复合肥使用量对晋北地区黍子产量和品质的影响

张桂蓉，郑竹胜，刘悦琦，秦淑郡，耿慧涌，李云丹，王 琦，曹景芬

（1.繁峙县综合检验检测中心，山西 繁峙 034300；2.繁峙县农业农村局，山西 繁峙 034300；3.山西省种业发展中心，山西 太原 030000）

黍子（Panium miliaceumL.）属禾本科黍属（Panium mili‐aceum），是起源于我国的古老作物之一，我国的栽培面积和产量均居世界第2位[1]。山西省繁峙、代县、忻府区等地为我国黍子主栽区[2]。繁峙县黍子常年播种面积保持在63 333 hm2以上，是繁峙第二大粮食作物。2016年底，“繁峙黄米”申报国家地理标志产品，后陆续入选国家名特优新农产品、山西省功能性农产品、山西省市级区域公用品牌，2021年繁峙县被国家粮食行业协会命名为“中国黍米之乡”。如何进一步提高黍子产量和品质，对满足消费者需求、提高农户收入和提升行业市场竞争力有重要意义。

黍子产量和品质受多种因素影响，其中肥料是一个重要的因素，盲目施肥不仅导致肥料浪费，而且会影响黍子的产量和品质[3]。张美俊等[4]根据一元二次肥效模型得出糜子氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）的最优推荐施肥量分别121.61 kg/hm2、78.09 kg/hm2、24.23 kg/hm2，张永清等[5]研究发现氮、磷、钾之间表现出明显的协同作用，具有明显的加合效应。张权中等[6]研究发现高肥条件下糜子的光合速率和水分利用效率均较高。孙黛珍等[7]研究发现硝酸铵、过磷酸钙、硫酸钾施肥量在0～80 kg/0.067 hm2（折合N、P2O5、K2O 1 hm2施肥量分别为0～402 kg、0～204 kg、0～600 kg）时蛋白质、脂肪含量随着氮、磷、钾肥施用量的增加而增加，李海[3]发现1 hm2施氮磷钾180～240 kg、135～180 kg、90 kg组合黍子增产明显。杨如达[8]建议在黍子生产上施用N、K、B肥，以1 hm2施用氮肥（N）345 kg、钾肥（K2O）150 kg、硼肥（Na2B4O7·10H2O）15 kg为宜。可见，各地黍子在适宜的施肥量上有一定差异。

为研究繁峙县黍子合理施肥量，进一步提高其产量和品质，本研究在繁峙县笔峰村进行了复合肥肥效试验，通过对黍子的产量与施肥量间的关系分析构建黍子施肥模型，旨在为繁峙县及周边区域黍子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2021年6月—2021年9月在繁峙县笔峰村实施，占地0.033 hm2，此地原为耕地，后成为建筑材料堆放地，无前茬耕种。种植期平均温度21.2℃，平均月日照时长207 h，平均月降水量77.0 mm。

1.2 供试材料

1.2.1 供试黍子品种

当地常规品种黑黍子。

1.2.2 肥料

复合肥：新洋丰农业科技股份有限公司生产，N含量26%，P2O5含量10%，K2O含量12%，3元/kg。

生物有机肥：嘉施利（平原）化肥有限公司，有效活菌数≥5×108/g，有机质≥60%，腐植酸≥5%，2元/kg。

庄稼大力神牌微肥（以下简称微肥）：钙（游离态）≥3%，镁（游离态）≥3%，硫≥5.0%，铁（游离态）0.2%～1%，锌（游离态）≥2%，硼≥1.5%，钼≥0.5%～1%，游离态氨基酸≥3.0%，pH值4～8，水分≤2.0%，粒度≥90.0%，2元/kg。

尿素：纯N含量46%，2.1元/kg，均由繁峙县杏园农产品合作社提供。

1.3 试验处理及方法

1.3.1 试验设计

设复合肥A、生物有机肥B和微肥C 3个因素，通过施加不同量的生物有机肥B和微肥C模拟不同施肥种植环境，共设计9个施肥种植环境模拟组，各模拟条件下施用复合肥450 kg/hm2、600 kg/hm2、750 kg/hm2，同时设对照组CK（当地习惯施肥，播种前施复合肥600 kg/hm2，苗高33.3 cm时追施尿素300 kg/hm2），共计27+1（CK）个处理组合（见表1），每个处理设3次重复，共84个小区，每小区面积为12.1 m2，随机区组排列，小区之间用小畦分开，留观察走道。

表1 试验因素与水平及施肥成本Tab.1 Experimental factorsand levels and cost of fertilization

1.3.2 试验管理

黑黍子于2021年6月11日整地施肥料，6月20日播种（机器穴播，行距×穴距为45 cm×24 cm），并分别在7月9日和7月24日进行2次间苗，留苗12株/穴。8月6日，黍子约33.3 cm高时，对照组CK追加尿素，用量为300 kg/hm2，10月2日收获。

1.3.3 采样与检测

黍子成熟后，每小区从四周向里各留2个保护穴，从第3穴开始计，采取五点采样法，选择中间和四角的五穴作为测试株，每小区均单独收获、脱粒、晾晒、测产，分别分析生长指标和营养指标，以各小区产量折算单产。生长指标包括株高、茎基粗、穗长、单穗质量、百粒质量、密度等[3]；营养指标包括蛋白质、脂肪、还原糖、直链淀粉等[8]。

1.3.4 经济效益计算

黍子的经济效益主要以施肥利润作为主要参考依据，计算方法如下：

单价以当地黑黍的平均价格计算，约7元/kg。

1.4 数据分析

采用Excel和IBM SPSSStatistics v23.0进行数据统计和分析。方差分析采用Duncan新复极差法。

2 结果与分析

2.1 复合肥对黍子产量的影响

采用Duncan方法进行单因素方差分析，结果见表2。表中数据显示复合肥对黍子的产量有显著影响，施肥后2/3的试验较CK增产，且产量值最高值出现在第五组A2B2C2的组合，此时，复合肥使用量为600 kg/hm2，较CK增产360 kg/hm2。当生物有机肥和微肥的施加量一定时，随着复合肥使用量的增加，5/9的处理组产量先增后减（第一、二、五、六、九组），且均高于CK组。

表2 施用复合肥对黍子产量的影响Tab.2 The effect of applying compound fertilizer on theyield of broomcorn millet

2.2 施肥对黍子经济效益的影响

从图1中可以看出，施肥利润最高的试验组为A3B2C1，复合肥的施用量为450 kg/hm2，较CK增加利润0.38×104元/hm2；产量最高的A2B2C2组合，其施肥较CK增加0.25×104元/hm2，排列第三。

图1 不同施肥处理黍子的施肥利润Fig.1 Fertilization profit of broomcorn millet with different fertilization treatments

2.3 施肥对黍子生长指标的影响

采用单因素方差分析Duncan法分析施用不同量的复合肥对黍子产量结构的影响，见表3。不同的复合肥施用量对穗长、穗质量和百粒质量无显著影响，但对株高、茎基粗和籽粒容重均有显著影响。其中复合肥施用量为450 kg/hm2时，有7/9的处理组（第一、二、三、四、五、六、七、九组）中株高值最大，且均高于对照组CK；复合肥施用量为600 kg/hm2时，5/9的处理组（第一、二、三、四、五组）中茎基粗值最大，并在第二组出现籽粒容重的最大值（668.1±21.2）g/L。

表3 复合肥对黍子生长指标的影响Tab.3 Effectsof compound fertilizer on growth index of broomcorn millet

2.4 复合肥使用量对黍子营养品质的影响

从表4可看出，复合肥施用量对黍米还原糖、蛋白质和脂肪含量有显著影响，对直链淀粉含量无显著影响，同时，当复合肥施用量为750 kg/hm2时，黍米还原糖、蛋白质和脂肪等指标出现最高值，分别为（2.75±0.13）g/100 g（A3B3C2）、（15.9±0.9）g/100 g（A3B3C3）、（3.99±0.38）g/100 g（A3B2C3），均高于CK组。但是，分别对比9组数据发现，当复合肥的施用量均为600 kg/hm2时，有4/9的处理组（第一、二、四、六）蛋白质含量最高，5/9的处理组（第三、四、五、六、八、九）脂肪含量最高，1/3的处理组（第一、五、六）还原糖含量最高。经检测，各小区中的黍米均未检出直链淀粉。

表4 复合肥对黍米营养品质的影响Tab.4 Effect of compound fertilizer on nutrient quality of broomcorn millet

3 讨论与结论

氮、磷、钾三要素适时、适量供应是作物产量形成的重要条件之一，合理施用氮、磷、钾肥可以有效提高黍子产量，增加收益[10]。试验结果表明，复合肥对黍子产量、株高、茎基粗及黍米还原糖、蛋白质和脂肪含量有显著影响，对黍子穗质量、穗长、百粒质量和黍米直链淀粉无显著影响。当逐步加大复合肥使用量时，黍子产量、经济效益、营养指标、口感指标呈先增长后下降的趋势，当复合肥的施用量为600 kg/hm2时，黍子产量最高，经济效益较大，黍米的营养指标和口感的综合指标最佳，即在同等条件下，复合肥与微肥、生物有机肥组合使用优于只施加复合肥与尿素，且这种施肥方式在提高产量、增加收益、提高营养价值、改善口感的同时，可增大茎基粗，提高抗倒伏性；当复合肥施用量为450 kg/hm2时，植株株高优势明显。

据资料统计，中国化肥用量增加84%，而粮食只增产12%[11]，过量施肥增产作用下降甚至引起减产[12]，化肥利用率低[13]，生态环境恶化[14]。研究资料表明，黍子对氮磷钾的吸收速度一般是生长前期缓慢，吸肥量较少，生长中期吸收速度逐渐加快，吸肥量逐渐增加并达高峰[15]，对于复合肥是在翻地前一次性施入好，还是随着黍子的生长分批次施入，还有待于进一步研究。