不施氮对不同糜子品种生长及产量的影响

罗世武，程炳文，杨军学，王 勇，张尚沛，李 凯

（宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000）

氮在植物营养代谢和产量形成中发挥着重要作用。不合理的施氮不仅造成浪费，而且导致环境污染和生态条件恶化［1，2］。提高氮素吸收率不仅能增加产量，而且可以减少因不合理的施肥而造成的资源减少、环境污染等问题。中国几乎所有的耕地都缺乏氮素，因此耐低氮品种具有更广泛的应用前景［3］。合理施肥是调控生物学产量的重要手段，在农业生产实际中应降低氮肥用量，提高氮素利用效率。本研究分析了不同糜子（Panicum millaceum L.）品种在不施氮与正常施氮条件下氮素的吸收利用及特性差异，综合评价了不同糜子品种对氮素的吸收利用能力。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在宁夏农林科学院固原分院头营科研基地，位于东经106°44′、北纬36°44′，海拔1 550 m。试验地地势平坦、肥力均匀、整齐，土壤质地为壤土，类型为湘黄土，前作为马铃薯。土壤pH 8.9，有机质含量为11.08 g/kg，碱解氮含量为57.00 mg/kg，有效磷含量为11.76 mg/kg，速效钾含量为248.57 mg/kg。

1.2 试验材料

在不施氮（N-）和施氮（N+）2 种条件下，对近几年引进糜子品种田间鉴定表现好的8 个糜子品种进行田间农艺性状和产量结果的调查分析，品种及来源见表1。

表1 糜子低氮胁迫试验品种及来源

1.3 试验设计

试验采用裂区设计，主区为施氮水平，设不施氮（N-）和施纯氮150 kg/hm2（N+，60% 基施，40% 拔节期追肥）2 个水平，副区为8 个不同基因型糜子品种。小区面积3 m×5 m=15 m2，3 次重复，随机区组排列。5 月13 日播种，播种前施底肥P2O590 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2。

1.4 数据测定分析

测定各糜子品种的生育期、地上部干物质量、根体积、叶绿素含量（SPAD）、产量及其相关性状。其中，干物质量测定为取苗期植株于105°下杀青30 min，然后于80 ℃烘干至恒重，称量干重；根体积采用排水法测定；叶绿素含量采用SPAD-502 型便携式叶绿素仪测定。并计算各性状的耐低氮胁迫指数（NSI）和肥料贡献率。其中，耐低氮胁迫指数指某一性状低氮胁迫条件下调查值与正常条件下该性状调查值的比值［4］。氮肥贡献率是指施氮对糜子产量的贡献率，计算公式如下。

氮肥贡献率=（施氮肥区产量-不施氮区产量）/施氮区产量×100%。

2 结果与分析

2.1 不施氮对不同糜子品种生育进程的影响

不施氮对不同糜子品种生长及产量的影响试验表明，各品种全生育期最长为113 d，最短为110 d，出苗期和拔节期各品种之间没有差异，但抽穗期各品种之间有明显差异，内糜5 号、辽糜31 号抽穗最早，在7 月15 日，最迟的是陇糜7 号和晋黍2 号，在7 月24 日抽穗，各品种抽穗期最长相差9 d（表2）。大部分糜子品种在8 月31 日至9 月1 日成熟，全生育期110～111 d；雁黍8 号和辽糜31 号在9 月3日成熟，全生育期113 d，相对其他品种成熟期延迟2～3 d。

2.2 不施氮对不同糜子品种地上部干物质量的影响

由图1 可以看出，苗期地上部干物质量耐低氮胁迫指数以品种宁糜14 号最大，为1.55，其次是陇糜7 号，为1.47，内糜9 号最低，为0.26；拔节期宁糜14 号最大，为1.34，其次是内糜9 号，为1.16，固糜21 号和陇糜7 号最低，为0.58；抽穗期晋黍2 号最大，为1.14，内糜9 号最低，为0.58；成熟期晋黍2 号最大，为1.35，其次是宁糜14 号，为1.07，内糜9 号为0.62，固糜21 号最低，为0.48。在糜子全生育期，内糜9 号和固糜21 号的地上部干物质量耐低氮胁迫指数较其他品种低，耐低氮能力相对较差；宁糜14 号和晋黍2 号地上部干物质量耐低氮胁迫指数与其他糜子品种相比相对较高，耐低氮能力相对较强。

表2 不施氮对不同糜子品种生育期的影响

图1 不同糜子品种地上部干物质量耐低氮胁迫指数

2.3 不施氮对不同糜子品种根体积的影响

不施氮对不同糜子品种的根体积影响如图2 所示，可以看出，苗期根体积耐低氮胁迫指数晋黍2 号最大，为1.13，内糜9 号最小，为0.16；拔节期晋黍2号最大，为1.50，宁糜14 号最小，为0.62；抽穗期辽糜31 号最大，为1.88，其次是陇糜7 号，为1.60，内糜5 号和内糜9 号最小，为0.60；成熟期宁糜14 号最大，为2.00，其次是陇糜7 号的1.30 和雁黍8 号的1.25，内糜9 号最低为0.44。在不施氮对不同糜子品种生长及产量的影响试验中，内糜9 号根体积的耐低氮胁迫指数相对低于其他品种，说明内糜9号耐低氮能力较差，其他糜子不同品种根体积的耐低氮胁迫指数在糜子各生育期表现不一。

2.4 不施氮对不同糜子品种叶片叶绿素含量的影响

由图3 可知，不同糜子品种在苗期叶绿素含量耐低氮胁迫指数以品种晋黍2 号最大，为1.00，其次是宁糜14 号，为0.99，陇糜7 号最低，为0.68；拔节期叶绿素含量耐低氮胁迫指数辽糜31 号最大，为0.96，内糜9 号最低，为0.78；抽穗期叶绿素含量耐低氮胁迫指数晋黍2 号最大，为1.17，内糜5 号最低，为0.75。不同糜子品种在各生育期叶片叶绿素含量的耐低氮胁迫指数表现不稳定，且品种间差异不显著，说明不施氮对不同糜子品种叶片叶绿素含量的影响相对较小。

图2 不同糜子品种根体积耐低氮胁迫指数

图3 不同糜子品种叶绿素含量耐低氮胁迫指数

2.5 不施氮胁迫对不同糜子品种产量性状的影响

由表3 可知，不施氮对糜子农艺性状的影响程度因品种而异，宁糜14 号的株高、穗长、主穗粒重、主穗重、千粒重、茎秆重的耐低氮胁迫指数最大，分别为1.12、1.06、1.28、1.12、1.14、1.45；内糜9 号和雁黍8 号的株高、穗长的耐低氮胁迫指数最低，分别为0.79、0.80；内糜9 号、雁黍8 号主穗重的耐低氮胁迫指数为分别为0.48 和0.73，低于其他糜子品种；不施氮明显降低不同糜子品种产量，在不施氮和施氮条件下，固糜21 号产量最高，分别为3 108.15 kg/hm2和4 755.75 kg/hm2，耐低氮胁迫指数为0.65；陇糜7号在不施氮（N-）和施氮（N+）条件下，产量最低，分别为1 827.60 kg/hm2和2 654.70 kg/hm2，耐低氮胁迫指数为0.69。糜子不同品种产量的耐低氮胁迫指数为0.62～0.80，宁糜14 号产量的耐低氮胁迫指数最大，雁黍8 号最小。由此可知，宁糜14 号受氮胁迫影响较小，耐低氮能力较强，内糜9 号、雁黍8 号对于低氮胁迫较为敏感，耐低氮能力较差。

表3 不施氮对不同糜子品种产量性状及产量的影响

2.6 不施氮对不同糜子品种氮肥贡献率的影响

不同糜子品种氮肥贡献率的差异如图4 所示。氮肥对不同品种糜子的产量贡献率有差异，氮肥对产量的贡献率在20%～38%，其中贡献率最高的糜子品种是雁黍8 号，为38%，最低的是宁糜14 号，为20%。与其他品种相比，不施氮胁迫对宁糜14 号的影响较小，在缺氮条件下减产最少。

图4 不同糜子品种的氮肥贡献率

3 结论

研究表明，作物对低氮胁迫的反应存在显著性差异，选用耐低氮品种是提高氮肥利用率、减少氮肥用量、提高品质的有效途径［5］。本试验以不同糜子品种的地上部干物质量、根体积、叶绿素含量SPAD、相关农艺性状、产量和氮肥贡献率作为调查指标，衡量了不施氮胁迫对不同糜子品种生长的影响。另外，大量研究发现，与单施化肥相比，氮、磷、钾肥配施不仅可以提高农作物的产量［6］，改善农作物的品质［7］，而且可以显著提高土壤有机质含量和全氮含量［8］，从而提高土壤肥力。由于不同作物对肥料的反应不同，所以在农业生产中应在综合考虑不同作物的施肥效应、需肥特性及经济效益的基础上对肥料资源进行合理配置［9］。根据不同糜子品种耐低氮胁迫能力的不同，有序指导不同糜子品种种植在不同肥力的地块，对合理施用氮肥、提高氮肥贡献率有十分重要的意义。

综合分析表明，糜子品种宁糜14 号、晋黍2 号在不施氮条件下，地上部干物质量和产量的耐低氮胁迫指数较大，说明这2 个品种耐低氮能力较强，不施氮对其影响较小。内糜9 号、雁黍8 号的地上部干物质量、根体积、株高、穗长、穗颈长、主穗粒重、主穗重等农艺性状的耐低氮胁迫指数较小，即受低氮胁迫的影响较大。不施氮对不同糜子品种叶片叶绿素含量的影响相对较小。

作物施肥与不施肥产量之间存在极显著的正相关关系，在配施化肥的同时应该保证肥料利用效率的提高，而氮、磷、钾肥的合理配施是提高肥料利用效率的有效措施［10，11］，在不施氮胁迫对不同糜子品种生长及产量的影响试验中，糜子不同品种的产量及相关农艺性状分析表明，雁黍8 号的耐低氮胁迫指数较低，且氮肥对产量的贡献率最高。