不同肥料施用方式对盐碱地高粱生长特性的影响_张旷野.pdf

辽宁农业科学 2 0 2 3(1):1 31 7L i a o n i n gA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s文章编号:1 0 0 2-1 7 2 8(2 0 2 3)0 1-0 0 1 3-0 5 d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 2-1 7 2 8.2 0 2 3.0 1.0 0 3不同肥料施用方式对盐碱地高粱生长特性的影响*张旷野1,张 飞1,刘 兴2,王佳旭1,柯福来1,卢 峰1(1.辽宁省农业科学院高粱研究所,辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 1;2.辽宁省农业科学院盐碱地利用研究所,辽宁 盘锦 1 2 4 0 1 0)摘要:为探究盐碱土壤上高粱最适有机肥与缓释肥协同施用量,本研究以辽糯1 1为试材,设置5个试验处理,测定主要农艺性状,冠层参数,光合作用参数以及产量性状。结果表明采用有机肥2m3/6 6 7 m2与缓释肥6 0k g/6 6 7 m2协同施用的方式可显著提高辽糯1 1的叶绿素含量,氮平衡指数,穗粒数以及产量。为扩大高粱种质面积起到积极作用,并为盐碱地高粱配套栽培技术提供理论依据。关键词:高粱;盐碱地;有机肥;光合作用参数;产量中图分类号:S 5 1 4;S 1 4 7.2文献标识码:A 盐碱地土壤是我国土地资源的重要组成部分。据统计,我国目前约有99 0 0万h m2的盐碱地,盐碱地土壤严重影响作物的产量1。由于我国耕地资源紧张,且中轻度盐碱地土壤面积有上升的趋势。但是盐碱地土壤作为我国后备土地资源,开发和利用可以大幅缓解耕地压力2。高粱起源于贫瘠的非洲大陆,是较强的耐盐碱作物3,而且高粱作为酿造业的主要原料,目前生产总量无法满足酿造业需求,因此种植高粱是提高盐碱地利用效率,扩大高粱种植面积的重要手段4,5。有机肥和氮肥在高粱生产中占有同样重要的地位,二者并用,合理配施,能实现高粱养分的供需平衡,对促进高粱产量和提高品质具有重要意义6,7。有研究表明,施用有机肥能够改良土壤结构和理化性质,不仅可以为作物提供全面的营养元素和微量元素,还有利于盐碱地土壤的改良。例如,王娜娜等研究发现,与单施无机肥相比,有机肥与氮肥协同施用后水稻产量增加2 0%8。盘锦是辽宁省盐碱地面积较大的地区,多属于典型的滨海盐碱地9,本研究旨在探究有机肥与氮肥协同施用对盐碱地高粱的生长和产量的影响,探索盐碱地高粱的栽培生产技术,指导盐碱地高粱轻简、高效生产,对我国盐碱地土壤的利用和改良具有重要意义。1 材料与方法1.1 试验地点与试验材试验于2 0 2 1年在辽宁省盘锦市辽河三角洲(4 0 5 2 N,1 2 1 3 5 E)进行,当地气象条件如图1所示。2 0 2 1年5月2 0日播种,9月2 6日收获,土壤含盐量为2.5 9g/k g,p H值为7.8 5,土壤含碱解氮6 9.9 5 m g/k g,速效磷2 0.5 8 m g/k g,速 效钾3 5 6.5 1m g/k g,有机质1.9 6%。以高粱杂交种辽糯1 1为试验材料。1.2 试验设计本试验总计5个试验处理。C K:以当地常规施肥和管理技术(缓释肥4 0k g/6 6 7 m2,NPK=2 61 21 0)为对照,处理1:腐熟有机肥2m3/6 6 7 m2+缓释肥0k g/6 6 7 m2,处理2:腐熟有机肥2m3/6 6 7 m2+缓释肥1 0k g/6 6 7 m2,处理3:腐熟有机肥2 m3/6 6 7 m2+缓释肥2 0k g/6 6 7 m2,处理4:腐熟有机肥2m3/6 6 7 m2+缓释肥3 0k g/*收稿日期:2 0 2 2-0 9-0 2基金项目:财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系建设项目(C A R S-0 6-1 4.5-A 2 2);辽宁省农业科学院院长基金面上项目(2 0 2 1 M S 0 5 0 4);辽宁省农业科学院学科绩效后补助项目(2 0 2 2-H B Z-1 0 0 8);辽宁省农业科学院院长基金博士启动项目(2 0 2 1 B S 0 7 0 5);沈阳市种业创新专项(2 2-3 1 8-2-1 5)作者简介:张旷野(1 9 9 2-),男,助理研究员,主要从事高粱遗传育种与栽培工作。E-m a i l:9 7 3 2 1 9 0 4 0q q.c o m通讯作者:卢峰(1 9 7 4-),男,研究员,主要从事高粱栽培工作。E-m a i l:l u f e n g 7 4 0 2 0 2 0 2 31 6 3.c o m辽 宁 农 业 科 学 2 0 2 3年6 6 7 m2。腐熟有机肥主要营养成分如下:有机质养分含量4 7 9.2g/k g,全氮(N)2 6.9g/k g,全磷(P2O5)1 9.6g/k g,全钾(K2O)3 2.8g/k g。缓释肥和有机肥与播种时全部施入,整个生育期间不追肥。每个小区面积为4 8m2,行长8m,行宽0.6m,1 0行区。随机区组设计,3次重复。图1 生育期内盘锦地区气象资料表1 不同处理缓释肥施用量及有机肥施用量处理缓释肥施用量(k g/6 6 7 m2)有机肥施用量(m3/6 6 7 m2)C K4 00T 14 02T 25 02T 36 02T 47 021.3 测定项目和方法1.3.1 主要农艺性状测定方法灌浆期测定各处理农艺性状,采用塔尺测定株高,数显游标卡尺测定茎粗,茎粗测定位置为基部上数第5节,每处理测定1 0株,3次重复。1.3.2 产量形状测定方法成熟期收获小区中间6行,测定不同处理千粒重穗粒数,风干后脱粒称重。采用籽粒水分测定仪测定籽粒含水量,计算单位面积标准水分(1 4%)籽粒产量,3次重复。1.3.3 光合作用参数灌浆期选择晴朗无云的天气,采用光合作用测定系统(C I R A S-3型,H a n s a t e c h,英国)进行相关参数测定,测定每处理倒二叶叶片净光合速率(P n)、蒸腾速率(E)、气孔导度(G s)、胞间二氧化碳浓度(C i)和水分利用效率(WU E),3次重复。测定时设定光合仪参数人工光源,光照强度为12 0 0m o l/m2s(红光蓝光=91),C O2浓度为3 8 0m o l/m2s。1.3.4 冠层结构参数于高粱抽穗开花期(灌浆期)测定,选择晴朗无云的天气,上午9:0 01 1:0 0采用L A I-2 2 0 0 C植物冠层分析仪(美国L I-C O R),测定不同处理叶面积指数(L A I)、平均叶倾角(MT A)、表观聚集度指数(A C F)和无截取散射(D I F N),测定位置为旗叶下部,每处理测定3次重复。1.3.5 叶绿素的测定于高粱抽穗期测定,采用D u a l e x新型多功能叶片测量仪(法国F o r c e-A公司)测定叶绿素含量和氮平衡指数,测定位置为高粱旗叶中部,3次重复。2 结果与分析2.1 不同施肥方式对主要农艺性状的影响各处理高粱株高和茎粗结果如表2所示,由图可 知,C K及 四 组 处 理 高 粱 的 株 高 分 别 为1 5 8.8 7c m,1 5 0.8 3c m,1 6 9.2 0c m,1 6 2.3 3c m,1 7 0.3 0c m。方差分析结果表明,T 2、T 3和T 43个处理间的株高没有显著差异,T 3和C K两处理间、C K和T 1两处理间株高均无显著差异,T 2、T 4的株高均显著高于C K和T 1,另外,T 3的株高显著高于T 1。茎粗方面,C K及四组处理高粱的株高分别为1 7.2 3mm、1 3.2 0mm、1 6.8 7mm、1 7.4 0mm、1 7.7 3mm。方差分析结果表明,除T 1以外,其他4个组间茎粗无显著差异,但是T 1与T 2两处理间无显著差异,T 1的茎粗显著低于C K组,T 3和T 4。2.2 不同施肥方式对叶绿素含量和氮平衡指数的影响不同施肥方式对叶绿素含量和氮平衡指数的影响如图3所示。C K及4组处理高粱的叶绿素含量分别为4 3.8 3、4 2.5 8、4 1.4 6、4 5.3 4和4 5.2 0。C K、T 1、T 3和T 4之间叶绿素含量没有显著性差异,但是T 3和T 4处理组的叶绿素含量均显著高于T 2组。氮平衡指数方面C K及4组处理高粱的氮平衡指数分别为3 2.7 7、3 5.8 2、3 1.7 4、3 7.0 9和3 4.4 6。C K组的氮平衡指数显著低于T 3,但是与其他3组处理的氮平衡指数没有显著性差异。2.3 不同施肥方式对冠层参数的影响不同施肥方式对不同处理冠层指标的影响如图4所示。C K及4组处理高粱的叶面积指数分41第1期 张旷野等:不同肥料施用方式对盐碱地高粱生长特性的影响别为2.2 5、1.8 7、1.4 9、1.5 3、2.0 2。C K组的叶面积指数最高,显著高于T 1、T 2和T 33个处理,但是与T 4处理没有显著性差异,T 2处理的叶面积指数最低,显著低于除T 3以外的其他处理。平均倾斜角度方面,C K及4组处理高粱的叶面积指数分别为4 7.0 9、4 9.7 7、4 9.3 2、4 7.4 0 和4 4.8 2,各处理间平均倾斜角度没有显著性差异。表观聚集度指数方面,5个处理的表观聚集度指数分别为0.8 8、0.5 9、0.8 7、0.7 9、0.8 0,除T 1显著低于其他4个处理外,其他4个处理间没有显著性差异。无截取散射方面,5个处理的无截取散射分别为0.1 8、0.2 4、0.3 1、0.3 0、0.2 2。方差分析结果表明C K组的无截取散射显著低于4个处理组,T 4组的无截取散射显著低于T 2和T 3。2.4 不同施肥方式对光合作用参数的影响不同施肥方式对光合作用参数的影响结果如表2所示。由表2可以看出,C K组的净光合速率最大,显著高于4个处理,4个处理中,T 2,T 3和T 43个处理的净光合速率没有显著性差异,但是均显著高于T 1处理。气孔导度方面,C K组的气孔导度显著低于T 1,但是显著高于T 2、T 3和T 43个处理。细胞间C O2浓度方面C K组与T 2和T 4两组处理没有显著性差异,但是上述3组处理均显著低于T 1和T 3两个处理,而T 1和T 3两处理间则没有显著性差异。5个处理的蒸腾速率随着施肥量的增加而减小,T 2、T 3和T 43个处理的蒸腾速率显著低于C K组,而T 1处理与对照组相比没有显著性差异。2.5 不同施肥方式对产量的影响不同施肥方式对穗部性状和产量的影响如表3所示。5个处理中T 2和T 3处理的千粒重较高,其中T 2处理的千粒重比C K增加了7.0 8%,除T 2处理以外,其余4个处理间千粒重并没有显著性差异。穗粒数方面,5个处理中穗粒数最高的为T 3,比C K增加了2 6.2 5%,值得主注意的是,T 1的穗粒数仅为16 6 8.9 3个,比C K减少了2 8.6 7%,方差分析结果表明T 3和T 4两处理间穗粒数差异不显著,C K,T 2以及T 43个处理间差异不显著,T 1和T 2两处理间穗粒数差异同样不显著;而T 3处理的穗粒数显著高于除T 4以外其余的3个处理。产量方面5个处理的产量依次为5 7 4.0 0k g/6 6 7 m2、3 9 6.3 3k g/6 6 7 m2、5 3 7.1 7 k g/6 6 7 m2、7 3 6.5 5k g/6 6 7 m2和6 4 7.1 2k g/6 6 7 m2,T 3处理的产量显著高于其余的4个处理,照C K增产2 8.3 2%,4个有机肥+缓释肥处理中仅有T 3和T 4增产明显,而T 1和T 2两个处理的产量均低于C K组。图2 不同施肥方式对株高和茎粗的影响图3 不同施肥方式对叶绿素含量和氮平衡指数的影响51辽 宁 农 业 科 学 2 0 2 3年图4 不同施肥方式对冠层参数的影响表2 不同施肥方式对光合作用参数的影响处理净光合速率(m o l/m2s)气孔导度(m o l/m2s)细胞间C O2浓度(m o l/m o l)蒸腾速率(mm o l/m2s)C K3 0.5 61.