下施用復合肥450 kg/hm2、600 kg/hm2、750 kg/hm2，同時設對照組CK（當地習慣施肥，播種前施復合肥600 kg/hm2，苗高33.3 cm時追施尿素300 kg/hm2），共計27+1（CK）個處理組合（見表1），每個處理設3次重復，共84個小區，每小區面積為12.1 m2，隨機區組排列，小區之間用小畦分開，留觀察走道。

表1 試驗因素與水平及施肥成本Tab.1 Experimental factorsand levels and cost of fertilization

1.3.2 試驗管理

黑黍子于2021年6月11日整地施肥料，6月20日播種（機器穴播，行距×穴距為45 cm×24 cm），并分別在7月9日和7月24日進行2次間苗，留苗12株/穴。8月6日，黍子約33.3 cm高時，對照組CK追加尿素，用量為300 kg/hm2，10月2日收獲。

1.3.3 采樣與檢測

黍子成熟后，每小區從四周向里各留2個保護穴，從第3穴開始計，采取五點采樣法，選擇中間和四角的五穴作為測試株，每小區均單獨收獲、脫粒、晾曬、測產，分別分析生長指標和營養指標，以各小區產量折算單產。生長指標包括株高、莖基粗、穗長、單穗質量、百粒質量、密度等[3]；營養指標包括蛋白質、脂肪、還原糖、直鏈淀粉等[8]。

1.3.4 經濟效益計算

黍子的經濟效益主要以施肥利潤作為主要參考依據，計算方法如下：

單價以當地黑黍的平均價格計算，約7元/kg。

1.4 數據分析

采用Excel和IBM SPSSStatistics v23.0進行數據統計和分析。方差分析采用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 復合肥對黍子產量的影響

采用Duncan方法進行單因素方差分析，結果見表2。表中數據顯示復合肥對黍子的產量有顯著影響，施肥后2/3的試驗較CK增產，且產量值最高值出現在第五組A2B2C2的組合，此時，復合肥使用量為600 kg/hm2，較CK增產360 kg/hm2。當生物有機肥和微肥的施加量一定時，隨著復合肥使用量的增加，5/9的處理組產量先增后減（第一、二、五、六、九組），且均高于CK組。

表2 施用復合肥對黍子產量的影響Tab.2 The effect of applying compound fertilizer on theyield of broomcorn millet

2.2 施肥對黍子經濟效益的影響

從圖1中可以看出，施肥利潤最高的試驗組為A3B2C1，復合肥的施用量為450 kg/hm2，較CK增加利潤0.38×104元/hm2；產量最高的A2B2C2組合，其施肥較CK增加0.25×104元/hm2，排列第三。

圖1 不同施肥處理黍子的施肥利潤Fig.1 Fertilization profit of broomcorn millet with different fertilization treatments

2.3 施肥對黍子生長指標的影響

采用單因素方差分析Duncan法分析施用不同量的復合肥對黍子產量結構的影響，見表3。不同的復合肥施用量對穗長、穗質量和百粒質量無顯著影響，但對株高、莖基粗和籽粒容重均有顯著影響。其中復合肥施用量為450 kg/hm2時，有7/9的處理組（第一、二、三、四、五、六、七、九組）中株高值最大，且均高于對照組CK；復合肥施用量為600 kg/hm2時，5/9的處理組（第一、二、三、四、五組）中莖基粗值最大，并在第二組出現籽粒容重的最大值（668.1±21.2）g/L。

表3 復合肥對黍子生長指標的影響Tab.3 Effectsof compound fertilizer on growth index of broomcorn millet

2.4 復合肥使用量對黍子營養品質的影響

從表4可看出，復合肥施用量對黍米還原糖、蛋白質和脂肪含量有顯著影響，對直鏈淀粉含量無顯著影響，同時，當復合肥施用量為750 kg/hm2時，黍米還原糖、蛋白質和脂肪等指標出現最高值，分別為（2.75±0.13）g/100 g（A3B3C2）、（15.9±0.9）g/100 g（A3B3C3）、（3.99±0.38）g/100 g（A3B2C3），均高于CK組。但是，分別對比9組數據發現，當復合肥的施用量均為600 kg/hm2時，有4/9的處理組（第一、二、四、六）蛋白質含量最高，5/9的處理組（第三、四、五、六、八、九）脂肪含量最高，1/3的處理組（第一、五、六）還原糖含量最高。經檢測，各小區中的黍米均未檢出直鏈淀粉。

表4 復合肥對黍米營養品質的影響Tab.4 Effect of compound fertilizer on nutrient quality of broomcorn millet

3 討論與結論

氮、磷、鉀三要素適時、適量供應是作物產量形成的重要條件之一，合理施用氮、磷、鉀肥可以有效提高黍子產量，增加收益[10]。試驗結果表明，復合肥對黍子產量、株高、莖基粗及黍米還原糖、蛋白質和脂肪含量有顯著影響，對黍子穗質量、穗長、百粒質量和黍米直鏈淀粉無顯著影響。當逐步加大復合肥使用量時，黍子產量、經濟效益、營養指標、口感指標呈先增長后下降的趨勢，當復合肥的施用量為600 kg/hm2時，黍子產量最高，經濟效益較大，黍米的營養指標和口感的綜合指標最佳，即在同等條件下，復合肥與微肥、生物有機肥組合使用優于只施加復合肥與尿素，且這種施肥方式在提高產量、增加收益、提高營養價值、改善口感的同時，可增大莖基粗，提高抗倒伏性；當復合肥施用量為450 kg/hm2時，植株株高優勢明顯。

據資料統計，中國化肥用量增加84%，而糧食只增產12%[11]，過量施肥增產作用下降甚至引起減產[12]，化肥利用率低[13]，生態環境惡化[14]。研究資料表明，黍子對氮磷鉀的吸收速度一般是生長前期緩慢，吸肥量較少，生長中期吸收速度逐漸加快，吸肥量逐漸增加并達高峰[15]，對于復合肥是在翻地前一次性施入好，還是隨著黍子的生長分批次施入，還有待于進一步研究。