高寒區(qū)‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量對氮、磷、鉀肥的響應(yīng)

劉 慢，劉文輝，劉凱強，賈志鋒，梁國玲

（青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院, 青海 西寧 810016）

作物產(chǎn)量除受品種自身特性影響外，播期[1]、種植密度[2]、水肥措施[3]、光熱條件[4]等外界因素及栽培措施均對其有重要影響。不同作物受品種、土壤類型和地域因素影響，對肥料配置要求各異[5]。研究發(fā)現(xiàn)，作物缺氮時植株變小，葉片發(fā)黃，種子品質(zhì)下降[6]；缺磷時則會引起植株合成遺傳物質(zhì)以及酶和代謝途徑受抑制[7]。此外，鉀元素在作物抗倒伏方面也具有重要作用[8]。因此，合理施用氮、磷、鉀肥不僅可以維持較高的種子產(chǎn)量，對于作物抗逆性的提升也具重要的實踐指導(dǎo)意義。

燕麥(Avena sativa)屬禾本科燕麥屬一年生植物，是適宜青藏高原高寒地區(qū)種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、糧飼兼用作物，在青藏高原生態(tài)環(huán)境治理和草牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[9]。青海省是我國燕麥的主產(chǎn)區(qū)和高產(chǎn)區(qū)，合理施肥以提高燕麥種子產(chǎn)量，是促進我國燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題。青海省土壤養(yǎng)分平衡性較差，長期以來被普遍認為屬富鉀區(qū)，在燕麥和其他農(nóng)作物種子生產(chǎn)中，通常只有氮肥和磷肥的施用，而忽視了鉀肥的施用[10]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥對于燕麥產(chǎn)量的提升也具有明顯效果[11-12]。但在青海地區(qū)，鉀肥是否依舊能有效提高燕麥種子產(chǎn)量，以及氮、磷、鉀肥在燕麥種子生產(chǎn)中哪種元素貢獻率較高，有待進一步研究。目前有關(guān)青海地區(qū)施肥對燕麥種子生產(chǎn)的研究，國內(nèi)很多學(xué)者分別從單施氮、磷、鉀肥施肥類別對燕麥種子產(chǎn)量的影響進行了研究[13-15]，篩選出了青海地區(qū)燕麥種子生產(chǎn)的最佳的氮、磷、鉀肥用量；同時很多學(xué)者也開展了有關(guān)氮、磷、鉀配施對燕麥種子產(chǎn)量的影響研究[13,16-17]，篩選出不同肥料配比，為青海省燕麥種子生產(chǎn)合理施肥提供了理論依據(jù)，但受試驗設(shè)計的影響，很難清晰地探討出氮、磷、鉀肥對產(chǎn)量的貢獻，且缺乏施肥類別下不同施肥水平之間的比較，對肥料種類和施肥量的選擇缺乏一定的指導(dǎo)性。鑒于此，本研究以青藏高原廣泛種植的‘青引1 號’燕麥為研究對象，通過氮、磷、鉀肥單施比較不同施肥類別對燕麥種子產(chǎn)量的影響，探究鉀肥在燕麥種子生產(chǎn)中的貢獻，分析不同施肥水平對燕麥種子生產(chǎn)的貢獻，以期為青海地區(qū)合理施肥提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于青海省西寧市湟中縣上新莊鎮(zhèn)(101°47′22″ E，36°21′36″ N)，海拔2 700 m，氣候寒冷潮濕，無絕對無霜期，≥10 ℃年積溫1 630.4 ℃·d，≥0 ℃年積溫2 773.7 ℃·d，年平均氣溫3.7 ℃，年蒸發(fā)量為1 830 mm，年降水量527 mm。土壤為栗鈣土，試驗前土壤養(yǎng)分狀況為：有機質(zhì)含量為26.60 g·kg-1，堿解氮含量為147 mg·kg-1，速效磷含量為35 mg·kg-1，速效鉀含量為 127 mg·kg-1，pH 為 8.06。前茬作物為小麥(Triticum aestivum)。

1.2 試驗設(shè)計

選用青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院草原研究所選育的‘青引1 號’燕麥(‘Qingyin No.1’)為研究對象，試驗設(shè)氮、磷、鉀3 個單因素試驗，同一肥料不同施肥水平下采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，3 次重復(fù)，試驗小區(qū)面積為2 m × 5 m，小區(qū)間隔0.3 m，周圍設(shè)1 m 保護行。條播，行距30 cm，播量180 kg·hm-2，播深3～4 cm，每小區(qū)種植7 行。

選用的尿素含N 46%，過磷酸鈣含P2O512%，氯化鉀含KCl 60%。尿素、過磷酸鈣和氯化鉀肥料分別施純N、純P、純K 各54.75、51.75、36 kg·hm-2，設(shè)計純N 施用量分別為0、30、45、60、75、90、105 kg·hm-2，共7 個處理(分別用N0、N30、N45、N60、N75、N90和N105表示)；施磷試驗設(shè)置0、15、30、45、60、75 和90 kg·hm-2，共7 個處理(分別用P0、P15、P30、P45、P60、P75和P90表示)；施鉀處理設(shè)置K2O 施肥量0、10、20、30、40、50 和60 kg·hm-2，共7 個處理(分別用K0、K10、K20、K30、K40、K50和K60表示)，上述所有處理均以不施任何肥料處理為對照(CK)。各小區(qū)均不施有機肥，肥料按試驗方案分小區(qū)稱量，并作基肥一次性施入，不施追肥，分別在燕麥拔節(jié)期和灌漿期除雜草兩次。收獲時分小區(qū)單收單打計產(chǎn)，其他管理同當?shù)卮筇锷a(chǎn)。

于燕麥開花期(flowering stage，F(xiàn)S)，在每小區(qū)選取長勢一致的10 個單株，分別測定小穗數(shù)[主莖花序所含的小穗數(shù)(number of spikelet，Ns)]、小花數(shù)[主莖花序上每個小穗所含的小花數(shù)(number of floret，Nf)]、穗長[花序頂端到底部距離(length of spike，Ls)]、有效分蘗數(shù)(effective tillers，Et)。

于燕麥成熟期(milk stage，MS)，分別選取10 個長勢一致的花序，測定每個花序的小穗粒數(shù)[每個小穗上的籽粒數(shù)(seed number of spikelet，SNs)]、單序籽粒數(shù)[主莖花序全部籽粒數(shù)(seed number per inflorescence，SNi)]，種子收獲后，待種子晾曬至恒重，在室內(nèi)測定單序籽粒重[主莖花序全部籽粒重量(seed weight per inflorescence，SWi)]，測定粒長(length of grain，Lg)、粒寬(width of grain，Wg) 和千粒重(thousand kernel weight，TKW)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 對數(shù)據(jù)進行初步整理，SPSS 16.0 進行不同施肥種類和施肥水平下方差分析，多重比較采用Duncan 在0.05 水平上進行，采用Origin 2018 軟件作圖。不同肥料間比較時，分別對氮 30～105 kg·hm-2、磷15～90 kg·hm-2和鉀10～60 kg·hm-2處理計算平均值，得到不同施肥種類下的性狀數(shù)據(jù)(圖表中分別用N、P、K 表示)。并且采用R 4.0.2 中的plyr 數(shù)據(jù)包進行多準則決策模型TOPSIS 分析，綜合評價氮、磷、鉀肥施用對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥水平對燕麥種子產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

2.1.1 不同施肥水平對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量的影響

氮、磷、鉀不同施肥處理對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量影響的分析結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥的不同施肥水平對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量有明顯的影響 (圖1)，各施肥處理下燕麥種子產(chǎn)量均顯著高于N0、P0、K0和CK (P< 0.05)。其中施氮處理種子產(chǎn)量以N60水平下最高(4 358.6 kg·hm-2)，分別是種子產(chǎn)量最低施氮水平(N30，3 566.9 kg·hm-2)和CK、N0處理的1.22倍、1.25 倍和1.30 倍；施磷處理種子產(chǎn)量以P60水平最高(6 285.0 kg·hm-2)，分別是種子產(chǎn)量最低施磷水平(P15，4 691.9 kg·hm-2)、CK 和P0的1.34 倍、1.80 倍和1.42 倍；施鉀處理下種子產(chǎn)量以K50水平最高(6 729.1 kg·hm-2)，分別是種子產(chǎn)量最低施鉀水平(K10，5 595.4 kg·hm-2)、CK 和K0的1.20 倍、1.93 倍和1.28 倍。

圖1 不同施肥量下氮、磷、鉀單施下‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量變化Figure 1 Yield change in ‘Qingyin No.1’ oat seed under single application fertilization of nitrogen, phosphate, and potassium

2.1.2 不同施肥水平對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

不同氮、磷、鉀施肥水平對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成的影響分析表明，除小花數(shù)、小穗粒數(shù)在不同施磷處理間，小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、穗長在不同施鉀處理間無顯著差異外(P> 0.05)，其余各性狀在氮、磷、鉀不同施肥處理間均出現(xiàn)顯著(P< 0.05)或極顯著(P< 0.01)差異(表1)。

表1 不同施肥水平下施肥量對燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of fertilization amount on seed yield traits of oat under different fertilization levels

從對有效分蘗數(shù)的影響來看，單株有效分蘗數(shù)分別在施氮、磷、鉀45～75、90 和 60 kg·hm-2水平時較優(yōu)，分別為1.53～1.77、2.00 和3.17。對小花數(shù)、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)和穗長的影響來看，單穗小花數(shù)分別在施氮、鉀60～90 和10～20 kg·hm-2時較優(yōu)，分別為2.50～2.60 和2.62～2.67 個，分別顯著高于其他施氮和施鉀水平(P< 0.05)，而施磷水平間小花數(shù)無顯著差異(P> 0.05)；每個花序小穗數(shù)分別在施氮和磷30～105 和45～75 kg·hm-2時較優(yōu)，分別為39.80～44.73 和43.02～45.97 個，分別顯著高于施氮和施磷CK 水平(P< 0.05)，而各施鉀水平間小穗數(shù)無顯著差異(P> 0.05)；小穗粒數(shù)在施氮0～45和75～90 kg·hm-2時表現(xiàn)較佳(2.00～2.27)，與其他施氮水平無顯著差異(P> 0.05)，而不同施磷水平和施鉀水平間小穗粒數(shù)無顯著差異(P> 0.05)；穗長在施氮 90～105 kg·hm-2下較優(yōu)(23.67～24.83 cm)，顯著高于施氮0～45 kg·hm-2水平和CK (P< 0.05)，施磷水平下，穗長均顯著低于CK 處理(P< 0.05)，各施鉀水平間穗長無顯著差異(P> 0.05)。

從施肥水平對粒長、粒寬、單序籽粒數(shù)、單序籽粒重和千粒重的影響來看，粒長分別在施氮、磷、鉀90、30 ～75 和30 ～40 kg·hm-2時最高，分別為1.523、1.372～1.474 和1.564～1.604 cm，分別顯著高于其他施氮、鉀處理和施磷CK 處理(P< 0.05)；粒寬分別在施氮、磷、鉀45～90、60～90 和20～60 kg·hm-2時較優(yōu)，分別為0.305～0.319、0.314～0.336 和0.304～0.318 cm，分別顯著高于氮、磷、鉀CK 和0 kg·hm-2水平(P< 0.05)；單序籽粒數(shù)分別在施氮、磷、鉀30～90、45 和10～40 kg·hm-2時較佳，分別為84.67～88.44、92.71 和80.00～86.67，分別顯著高于施氮CK處理、其他施磷水平和施鉀60 kg·hm-2水平(P<0.05)；單序籽粒重分別在施氮、磷、鉀60 ～105(75 kg·hm-2除外)、30～90 和30～60 kg·hm-2時較優(yōu)，分別為1.77～1.91、2.44～2.47 和2.33～2.56 g，分別顯著高于其他施磷水平、施鉀CK 和0 kg·hm-2水平(P< 0.05)；千粒重分別在施氮、磷、鉀 90、60和60 kg·hm-2時最高，分別達28.83 、32.16 和33.50 g，分別顯著高于其他氮、磷、鉀施肥水平(P< 0.05)。

2.1.3 不同施肥水平下施肥量與種子產(chǎn)量的多元回歸分析

通過對‘青引1 號’燕麥氮、磷、鉀肥不同施肥水平對種子產(chǎn)量的影響進行回歸分析，得到種子產(chǎn)量的最優(yōu)方程(圖2)，燕麥種子產(chǎn)量隨著施肥量的增加呈現(xiàn)“先增后減”的趨勢?！嘁? 號’種子產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥關(guān)系均呈顯著二次回歸關(guān)系(P<0.05)，三者決定系數(shù)R2分別達0.761 0、0.722 0 和0.803 6，3 條曲線能很好地反映不同氮、磷、鉀施肥水平與種子產(chǎn)量的形成關(guān)系?；貧w方程顯示，分別施氮、磷、鉀肥64.3、57.6 和49.5 kg·hm-2時其種子產(chǎn)量最大，分別可達4 980.9、6 917.7 和7 663.5 kg·hm-2。這與前文中得出來的結(jié)論氮、磷、鉀肥分別以60、60和50 kg·hm-2處理下種子產(chǎn)量最高，分別達4 358.6、6 285.0 和6 729.1 kg·hm-2相一致?；貧w分析和此處所得的回歸方程模擬值來看，同等重量的3 種肥料對種子產(chǎn)量提高的貢獻大小為鉀肥 > 磷肥 > 氮肥，同時少量的鉀肥用量就能充分發(fā)揮效應(yīng)，顯著提高燕麥種子產(chǎn)量。

圖2 不同施肥水平下燕麥種子產(chǎn)量的擬合曲線Figure 2 The fitting curve for different fertilization levels and oat seed yields

2.2 氮、磷、鉀肥對燕麥種子產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

2.2.1 氮、磷、鉀肥對燕麥種子產(chǎn)量的影響

氮、磷、鉀肥對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量影響分析結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥對燕麥種子產(chǎn)量的影響均達到顯著水平(P< 0.05) (圖3)，單施氮肥(N)、磷肥(P)、鉀肥(K)均能顯著提升‘青引1 號’燕麥種子平均產(chǎn)量，其中以鉀肥增產(chǎn)效果最佳，達6 112.2 kg·hm-2，單施氮肥、磷肥、鉀肥分別較不施氮肥(N0)、不施磷肥(P0)、不施鉀肥(K0)高17.3%、21.9%和16.0%，較不施肥處理(CK)分別高12.8%、55.3%和75.5%，因此合理的施肥配置對于燕麥種子產(chǎn)量具有重要意義，適當增加鉀肥有助于種子高產(chǎn)。

圖3 氮磷鉀肥下‘青引1 號’燕麥種子平均產(chǎn)量變化Figure 3 The average yield of ‘Qingyin No.1’ oat seed under nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizers

2.2.2 氮、磷、鉀肥對燕麥種子產(chǎn)量性狀的影響

從氮、磷、鉀肥對‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量性狀的影響分析結(jié)果表明，‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量性狀在氮、磷、鉀肥間均達到顯著(P< 0.05)或極顯著(P< 0.01)水平(表2)。

表2 不同施肥類別下燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成因素變化Table 2 The change in seed yield traits of oats under different fertilization categories

氮肥對小穗數(shù)、穗長和千粒重增益效果明顯，分別較未施氮肥(N0)處理高出14.1%、28.5%和10.1%，而其余指標均受氮肥影響較??；磷肥能促進植株的單株有效分蘗、增加種子粒寬、提升單序籽粒重，平均分別較未施磷肥(P0) 處理增加0.61、0.023 cm和0.24 g；而施鉀情況下，除小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、穗長和單序籽粒數(shù)與未施鉀肥(K0) 處理無顯著差異外(P> 0.05)，其余指標均受鉀肥影響。在氮、磷、鉀肥之間，‘青引1 號’燕麥小花數(shù)、粒寬、單序籽粒數(shù)以及千粒重不受氮、磷、鉀肥種類影響，氮肥、磷肥、鉀肥之間各指標差異不顯著(P> 0.05)；而單株有效分蘗數(shù)、小穗數(shù)、粒長、穗長及單序籽粒重受施肥種類影響較大，不同肥料之間相比，氮肥可顯著提高穗長(22.73 cm)，磷肥可顯著提升小穗數(shù)(42.99)、單序籽粒重(2.44 g)，鉀肥可顯著提升單株有效分蘗數(shù)(2.59)、粒長(1.474 cm)、穗長(21.99 cm)和單序籽粒重(2.37 g)。

2.2.3 氮、磷、鉀肥下燕麥種子產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀間相關(guān)分析

從不同施肥類別下種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，氮、磷、鉀肥的施加對各產(chǎn)量性狀的影響各異(表3)。與N0相比，施氮肥可顯著增加‘青引1 號’種子產(chǎn)量與有效分蘗數(shù)、小穗數(shù)、粒寬和單序籽粒重的相關(guān)性(P< 0.05)。施磷肥處理較P0相比，小花數(shù)與種子產(chǎn)量顯著負相關(guān)，說明小花數(shù)數(shù)量影響種子產(chǎn)量形成過程；而小穗數(shù)、粒長、粒寬均與磷肥關(guān)系密切與種子產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P< 0.05)。在施鉀水平下，小穗數(shù)、單序籽粒重、粒寬、有效分蘗數(shù)與種子產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，同時施鉀肥會導(dǎo)致有單序籽粒數(shù)與種子產(chǎn)量的負相關(guān)關(guān)系。氮、磷、鉀肥三者單施相比，其均可顯著增加種子粒寬、小穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性(P< 0.05)，單施氮肥和鉀肥可引起單株有效分蘗數(shù)和單序籽粒重與產(chǎn)量的相關(guān)性，而施磷肥可顯著降低種子產(chǎn)量與小花數(shù)的相關(guān)性(P< 0.05)。

表3 不同施肥類別下各產(chǎn)量性狀與種子產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)Table 3 The correlation coefficient between seed yield and yield characteristics under different fertilization categories

2.3 氮、磷、鉀肥下燕麥種子性狀對種子產(chǎn)量影響的通徑分析

通過對‘青引1 號’種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的多元逐步回歸分析得到氮、磷、鉀單施種子產(chǎn)量的最優(yōu)方程(表4)，分別為：YN= 5 434.1 - 1 212.6Fs+22.3Ns+ 264.3SNs+ 35 199.3Wg+ 2.9SNi- 6.1Tkw(R2= 0.999 986，P= 0.001 2)、YP= - 7 732.6 + 265.4Ns-1 452.9SNs+ 11 106.6Wg- 17.6SNi+ 97.8Tkw(R2=0.999 954，P= 0.011 5)和YK= - 9 928.3 + 113.5Fs+291.3Ns- 578.8SNs+ 13 046.9Wg+ 853.7Swi(R2=0.999 974，P= 0.008 7)。結(jié)果顯示，在施氮處理下，小花數(shù)、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、粒寬、單序粒數(shù)、千粒重與種子產(chǎn)量關(guān)系密切，當試驗中其他條件不變時，小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、粒寬、單序粒數(shù)每增加一個單位，‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量分別增加22.3、264.3、35 199.3 和2.9 g；在施磷處理下，種子產(chǎn)量受小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、粒寬、單序籽粒數(shù)和千粒重影響較大，當試驗中其他條件不變時，小穗數(shù)、粒寬、千粒重每增加一個單位，種子產(chǎn)量分別上升265.4、11 106.6 和97.8 g；在施鉀水平下，小花數(shù)、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、粒寬和單序籽粒重對種子產(chǎn)量的影響最大，當試驗中其他條件不變時，小花數(shù)、小穗數(shù)、粒寬、單序籽粒重每增加一個單位種子產(chǎn)量分別增加113.5、291.3、13 046.9 和853.7 g。

表4 不同施肥類別下燕麥種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀間的通徑分析Table 4 Path analysis between yield traits and seed yields of oats under different fertilization categories

以不同類別下‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀進行通徑分析，探究產(chǎn)量性狀對種子產(chǎn)量積累的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)(表4)。結(jié)果表明：施氮肥水平下，粒寬對種子產(chǎn)量直接效應(yīng)最大(1.246 8)，其次為小穗數(shù)(0.186 8)和小穗粒數(shù)(0.143 7)，單序籽粒數(shù)直接作用最小(0.028 0)，而小花數(shù)及千粒重對種子產(chǎn)量的直接效應(yīng)為負。通過分析各性狀對種子產(chǎn)量的間接作用發(fā)現(xiàn)，小穗數(shù)通過對小花數(shù)、小穗粒數(shù)、粒寬和單序籽粒數(shù)對種子產(chǎn)量間接作用最大，達到(0.665 2)。施磷處理下，小穗數(shù)、粒寬和千粒重對種子產(chǎn)量的直接效應(yīng)最佳，且均為正效應(yīng)；而小穗粒數(shù)、單序籽粒數(shù)對種子產(chǎn)量直接效應(yīng)明顯，但均為負效應(yīng)。通過對各性狀與種子產(chǎn)量的間接作用分析發(fā)現(xiàn)，粒寬通過對小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、單序籽粒數(shù)和千粒重對種子產(chǎn)量間接作用最大，達到(0.666 9)。在施鉀處理下，單序籽粒數(shù)對種子產(chǎn)量直接效應(yīng)最高(0.425 7)，其次分別為小穗粒數(shù)(0.405 9)、千粒重(0.270 2)和小穗數(shù)(0.051 9)；通過對篩選性狀對種子產(chǎn)量的間接作用發(fā)現(xiàn)，千粒重通過對粒寬、小穗數(shù)、小穗粒數(shù)和單序籽粒數(shù)對種子產(chǎn)量間接作用最為明顯，達到0.696 8。

2.4 多準則決策模型-TOPSIS 評價

TOPSIS 綜合評價模型分析(圖4)表明，氮處理下貼合度大小順序為N60> N90> N45> N75> N105> N30>N0> CK。氮處理的貼合度均超過0.19，其中N60處理下的貼合度最高，為0.75；N0處理貼合度最低，為0.19；磷處理下貼合度大小順序為P60> P90> P75> P45>P30> P15> P0> CK。磷處理的貼合度均超過0.34，其中P60處理下的貼合度最高，為0.65；P0處理貼合度最低，為0.34；鉀處理下貼合度大小順序為K50> K30>K40> K60> K20> K10> K0> CK。鉀處理的貼合度均超過0.34，其中K50處理下貼合度最高，為0.75；K0處理貼合度最低，為0.34。因此，N90、P90、K50是高寒區(qū)對燕麥施肥量的理想選擇。

圖4 不同施肥水平下氮、磷、鉀肥料施用綜合評價Figure 4 Comprehensive evaluation of N, P, K fertilizer application under different fertilization levels

3 討論

3.1 不同肥料對作物產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

肥料通過提供礦質(zhì)元素影響作物的營養(yǎng)生長和籽粒形成，以獲取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)籽粒。因此，了解不同作物各生長階段對各元素的需求，實現(xiàn)籽粒產(chǎn)量的高產(chǎn)。本研究結(jié)果顯示，在不同施肥類別下‘青引1 號’燕麥在基礎(chǔ)肥力上，氮、磷、鉀肥單施對產(chǎn)量影響顯著，不同施肥類別下以鉀肥增產(chǎn)效應(yīng)最明顯，種子平均產(chǎn)量達到6 112.2 kg·hm-2。其中作物產(chǎn)量構(gòu)成中穗數(shù)、穗粒數(shù)及穗粒重三要素起主要作用，三者顯著影響作物產(chǎn)量[18]。謝宜等[19]利用氮、鉀運籌優(yōu)化技術(shù)顯著提高了水稻(Oryza sativa)有效穗數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量及養(yǎng)分的利用率。本研究氮、磷、鉀對燕麥的產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不一，氮肥可顯著提高‘青引1 號’燕麥小穗數(shù)、穗長和千粒重，磷肥可顯著提高有效分蘗、粒寬和單序籽粒重，鉀肥可顯著提高有效分蘗數(shù)、粒長、粒寬、單序籽粒重和千粒重。進一步進行種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀相關(guān)性分析及通徑分析發(fā)現(xiàn)，氮、磷、鉀肥單施均可影響‘青引1 號’種子產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性，不同肥類單施比較，均可提升粒寬、小穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性，其中氮肥和鉀肥處理下有效分蘗數(shù)和單序籽粒重與產(chǎn)量的相關(guān)性較高，而施磷肥顯著降低種子產(chǎn)量與小花數(shù)的相關(guān)性。而在氮、磷、鉀肥單施水平下，粒寬與小穗數(shù)均對產(chǎn)量有較高的直接效應(yīng)，小花數(shù)和粒寬通過對各性狀的間接作用同樣可對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的增益效果。這與樊明壽等[20]、高翔和宋哲民[21]、李孟浩等[22]的研究結(jié)果一致。德科加等[15]在青藏高原燕麥種子生產(chǎn)的增產(chǎn)效應(yīng)中也得到相似結(jié)果。

3.2 施肥量對作物產(chǎn)量和產(chǎn)量性狀的影響

我國作為肥料施用大國，農(nóng)業(yè)耕地化肥施用量占世界消費水平的30%，科學(xué)施肥已成為我國目前亟待解決的問題[23]。土壤肥力是提供植物所需各種營養(yǎng)元素的綜合能力，適宜的施肥量是補充土壤營養(yǎng)匱乏、維持土壤持續(xù)生產(chǎn)力和穩(wěn)定增產(chǎn)的有效措施[24]。因此，確定合理施肥量是增產(chǎn)、增收和肥料高效利用的關(guān)鍵。本研究通過建立對不同氮、磷、鉀施肥量下籽粒產(chǎn)量比較分析和多元回歸分析發(fā)現(xiàn)，施肥量增加均對種子產(chǎn)量產(chǎn)生不同程度的抑制作用，籽粒產(chǎn)量整體呈“低－高－低”的趨勢。氮肥、磷肥、鉀肥分別以60、60 和50 kg·hm-2處理時籽粒產(chǎn)量最高。劉文輝等[14]研究表明，施磷量60 kg·hm-2可顯著增加‘青引1 號’燕麥種子產(chǎn)量及蛋白質(zhì)含量(P< 0.05)，但超過一定的施肥量后，其產(chǎn)量和經(jīng)濟效益均降低，在王偉偉等[25]、馮愛青等[26]、晏軍等[27]肥效試驗中也得到了相似的結(jié)果。本研究中除小花數(shù)、小穗粒數(shù)在不同施磷處理間，小穗數(shù)、小穗粒數(shù)、穗長在不同施鉀處理間無顯著差異(P> 0.05)外，其余各性狀在氮、磷、鉀不同施肥處理間的差異均達到顯著(P< 0.05)或極顯著(P< 0.01)水平；籽粒產(chǎn)量最高的N60和K50處理下，小穗數(shù)、粒寬和單序籽粒重均最高；籽粒產(chǎn)量最高的P60處理下，粒長、粒寬、單序籽粒重和千粒重均最高。因此，只有合理的氮、磷、鉀用量才有利于提高燕麥的農(nóng)藝性狀。

4 結(jié)論

‘青引1 號’燕麥在氮肥、磷肥、鉀肥分別以60、60 和50 kg·hm-2處理時種子產(chǎn)量最高，分別達4 358.6、6 285.0 和6 729.1 kg·hm-2。

氮肥可顯著提高燕麥小穗數(shù)、穗長和千粒重，磷肥可顯著提高燕麥有效分蘗、粒寬和單序籽粒重，鉀肥可顯著提高燕麥有效分蘗數(shù)、粒長、粒寬、單序籽粒重和千粒重。

鉀肥對燕麥種子產(chǎn)量的增益效果最佳；氮、磷、鉀肥均主要通過直接影響粒寬和小穗數(shù)的增加而提高種子產(chǎn)量，而小花數(shù)和粒寬通過影響其他產(chǎn)量性狀的間接影響種子產(chǎn)量的積累。