丘陵沟壑干旱山地上谷子对氮-磷-钾的吸收规律

韩 芳 ，马朝阳 ，王 斌 ，王 博 ，赵满兴 ，贾润成

（1.延安市农业科学研究所，陕西 延安 716000；2.延安市农村能源建设办公室，陕西 延安 716000；3.延安职业技术学院，陕西 延安 716000；4.陕西果业集团延安有限公司，陕西 延安 716000；5.延安大学生命科学院，陕西 延安 716000）

有史以来，谷子在黄土丘陵沟壑区的陕北是当地的主要粮食作物之一，多年的播种面积稳定在8.6万hm2左右。谷子的生物学特性比较特殊，它具有抗旱、耐瘠、耐盐碱、怕涝和生育期较短等特点。其籽粒特耐贮存，最长可达30 a之久，它是重要的救灾备荒作物之一。由于谷子有耐瘠薄的特性，在陕北地区主要种植在瘠薄的丘陵沟壑干旱山地上，干旱和养分不足是谷子在当地产量不高的主要原因。

延安地区是典型的大陆性季风气候，春季多风少雨、夏季高温干旱、秋季阴雨连绵、冬季寒冷干燥。因而，抗旱播种和合理施肥是提高谷子产量的有力措施和保证措施。近年来，通过在陕北地区结合国家谷子体系建设和谷子新品种推广收到了可喜的效果，进而研究丘陵沟壑干旱山地上谷子NP2O5-K2O三要素吸收速率的规律显得尤为重要[1]。

本试验从谷子各生育期对氮、磷、钾的吸收量和吸收速率进行研究，旨在为更好地掌握谷子对氮、磷、钾的吸肥规律，为指导谷子生产提供可靠的理论依据[2]。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试谷子品种为延谷13号。

1.2 试验地概况

试验地土壤类型为黄绵土，质地为沙壤质，在0～20 cm耕层中有机质含量0.78%，全氮0.11%，碱解氮 52 mg/kg，速效磷 6.4 mg/kg，速效钾 158 mg/kg，pH值7.6～8.0。

1.3 试验方法

在谷子不同生育阶段分别取全株样品，在120℃下杀青30 min后，置于80～85℃下烘干到恒质量，并进行研细过筛，再测定样品的干物质和它们各自的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）含量，以备分析应用[3]。

2 结果与分析

2.1 谷子吸收氮（N）的特点及规律

谷子一生中有多个生育阶段，主要有苗期、拔节期、抽穗期、开化灌浆期、成熟期等5个时期。其各生育阶段的不同，对N素的吸收量和吸收速率也自然不尽相同[4]。从表1可以看出，如果将谷子一生分为前期、中期、后期3个大的阶段，在生长前期，它对氮素的吸收速率较为缓慢，吸收氮量也较少，其中，在苗期的16 d中吸收量仅为3.28 kg/hm2，总体看来，前期对N素吸收量较少。但在拔节期以后，由于谷子地上茎叶绿色营养生长迅速，其生长量也迅速增加，吸收速率加快，在拔节期的9 d内吸N量就可以达13.65kg/hm2，比苗期增加了10.37kg/hm2，可以看出，其增加幅度较大。由此可见，在谷子上以N肥作基肥特别重要，主要是它可以满足谷子在拔节后对氮素的大量需求[5]。

谷子对N素吸收量的最多时期是拔节期—抽穗期，这个阶段的吸N量达137.08 kg/hm2，很显然比苗期增加了133.8 kg/hm2，占谷子一生总N量的70.79%。充分说明，这个阶段是谷子对N素的最大需肥期。所以，在拔节期后一定要注意追N肥，它对谷子的穗分化和后期后熟有着重要的增产作用。灌浆期后，谷子吸N的速率又不断减弱，吸氮量又逐渐减少[6]。所以，在谷子生产上，后期最好要控制氮素的施用，以防氮素过多，导致贪青晚熟和后期连阴雨过多而发生谷子倒伏，引起减产[7]。

表1 谷子不同生育时期对N素的吸收量

2.2 谷子吸收磷（P2O5）的特点及规律

表2 谷子不同生育时期对P素的吸收量

经研究得知，谷子对P2O5的吸收特点和规律在各生育时期也是有较大差异的[8]。由表2可知，谷子生长前期对P2O5的吸收速率比N素明显要慢，原因是前期的苗期根系数量少，生长速率也就较慢，根的吸收能力较弱，其中的P2O5完全靠种子胚乳供给，吸P2O5量仅为0.58 kg/hm2。但在拔节期后，干物质积累的不断增加，吸收P2O5的速率也在不断加快，拔节期P2O5为2.21 kg/hm2，一直到抽穗期都是增加趋势，到抽穗期吸收量增加到15.13 kg/hm2。由此可知，在谷子生产中增施磷化肥和富含磷素的有机肥，可以保证土壤供磷能力，因为磷素在土壤中容易被土壤发生晶格固定的现象，且磷素在土壤里的移动性也很小，大量研究表明，磷在土壤中通常仅有3～5 cm的移动能力[9]。所以，早施磷肥和多施磷肥将有助于谷子中后期根系发育、籽粒增质量和产量的提高[10]。特别是对增加谷子穗粒数和千粒质量有较为明显的效果，并能很有效的减少谷子秕籽的产生，还能增强其抗倒伏性。

谷子吸收磷素的高峰期是在抽穗至灌浆期，这一阶段谷子的吸磷量可达23.24 kg/hm2，比苗期增加22.66 kg/hm2，这一时期的吸磷量占生育期总吸磷量的42.04%，由此可见，这一时期为谷子对磷素的最大需肥期，也是最大营养期[11]。在灌浆后，谷子吸磷速率又开始逐渐减弱，这个阶段的吸磷量又呈下降趋势，在成熟期下降为14.12 kg/hm2，仅占全生育期总量的25.54%。

2.3 谷子吸K素的特点和规律

由表3可知，谷子吸K2O的特点和规律与N素相似，主要表现为前期吸K2O的速率较慢，吸钾量也较少，但在拔节期后，开始加快，可以延续到抽穗期、开花灌浆期，其吸钾量都是增加趋势，抽穗期和灌浆期达到最大[12]，之后又逐渐减少。

由表3可知，出苗—拔节期的25 d，谷子吸钾量为15.46 kg/hm2，占谷子一生总钾量的9.47%，但拔节—抽穗期的29 d里，吸钾量达66.24 kg/hm2，占谷子全生育期总量的64.25%，很明显此阶段为谷子对钾素的最大需肥期。谷子抽穗以后，从开花灌浆到成熟期的吸钾速率是逐渐减弱的，到成熟期吸钾量为25.06 kg/hm2，占全生育期的24.31%。所以，合理增施K素的肥料，对防止后期谷子倒伏和丰产有着很重要的作用[13]。

表3 谷子不同生育时期对K素的吸收量

2.4 谷子吸肥量与生育期的关系及吸肥比例

试验表明，谷子在不同生育时期对氮、磷、钾的吸收量、吸收速率及比例的差异较大，但其总吸收趋势是一致的[14]。

从表1～3可以看出，在谷子生长前期对NP2O5-K2O的吸收速率都慢、吸收量也少，但随着生物学产量的增加，吸收N-P2O5-K2O的速率和吸肥量也不断增加[15]；在中期，吸收速率和吸肥量都达到最大量，特别是N和K2O的吸收高峰都在拔节至抽穗这一阶段，磷的吸收高峰在抽穗至灌浆阶段；在后期，谷子对N-P2O5-K2O的吸收速率和吸肥量又呈不断减少的趋势，但其总吸肥量仍呈增加趋势[16]（图1，2）。

从表4和图2可以看出，谷子对氮、磷、钾的吸收量与生育期呈现明显的指数相关性[17]。谷子在不同的生育期对N-P2O5-K2O的吸收量和吸收比例都有所不同，表现为N最多，K2O次之，P2O5最少，其中，出苗—抽穗阶段的吸收比例保持在1∶（0.12～0.18）∶（0.52～0.72）的区间内，但在抽穗以后，其吸收氮磷钾的比例基本就稳定在1∶（0.22～0.29）∶（0.52～0.55）。由此可见，谷子对于N，P，K的吸收还是有规律可循的[18]。

表4 谷子不同生育期的吸肥比例

3 结论与讨论

本研究结果表明，谷子对N-P2O5-K2O的吸收速度通常表现为前期慢，吸肥量少，中期吸收速度不断加快，吸肥量也不断增加并达到最高峰，但P2O5的吸收高峰比N和K2O要晚，后期吸收速率不断减小[17]。吸收量以N最多，P2O5最少，K2O介于二者之间，三者的吸收比例为1∶0.29∶0.55。

谷子吸肥特点与规律往往也会因为品种不同、土壤条件的差异、施肥方式的不同及不同年份的气候差异等因子的共同作用有较大差异[9]，并且各因素之间还存在互作效应[19]，都有待于进一步研究，以便更好的指导谷子生产[20]。