施用控釋尿素和普通尿素對不同高粱品種生長及產量的影響

李澤碧，周 瑜，黃 娟，張亞勤，王秋月

（重慶市農業科學院特色作物研究所，重慶永川 402160）

高粱是我國重要的旱地糧食作物，是名優白酒的主要原料，西南地區是優質釀酒高粱（糯）優勢產區[1]。施用氮肥是提高高粱產量重要措施，但隨著農業生產的發展，氮肥施用量迅速增加，過量施用氮肥不僅造成肥料利用率下降，還引發一系列土壤及環境破壞問題，進而影響農業的可持續發展[2]。與普通尿素相比，控釋氮肥肥效期長，養分釋放與作物吸收基本一致，能夠滿足作物整個生育期對養分的需求[3]。目前，關于控釋氮肥對作物農藝性狀、產量及其構成因素、養分利用等方面的研究已有很多，施用控釋氮肥可以促進谷子的葉綠素合成及植株氮素累積[4]，施用控釋氮肥可以促進棉花的光合作用，促進棉花的干物質積累[5]。在早晚稻中，等量控釋氮肥處理較普通尿素處理產量增加[6-8]。控釋肥料的施用比普通肥料提高玉米產量1.98%～19.02%[9]，施用控釋氮肥比普通尿素水稻可增產4.08%～16.99%[10]。但是控釋氮肥在高粱上的應用效果鮮有報道。本研究通過田間試驗，比較等氮量施用控釋肥和普通尿素對高粱農藝性狀、干物質積累量、產量的影響，以期為控釋肥在高粱上的合理施用提供理論支撐，對指導控釋氮肥在一次性施肥技術上的應用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2020 年5—8 月在重慶市農業科學院渝西作物試驗站(重慶市永川區衛星湖街道南華村)(29.52°N、107.64°E，海拔298 m)實施。試驗田前茬為油菜，土質為黏壤土，肥力中等，地勢平坦，排灌方便。控釋尿素為樹脂包膜尿素(N 44%，釋放期90 d)和尿素(N 46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)、鉀肥為氯化鉀(K2O 60%)。供試作物為金晉渝糯3 號、金糯粱1 號、國窖紅1 號和紅纓子等4 個高粱品種，分別用V1、V2、V3 和V4 表示。氮肥種類為控釋氮肥(C)和普通尿素(U)，試驗對每個品種設置2 種施氮處理，在相同施氮量(180 kg·hm-2)條件下，控釋氮肥1次施入，尿素分2 次施用，1/3 于播種前基施，2/3 于拔節期追施，磷肥、鉀肥均作為底肥于播種前一次性深施。小區面積21 m2，隨機區組排列，3 次重復，36 個小區，其他田間管理按照常規栽培要求實施。

1.2 調查取樣

1.2.1 產量及產量構成要素

于成熟期每小區取有代表性的5 株用于考種，測定穗粒數、千粒重、穗粒重。各小區實收晾干計產。

1.2.2 干物質積累與分配

于拔節期、抽穗期、開花期、灌漿期、成熟期，各小區取3 株代表性植株，分為葉片、穗、莖稈，裝袋。經105 ℃殺青30 min，在80 ℃下烘干至恒重，稱量高粱地上部不同器官干物質重及干物質積累量。

1.3 數據分析

用Microsoft 2010 軟件對數據進行處理，用SPSS 20.0統計軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同施氮處理對高粱生長的影響

2.1.1 對高粱株高和莖粗的影響

由表1 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱株高有極顯著影響（p＜0.01），二者之間的交互作用顯著。隨著生育期的推進，不同品種在兩種氮肥種類施用條件下，高粱株高均呈增高的趨勢。但不同品種在兩種施氮條件下，不同時期株高差異不同。晉渝糯3號、金糯粱1號C1處理的株高顯著低于U1，國窖紅1號和國窖紅1號的株高在C1和U1處理之間差異不顯著。晉渝糯3號和金糯粱U1處理的開花期株高較C1 處理分別增加了9.48%和5.35%，成熟期株高較C1分別增加了10.65%和6.23%。

表1 不同施肥處理下各高粱品種的株高和莖粗

品種對開花期和成熟高粱莖粗有極顯著影響，肥料種類對莖粗無顯著影響，二者之間的交互作用對開花期株高無顯著影響，對成熟期莖粗有極顯著影響。各品種開花期的株高在C1 和U1 間差異不顯著。成熟期晉渝糯3 號和金糯粱1 號C1 處理的株高顯著高于U1，國窖紅1 號和紅纓子在兩種處理下差異不顯著。成熟期晉渝糯3號和金糯粱1號C1處理的莖粗比U1處理增加了6.99%和15.05%。

2.1.2 對高粱SPAD和葉面積指數的影響

葉綠素含量是衡量植物葉片光合性能的重要指標，對于作物的產量形成有重要作用，SPAD 值是衡量植物葉片葉綠素含量的重要參數。由表2 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的SPAD 有極顯著影響，二者之間的交互作用對開花期SPAD 影響不顯著，對成熟期SPAD 有極顯著影響。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C1 和U1 處理間開花期的SPAD 差異不顯著，國窖紅1號和紅纓子U處理開花期的SPAD顯著高于C 處理，分別增加了13.19%和11.70%。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C 處理成熟期的SPAD 顯著高于U 處理，分別增加了9.85%和13.18%，國窖紅1 號和紅纓子C、U處理間成熟期的SPAD差異不顯著。

表2 不同施肥處理下各高粱品種的SPAD和葉面積指數

品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的葉面積指數有極顯著影響，二者之間的交互作用顯著。各品種U 處理開花期的葉面積指數較C 處理顯著增加，晉渝糯3號、金糯粱1號、國窖紅1號和紅纓子U 處理開花期的葉面積指數比C 處理分別增加19.86%、20.99%、46.73%和8.86%。晉渝糯3號和金糯粱1號C處理成熟期的葉面積指數顯著高于U 處理，分別增加了19.89%和23.33%。

2.2 不同施氮處理對高粱干物質積累的影響

由表3 可知，品種和肥料種類對開花期和成熟期高粱的干物質積累量均有顯著或極顯著影響，二者之間的交互作用對開花期干物質積累量有極顯著影響，對成熟期干物質積累量無顯著影響。晉渝糯3 號和金糯粱1 號U 處理開花期的干物質積累量顯著高于C 處理，分別增加了21.62%和17.76%，國窖紅1號和紅纓子C 和U 處理間開花期的干物質積累量差異不顯著。晉渝糯3號和金糯粱1號C處理開花期的干物質積累量顯著高于U 處理，分別顯著增加了16.17%和9.06%，國窖紅1 號和紅纓子C 和U 處理間成熟期的干物質積累量差異不顯著。

表3 不同施肥處理下各高粱品種的干物質積累量

2.3 不同施氮處理對高粱產量及產量構成要素的影響

由表4 可知，不同氮肥種類處理對高粱產量、穗粒重和千粒重均有極顯著或顯著影響，二者之間的交互作用對產量和穗粒重有顯著影響，對千粒重無顯著影響。與U 相比，晉渝糯3 號和金糯粱1 號的產量顯著增加，分別增加9.13%、6.92%，國窖紅1 號和紅纓子在C 和U 處理間的產量差異不顯著。晉渝糯3 號和金糯粱1 號C 處理的穗粒重和U 處理間的差異顯著，分別增加7.66%、5.30%，國窖紅1 號和紅纓子在C 和U 處理間的穗粒重差異不顯著。各品種在C 和U 處理下的千粒重差異不顯著。

表4 不同施肥處理下各高粱品種的產量及產量構成因素

3 討論與結論

施用氮肥是促進作物生長發育、增加產量的重要措施[6]，控釋肥作為一種新型肥料，可以調節土壤理化性質，改善土壤結構，保證作物所需養分能長時間供給，確保作物整個生育期的需肥量，增加作物產量[11]。研究表明，同一供氮條件下，包膜尿素不同摻混比處理的水稻產量和地上部生物量均比普通尿素高[7]。控釋氮肥可以延緩肥料的釋放周期，協調土壤在作物整個生育期內的供氮能力從而提高糜子單產[12]。本試驗研究結果表明，晉渝糯3 號和金糯粱1號的成熟期SPAD 值和葉面積指數顯著高于普通尿素處理。國窖紅1 號和紅纓子開花期的SPAD 值表現為普通尿素處理顯著高于控釋尿素。前人研究表明，與NPK 處理相比，控釋氮肥處理的葉片SPAD 值提高了17.6%，施用控釋氮肥可以促進谷子的葉綠素合成[4]。與普通尿素相比，等氮量控釋氮肥處理能夠維持早稻后期生長所需氮肥，保證早稻葉片后期葉綠素含量，提高早稻凈光合速率，增加水稻產量[6]。各品種開花期葉面積指數為普通尿素顯著高于控釋尿素。控釋尿素處理晉渝糯3 號和金糯粱1 號開花期的干物質積累量低于普通尿素，但在成熟期顯著提高，可能是由于與普通尿素相比，控釋氮肥比普通尿素改善作物生長后期的供肥能力，促進高粱開花后植株干物質積累，從而提高成熟干物質積累量及產量，促進作物增產[7,13]。

本研究中，與普通尿素處理相比，等氮量控釋氮肥處理高粱成熟期晉渝糯3 號和金糯粱1 號的莖粗、穗粒重和產量顯著增加，國窖紅1 號和紅纓子差異不顯著，各品種的千粒重差異不顯著。控釋氮肥對高粱的增產作用顯著高于普通尿素，這可能與莖粗、穗粒重顯著增加有關。有試驗表明，與普通尿素處理相比，等量控釋氮肥處理早晚稻產量分別增加3.6%和9.3%[8]；施用控釋氮肥可以增加玉米籽粒產量[14]，樹脂膜控釋尿素顯著提高小麥籽粒產量10.4%～16.5%[15]。與普通尿素相比，施用等量控釋氮肥可顯著提高糜子產量，兩年分別增加4.97%和3.88%[12]。施用包膜尿素有利于水稻產量的提高，包膜尿素各處理的有效穗數明顯多于普通尿素處理，增加29.21%，顯著增產17.75%[7]。施用控釋肥可以改善高粱的生育性狀，提高高粱產量，但對不同品種有所差異，對雜交高粱增產顯著，常規高粱雖有增加，但差異不顯著，可能與品種特性和氮肥釋放特性有關。一次性基施控釋尿素與分次施用普通尿素相比，控釋尿素養分供應持久，能滿足整個高粱生育期需求，促進植株生長發育，不僅提高了高粱產量，而且節約勞動成本。

本試驗條件下，與施用普通尿素相比，施用控釋肥使雜交高粱品種植株農藝性狀得到改善，成熟期植株干物質積累量增加，SPAD 值和葉面積指數增加，同時提高了莖粗和穗粒重，最終促使產量增加，但對常規高粱產量的增加不顯著。表明控釋肥在雜交高粱上的施用效果顯著，有助于產量的提高，可作為高粱生產中的推薦施肥方式。因此，在雜交高粱生產中推廣控釋氮肥的一次性基施具有重要的實踐意義，然而在“減肥增效”的背景下，減量施用控釋氮肥能否保持高粱穩產，還有待更深入地研究。