不同微量元素配施对干旱、半干旱地区黍子农艺性状及产量的影响

杨如达，张翔宇，李海，林凤仙，梁海燕，宋晓强

（山西省农业科学院高寒区作物研究所，山西大同037000）

不同微量元素配施对干旱、半干旱地区黍子农艺性状及产量的影响

杨如达，张翔宇，李海，林凤仙，梁海燕，宋晓强

（山西省农业科学院高寒区作物研究所，山西大同037000）

试验研究了不同微量元素锌、锰、硼与氮、磷、钾肥配施对黍子农艺性状、产量、叶面积及收获指数的影响效应。结果表明，不同处理对黍子的单穗质量、单穗粒质量、千粒质量及产量均有显著性影响，其中，产量最高的是NKB（氮、钾、硼肥），其次是NKZn（氮、钾、锌肥），均与CK1（不施肥）和CK2（当地习惯施肥）有显著差异；黍子的叶面积在不同营养元素的作用下，反应曲线均为单峰曲线，在黍子开花期达最大值；施用NKB肥的黍子千粒质量、产量、收获指数及叶面积均高于其他处理，其次为NKZn处理。

黍子；微量元素；农艺性状；产量；收获指数；叶面积

黍子，禾谷类作物，是我国古老的粮食作物之一[1]，主要种植在甘肃、黑龙江、内蒙古、山西、吉林、宁夏、河北等省（自治区）干旱、半干旱地区[2]。黍子属于杂粮，其营养价值高，含有小麦、水稻等粮食作物没有的多种营养物质[3]，因此，在平衡膳食、促进人体健康方面具有一定的作用[4]。因为其具有水分利用率高、生育期短，耐旱、耐贫瘠、抗逆性强等特点[5]，自古以来就是北方干旱、半干旱地区的主要栽培作物，其产量的高低，对于实现该地区农业可持续发展具有深远的意义[6]。尤其是晋北地区无霜期短、降水集中、年降水量少，黍子在该地区更具有明显的生产优势和地区优势，也是新开垦荒地上种植面积较大的先锋作物[7]。同时也是山西省较重要的抗旱救灾作物，年播种面积大概为20万hm2，如遇到春播干旱年份，播种面积会明显增加[8]。

近年来，随着农作物产量水平的不断提高，土壤中各类营养元素也逐渐在减少，特别是微量元素的含量，由于得不到及时补充，也在逐年减少，因此，研究增施微量元素对提高作物单位面积产量的影响具有重要意义[9-10]。20世纪初期，我国开始研究微量元素对作物生长发育的影响，20世纪中期，已经开始大面积推广使用微量元素，且表现出较好的增产效应[11-12]。有研究表明，增施硼肥，增产率可达87%，平均增产率约为12%；增施锌肥，增产率可达75%，平均增产率约为14%；增施锰肥，增产率可达65.7%，平均增产率约为12%[13-15]。目前，关于微肥的研究主要集中在小麦[16-17]、紫花苜蓿[18-19]、大豆[20-21]、玉米[22-23]以及花生[24-25]等农作物上，对于黍子的研究主要集中在氮磷钾肥上。

本试验对不同微量元素锌、锰、硼与氮、磷、钾肥配施对黍子农艺性状、产量、叶面积及收获指数的影响进行了研究，旨在进一步了解干旱与半干旱地区黍子产量的形成与不同微量元素配施之间的关系，为干旱、半干旱黍子种植地区合理施肥提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2015年在山西省农业科学院高寒区作物研究所原种场毛家皂试验基地进行。该地区年平均气温8～10℃，年降水量约400 mm，无霜期约145 d。试验地土壤为砂质土壤，肥力中等，有机质13.15 g/kg，碱解氮41.19 mg/kg，有效磷15.15 mg/kg，速效钾135.46 mg/kg。

1.2 试验材料

供试黍子品种为晋黍9号。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复，共27个小区，小区面积为13 m2（2.6 m×5 m）。本试验共设计了9种施肥处理：（1）CK1（不施肥）；（2）CK2（当地习惯施肥，播前撒施尿素600 kg/hm2）；（3）N（只施氮肥）；（4）NK（施氮、钾肥）；（5）NP（施氮、磷肥）；（6）NPK（施氮、磷、钾肥）；（7）NKZn（施氮、钾、锌肥）；（8）NKMn（施氮、钾、锰肥）；（9）NKB（施氮、钾、硼肥）。施肥量分别为：氮肥（N）345 kg/hm2、磷肥（P2O5）112.5 kg/hm2、钾肥（K2O）150 kg/hm2、锌肥（ZnSO4）15 kg/hm2、锰肥（MnSO4）15 kg/hm2、硼肥（Na2B4O7·10H2O）15 kg/hm2。氮肥、磷肥、钾肥和微肥全部以基肥形式一次性施入。5月27日整地，6月1日播种，9月25日成熟，10月2日收获。播种前浇水1次，以保证出苗。其他栽培管理措施按常规进行。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 叶面积的测定分别在黍子分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、成熟期测定黍子叶面积。

1.4.2 考种收获期间，随机取样10株，测定其株高、穗长、茎基粗、有效分蘖数，自然风干后测定其单穗质量、单穗粒质量、千粒质量、单株质量。收获后对小区进行测产。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003，SPSS 19.0进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同微量元素配施对黍子农艺性状的影响

从表1可以看出，不同微肥的施用情况，对黍子的株高、穗长、茎基粗和节数没有显著影响，但是对黍子的单穗质量、单穗粒质量及千粒质量有显著影响，其中，施用NKB的小区，其单穗质量、单穗粒质量和千粒质量均为最大值，与施用NKZn肥的处理之间没有显著差异。而仅施用NP的小区，其单穗质量、单穗粒质量均为最小值，CK1的各项指标，除了单穗质量和单穗粒质量外，其余值均偏小。CK2的千粒质量相对较小。

表1 增施不同微量元素对黍子农艺性状的影响

2.2 不同微量元素配施对黍子产量的影响

施用不同的微量元素，对黍子的产量均有一定的影响。从表2可以看出，施用NKB肥的黍子产量最高，为5 615.38 kg/hm2，与其他处理之间均有显著性差异，与CK1相比增产1 853.84 kg/hm2，与CK2相比增产1 376.92 kg/hm2；其次为施用NKZn肥，其分别较CK1，CK2增产1 330.77，853.85 kg/hm2。这也与其他研究中，微肥可以适当地增产表现一致。黍子产量最低的处理为CK1，为3 761.54 kg/hm2，与CK2、只施用N肥和施用NK肥之间差异不显著。

表2 增施不同微量元素对黍子产量影响及差异显著性比较

2.3 不同微量元素配施对黍子收获指数的影响

收获指数反映了作物将光合作用产物转化为经济产量的能力，一般是用来评价作物栽培成效和品种产量水平的重要指标。由图1可知，随着黍子生育期的不断推进，在不同的微肥施用情况下黍子的收获指数在35.03%～47.52%，其中，黍子收获指数较高的为NKB，NPK和NKZn处理，分别为47.52%，44.21%，41.68%，同时其产量也相对较高，说明施入一定量的微量元素，可以增加光合产物向经济产量的转化。

2.4 不同微量元素配施对黍子叶面积的影响

从图2可以看出，随着黍子生育期的推进，叶面积呈现先增加后减少的趋势。其中，NKB处理的叶面积从抽穗期到开花期再到成熟期，均为最大，其次为NKZn处理，而这2个处理的产量也较高。说明叶面积越大，光合作用能力越强，从而增加了光合作用产物的积累，进而提高了产量。

3 结论

本研究结果表明，不同微量元素配施情况下，对黍子的单穗质量、单穗粒质量、千粒质量以及产量均有显著影响。使用微量元素B肥的处理，黍子产量最高，为5 615.38 kg/hm2，与其他处理之间均有显著性差异，其收获指数达到47.52%，叶面积也高于其他处理。因此，在生产上建议施用NKB肥，以每公顷施用氮肥（N）345 kg、钾肥（K2O）150 kg、硼肥（Na2B4O7·10H2O）15 kg为宜。该试验的研究可能会成为下一步干旱、半干旱地区黍子不同微量元素配施的重要指标，也为合理施肥提高产量提供理论依据，但以后还需进行深入的探讨。

［1］王宇先，李清泉，刘玉涛，等.密度和施氮量对糜子产量及综合性状的影响[J].中国农学通报，2012，28（36）：188-194.

［2］王显瑞，赵敏，张立媛，等.播量和施肥对糜子产量、农艺性状及生长的影响[J].内蒙古农业科技，2012（3）：30-32.

［3］蒲金涌，姚小英，辛昌业，等.甘肃糜子（Panicum miliaceum L.）生态气候适宜性研究[J].干旱地区农业研究，2010，28（1）：223-226.

［4］周丽娟，牟金明，谢志明，等.密度对糜子产量性状的影响[J].辽宁农业科学，2010（1）：17-19．

［5］柴岩.糜子[M].北京：中国农业出版社，1999：1-5.

［6］张盼盼，周瑜，宋慧，等.不同肥力水平下糜子生长状况及农田小气候特征比较[J].应用生态学报，2015，26（2）：473-480.

［7］张美俊，乔治军，杨武德，等.不同糜子品种对低氮胁迫的生物学响应[J].植物营养与肥料学报，2014，20（3）：661-669.

［8］苏占明，李海，皇甫红芳.晋北地区不同施氮量对黍子产量及品质的影响[J].安徽农学通报，2016，22（3/4）：29-30，39.

［9］张纪元，张平平，马鸿翔，等.喷施微肥对小麦产量、品质及籽粒微量元素含量的影响[J].江西农业学报，2012，24（3）：64-66.

［10］孟丽梅，杨子光，张珂，等.喷施微肥对小麦籽粒产量及微量元素含量的影响[J].安徽农业科学，2014，42（14）：4283-4285.

［11］褚天泽，刘新保，王淑惠，等.小麦施锌肥效及使用技术的研究[J].土壤肥料，1987（4）：24-26.

［12］余存祖，彭琳，戴鸣钧，等.青海东部施用微量元素前景分析[J].干旱地区农业研究，1985，3（3）：37-41.

［13］吴俊兰.石灰性褐土冬小麦微量元素的肥效[J].土壤通报，1980，11（5）：24-26.

［14］彭琳，彭祥琳，余存祖，等.黄土地区土壤中锌的含量分布、锌肥肥效及其有效施肥条件[J].土壤学报，1983，20（4）：361-372.

［15］霍云鹏，汪树明.松花江地区土壤有效Zn、Cu、Mn微量元素含量及其施用[J].土壤通报，1988，19（5）：226-227.

［16］柳燕兰，郝明德，张少民.黄土区旱地长期施用微肥对冬小麦农艺性状及产量的影响[J].干旱地区农业研究，2008，26（3）：72-75.

［17］郝明德，魏孝荣，党廷辉.旱地小麦长期施用锌肥的增产作用及土壤效应[J].植物营养与肥料学报，2003，9（3）：377-380.

［18］胡华锋，介晓磊，刘世亮，等.喷施微肥对苜蓿微量元素含量及积累量的影响[J].草业学报，2008，17（1）：15-19.

［19］介晓磊，胡华锋，郭孝，等.喷施微肥对紫花苜蓿草产量与品质的影响[J].中国农学通报，2006，22（10）：22-25.

［20］栾怀海，辛大伟，赵海成，等.微肥对大豆品质性状的影响[J].东北农业大学学报，2007，38（3）：294-298.

［21］朱宝国，朱凤莉，张春峰，等.中微肥对大豆农艺性状、产量及品质的影响[J].大豆科学，2014，33（4）：550-553.

［22］李青军，李宁，胡国智，等.微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响[J].中国土壤与肥料，2013（4）：83-87.

［23］赵兴宝，杨茂山，郑全好，等.合理补施锌微肥对玉米产量及防病作用的研究[J].临沂师范学院学报，2003，25（3）：64-65，91.

［24］周苏玫，樊骅，郭俊红，等.有机肥及锌硼钼微肥对花生产量和品质的影响[J].河南农业大学学报，2003，37（4）：335-338.

［25］吴继华，姜继业，李可，等.叶面喷施微肥对花生产量及品质的影响[J].河南农业科学，2012，41（1）：53-55.

Effect of Applying Micro-element Fertilizers on Agronomic Traits and Yield of Broomcorn Millet in Arid and Semi-arid Area

YANGRuda，ZHANGXiangyu，LI Hai，LINFengxian，LIANGHaiyan，SONGXiaoqiang
（Institute ofthe Crops in High Latitude＆Cold Climate Area，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Datong037000，China）

Selected micro-element fertilizers Zn,Mn and B,which combined with N,P and K,to study the effect on agronomic traits,yield and leaf area and harvest index of broomcorn millet.The result showed that different treatments had significantly influenced on ear quality,ear grain quality,thousand kernel quality and yield.The NKB had the highest yield,then was the NKZn.Both them had significantly influenced with CK1（no fertilization）and CK2（local customary fertilization）.Under the action of different nutrient elements, the changing curves of leaf area were a single peak curve,and the max was the flowering period.The thousand kernel quality,yield, harvest indexand leafarea ofNKBwere higher than other treatments,and then was NKZn.

broomcorn millet;micro-element;agronomic traits;yield;harvest index;leafarea

S516

A

1002-2481（2017）04-0575-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.04.20

2016-11-28

国家谷子糜子产业体系（CARS-07-13.5）；山西省农业科学院育种工程项目（16yzgc90）；国家“十二五”科技支撑计划项目（2014BAD07B03）

杨如达（1963-），男，山西朔州人，研究员，主要从事黍子育种、栽培技术研究工作。张翔宇为通信作者。