施用控释尿素和普通尿素对不同高粱品种生长及产量的影响

李泽碧，周 瑜，黄 娟，张亚勤，王秋月

（重庆市农业科学院特色作物研究所，重庆永川 402160）

高粱是我国重要的旱地粮食作物，是名优白酒的主要原料，西南地区是优质酿酒高粱（糯）优势产区[1]。施用氮肥是提高高粱产量重要措施，但随着农业生产的发展，氮肥施用量迅速增加，过量施用氮肥不仅造成肥料利用率下降，还引发一系列土壤及环境破坏问题，进而影响农业的可持续发展[2]。与普通尿素相比，控释氮肥肥效期长，养分释放与作物吸收基本一致，能够满足作物整个生育期对养分的需求[3]。目前，关于控释氮肥对作物农艺性状、产量及其构成因素、养分利用等方面的研究已有很多，施用控释氮肥可以促进谷子的叶绿素合成及植株氮素累积[4]，施用控释氮肥可以促进棉花的光合作用，促进棉花的干物质积累[5]。在早晚稻中，等量控释氮肥处理较普通尿素处理产量增加[6-8]。控释肥料的施用比普通肥料提高玉米产量1.98%～19.02%[9]，施用控释氮肥比普通尿素水稻可增产4.08%～16.99%[10]。但是控释氮肥在高粱上的应用效果鲜有报道。本研究通过田间试验，比较等氮量施用控释肥和普通尿素对高粱农艺性状、干物质积累量、产量的影响，以期为控释肥在高粱上的合理施用提供理论支撑，对指导控释氮肥在一次性施肥技术上的应用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020 年5—8 月在重庆市农业科学院渝西作物试验站(重庆市永川区卫星湖街道南华村)(29.52°N、107.64°E，海拔298 m)实施。试验田前茬为油菜，土质为黏壤土，肥力中等，地势平坦，排灌方便。控释尿素为树脂包膜尿素(N 44%，释放期90 d)和尿素(N 46%)、磷肥为过磷酸钙(P2O512%)、钾肥为氯化钾(K2O 60%)。供试作物为金晋渝糯3 号、金糯粱1 号、国窖红1 号和红缨子等4 个高粱品种，分别用V1、V2、V3 和V4 表示。氮肥种类为控释氮肥(C)和普通尿素(U)，试验对每个品种设置2 种施氮处理，在相同施氮量(180 kg·hm-2)条件下，控释氮肥1次施入，尿素分2 次施用，1/3 于播种前基施，2/3 于拔节期追施，磷肥、钾肥均作为底肥于播种前一次性深施。小区面积21 m2，随机区组排列，3 次重复，36 个小区，其他田间管理按照常规栽培要求实施。

1.2 调查取样

1.2.1 产量及产量构成要素

于成熟期每小区取有代表性的5 株用于考种，测定穗粒数、千粒重、穗粒重。各小区实收晾干计产。

1.2.2 干物质积累与分配

于拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期、成熟期，各小区取3 株代表性植株，分为叶片、穗、茎秆，装袋。经105 ℃杀青30 min，在80 ℃下烘干至恒重，称量高粱地上部不同器官干物质重及干物质积累量。

1.3 数据分析

用Microsoft 2010 软件对数据进行处理，用SPSS 20.0统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮处理对高粱生长的影响

2.1.1 对高粱株高和茎粗的影响

由表1 可知，品种和肥料种类对开花期和成熟期高粱株高有极显著影响（p＜0.01），二者之间的交互作用显著。随着生育期的推进，不同品种在两种氮肥种类施用条件下，高粱株高均呈增高的趋势。但不同品种在两种施氮条件下，不同时期株高差异不同。晋渝糯3号、金糯粱1号C1处理的株高显著低于U1，国窖红1号和国窖红1号的株高在C1和U1处理之间差异不显著。晋渝糯3号和金糯粱U1处理的开花期株高较C1 处理分别增加了9.48%和5.35%，成熟期株高较C1分别增加了10.65%和6.23%。

表1 不同施肥处理下各高粱品种的株高和茎粗

品种对开花期和成熟高粱茎粗有极显著影响，肥料种类对茎粗无显著影响，二者之间的交互作用对开花期株高无显著影响，对成熟期茎粗有极显著影响。各品种开花期的株高在C1 和U1 间差异不显著。成熟期晋渝糯3 号和金糯粱1 号C1 处理的株高显著高于U1，国窖红1 号和红缨子在两种处理下差异不显著。成熟期晋渝糯3号和金糯粱1号C1处理的茎粗比U1处理增加了6.99%和15.05%。

2.1.2 对高粱SPAD和叶面积指数的影响

叶绿素含量是衡量植物叶片光合性能的重要指标，对于作物的产量形成有重要作用，SPAD 值是衡量植物叶片叶绿素含量的重要参数。由表2 可知，品种和肥料种类对开花期和成熟期高粱的SPAD 有极显著影响，二者之间的交互作用对开花期SPAD 影响不显著，对成熟期SPAD 有极显著影响。晋渝糯3 号和金糯粱1 号C1 和U1 处理间开花期的SPAD 差异不显著，国窖红1号和红缨子U处理开花期的SPAD显著高于C 处理，分别增加了13.19%和11.70%。晋渝糯3 号和金糯粱1 号C 处理成熟期的SPAD 显著高于U 处理，分别增加了9.85%和13.18%，国窖红1 号和红缨子C、U处理间成熟期的SPAD差异不显著。

表2 不同施肥处理下各高粱品种的SPAD和叶面积指数

品种和肥料种类对开花期和成熟期高粱的叶面积指数有极显著影响，二者之间的交互作用显著。各品种U 处理开花期的叶面积指数较C 处理显著增加，晋渝糯3号、金糯粱1号、国窖红1号和红缨子U 处理开花期的叶面积指数比C 处理分别增加19.86%、20.99%、46.73%和8.86%。晋渝糯3号和金糯粱1号C处理成熟期的叶面积指数显著高于U 处理，分别增加了19.89%和23.33%。

2.2 不同施氮处理对高粱干物质积累的影响

由表3 可知，品种和肥料种类对开花期和成熟期高粱的干物质积累量均有显著或极显著影响，二者之间的交互作用对开花期干物质积累量有极显著影响，对成熟期干物质积累量无显著影响。晋渝糯3 号和金糯粱1 号U 处理开花期的干物质积累量显著高于C 处理，分别增加了21.62%和17.76%，国窖红1号和红缨子C 和U 处理间开花期的干物质积累量差异不显著。晋渝糯3号和金糯粱1号C处理开花期的干物质积累量显著高于U 处理，分别显著增加了16.17%和9.06%，国窖红1 号和红缨子C 和U 处理间成熟期的干物质积累量差异不显著。

表3 不同施肥处理下各高粱品种的干物质积累量

2.3 不同施氮处理对高粱产量及产量构成要素的影响

由表4 可知，不同氮肥种类处理对高粱产量、穗粒重和千粒重均有极显著或显著影响，二者之间的交互作用对产量和穗粒重有显著影响，对千粒重无显著影响。与U 相比，晋渝糯3 号和金糯粱1 号的产量显著增加，分别增加9.13%、6.92%，国窖红1 号和红缨子在C 和U 处理间的产量差异不显著。晋渝糯3 号和金糯粱1 号C 处理的穗粒重和U 处理间的差异显著，分别增加7.66%、5.30%，国窖红1 号和红缨子在C 和U 处理间的穗粒重差异不显著。各品种在C 和U 处理下的千粒重差异不显著。

表4 不同施肥处理下各高粱品种的产量及产量构成因素

3 讨论与结论

施用氮肥是促进作物生长发育、增加产量的重要措施[6]，控释肥作为一种新型肥料，可以调节土壤理化性质，改善土壤结构，保证作物所需养分能长时间供给，确保作物整个生育期的需肥量，增加作物产量[11]。研究表明，同一供氮条件下，包膜尿素不同掺混比处理的水稻产量和地上部生物量均比普通尿素高[7]。控释氮肥可以延缓肥料的释放周期，协调土壤在作物整个生育期内的供氮能力从而提高糜子单产[12]。本试验研究结果表明，晋渝糯3 号和金糯粱1号的成熟期SPAD 值和叶面积指数显著高于普通尿素处理。国窖红1 号和红缨子开花期的SPAD 值表现为普通尿素处理显著高于控释尿素。前人研究表明，与NPK 处理相比，控释氮肥处理的叶片SPAD 值提高了17.6%，施用控释氮肥可以促进谷子的叶绿素合成[4]。与普通尿素相比，等氮量控释氮肥处理能够维持早稻后期生长所需氮肥，保证早稻叶片后期叶绿素含量，提高早稻净光合速率，增加水稻产量[6]。各品种开花期叶面积指数为普通尿素显著高于控释尿素。控释尿素处理晋渝糯3 号和金糯粱1 号开花期的干物质积累量低于普通尿素，但在成熟期显著提高，可能是由于与普通尿素相比，控释氮肥比普通尿素改善作物生长后期的供肥能力，促进高粱开花后植株干物质积累，从而提高成熟干物质积累量及产量，促进作物增产[7,13]。

本研究中，与普通尿素处理相比，等氮量控释氮肥处理高粱成熟期晋渝糯3 号和金糯粱1 号的茎粗、穗粒重和产量显著增加，国窖红1 号和红缨子差异不显著，各品种的千粒重差异不显著。控释氮肥对高粱的增产作用显著高于普通尿素，这可能与茎粗、穗粒重显著增加有关。有试验表明，与普通尿素处理相比，等量控释氮肥处理早晚稻产量分别增加3.6%和9.3%[8]；施用控释氮肥可以增加玉米籽粒产量[14]，树脂膜控释尿素显著提高小麦籽粒产量10.4%～16.5%[15]。与普通尿素相比，施用等量控释氮肥可显著提高糜子产量，两年分别增加4.97%和3.88%[12]。施用包膜尿素有利于水稻产量的提高，包膜尿素各处理的有效穗数明显多于普通尿素处理，增加29.21%，显著增产17.75%[7]。施用控释肥可以改善高粱的生育性状，提高高粱产量，但对不同品种有所差异，对杂交高粱增产显著，常规高粱虽有增加，但差异不显著，可能与品种特性和氮肥释放特性有关。一次性基施控释尿素与分次施用普通尿素相比，控释尿素养分供应持久，能满足整个高粱生育期需求，促进植株生长发育，不仅提高了高粱产量，而且节约劳动成本。

本试验条件下，与施用普通尿素相比，施用控释肥使杂交高粱品种植株农艺性状得到改善，成熟期植株干物质积累量增加，SPAD 值和叶面积指数增加，同时提高了茎粗和穗粒重，最终促使产量增加，但对常规高粱产量的增加不显著。表明控释肥在杂交高粱上的施用效果显著，有助于产量的提高，可作为高粱生产中的推荐施肥方式。因此，在杂交高粱生产中推广控释氮肥的一次性基施具有重要的实践意义，然而在“减肥增效”的背景下，减量施用控释氮肥能否保持高粱稳产，还有待更深入地研究。