拔節(jié)期鉀肥施用量對(duì)糯高粱物質(zhì)生產(chǎn)及氮磷鉀積累量的影響

李青風(fēng)　高杰　彭秋

摘要：以貴州本地糯高粱紅纓子為研究對(duì)象，探討不同鉀肥施用量對(duì)糯高粱的物質(zhì)生產(chǎn)和氮、磷、鉀積累量的影響。在拔節(jié)期設(shè)置5個(gè)不同的鉀肥處理（CK，不施任何肥料;K1，拔節(jié)期施入K2O 75 kg/hm2作追肥;K2，拔節(jié)期施入K2O 150 kg/hm2作追肥;K3，拔節(jié)期施入K2O 225 kg/hm2作追肥;K4，拔節(jié)期施入K2O 300 kg/hm2作追肥）。結(jié)果表明，施用鉀肥可顯著提高糯高粱植株株高、葉面積、產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量以及氮、磷、鉀積累量，而且均會(huì)隨著施鉀量的增多而提高，在K2O 150 kg/hm2達(dá)到最高，施鉀量繼續(xù)增加，其植株株高、葉面積、產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量以及氮、磷、鉀積累量反而減小。在移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2做基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2做追肥時(shí)，為糯高粱施肥的最佳施用方式。

關(guān)鍵詞：糯高粱;產(chǎn)量;干物質(zhì)積累量;氮、磷、鉀積累量

中圖分類號(hào)： S514.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）09-0127-04

高粱[Sorghum bicolor （L.） Moench]是僅次于小麥、水稻、玉米和大麥的世界第五大作物[1]，具有較高的利用價(jià)值，廣泛應(yīng)用于釀造業(yè)[2]、飼料加工業(yè)和生物質(zhì)能源[3]等領(lǐng)域。氮、磷、鉀是作物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，是作物產(chǎn)量提高的主要限制因子[4]。氮、磷、鉀合理配施有利于協(xié)調(diào)作物群體與個(gè)體生長(zhǎng)，促進(jìn)作物對(duì)于養(yǎng)分的吸收與利用，增加作物產(chǎn)量[5]。鉀作為植物營(yíng)養(yǎng)三要素之一，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程有著重要的營(yíng)養(yǎng)和生理作用[6-9]，大田施鉀可以顯著提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)[10]。已有研究表明，粒用型高粱氮、磷養(yǎng)分吸收高峰在抽穗至灌漿期，而鉀的吸收一直延續(xù)到成熟期[11]，因此氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收利用直接影響作物生長(zhǎng)發(fā)育。而目前我國(guó)有1/4～1/3的耕地土壤普遍缺鉀或嚴(yán)重缺鉀[12]。因此，如何科學(xué)合理地施用鉀肥就顯得格外重要。

研究表明，高粱籽粒淀粉含量與出酒率顯著正相關(guān)[13]。鉀是影響高粱籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子，其在淀粉合成代謝過程中能夠活化體內(nèi)的淀粉合成酶，直接參與淀粉的生物合成[14]。已有研究表明，鉀肥的施用方式與籽粒淀粉積累速率以及淀粉含量有一定的關(guān)系[15-17]。但有關(guān)鉀肥施用方式對(duì)高粱物質(zhì)生產(chǎn)特性及氮、磷、鉀利用率影響的研究較少，特別是關(guān)于糯高粱鉀肥合理的基追施比例尚未見報(bào)道。筆者所在課題組長(zhǎng)期研究表明，鉀素的積累量在前期比較低，中后期積累量較高[18-19]，所以本試驗(yàn)在拔節(jié)期進(jìn)行鉀肥的追施，共設(shè)置5個(gè)鉀肥施用方式，對(duì)糯高粱的干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量以及氮、磷、鉀積累量和利用效率進(jìn)行研究，旨在理論上明確糯高粱物質(zhì)生產(chǎn)與氮、磷、鉀吸收利用之間的關(guān)系，以期確定最佳的鉀肥施用方式，為糯高粱的高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年5—9月在貴州省仁懷市魯班鎮(zhèn)山水村高粱示范基地進(jìn)行。該試驗(yàn)地屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，土壤類型為壤土，經(jīng)散點(diǎn)取樣測(cè)定表層（0～20 cm）基礎(chǔ)土樣全氮含量為2.8 g/kg，速效磷含量為72.1 mg/kg，速效鉀含量為117.337 mg/kg，堿解氮含量為853.9 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為5.50%，pH值為6.5。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

本試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：CK，不施任何肥料;K1，[HJ1.45mm]在移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2作基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2作追肥;K2，在移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2作基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2作追肥;K3，在移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2作基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2作追肥;K4，在移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2作基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 300 kg/hm2作追肥。試驗(yàn)所用肥料情況：氮肥由尿素提供，N含量≥46%，磷肥由過磷酸鈣提供，P2O5含量≥12%，鉀肥由硫酸鉀提供，K2O含量≥50%。

供試高粱品種為紅纓子，為貴州本地糯高粱品種，由貴州省仁懷市農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)站提供。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)行長(zhǎng)5 m，行距60 cm，8行區(qū)，小區(qū)面積為24 m2，穴距為 25 cm，一穴雙株，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。田間管理同當(dāng)?shù)亍?/p>

1.3 樣品的采集與分析

土壤樣品：于播種前、收獲后采集試驗(yàn)地0～20 cm深土壤樣品，對(duì)土壤背景值進(jìn)行測(cè)定記錄。

植物樣品：分別于開花期和成熟期在每個(gè)小區(qū)取長(zhǎng)勢(shì)一致的3株，分為莖、葉、鞘、穗，置于105 ℃鼓風(fēng)干燥箱殺青 30 min，再將其置于65 ℃烘干至恒質(zhì)量。稱質(zhì)量后的植株各部分進(jìn)行粉碎，均勻混合后過1 mm篩子，裝入自封袋保存待測(cè)。用濃H2SO4消煮，全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定植株N含量;用濃HClO4? ∶濃HNO3=1 ∶3的混合液進(jìn)行消煮，釩鉬黃法紫外分光光度計(jì)測(cè)定全磷含量，火焰光度計(jì)測(cè)定全鉀含量[20]。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

株高：成熟期時(shí)，自地面至主穗頂部或植株最高處的距離，cm。

穗粒質(zhì)量：成熟植株主穗籽粒的風(fēng)干質(zhì)量。成熟后收獲前，從中間行第3株開始，連續(xù)取樣10株，取下主穗晾干脫粒并清選后分別稱質(zhì)量，計(jì)算單穗粒質(zhì)量的平均數(shù)，單位為g，精確到0.1 g。

單株葉面積（cm2）=∑（葉長(zhǎng)×最大葉寬）×0.75。

葉面積指數(shù)=葉片總面積/土地總面積。

產(chǎn)量（kg/hm2）=小區(qū)的平均產(chǎn)量/小區(qū)面積×666.67×15。

干物質(zhì)積累總量（kg/hm2）=單位面積內(nèi)植株數(shù)×單株干質(zhì)量[21]

氮、磷、鉀積累總量（kg/hm2）=單位面積干物質(zhì)積累總量×植株氮、磷、鉀含量[21]。

養(yǎng)分利用效率=（施肥植株地上部分養(yǎng)分積累量-不施肥植株地上部分養(yǎng)分積累量）/施肥量×100%[21]。

養(yǎng)分農(nóng)藝效率（kg/kg）=（施肥區(qū)干物質(zhì)積累量-不施肥區(qū)干物質(zhì)積累量）/施肥量[19]。

養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-不施肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量[21]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft 2010進(jìn)行整理與作圖，利用 SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析，LSD法檢測(cè)其顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)糯高粱植株農(nóng)藝性狀的影響

在高粱生育期間，施用鉀肥能顯著提高糯高粱的株高、葉面積以及葉面積指數(shù)。由表1可知，K2、K3、K4處理的株高與CK相比，差異均顯著，K1、K2、K3、K4處理分別較CK增高3.4、25.2、10.2、6.0 cm;K1、K2、K3、K4處理的開花期和成熟期的葉面積以及葉面積指數(shù)與CK均存在顯著性差異（K4處理的成熟期葉面積指數(shù)除外），成熟期葉面積分別較CK增加235.78、359.18、200.28、63.95 cm2;各處理開花期葉面積分別較CK增加240.36、316.64、187.2、149.51 cm2;開花期和成熟期葉面積在施用150 kg/hm2 K2O的處理下達(dá)到最高值。

2.2 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)糯高粱產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量的影響

從表2可以看出，鉀肥施用量對(duì)產(chǎn)量以及干物質(zhì)積累量均有顯著影響。就產(chǎn)量而言，各處理分別增加669.30、712.50、568.65、297.30 kg/hm2，較CK增產(chǎn)14.95%、15.91%、12.70%、6.64%，施入鉀肥150 kg/hm2處理產(chǎn)量最高，75 kg/hm2 的處理次之;開花期干物質(zhì)積累量較CK分別增加957.6、1 978.2、1 885.8、1 583.4 kg/hm2;施鉀肥150 kg/hm2的處理干物質(zhì)積累量最高，225 kg/hm2的處理次之;成熟期干物質(zhì)積累量較CK分別增加1 707.30、2 711.10、1 567.65、866.25 kg/hm2，施鉀肥150 kg/hm2的處理干物質(zhì)積累量最高，75 kg/hm2的處理次之。

2.3 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)糯高粱產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表3可以看出，不同的鉀肥施用量對(duì)糯高粱的千粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)和單穗粒質(zhì)量影響均不顯著;K2、K3處理的千粒質(zhì)量分別比CK增加0.53 g和0.23 g;K2處理的千粒質(zhì)量最高，K3處理次之。穗長(zhǎng)和單穗粒質(zhì)量各處理間較CK的差異不顯著，且K2的穗長(zhǎng)和單穗粒質(zhì)量均為最高，穗長(zhǎng)比CK增加1.2 cm，單穗粒質(zhì)量比CK增加9.33 g。穗長(zhǎng)和單穗粒質(zhì)量最低的處理是K4。

2.4 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)開花期的糯高粱氮、磷、鉀積累總量的影響

不同鉀肥處理對(duì)糯高粱開花期氮、磷、鉀積累總量有顯著影響。由表4可知，K2處理的氮、磷、鉀積累總量最高，氮積累量較CK增加28.7%，磷積累量較CK增加了16.8%，鉀積累量較CK增加了254.3%，鉀積累量增加效果最為顯著。K3處理的氮、磷積累總量次之，K1處理的鉀積累總量次之。

2.5 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)成熟期的糯高粱氮、磷、鉀積累總量的影響

不同鉀肥處理對(duì)糯高粱開花期氮、磷、鉀積累總量具有顯著影響。由表5可知，K2處理的氮、磷、鉀積累總量最高，氮積累量較CK處理增加32.85%，磷積累量較CK處理增加20.36%，鉀積累量較CK處理增加59.33%，鉀積累量增加效果顯著。K3處理的氮、磷、鉀積累總量次之。

2.6 拔節(jié)期鉀肥用量對(duì)糯高粱養(yǎng)分利用率的影響

從表6可以看出，氮、磷、鉀的養(yǎng)分利用率均是K2處理最高，特別是鉀素利用效率高達(dá)85.03%;氮、磷、鉀的養(yǎng)分農(nóng)藝效率也是在K2處理時(shí)達(dá)到最高值，特別是磷素的養(yǎng)分農(nóng)藝效率高達(dá)90.37 kg/kg;氮、磷、鉀的養(yǎng)分農(nóng)藝效率亦是在K2處理處達(dá)到最高。氮素的養(yǎng)分利用率、養(yǎng)分農(nóng)藝效率以及養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率均是在K4處理最低;磷素的養(yǎng)分利用率在K1處理時(shí)最低，它的養(yǎng)分農(nóng)藝效率和養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率均在K4處理最低;鉀素的養(yǎng)分利用效率、養(yǎng)分農(nóng)學(xué)效率以及養(yǎng)分農(nóng)藝效率均是在K4處理最低。說明在增施鉀肥的條件下，只能造成鉀素的大量浪費(fèi)，由此可以看出合理科學(xué)施鉀的重要性。

2.7 糯高粱產(chǎn)量與干物質(zhì)、氮、磷、鉀積累總量之間的相關(guān)性

從表7可以看出，糯高粱產(chǎn)量與干物質(zhì)積累總量、氮素積累總量、鉀素積累總量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系;干物質(zhì)積累總量與氮、磷、鉀素積累量之間顯著正相關(guān);氮素積累量與磷素積累量、鉀素積累量之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系;產(chǎn)量與磷素積累量之間相關(guān)性不顯著。

3 結(jié)論與討論

作物產(chǎn)量的提高與栽培管理密切相關(guān)，其中肥料的管理尤為重要[22]。大量研究表明，增施氮肥能夠顯著改善高粱對(duì)于光能的利用，促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累與籽粒產(chǎn)量的形成，起到增產(chǎn)的作用[13-14]。但肥料的過量投入，會(huì)使產(chǎn)投比下降[17]。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，增施鉀肥能顯著提高糯高粱產(chǎn)量和干物質(zhì)積累量，花期和成熟期的葉面積增加，氮、磷、鉀積累量也有所增加，在150 kg/hm2的鉀肥用量時(shí)，各指標(biāo)達(dá)到最高值;超過此用量時(shí)，葉面積、產(chǎn)量、氮、磷、鉀積累量均有所下降。這與王勁松等的研究結(jié)果[22]一致。產(chǎn)量構(gòu)成因子的變化決定了最終作物產(chǎn)量的高低，本研究表明，不同鉀肥用量對(duì)千粒質(zhì)量影響不顯著，但對(duì)穗長(zhǎng)及單穗粒質(zhì)量的影響顯著水平，表明鉀肥的施用對(duì)前期的養(yǎng)分積累起到一定的作用，從而為后期的籽粒灌漿提供了營(yíng)養(yǎng)保證，提高籽粒的飽滿度，因此有所增產(chǎn)。這與高杰等的研究結(jié)果[18]一致。

很多研究表明，作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量顯著正相關(guān)[18，23-24]，本試驗(yàn)研究表明，糯高粱的產(chǎn)量與干物質(zhì)積累量之間顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.947，表明物質(zhì)基礎(chǔ)是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的保證;糯高粱產(chǎn)量與氮素、鉀素積累量之間顯著正相關(guān)，與磷素積累量之間相關(guān)性不顯著。表明在本試驗(yàn)地肥力條件下，限制糯高粱產(chǎn)出的因素是氮素和鉀素。

綜上所述，K2處理（移栽前施入N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2 作基肥，在拔節(jié)期施入N 75 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2 作追肥）為糯高粱鉀肥施肥的最佳施用方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]Sato S，Clemente T，Dweikat I. Identication of an elite sorghum genotype with high in vitro performance capacity[J]. In Vitro Cell Dev-Pl，2004，40（1）：57-60.

[2]盧慶善，鄒劍秋，朱 凱，等. 試論我國(guó)高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展——一論全國(guó)高粱生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)[J]. 雜糧作物，2009，29（2）：78-80.

[3]Sher A，Barbanti L，Ansar M，et al. Growth response and plant water status in forage sorghum （Sorghum bicolor L.Moench） cultivars subjected to decreasing levels of soil moisture[J]. Aust J Crop Sci，2013，7（6）：801-808.

[4]王 成，王勁松，丁玉川，等. 不同高粱基因型對(duì)氮磷鉀缺乏的生物學(xué)響應(yīng)[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（9）：1133-1137，1191.

[5]王宜倫，韓燕來，張 許，等. 氮磷鉀配比對(duì)高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收積累的影響[J]. 玉米科學(xué)，2009，17（6）：88-92.

[6]唐恒朋，李莉婕，楊守祥，等. 不同類型鉀肥對(duì)甘薯生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，29（5）：1150-1155.

[7]胡曉茹. 鉀肥對(duì)甜玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)品質(zhì)量的影響[J]. 科學(xué)種養(yǎng)，2014（5）：182.

[8]許 健. 鉀肥對(duì)粳稻生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[D]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.

[9]李錄久，王家嘉，姚殿立，等. 不同鉀肥用量對(duì)生姜生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 土壤，2014，46（2）：245-249.

[10]歐清華. 根外追施鉀肥對(duì)烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響研究進(jìn)展[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，19（7）：30-34.[HJ1.84mm]

[11]董二偉，王勁松，韓鵬遠(yuǎn)，等. 施肥對(duì)高粱生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累與養(yǎng)分吸收分配的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（6）：645-650.

[12]陳劍秋，萬連步，解玉洪，等. 包膜控釋肥對(duì)烤煙煙葉鉀含量的影響[J]. 中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2008，14（3）：40-45.

[13]宋高友，張純慎，蘇益民，等. 高粱籽粒品質(zhì)對(duì)出酒率影響的初步探討[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986（5）：6-8.

[14]張治安，陳展宇. 植物生理學(xué)[M]. 長(zhǎng)春：吉林大學(xué)出版社，2009：72-73.

[15]梁曉芳，于振文. 施鉀時(shí)期對(duì)冬小麥旗葉光合特性和籽粒淀粉積累的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，15（8）：1349-1352.

[16]曹昌林，董良利，宋旭東，等. 氮、磷、鉀配施對(duì)高粱籽粒淀粉含量的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：68-70.

[17]黃瑞冬，于 泳，肖木輯，等. 施磷、鉀肥對(duì)高粱籽粒淀粉積累規(guī)律的影響[J]. 作物雜志，2009（2）：29-32.

[18]高 杰，李青風(fēng)，彭 秋，等. 不同養(yǎng)分配比對(duì)糯高粱物質(zhì)生產(chǎn)及氮磷鉀利用率的影響[J]. 作物雜志，2018（4）：138-142.

[19]李青風(fēng)，高 杰，彭 秋，等. 不同施氮水平下糯高粱氮磷鉀養(yǎng)分吸收規(guī)律研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（5）：83-85.

[20]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[21]呂 鵬，張吉旺，劉 偉，等. 施氮量對(duì)超高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2011，17（4）：852-860.

[22]王勁松，焦曉燕，丁玉川，等. 粒用高粱養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及品質(zhì)對(duì)氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)的響應(yīng)[J]. 作物學(xué)報(bào)，2015，41（8）：1269-1278.

[23]戴 敬，徐俊兵，喻義珠，等. 冬油菜春后干物質(zhì)積累與產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2005，26（1）：77-80.

[24]閆 平，張書利，于艷敏，等. 不同水稻品種干物質(zhì)積累與產(chǎn)量性狀的相關(guān)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（18）：1-6.