N素水平对13-5171-7青稞生长及氮肥利用率的影响

韦泽秀，卓 玛

(省部共建青稞与牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室/西藏自治区农牧科学院 农业资源与环境研究所，西藏 拉萨 850032)

N 素是陆地生态系统第一性生产力的重要限制因子，被称为生命要素[1]，也是限制植物生长、调节生态系统结构和功能、限制群落初级和次级生产量的关键性元素[2]。为提高粮食产量，长期的不合理施肥使西藏土壤有机质含量和土壤全氮量较20世纪60 年代普遍下降，有76%的耕地出现严重缺肥且肥力因素极不协调现象[3-5]，大量学者研究发现氮素是西藏土壤养分主要限制因素，增施氮肥对作物产量提高和品质提升有显著效果[6-7]。

13-5171-7 是西藏农牧科学院农业研究所近年来选育的高产春青稞新品系，目的是为了提高肥料利用率，发掘青稞新品种的生产潜力，避免过量施肥对资源的浪费和环境的影响。开展13-5171-7 青稞新品种高产栽培配套措施，了解氮素水平对13-5171-7 生长及氮素利用效率的影响，设计不同氮素水平试验，对13-5171-7 分蘖能力、成穗率、株高、生物量积累、氮肥偏生产力和氮肥农学效率进行分析，以评估氮肥对13-5171-7 生长的影响，为13-5171-7高产栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年4 月—2020 年8 月在西藏农牧科学院4 号试验地进行(29°38′34″N，91°2′31″E，海拔3 662 m)。该地区年平均温度为7.4 ℃，年日照时数3 000 h，年降水量为200^510 mm，集中在6—9月份，无霜期100^120 d，属高原温带半干旱季风气候。试验地0^20 cm土层土壤质地为砂壤土，有机质含量为26.07 g/kg，全氮2.35 g/kg，碱解氮158.07 mg/kg，全磷1.352 g/kg，有效磷173.06 mg/kg，全钾5.577 g/kg，速 效 钾57.12 mg/kg，pH 值 为7.42，电 导 率 为168.2 us/cm。

1.2 试验设计

以13-5171-7 青稞新品系为供试春青稞品系，青稞播量为15 kg/666.7 m2，设计0 kg/666.7 m2N，3 kg/666.7 m2N，5 kg/666.7 m2N，7 kg/666.7 m2N，9 kg/666.7 m2N，11 kg/666.7 m2N 共6 个处理，氮素基施50%，拔节期追施50%，小区面积4 m×5 m，3次重复，随机排列，2020年4月17日播种，2020年8月21日收获，其他田间管理一致(表1)。

表1 试验设计

1.3 测定项目和方法

(1)不同氮素水平对13-5171-7 分蘖及成穗的影响

在青稞苗期每小区随机选取2 个1 m2样方并标记，测定田间基本苗，在分蘖完成后(拔节期)按乔玉强等[8]方法测定最大茎蘖数，在腊熟期测定其成穗数。

分蘖率=最大茎蘖数/基本苗

成穗率=成穗数/基本苗

(2)不同氮素水平对13-5171-7 株高和生物积累的影响

5 月19 日(分蘖期)、6 月8 日(拔节期)、6 月28日(孕穗期)、7 月18 日(灌浆期)、8 月7 日(乳熟期)每个小区取0.25 m2青稞样品，随机选取10 株完整青稞植株测定株高、鲜质量、干质量，分析不同N 素水平对13-5171-7生物积累的影响。

(3)氮肥利用效率分析

收获时按照小区分别打场测定小区产量。

用氮肥偏生产力和氮肥农学效率表征农田氮肥的利用效率[9-11]。

氮肥偏生产力(Partial factor productivity from applied N，PFPN)，指单位投入的肥料氮所能生产的作物籽粒产量，即PFPN =Y/F，Y为施肥后所获得的作物产量；F代表化肥的投入量。

氮肥农学效率(Agronomic efficiency of applied N，AEN)，指单位施氮量所增加的作物籽粒产量，即AEN=(Y-Y0)/F，Y为施肥后所获得的作物产量；Y0 为不施肥条件下作物的产量；F代表化肥的投入量。

1.4 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2010 和DPS9.05软件进行统计分析，LSD法进行显著差异性检验。

2 结果与分析

2.1 不同N 素水平处理对13-5171-7 分蘖及成穗的影响(表2)

不同N 素水平处理13-5171-7 两叶一心期基本苗，平均值为267.33-295.50 株/m2，各处理间差异不具有统计学意义(p>0.05)；为了了解N 素水平对13-5171-7 分蘖的影响，在青稞分蘖完成后的拔节期测定最大茎蘖数，发现不同N 素水平13-5171-7 最大茎蘖数在460.83^562.17 株/m2之间，N肥使用后13-5171-7 分蘖普遍高于CK 处理，其中T1，T3，T5 处理最大茎蘖数较CK 差异具有统计学意义(p<0.05)，T2，T4 处理最大茎蘖数较T1，T3，T5差异不具有统计学意义(p>0.05)，较CK 处理差异也不具有统计学意义(p>0.05)，不同N 素水平对13-5171-7 最大茎蘖数的影响也呈波动变化。在13-5171-7 腊熟期测定成穗数发现，不同N 素水平13-5171-7成穗数为373.33^446.67株/m2，N肥使用后13-5171-7 成穗数普遍高于CK 处理，随N 素水平增加，13-5171-7 成穗数先增加后降低，在T2 水平时成穗数达到最高，且与CK 处理差异具有统计学意义(p<0.05)。

通过分析N 素水平对13-5171-7 分蘖率和成穗率的影响可见，增施N 肥13-5171-7 的分蘖率和成穗数较CK 处理有不同程度增加，其中T2，T3 处理有效分蘖和成穗率较高，对13-5171-7 群体结构形成和资源有效利用效果较好。

2.2 不同N素水平处理对13-5171-7株高的影响

不同N 素水平处理对13-5171-7 不同生育期株高的影响结果见图1。13-5171-7 在孕穗前株高成直线增长趋势，孕穗期后13-5171-7 株高除T0处理外，其他处理株高无显著增加。不同N 素水平处理对13-5171-7 株高的影响，在13-5171-7 分蘖期平均株高为25.6^29.67 cm，施N处理平均株高普遍高于T0 处理，但仅T4 处理株高显著高于T0 处理(p<0.05)；拔节期不同N 素水平对13-5171-7 株高差异不具有统计学意义(p>0.05)；在孕穗期施用N 素处理平均株高均显著高于T0 处理，到乳熟期不同N 素处理株高差异不具有统计学意义。总体上，施N 处理株高高于T0 处理，尤其是拔节到孕穗期植株生长最快。株高增加最快时期，施用N 肥能补充和满足青稞生长对营养的需求。

小写字母不同表示p<0.05水平差异具有统计学意义图1 不同N素水平对13-5171-7株高的影响

2.3 不同N 素水平处理对13-5171-7 生物积累的影响

对不同处理13-5171-7 在分蘖期、拔节期、孕穗期、灌浆期和乳熟期分别取样测定了青稞生物量累积(植株干物质质量)，结果见图2。13-5171-7不同生育期生物量积累能较好拟合二次多项式曲线。13-5171-7 随生育期推进，植株生物量累积速率随N素水平增加先增加后降低，在不同N素水平间从大到小表现为T4，T3，T5，T2，T1，T0。结果表明，增施N肥13-5171-7生物量积累速率增加，随生育期推进生物量积累更快更多，当N素为11 kg/666.7 m2水平时，由于N 素过量，13-5171-7 植株贪青会延长生育期使青稞生长速率下降。

图2 不同N素水平对13-5171-7生物积累的影响

2.4 不同处理的氮肥利用效率(表3)

表3 不同处理13-5171-7氮肥利用率

不同N 素水平对13-5171-7 产量的影响结果见表3，13-5171-7产量随N素水平增加先增加后降低，其中T3(N：7 kg/666.7 m2)和T2(N：5 kg/666.7 m2)处理13-5171-7 产量较CK 处理显著提高；对氮肥的偏生产力进行分析，不同N 素水平13-5171-7 的氮肥偏生产力为45.94^168.49 kg/kg，氮肥偏生产力随N 素水平提高而降低；不同N 素水平13-5171-7的氮肥农学效率为2.54^25.14 kg/kg，氮肥农学效率随N 素水平提高先增加后降低，符合养分报酬递减率规律。在本试验环境下，T3(N：7 kg/666.7 m2)处理13-5171-7产量和氮肥农学效率最高。

3 讨论与结论

分蘖是小麦等禾本科作物的重要农艺性状。国内外学者对分蘖成穗特性做了大量研究[12-14]，越来越多的学者认为，小麦产量进一步增加主要依赖于控制无效分蘖的数量，增加分蘖的成穗率，使茎蘖成穗率和群体质量提高[15-17]。建立合理的群落结构，提高群落质量是实现高产栽培的关键[18。在本研究中增施N 肥13-5171-7 的分蘖率和成穗数较CK 处理有不同程度增加，与张国良等[19]研究结论一致。在拔节期追施氮肥能够增加成穗能力，使群体质量朝着较好的趋势发展，合理施用氮肥可以有效改善作物群体质量，在5 kg/666.7 m2N 水平时13-5171-7 分蘖率较高，成穗率最高，对群体结构形成和资源有效利用效果较好。

干物质积累是作物产量形成的基础[20]，增加小麦干物质积累量是提高其产量的重要途径[21]。对不同N水平处理13-5171-7生物积累进程进行分析，随生育期推进植株生物累积量增加，增施N肥13-5171-7生物量积累速率增加，当N素为11 kg/666.7 m2水平时，由于N 素过量13-5171-7 植株会延长生育期使青稞贪青晚熟，与肖国滨等[22]研究结果一致。

对氮肥利用率和生产效率进行分析，13-5171-7产量随N素水平增加先增加后降低，氮肥偏生产力随N 素水平提高而降低；氮肥农学效率随N素水平提高先增加后降低，T3(N：7 kg/666.7 m2)处理13-5171-7 产量和氮肥农学效率最高，在生产中建议推广。