膜下滴灌追肥量对谷子生长发育及产量的影响

白晓雷 柴晓娇* 王显瑞付 颖 沈轶男 张 篶 宋青山于立涛 李彩银 冯晓娟

（1赤峰市农牧科学研究所，内蒙古赤峰 024000；2巴林左旗鑫达种业有限公司，内蒙古赤峰 025450）

谷子起源于中国[1-4]，具有历史文化深厚、抗旱耐瘠、环境友好、营养丰富均衡和粮饲兼用[5-9]等优点。近年来，随着消费需求的提升、一批优质抗除草剂品种的选育成功和轻简化栽培技术的成熟完善，谷子种植面积、总产量、经济效益都稳定上升。截至2018年，我国谷子播种面积已达到77.8万hm2，年总产量为234万t，平均产量为3 008 kg/hm2，在国内农业产业发展和结构调整中起到的作用越来越大[10-12]。因此，加强谷子高产优质栽培理论与技术研究，对促进谷子产业发展具有重要意义。

在实际生产中，由于传统施肥习惯和施肥种类单一，还存在氮肥施入过量的问题，氮肥施入过量不但造成浪费，还会使谷子成熟时间延迟，提高谷子植株高度，增加谷子倒伏风险。因此，合理的氮肥施用量是谷子种植高产高效的关键。

膜下滴灌水肥一体化技术作为现代农业发展的综合管理技术措施，有利于谷子对养分的吸收和利用，也可以减少水肥在运输过程中的损耗，提高水肥利用效率、增加产量以及改善品质。同时，该技术可以平衡土壤养分结构，改善土壤物理性状，协调土壤中微生物的种类、数量及活性，减少养分淋溶，降低氮素流失造成的水体环境污染，从而提高农业生态环境质量和减少施肥对环境的污染，进一步保障生态环境安全[13-16]。

目前，对谷子水肥一体化适宜追肥量的研究较少。因此，本研究在大田膜下滴灌条件下，以氮、磷、钾比例为34∶0∶16的水溶性肥为试验材料，设置不同追肥处理，研究其对谷子生长发育和产量的影响，并初步探讨覆膜对谷子生长及产量的影响，以期为谷子高产、高效、节肥、节水生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在赤峰市农牧科学研究所城子乡试验园区进行。试验地土壤为黄栗钙土，0～20cm土层土壤基础肥力：全氮0.7 g/kg，碱解氮52.5 mg/kg，有效磷17.5 mg/kg，速效钾95 mg/kg，有机质13.1 g/kg，pH值7.9。

1.2 供试材料

供试谷子品种为赤谷K1。供试肥料为内蒙古佳兴农业生产资料有限公司生产的复合型掺混肥料（14-17-16）、秦皇岛美盛化肥有限公司生产的水溶性复合肥料（34-0-16）。

1.3 试验设计

试验采用大区无重复设计，基肥施用复合型掺混肥料（14-17-16）300 kg/hm2，追施水溶性复合肥料（34-0-16）。试验共设置6个追肥处理，分别为谷子拔节期追施水溶性复合肥料（34-0-16）75 kg/hm2（T1）、150 kg/hm2（T2）、225 kg/hm2（T3）、300 kg/hm2（T4），以不覆膜浇水追施水溶性复合肥料（34-0-16）150 kg/hm2处理（CK1）和覆膜浇水不追肥（CK2）为对照。

1.4 试验实施

谷子覆膜种植，除CK1外，其他处理膜下铺设滴灌带。适期播种（5月17日），大小垄种植，大垄距60 cm，小垄距40 cm，穴距8 cm，每穴留苗2株。于7月22日按照试验设计的施肥量进行追肥。其他管理同一般大田生产。

1.5 测定项目及方法

分别在拔节期（7月1日为追肥）、灌浆期（8月1日）、收获前（9月1日）测量株高、分蘖数和整株鲜重，样株于105℃杀青30 min后，75℃烘干至恒重测量整株干物质积累量。调查每个处理的出苗、抽穗和成熟日期，成熟后每个处理3次重复取样测产。

1.6 数据分析

采用Microsoft Excel软件对试验数据进行处理，采用SAS 9.0数据处理系统LSD进行统计分析和差异性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对谷子生育期的影响

从表1可以看出，覆膜条件下谷子的出苗用时5 d，不覆膜出苗则要用时8 d。覆膜可以明显缩短谷子的出苗时间。在不覆膜条件下，本试验所用谷子品种赤谷K1从出苗至成熟用时123 d；处理T2在追肥150 kg/hm2覆膜情况下，从出苗至成熟则用时113 d，较CK2缩短了10 d。

表1 不同处理对谷子生育期的影响

在实际生产中，快速出苗，尽快完成籽粒灌浆成熟可以大概率地规避倒春寒和极早霜造成的生产风险。在相同覆膜条件下，追肥量超过225 kg/hm2后追肥量越大，谷子成熟所需的时间也越长，过量追肥会增加谷子受灾风险。

2.2 不同处理对谷子株高、分蘖数、鲜重和干重的影响

从表2可以看出，各性状总体变化趋势一致。随着生育进程推进，各处理谷子植株高度、分蘖数、鲜重和干重呈现逐渐增高增大的趋势。不论在追肥前还是在同量追肥后，覆膜对谷子的株高、分蘖数、鲜重和干重都有很大影响，覆膜处理谷子的生物量高于不覆膜处理，且差异达到显著水平。

表2 不同处理对谷子株高、分蘖数、鲜重和干重的影响

8月1日取样数据显示，处理T1和CK2之间株高差异不显著，但显著低于处理 T2、T3、T4，且同 7 月1日未追肥前取样数据比较，株高增长缓慢，说明处理T1（追肥75 kg/hm2）不能满足谷子这一阶段生长发育对养分的需求。处理T2、T3、T4间株高差异不显著，株高并没有随着追肥量的增加而明显增高。9月1日取样数据显示，CK1和CK2谷子株高显著低于处理T2、T3、T4，而处理 T1、T2、T3、T4间的差异不显著，由此说明追肥量超过150 kg/hm2后再增加对谷子株高无影响。

处理T4谷子分蘖数最多（除7月1日外），处理T3、T4间差异不显著。 处理 T2、T1和 CK2分蘖数次之，三者间差异未达到显著水平。CK1的分蘖数最少，与处理 T1、T2、T3、T4间差异达到显著水平。由此表明，覆膜栽培能明显促进谷子分蘖，随着追肥量的不断增加谷子分蘖数也不断增加，增加追肥量能促进谷子分蘖，但超过150 kg/hm2后促进效果不明显。

在追肥前，7月1日取样数据显示：覆膜条件下栽培的谷子鲜重显著高于不覆膜条件下栽培的谷子， 但处理 T1、T2、T3、T4和 CK1、CK2间的谷子干重差异均未达到显著水平。追肥后，8月1日和9月1日取样数据显示，处理T1、T2、T3和T4之间谷子干重和鲜重的差异均未达到显著水平，CK1和CK2极显著低于处理 T1、T2、T3、T4， 且 CK1、CK2之间的差异也达到了极显著水平。由此表明，不覆膜传统追肥方式追肥150 kg/hm2及膜下只浇水不追肥都难以满足谷子的生长发育需求。

2.3 不同处理对谷子产量的影响

从表3可以看出，赤谷K1在覆膜水肥一体化栽培条件下最高产量能达到7 692.31 kg/hm2。CK2即在覆膜不追肥情况下产量也能达到6 278.59 kg/hm2，而CK1即不覆膜追肥150 kg/hm2栽培条件下产量为4 864.86 kg/hm2，CK1与 CK2差异极显著，说明覆膜对谷子产量的影响很大。同样，在覆膜条件下，处理T1极显著低于处理 T2、T3、T4，而处理 T2、T3和 T4之间差异不显著。

表3 不同处理对谷子产量的影响

3 结论与讨论

作物生长发育主要通过吸收利用土壤中矿质营养，结合水分运输至体内供应其各部分生长[17]。因此，谷子生长发育和产量与施肥关系密切。

陈昱辛等[18]研究认为，在相同追肥量情况下应用水肥一体化技术可以显著提高柑橘叶片的光合能力及产量表现。邓兰生等[19]在香蕉上研究表明，合理应用水肥一体化技术有节肥、省工、提高产量的效果。霍昭光等[20]在烤烟上研究表明，水肥一体化技术通过水肥结合能够减轻北方干旱少雨天气对烟草产生的不利影响，能促进烤烟生长发育，获得更高的生产效益。

本试验研究结果表明，从产量、生产安全和经济效益等综合因素来看，覆膜可以有效提高谷子的出苗速度，缩短生育期，降低生产风险；膜下种植并采用水肥一体化技术追肥有显著的增效节本功能；不覆膜传统追肥方式追施水溶性复合肥（34-0-16）150 kg/hm2和膜下水肥一体化追施水溶性复合肥（34-0-16）75 kg/hm2，都不能满足谷子生长发育对肥料营养的需求，不能发挥本试验供试谷子品种的产量潜力。而膜下水肥一体化水溶性复合肥（34-0-16）225 kg/hm2及以上追肥量与追施水溶性复合肥（34-0-16）150 kg/hm2处理比较，已不能起到增产增效的作用，还小幅度地延长了谷子的生育期，增大了谷子倒伏和受霜冻灾害减产的风险，造成了肥料的浪费，并加重了农业环境污染。由此表明，膜下水肥一体化追施水溶性复合肥（34-0-16）150 kg/hm2为适宜谷子生产的追肥量。