啤酒大麥氮營(yíng)養(yǎng)診斷及追肥推薦研究

周彥芳　劉　強(qiáng)　張秀華

摘要用播前和拔節(jié)期土壤礦質(zhì)氮含量（Nmin）以及拔節(jié)期植株NO3--N含量可作為啤酒大麥氮肥推薦施用的指標(biāo)。0～100cm土層NO3--N含量變化趨勢(shì)逐漸下降，NH4+-N變化不明顯。不論施肥水平高低，還是土層深度不同，Nmin含量與NO3--N含量變化非常一致，且NO3--N含量占Nmin總量的70%～92%。氮肥施用量與拔節(jié)期植株NO3--N含量變化具有較好的一致性。高、中、低產(chǎn)栽培下，獲得最高產(chǎn)量的氮肥施用量分別是249kg/hm²、324kg/hm²、182kg/hm²；同時(shí)，獲得最高產(chǎn)量的拔節(jié)期植株NO3--N測(cè)試值分別是1 706 mg/kg、2 045mg/kg、1 733mg/kg。

關(guān)鍵詞啤酒大麥；礦質(zhì)氮含量；硝態(tài)氮含量；施肥指標(biāo)

中圖分類號(hào) S512.3；S147.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739（2009）06-0141-03

氮肥推薦是推薦施肥的核心。確定合理的施氮量、提高氮肥利用率、降低施用氮肥對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的壓力，一直是國(guó)內(nèi)外農(nóng)學(xué)家努力的方向。我國(guó)現(xiàn)行的測(cè)土配方施肥推薦技術(shù)，如肥料效應(yīng)函數(shù)法和目標(biāo)產(chǎn)量法，只能定量控制施肥總量，不能對(duì)肥料合理分配以及根據(jù)植物生長(zhǎng)發(fā)育情況對(duì)肥料施用進(jìn)行調(diào)節(jié)[1]。而實(shí)際上，作物生長(zhǎng)受各種環(huán)境因素的影響，在作物生長(zhǎng)發(fā)育前期作出的施肥預(yù)測(cè)，應(yīng)該根據(jù)作物對(duì)環(huán)境的協(xié)調(diào)程度，作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。因此，進(jìn)行氮素營(yíng)養(yǎng)診斷和追肥推薦研究，是對(duì)測(cè)土配方施肥技術(shù)產(chǎn)前一次肥料推薦的深化。在作物生長(zhǎng)期間測(cè)定植株硝酸鹽含量并用于追肥推薦，具有充分的理論基礎(chǔ)[2-4]，是歐洲普遍采用的技術(shù)[5，6]。目前，在這方面我國(guó)對(duì)小麥、玉米、棉花有不少研究[7-9]，而在啤酒大麥上的研究很少。該項(xiàng)研究目的在于把土壤診斷和植株診斷結(jié)合起來(lái)，以土壤無(wú)機(jī)氮測(cè)試推薦基肥施用量，以植株氮營(yíng)養(yǎng)診斷推薦追氮肥量作為主要技術(shù)體系，配之以快速的診斷儀器，從而建立一套簡(jiǎn)便易行、準(zhǔn)確快速、有利于提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、便于應(yīng)用的啤酒大麥氮肥施用推薦體系。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在甘肅省啤酒大麥原種場(chǎng)（壤土、pH值8.0、有機(jī)質(zhì)0.80%、全氮0.18%、速效鉀254mg/kg、海拔1 670m，簡(jiǎn)稱試點(diǎn)1）、黃羊河農(nóng)場(chǎng)（砂壤土、pH值8.2、有機(jī)質(zhì)1.20%、全氮0.21%、速效鉀368mg/kg、海拔1 650 m，簡(jiǎn)稱試點(diǎn)2）、張掖園藝試驗(yàn)場(chǎng)（沙土、pH值8.4、有機(jī)質(zhì)0.70%、全氮0.12%、速效鉀284mg/kg，海拔1 400m，簡(jiǎn)稱試點(diǎn)3）。

1.2供試作物

啤酒大麥哈瑞特（Harrington）。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)施氮0kg/hm²、75kg/hm²、150kg/hm²、225kg/hm²、300kg/hm²、375kg/hm² 6個(gè)處理，3次重復(fù)。磷肥（P2O5）按150 kg/hm²作底肥一次性施入。氮肥60%作底肥、40%于拔節(jié)期結(jié)合灌水施入。田間隨機(jī)排列，小區(qū)面積20m²。

1.4測(cè)試項(xiàng)目

大麥播前土壤基礎(chǔ)肥力：0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm土層Nmin，拔節(jié)期和收獲期各小區(qū)各層次Nmin，拔節(jié)期大麥植株NO3--N含量，收獲期植株和籽粒全氮量，以及其他常規(guī)生長(zhǎng)性狀調(diào)查。

1.5測(cè)試方法

土壤氮素測(cè)定采集土壤鮮樣，流動(dòng)自動(dòng)分析儀分析；拔節(jié)期植株NO3--N含量用反射儀測(cè)定；植株全氮用H2SO4-H2O2消解，流動(dòng)自動(dòng)分析儀分析；籽粒蛋白質(zhì)按GB2905測(cè)定。

2結(jié)果與分析

2.1土壤各形態(tài)氮含量的消長(zhǎng)

研究發(fā)現(xiàn)，土壤NO3--N含量隨土層深度的增加呈遞減分布，0～20cm土層NO3--N含量最高，80～100cm含量最低（圖1）。在地力水平不同的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，這一趨勢(shì)一致。說(shuō)明通氣良好狀態(tài)下，可加速肥料氮向NO3--N轉(zhuǎn)化。NH4+-N在各層含量較低，變化不明顯（見圖2）。

雖然地力水平和施肥水平影響NO3--N和NH4+-N的消長(zhǎng)，但NO3--N占Nmin量的70%～92%。因此，在類似地區(qū)，可以用NO3--N含量來(lái)估計(jì)Nmin水平，以減少測(cè)定程序。

2.2施肥對(duì)拔節(jié)期啤酒大麥植株NO3--N含量及0～30cm土層NO3--N含量的影響

試驗(yàn)表明，隨著施氮量的增加，啤酒大麥拔節(jié)期植株體內(nèi)NO3--N含量也增加。從圖3~5可以看出，在3個(gè)試點(diǎn)隨著施氮量的增加，植株體內(nèi)NO3--N含量呈線性增加，說(shuō)明施氮肥能明顯促進(jìn)植株對(duì)氮的吸收。但是，隨著土壤基礎(chǔ)肥力的變化，這一線性相關(guān)也在變化，肥沃和貧瘠的土壤其線性相關(guān)降低?？梢姡┓室环矫骘@著促進(jìn)氮的吸收；另一方面過(guò)量施肥后，由于土壤基礎(chǔ)肥力的差異，植株NO3--N含量最高的處理不一定是施肥量最多的1個(gè)。

另外，隨著施氮量的增加，拔節(jié)期0～30cm土層的NO3--N含量也隨之增加（見圖6），有著較好的相關(guān)性。

2.3施氮量對(duì)籽粒產(chǎn)量及生物產(chǎn)量的影響

隨著施氮量的增加，啤酒大麥產(chǎn)量也相應(yīng)增加，當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)后，進(jìn)一步增施氮肥，產(chǎn)量開始呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)。不同產(chǎn)量水平，最高產(chǎn)量施肥量也有差異（見圖7~9）：試點(diǎn)1最高產(chǎn)量為4 851kg/hm²，最高產(chǎn)量施肥量為268 kg/hm²；試點(diǎn)2最高產(chǎn)量為6 033kg/hm²，最高產(chǎn)量施肥量為266kg/hm²；試點(diǎn)3最高產(chǎn)量為2 804kg/hm²，最高產(chǎn)量施肥量為211kg/hm²。隨著土壤肥力的增加，最高產(chǎn)量施肥量也提高。施氮量與生物產(chǎn)量也存在著類似的相關(guān)關(guān)系。

2.4啤酒大麥拔節(jié)期植株NO3--N含量與啤酒大麥籽實(shí)產(chǎn)量

拔節(jié)期對(duì)啤酒大麥植株體內(nèi)NO3--N含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，拔節(jié)期植株體內(nèi)NO3--N含量與收獲期啤酒大麥籽實(shí)產(chǎn)量呈較好的相關(guān)性，在高產(chǎn)水平下，最高產(chǎn)量（6 042 kg/hm²）時(shí)，拔節(jié)期植株體內(nèi)NO3--N含量為1 706mg/kg；在中產(chǎn)水平下，最高產(chǎn)量（4 828kg/hm²）時(shí)，植株體內(nèi)NO3--N含量為2 045mg/kg；在低產(chǎn)水平下，最高產(chǎn)量（3 040kg/hm²）時(shí)，植株體內(nèi)NO3--N含量為1 733 mg/kg。據(jù)此可確定啤酒大麥的診斷臨界值為1 800mg/kg，即啤酒大麥在拔節(jié)期植株體內(nèi)硝態(tài)氮含量達(dá)到1 800mg/kg時(shí)就可獲得高產(chǎn)。

2.5施氮對(duì)啤酒大麥蛋白質(zhì)含量及莖稈全氮含量的影響

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用量與莖稈全氮含量有著很好的相關(guān)關(guān)系，隨著氮肥施用量的增加，啤酒大麥莖稈全氮含量呈直線上升。氮肥施用量對(duì)啤酒大麥蛋白質(zhì)含量有著較大影響，隨著氮肥用量的增加，啤酒大麥蛋白質(zhì)含量相應(yīng)增加，將施氮量與蛋白質(zhì)含量用直線關(guān)系進(jìn)行擬合，并根據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)啤酒大麥蛋白質(zhì)含量的要求（一級(jí)≤12.5、優(yōu)級(jí)≤12.0）進(jìn)行推薦施肥，則試點(diǎn)1中y=-0.005 6x+10.525，r=0.995 4，最高施肥量為324kg/hm²；試點(diǎn)2中y=0.007 7x+10.548，r=0.964 2，最高施肥量為249kg/hm²；試點(diǎn)3中y=-0.0112x+10.467，r=0.924 9，最高施肥量為182kg/hm²。

3啤酒大麥氮不同臨界值對(duì)應(yīng)追肥量的確定

在試驗(yàn)的3個(gè)試點(diǎn)中，依基礎(chǔ)產(chǎn)量將其分為高產(chǎn)田（試點(diǎn)2，基礎(chǔ)產(chǎn)量3 000kg/hm²）、中產(chǎn)田（試點(diǎn)1，基礎(chǔ)產(chǎn)量在2 000～3 000kg/hm²之間）、低產(chǎn)田（試點(diǎn)3，基礎(chǔ)產(chǎn)量2 000 kg/hm²），并根據(jù)施氮量與產(chǎn)量、施氮量與拔節(jié)期植株硝態(tài)氮含量、拔節(jié)期植株硝態(tài)氮含量與產(chǎn)量之間的關(guān)系以及蛋白質(zhì)含量不超標(biāo)的施肥量要求確定啤酒大麥拔節(jié)期植株硝態(tài)氮診斷值（x）和追氮量（y）之間的關(guān)系：高產(chǎn)田為y=151-0.11x；中產(chǎn)田為y=113-0.048x；低產(chǎn)田為y=76-0.051x（x、y的單位分別為mg/kg和kg/hm²）。

4結(jié)論

（1）土壤NO3--N含量隨氮肥用量的增加而增加，無(wú)論氮肥用量水平高低，0～20cm土層NO3--N含量最高，隨著土層深度增加，NO3--N含量逐漸降低，在80～100cm含量最低；土壤NH4+-N含量在各土層中變化不明顯。土壤NO3--N含量與Nmin含量有很好的相關(guān)性，無(wú)論土壤基礎(chǔ)肥力高低，前者大約占后者的70%～92%，可以用NO3--N含量作為氮肥推薦施用的指標(biāo)。

（2）隨施肥量的增加，植株體內(nèi)NO3--N含量直線增加，氮肥用量與拔節(jié)期0～30cm土壤中NO3--N含量有較好的相關(guān)性。

（3）施氮量與植株莖稈全氮量及籽粒蛋白質(zhì)含量有較好的相關(guān)性，結(jié)合國(guó)標(biāo)對(duì)啤酒大麥蛋白質(zhì)含量的要求進(jìn)行推薦施肥，則高產(chǎn)田最高施肥量為249kg/hm²；中產(chǎn)田最高施肥量為324kg/hm²；低產(chǎn)田最高施肥量為182kg/hm²。氮肥用量與拔節(jié)期植株體內(nèi)NO3--N含量及啤酒大麥蛋白質(zhì)含量顯著相關(guān)，可據(jù)此進(jìn)行氮推薦追肥。

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