不同施肥方式和用量对夏谷产量的影响

崔纪菡，郭 帅，赵 宇，刘 猛，沈南南，刘建军，夏雪岩，李顺国*

(1.河北省农林科学院谷子研究所/国家谷子改良中心/河北省杂粮研究实验室，河北石家庄 050035；2.河北省杂粮产业技术研究院/河北东粮农业科技股份有限公司，河北邯郸 056000)

谷子[Setariaitalica(L.) Beauv.]又称粟，为禾本科一年生草本作物，谷子属于耐旱、耐瘠薄作物，是北方干旱、半干旱地区如河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、陕西等省份的重要杂粮作物。谷子获得高产的必要条件之一是具备充足的氮、磷、钾元素，土壤中氮、磷、钾的丰缺直接影响作物产量的高低和品质的优劣，生产上多采用以氮、磷、钾元素为主要成分的复合肥、尿素作为底追肥施入。目前对谷子施肥方面的研究主要集中在氮肥运筹、氮磷钾配比、有机无机配施等方面。樊永强等[1]在控制氮肥总量条件下，研究不同种类氮肥(碳酸氢铵、缓释硫酸铵和尿素)和施肥方式(全部底施、分期底追施)对谷子农艺性状和产量的影响，尿素处理的产量最高，施肥方式以分别作基肥和追肥施入最佳。杨延兵等[2]研究表明追施尿素150 kg/hm2，单穗粒重和产量最高。李志军等[3]、王晓军等[4]、郝洪波等[5]、韩芳等[6]、何继红等[7]分别研究了陕西、甘肃、河北、山西、甘肃的氮磷钾配比对谷子产量的影响，探讨了氮磷钾平衡施肥对谷子产量及土壤肥力的影响。杨永青等[8]研究了不同底肥处理对谷子产量、品质及经济效益的影响，明确了1/2 复合肥配施生物有机肥是最优底施肥方式。以上研究在明确谷子需肥规律具有重要意义，但在指导制定施肥技术方面略有不足，原因是复合肥和尿素是生产上常用的实际施用形式，而科学研究中为了明确各个元素(氮、磷、钾)的需求量，多采用过磷酸钙、硫酸钾、碳酸氢铵、硫酸铵等形式开展研究，获得的结果往往不贴合实际。底肥和追肥是生产上常见的2个环节，应同时纳入考量，既不能仅研究追肥舍弃底肥，也不能反之。

谷子获得高产的重要条件还包括充足的矿质元素和营养物质，如铁、镁、锌、腐殖酸、氨基酸等，叶面施肥因具有迅速补充元素、调节植物生长、环境友好、经济合算等特点，是补充矿质元素和活性物质的重要途径，尤其在中后期，在因作物根系活力下降和作物群体高度和密度的原因导致根际追肥不方便、效果差的条件下，叶面施肥针对性强、吸收效果好的优点能得到充分的体现，为作物的高产稳产奠定坚实的基础。叶面肥对谷子防早衰效应的结果表明，叶面肥能有效提高叶片的叶绿素含量、提高叶片的光合速率，同化物的运输和分配得到有效调节[9]。叶面喷施适量氯化钙，可显著提高作物的产量，穗粗和穗粒重较对照显著增加[10]。叶面喷施适量氮肥对谷子株高和叶面积具有显著的促进作用，喷施氮肥能提高叶片SPAD值，促进叶片光合作用，提高SOD、POD以及硝酸还原酶活性，从而提高谷子产量[11]。叶面喷施肥料还可有效减少秕谷，提高整米率和结实率[12]。目前，关于基施追肥与叶面肥的对比研究相对较少，不清楚二者在提升谷子产量方面的优势，喷施叶面肥后能否取消基施追肥环节也存在一定争议。

为了降低谷田化肥投入，确立谷田适宜的施肥量和形式，明确叶面肥是否可以替代基施追肥，开展不同基肥追肥量、不同追肥形式(叶面喷施和基施)的夏谷产量比较，最终达到夏谷田减肥增效的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验于2018年6—10月在河北省农林科学院谷子研究所马庄试验站进行。试验站位于河北省石家庄市藁城区(114°46′E，37°55′N)，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，气温变化剧烈，雨量集中。年平均气温12.9 ℃，年平均降水量569.8 mm，主要集中在7、8月，无霜期平均为197 d。播前试验地耕层土壤理化性质见表1。

表1 耕层土壤基本理化性质

1.2 试验方法供试谷子品种为汇华金米。采用裂区设计，设3个底肥梯度的主区，主处理分别为基施氮磷钾复合肥(20-15-15)225(F1)、375(F2)、525(F3) kg/hm2。主处理含有6个追肥(不追肥、尿素和叶面肥)的裂区，裂区处理分别是不追肥(N0)、拔节-孕穗期基部追施尿素150(N1)、225(N2)和300(N3) kg/hm2，或叶面喷施蛋白质肥(DY)(免疫增产蛋白质肥，来源北京绿色农华植物营养科技有限公司)或氨基酸肥(AY)(氨基酸植物营养液，来源石家庄农悦生物科技有限公司)，共计18个处理，裂区重复3次。谷子播种量为15 kg/hm2，采用条播方式，0.4 m行距。每裂区面积为5.9 m×2.4 m，在5～8叶期间苗，留苗密度为60万株/hm2，其他管理措施同常规。

1.3 测定指标与方法在谷子成熟期采集5株谷子植株，分解为根、茎、叶、穗4部分，然后进行烘干称重。9月20日收获谷子，收获裂区中间3行；利用Excel 和DPS 软件进行数据的统计与分析。采用LSD检验法对各处理的上述指标进行方差分析，并进行底肥处理和追肥处理这二因素的方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对谷子成熟期干物质重的影响由图1可知，底肥处理对谷子根部干重影响显著，对茎部、叶部和穗部影响不显著。追肥处理对各部位影响不显著，底肥、追肥二个因素对茎部、穗部的交互影响显著。基施225 kg/hm2的复合肥不追肥处理下根部、茎部、叶部、穗部的干物质累积量最高。通过追肥不能显著改变根部、茎部、叶部、穗部的干物质累积量，说明这几个性状可能与植株追肥前的生长建成有关，或受环境条件的综合影响较大，拔节-孕穗期追肥对植株体的增加影响较小。

注：不同小写字母表示不同追肥处理间差异显著(P<0.05);不同大写字母表示不同追肥处理间差异极显著(P<0.01)

2.2 不同施肥处理对谷子农艺性状的影响由表2可知，不同施肥处理对谷子农艺性状有一定的影响，F1+AY处理下的谷子单穗重最高，F3+DY处理下的谷子单穗粒重最高，F2+N0处理下的出谷率最高。以上结果表明，不追肥也可获得较高的单穗重、单穗粒重和出谷率。施肥处理方式对谷子千粒重的影响效果不显著。

2.3 不同施肥处理对谷子产量的影响由表2可知，不同施肥处理的谷子产量3 765～5 505 kg/hm2，产量差1 740 kg/hm2，F1+AY处理下谷子产量最高，F3+N3处理下谷子产量最低。产量排序前5位的处理皆为叶面喷施蛋白质肥、氨基酸肥或者底肥用量低的处理。

表2 不同施肥处理对谷子农艺性状和产量的影响

仅考虑底肥梯度对谷子产量的影响(图2a)，在底施复合肥225 kg/hm2时产量最高，其次是375 kg/hm2，再次是525 kg/hm2；仅考虑追肥对谷子产量的影响(图2b)，氨基酸叶面肥产量最高，蛋白质叶面肥次之，基施300 kg/hm2的尿素处理产量最低。由此可知，氨基酸叶面肥和蛋白质叶面肥对谷子产量的提高优于基施尿素。

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05);不同大写字母表示不同处理间差异极显著(P<0.01)

2.4 底肥和追肥二因素对谷子产量的影响表3为底肥(复合肥)和基施追肥(尿素)二因素对谷子产量影响的方差分析，底肥处理和基施追肥处理对产量的独立影响、交互影响均不显著。底肥处理的F为2.7，P为0.078，基施追肥处理的F为0.1，P为0.950，底肥处理的影响效应远高于基施追肥处理，说明底肥对谷子产量的影响远比基施追肥大。

表4为底肥(复合肥)和叶面追肥(叶面肥)对谷子产量影响的方差分析，底肥处理和叶面追肥处理对产量的独立影响、交互影响均显著或极显著。底肥处理的F为9.6，P为0.005，叶面追肥处理的F为8.2，P为0.017，底肥处理的影响效应远高于叶面追肥处理，说明底肥对谷子产量的影响略高于叶面追肥。结合表3中底肥的影响远大于基施追肥，叶面追肥的影响效应高于基施追肥。

表3 底肥(复合肥)和基施追肥(尿素)二因素对谷子产量影响的方差分析

表4 底肥(复合肥)和叶面追肥(叶面肥)二因素对谷子产量影响的方差分析

3 讨论

谷子高产施肥处理皆为不追基肥处理或者少施肥处理，总施肥量过高不利于产量的提高。这可能与试验地块土壤养分含量中等有关，同时，谷子追施氮肥的吸收利用时间较短、集中，过多的氮肥不仅带来较高的损失率，而且易造成植株贪青晚熟的现象，影响肥效和产量。氮是作物需要量和收获带走量最多的营养元素，追施尿素对提升产量效果不显著，说明农田和肥料的氮供应充足，选用其他元素类型肥料的追施效果可能更适宜。

叶面肥较于传统土壤施肥而言具有养分吸收快、利用率高、肥效好、针对性强、施用简便等优点。陈淑云等[13]提出，叶面肥的喷施有利于提高作物叶片表面的叶绿素含量，从而提高作物光合作用，增加作物产量。李修平等[14]研究表明叶面施肥不仅养分利用率高、用肥量少，还可与植物生长调节剂及其他活性物质混合使用，既提高养分吸收效果、增强作物抗逆性，又降低用工成本，减少农业生产投资。该研究中，底施375 kg/hm2的复合肥配合氨基酸叶面肥追肥的谷子产量最高，为5 505 kg/hm2，其次是底施375 kg/hm2的复合肥配合蛋白质叶面肥追肥，产量为5 355 kg/hm2，525 kg/hm2的复合肥底肥配合300 kg/hm2尿素追肥处理的谷子产量最低，为3 765 kg/hm2。从底肥用量上，复合肥用量越高谷子产量越低，225 kg/hm2时产量最高。从追施肥形式上，叶面喷施肥比基施尿素平均增产420～780 kg/hm2，氨基酸叶面肥表现最佳，其次是蛋白质叶面肥，基施尿素效果最差。以上结果表明，谷田生产中把叶面喷施氨基酸肥、蛋白质肥料，减少或者取消基施尿素量，可以实现谷田减肥稳产效果。

4 结论

在单独考虑底肥梯度的情况下，不同底肥梯度的谷子产量表现为施加复合肥225 kg/hm2﹥施加复合肥375 kg/hm2﹥施加复合肥525 kg/hm2；不同追肥梯度的谷子产量表现为氨基酸叶面肥﹥蛋白质叶面肥﹥尿素225 kg/hm2﹥尿素150 kg/hm2﹥不追肥﹥尿素300 kg/hm2。在该研究中，225 kg/hm2的复合肥底肥配合氨基酸叶面肥追肥的谷子产量最高，为5 505 kg/hm2，525 kg/hm2的复合肥底肥配合300 kg/hm2尿素追肥处理的谷子产量最低，为3 765 kg/hm2。叶面喷施肥比基施尿素平均增产420～780 kg/hm2，氨基酸叶面肥表现最佳，其次是蛋白质叶面肥。叶面喷施氨基酸肥、蛋白质肥料，减少或者取消基施尿素量，可以实现谷田减肥稳产效果。该研究为当地谷子生产提供较为合理的施肥方案。