施氮量對江蘇沿海地區藜麥產量和生長特性的影響

殷 敏，李 斌，顧閩峰

（鹽城市新洋農業試驗站，江蘇鹽城 224049）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld.）原產于“南美洲脊梁”安第斯地區，因其氨基酸比例均衡，富含營養元素及多種營養功能因子，零麩質和低升糖，2013 年被聯合國國際糧農組織推薦為“全營養食品”[1]。隨后，藜麥產業迅速發展。我國山西省于2008年率先實現藜麥規模化種植[2]。此后，藜麥在我國山西、吉林、青海、西藏、甘肅、河北、內蒙古等地迅速發展，各科研院所成功選育出一批適合當地種植的優良品種，如甘肅、青海和內蒙古等地選育的“隴藜系列”“青藜系列”“蒙藜1 號”和“中藜1 號”等[3]。另一方面，我國東部省份發達，對營養型農產品需求旺盛，適合藜麥多模式優質高產栽培[4]。但是，在高海拔和冷涼地區選育出的品種，引種至東部低海拔地區后產量受到一定限制。同時，當前國內外對低海拔和濕熱環境下藜麥的栽培技術研究還處于起步階段。因此，如何因地制宜提高藜麥產量，對滿足藜麥產業需求及其發展意義重大。

大量研究認為，增施氮肥是提高作物產量的重要途徑[5-9]。然而，過量的氮肥投入，不僅使產量實現負增長[10-11]，還降低肥料利用效率[12]，加重環境污染[13-15]。王天亮等研究指出，當前我國氮肥生產量要遠遠高于作物實際需求量，并已成為農業污染中的主要組成因子[16]。因此，如何合理協調氮肥投入和產量的提高對作物生產至關重要。本研究通過不同氮肥施用量處理，比較藜麥產量及生長特性差異，為篩選出適宜江蘇沿海地區藜麥種植的適宜施氮量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年在江蘇省鹽城市新洋農業試驗站（120°54＇E、34°28＇N）進行，該地區屬亞熱帶季風區，年平均氣溫14 ℃，日照時數2 200 h，降雨量1 000 mm。試驗地土壤為沙壤土，pH 值8.42，有機質含量（質量分數，下同）14.17 g/kg，有效磷含量28.62 mg/kg，速效鉀含量167.31 mg/kg，堿解氮含量70.62 mg/kg，含鹽量3.01 g/kg。

1.2 試驗設計

試驗品種為鹽城市新洋農業試驗站自主選育的藜麥新品種蘇藜1 號。試驗共設置4 個氮肥處理，即N0（不施氮）、N1［施用90 kg/hm2純氮（196 kg/hm2尿素）］、N2［施用150 kg/hm2純氮（326 kg/hm2尿素）］、N3［施用210 kg/hm2純氮（457 kg/hm2尿素）］。試驗所施氮肥為尿素（N 質量分數46%），磷肥統一施用過磷酸鈣（含P2O512%）750 kg/hm2，鉀肥統一施用硫酸鉀（含K2O 52%）172.5 kg/hm2。試驗所需肥料均于播種前一次性施入作基肥。試驗采用單因素隨機區組排列，每個區組設置3 次重復。小區面積為10 m2（2 m×5 m），于2022 年3 月23 日播種，株距10 cm，行距30 cm，人工點播，播種深度2 cm 左右。5 月7 日間苗，每穴留1～2 株，5 月31 日開花，7 月18 日收獲。

1.3 測定指標與方法

于苗期（5 月8 日）、開花期（5 月31 日）和成熟期（7 月18 日）分別取樣，每小區選取6 株長勢相近的植株，測定株高（地面以上至葉片頂端的長度）、莖粗（植株中部最粗處的直徑）、葉長（葉片基部到葉片頂端的距離）、葉寬（葉片邊緣最寬處的距離）、穗長（主穗基部到頂端的距離）、主穗粗（主莖穗下的粗度），去根，測定單株地上部鮮質量。測量后將鮮樣置于105 ℃烘箱中殺青0.5 h，隨后置于80 ℃烘箱中烘干至恒質量，烘干后的質量即為單株地上部干質量。成熟期于中心測產區實收5 m2，曬干脫粒后測定每小區籽粒產量。

氮農學利用率=（施氮區產量-不施氮區產量）/施氮量；

氮素偏生產力=產量/施氮量；

氮素貢獻率=（施氮區產量-不施氮區產量）/施氮區產量×100%。

1.4 數據整理與分析

用Excel 2010 輸入和整理數據，Origin 2022 作圖，SAS 9.4 進行方差分析，Duncan 法進行不同處理間的單因素檢驗。

2 結果與分析

2.1 藜麥地上部物質積累

隨著生育期的延長，藜麥地上部單株鮮質量和單株干質量均不斷增加，成熟期達到最大（圖1-A、圖1-C）。不同氮肥處理下，隨著施氮量的增加，藜麥單株鮮質量和單株干質量也隨之增加，總體上表現為N3＞N2＞N1＞N0。單株鮮質量上，苗期N1和N3處理較N0處理分別顯著增加30.28%、64.75%，N2與N0處理差異無統計學意義；開花期N1、N2和N3處理較N0處理分別顯著增加122.14%、139.14%和159.02%，但N2處理分別與N1和N3處理間的差異無統計學意義；成熟期N0與N1處理間的差異無統計學意義，N2和N3處理較N0分別顯著增加28.57%、38.08%，且N2處理較N3處理顯著降低6.88%。就單株干質量而言，苗期N3處理較N0、N1和N2處理分別顯著增加53.98%、25.18%和29.85%，但N0、N1和N2處理間差異均無統計學意義；開花期N1、N2和N3處理較N0分別顯著增加148.05%、163.96%、180.50%，N1、N2和N3處理間的差異均無統計學意義；成熟期N3處理較N0處理顯著增加25.33%，N1、N2處理與N0和N3處理間的差異均無統計學意義。

從地上部物質生長率來看，隨生育期的延長，單株鮮質量日增長量和單株干質量日增長量均呈先增加后降低的趨勢，且均在苗期至開花期達到最大（圖1-B、圖1-D）。苗期，N0處理單株鮮質量日增長量和單株干質量日增長量均顯著低于其他處理（N2處理單株干質量日增長量除外），N3處理最高；苗期至開花期，N1、N2和N3處理間差異均無統計學意義，但均顯著高于N0處理；然而開花期至成熟期，N1、N2和N3處理下單株鮮質量日增長量分別較N0處理顯著降低70.20%、41.72%、41.72%，單株干質量日增長量各處理間差異均無統計學意義。上述結果表明，藜麥地上部物質隨施氮量的增加而不斷增加，且地上部物質的積累主要在生育前期。

圖1 施氮量對藜麥不同生育期地上部單株鮮質量和干質量的影響

2.2 藜麥株型

由圖2 可知，隨生育期的延長，株高不斷增加。從不同施氮量來看，N0處理在不同生育期較N1、N2和N3處理均顯著降低，且N1、N2和N3處理間的差異均無統計學意義。就莖粗而言，苗期至開花期莖粗隨生育期的延長而不斷增加，開花期至成熟期整體無明顯變化。比較不同施氮量下的莖粗發現，苗期N0處理與N1、N2和N3處理間的差異均無統計學意義，但N1和N2處理較N3處理分別顯著降低12.91%、17.63%；開花期N1、N2和N3處理較N0處理分別顯著增加32.36%、39.53%、50.07%，N1、N2和N3處理間差異無統計學意義；成熟期N0處理與N1和N2處理間的差異無統計學意義，但N3處理較N0顯著增加37.64%。以上結果表明，施氮能夠顯著促進株高和莖粗，但施氮量（N1、N2和N3）的增加僅對苗期莖粗影響具統計學意義，對開花期株高以及成熟期莖粗無明顯影響。

圖2 施氮量對藜麥不同生育期株高和莖粗的影響

從表1 中可以看出，與不施氮相比，施氮能顯著增加葉長和葉寬；但施氮量（N1、N2和N3）間葉長和葉寬的差異均無統計學意義。就穗型而言，施氮量對開花期和成熟期穗長影響均無統計學意義；主穗粗隨著施氮量的增加而略有增加（開花期N3除外），且成熟期N2和N3處理較N0處理分別顯著增加18.65%和20.96%。

表1 施氮量對藜麥葉型和穗型的影響

2.3 藜麥產量和氮肥利用效率

由表2 可知，藜麥產量隨施氮量的增加呈增加趨勢，N3處理產量最高，為3 335.32 kg/hm2，較N0和N1處理分別顯著增加62.75%和28.44%，較N2處理略有增加，但差異無統計學意義。由產量計算不同氮肥處理下氮肥利用效率時發現，N2處理下氮農學利用率最高，較N1和N3處理分別顯著增加62.93%和37.91%，N1和N3處理間差異無統計學意義；氮素偏生產力上，N1處理最高，N3處理最低，且各處理間差異均具有統計學意義；就氮素貢獻率而言，N2和N3處理較N1處理分別顯著增加82.65%、84.67%，N2和N3處理間的差異無統計學意義。

表2 施氮量對藜麥產量和氮肥利用效率的影響

3 討論

大量研究表明，作物產量大多隨施氮量的增加呈現先增后降的趨勢[17-18]。本研究發現，當施氮量在0～150 kg/hm2時，產量隨施氮量的增加而顯著增加，當施氮量增加至210 kg/hm2時，產量則不再顯著增加，且與150 kg/hm2時產量相當。另一方面，當施氮量增加時，氮農學利用效率先升高后降低，150kg/hm2時達到最大值；而氮素偏生產力在90 kg/hm2時最高，往后增加氮肥則顯著降低；氮素貢獻率與產量趨勢一致。由此，我們認為150 kg/hm2施氮量更適宜于該試驗藜麥的生長，更低或更高的施氮量則不利于產量和氮利用效率的提高。

前人研究表明，作物全生育期地上部干物質積累表現為前期少、中期增加、后期略有上升的“S”型曲線[19-21]。段玉等認為向日葵地上部干物質積累最快是在出苗后59～67 d[19]。王永慧等研究數據亦表明甜高粱在拔節至抽穗期地上部干物質日增量最高[20]。本研究發現，藜麥在苗期至開花期（播種后46～69 d）地上部單株鮮質量和干質量日增長量亦顯著增加，與前人研究結果[19-20]保持一致。另一方面，本研究發現，與不施氮肥相比，增施氮肥能顯著增加藜麥株高、莖粗、葉長、葉寬和主穗粗。袁加紅等對111 份藜麥種質資源農藝性狀分析發現，藜麥產量與株高、莖粗、葉長和葉寬均呈正相關[22]。本試驗中隨施氮量的增加，產量在0～150 kg/hm2施氮時也隨之顯著增加，但株高、莖粗、葉長、葉寬和主穗粗在90～150 kg/hm2施氮時差異無統計學意義。除此之外，Rehman 等指出，氮肥的供應對藜麥穗長無顯著影響[23]，與本試驗結果一致。由此，我們認為，增施氮肥后藜麥產量的提高可能更多地歸因于地上部物質的積累，且在株高和莖粗都保持相近的情形下，地上部物質的增加可能依靠更多的葉片數以及分枝數。張亞萍等分析發現，藜麥產量與有效分枝數和單株有效穗數呈顯著正相關[24]，Bhargava 等研究結果亦表明，藜麥籽粒產量與分枝數、花序數和干物質質量呈顯著正相關[25]。鑒于此，進一步探究不同施氮量處理下藜麥株型的差異對解析產量提高的生理機制意義重大。

4 結論

施用氮肥可提高江蘇沿海地區藜麥地上部物質積累，優化藜麥株型，提高產量，其中氮肥施用量以150 kg/hm2效果最好，其產量、氮肥利用效率均最優。