施肥量對二棱青稞“隴青1號”產量及品質的影響

楊萬年 包奇軍 趙鋒 柳小寧 張華瑜 王正鳳 牛小霞 潘永東

摘要? 為優(yōu)化青稞施肥措施、實現(xiàn)化肥零增長提供理論和科學依據(jù)，研究施肥量對青稞生育期、農藝性狀、蛋白質、產量及肥料利用率和收益的影響。結果表明，施肥量對青稞生育期、農藝性狀、蛋白質、產量及肥料利用率和收益均有顯著影響，隨著施肥量的增加，青稞生育期延長，株高、穗長增加，倒伏增大；從產量構成的三因素看，隨著施肥量增加成穗數(shù)、穗粒數(shù)先增加后降低，千粒重呈下降趨勢；從產量、肥料利用率、總產值、純收益、產投比看，施肥量低于處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時，青稞產量、肥料利用率、總產值、純收益、產投比隨施肥量的增加而增大，當施肥量超過處理C時，青稞產量、肥料利用率、總產值、純收益、產投比隨施肥量的增加而降低，綜合考慮“隴青1號”在該地區(qū)的最佳肥施量為處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）。

關鍵詞? 二棱青稞；產量；氮肥利用效率；收益

中圖分類號? S512.3? 文獻標識碼? A? 文章編號? 0517-6611（2024）05-0170-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.041

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Effect of Fertilization on the Yield and Quality of Two Ridge Barley ‘Longqing 1

YANG Wan-nian1， BAO? Qi-jun2， ZHAO Feng2 et al

（1.Shandan County Rural Management Guidance Station， Zhangye， Gansu 734100;2.Economic Crops and Beer Raw Materials Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou， Gansu? 730070）

Abstract? To provide theoretical and scientific basis for optimizing the fertilization measures of barley and achieving zero growth of fertilizers， the effects of fertilization amount on the growth period， agronomic traits， protein， yield， fertilizer utilization efficiency， and income of barley were investigated. The results showed that the amount of fertilization had a significant impact on the growth period， agronomic traits， protein， yield， fertilizer utilization efficiency， and yield of barley. With the increase of fertilization， the growth period of barley was prolonged， plant height and spike length increased， and lodging increased;From the three factors of yield composition， as the fertilization amount increased， the number of panicles and grains per panicle first increased and then decreased， and the thousand grain weight showed a downward trend;From the perspectives of yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio， when the fertilization amount was lower than treatment C， the yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio of barley increased with the increase of fertilization amount. When the fertilization amount exceeded treatment C， the yield， fertilizer utilization rate， total output value， net income， and input-output ratio of barley decreased with the increase of fertilization amount. Considering comprehensively， the optimal fertilizer application amount for ‘Longqing 1 in the region is treatment C （N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）.

Key words? Two ridge barley;Yield;Nitrogen fertilizer utilization efficiency;Income

基金項目? 國家自然科學基金項目（31760358）；國家大麥青稞產業(yè)體系（CARS-05-01A-08）；甘肅省重大專項（18ZD2NA008-4）。

作者簡介? 楊萬年（1968—），男，甘肅山丹人，高級農藝師，從事農業(yè)技術推廣研究。

*通信作者，副研究員，從事大麥遺傳育種及優(yōu)質高產栽培技術研究。

收稿日期? 2023-03-18

隨著人口的持續(xù)增長和資源的不斷消耗，人口與資源、環(huán)境的矛盾日益突出。如何使社會發(fā)展和經濟增長與資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的有效保護協(xié)調一致，即實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是當今世界現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的兩大主題［1］。一方面不合理耕作方法和施肥導致耕地資源的過度開發(fā)利用，由此引發(fā)嚴重的耕地退化、水體污染、水土流失、肥料利用率低等問題［2-4］ 。另一方面，過度追求作物高產而導致作物品質的下降，數(shù)量安全的代價是質量安全的潛在風險。氮素是作物生長不可或缺的重要營養(yǎng)元素，也是作物產量形成的主要營養(yǎng)因素之一，氮肥的合理施用是作物高產優(yōu)質的必要措施［5］。氮肥施用量低不僅影響其利用效率、經濟效益，更關乎生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展［6-7］。目前氮肥利用率在水稻、小麥、啤酒大麥等作物上有大量報道［8-11］。但目前對青稞尤其是二棱青稞研究較少。筆者研究了施肥對二棱青稞新品質“隴青1號”產量、品質、肥料利用率的影響，為優(yōu)化青稞施肥措施、實現(xiàn)化肥零增長提供理論和科學依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗設在山丹縣良種場，代表甘肅省河西走廊中部平川灌區(qū)，海拔1 800 m，年日照時數(shù)2 802～2 993 h，年平均氣溫2.8～6.3 ℃，年降水量150～400 mm，無霜期120～150 d。土壤為砂壤土，耕層（0～20 cm）有機質23.8 g/kg，全氮1.21 g/kg，全磷0.86 g/kg，全鉀35.7 g/kg，速效氮97.0 mg/kg，速效磷18.7 mg/kg，pH 8.16，前茬作物小麥，地力均勻，屬中等肥力，水澆地，全生育期澆3水。

1.2? 試驗材料

供試品種為隴青1號，由甘肅省農業(yè)科學院經濟作物與啤酒原料研究所提供。

1.3? 試驗設計

試驗設4個處理，分別為處理A（N 0 kg/hm2+P2O5 0 kg/hm2）、處理B（N 90 kg/hm2+P2O5 90 kg/hm2）、處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）、處理D（N 180 kg/hm2+P2O5 180 kg/hm2）、處理E（N 225 kg/hm2+P2O5 225 kg/hm2）。小區(qū)面積50 m2（10 m×5 m），重復3次，處理間加2 m保護行，保護行中間起壟（壟寬0.5 m，壟高0.25 m）以便澆水，防治串肥。播種量按450 萬粒/hm2計算，氮肥用尿素（N 46%），磷肥用磷酸二銨（N 16%，P2O5 46%），所以肥料均作基肥播種前一次性施入。5月中旬初第一水、6中旬第二水、7月初第三水，其余田間管理同當?shù)卮筇铩?/p>

1.4? 測定指標與方法

收獲時按小區(qū)實際面積收獲計算產量，并在每一個小區(qū)隨機取樣20株進行考種，用于株高、穗長等測定。脫粒后取樣進行籽粒品質檢測分析，籽粒蛋白質采用1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近紅外儀測定，統(tǒng)一由甘肅省農業(yè)科學院“西北啤酒大麥及麥芽品質檢測實驗室”檢測分析。氮肥農學效率（kg/kg）＝（施氮處理籽粒產量-不施氮處理籽粒產量）/施氮量［12-13］ 。

1.5? 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，應用DPSv6.85軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及顯著性檢驗。

2? 結果與分析

2.1? 施肥量對青稞生育期的影響

從表1可以看出，施肥量對青稞出苗無影響，從拔節(jié)期開始隨著施肥量增加拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、成熟期均出現(xiàn)不同程度推遲，其中處理B較不施肥處理A孕穗期推遲1 d、抽穗期推遲1 d、成熟期推遲2 d。處理C拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲1 d、孕穗期推遲1 d、抽穗期推遲2 d、成熟期推遲2 d；處理D拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲1 d、孕穗期推遲2 d、抽穗期推遲2 d、成熟期推遲3 d；處理E拔節(jié)期較不施肥處理A拔節(jié)期推遲2 d、孕穗期推遲2 d、抽穗期推遲3 d、成熟期推遲4 d。即施肥量對青稞營養(yǎng)生長進程影響不大，但對青稞生殖生長具有顯著影響，生殖生長不同階段均推遲，生育期較不施肥延長。

2.2? 施肥量對青稞產量性狀的影響

從表2可以看出，從基本苗看，隨著施肥量的增加出苗率呈下降趨勢，不施肥處理A最高為425.45 萬苗/hm2，處理B為423.36萬苗/hm2，處理C 為420.25 萬苗/hm2，處理D為419.30萬苗/hm2；從成穗數(shù)看，隨著施肥量增加青稞分蘗成穗數(shù)呈先升高后降低趨勢，且差異達顯著水平，其中不施肥處理A為656.30 萬穗/hm2，處理B為723.85 萬穗/hm2，處理C 為756.90萬穗/hm2，處理D最高為777.33萬穗/hm2，隨后出現(xiàn)降低，處理E為770.95萬穗/hm2；穗粒數(shù)間差異不顯著，隨著施肥量增加穗粒數(shù)呈先增大后降低趨勢；千粒重隨施肥量增加呈降低趨勢，且處理間差異顯著，處理A最高為48.7 g，處理B為48.5 g，處理C為47.5 g，且差異達顯著水平；隨著施肥量的增加，青稞倒伏顯著提升，處理間差異達顯著水平。

從產量看，隨著施肥量增加青稞產量先增加后降低，處理間差異達顯著水平，其中不施肥處理A最低為4 589.36 kg/hm2，其次為處理B 5 835.01 kg/hm2，處理C最高為7 091.07 kg/hm2，處理D為6 986.26 kg/hm2，處理E為6 845.66 kg/hm2；施肥量降低了青稞經濟系數(shù)，但差異不顯著。

2.3? 施肥量對青稞原麥品質的影響

從表3可以看出，隨著施肥量增加青稞株高增加，且處理間差異達顯著水平；施肥量對青稞穗長有顯著影響，且隨著施肥量增加穗長增加，不施肥處理A最短為8.2 cm，處理E最長為8.9 cm，其余處理間差異不顯著；施肥量對青稞蛋白質含量有顯著影響，隨著施肥量增加，青稞籽粒蛋白質含量呈增高趨勢，處理間差異達顯著水平，其中處理A蛋白質含量為10.7%，處理B蛋白質含量為11.8%，處理C蛋白質含量為12.5%，處理D蛋白質含量為13.0%，處理E蛋白質含量為13.2%。

隨著施肥量增加，氮肥農學效率先增長后明顯降低，處理C最高為18.53 kg/kg，處理B為13.84 kg/kg，處理D為13.32 kg/kg，處理E為10.02 kg/kg。

2.4? 施肥量對青稞經濟效益的影響

從表4可以看出，施肥量對青稞經濟效益有顯著影響，隨著施肥量增加，各處理總產值、純收益、產投比均呈先升高后降低趨勢，且差異達顯著水平，其中不施肥處理A純收益為6 268.08元/hm2，產投比為1.84；處理B純收益為8 935.83元/hm2，產投比2.04；處理C純收益和產投比均達最高分別為12 169.41元/hm2、2.34；之后隨著施肥量增加，純收益和產投比均呈下降趨勢。從經濟效益看，施肥量超過處理C不利于產量形成，降低收益，但從生態(tài)效益看，施肥量過高造成環(huán)境污染和肥料利用率低下。綜合經濟效益和生態(tài)效益，適量施肥不僅能降低肥料投入，還有助于提高肥料利用率、純收益和產投比。

3? 討論

3.1? 施肥量對青稞產量和品質的影響

一定施氮量范圍內，籽粒產量隨施氮量的增加而增大，超過一定范圍后則產量下降，甚至引起水稻后期生長過旺，造成實粒數(shù)、千粒質量等產量構成因子降低［14-15］。研究表明，當?shù)追适┯盟降陀谔幚鞢（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時，青稞產量隨施肥量的增加而增加；當?shù)追适┯盟匠^處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時，產量增幅隨施肥量的增加而減少。

從影響產量的三因素成穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重看，施肥量對成穗數(shù)影響最大且差異達顯著水平，其次為千粒重，最后為穗粒數(shù)但差異不顯著。從籽粒蛋白質看，施肥量對籽粒蛋白質含量有顯著影響，隨著施肥量增加籽粒蛋白質含量升高，主要因為土壤養(yǎng)分含量少，成穗主要依靠主穗成穗，成穗數(shù)降低，每個籽粒獲得的養(yǎng)分充足，千粒質量升高，這與前人研究結果一致 ［8-9，16-18］。

3.2? 施肥量對青稞經濟效益的影響

施肥量過高不利于產量形成，降低收益，但從生態(tài)效益看，適當減少施肥量可以節(jié)省化肥用量，提高氮素農學效率和氮肥偏生產力和產投比，且改善作物籽粒品質［13］。研究表明當施用水平低于處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時，青稞總產值、純收益、產投比隨施肥量的增加而增加；當施肥量超過處理C（N 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2）時，青稞總產值、純收益、產投比增幅隨施肥量的增加而減少。

4? 結論

施用量是提高其肥料利用率的途徑之一，但施肥量過低，會導致產量嚴重降低，施肥量過高會導致作物分蘗過旺，無效分蘗過多，容易造成倒伏，產量降低。所以在青稞生產中必須二者兼顧。該研究結果表明，二棱青稞“隴青1號”在當?shù)刈罴咽┓柿繛镹 135 kg/hm2+P2O5 135 kg/hm2。

參考文獻

［1］ 包奇軍，潘永東，張華瑜，等.增施生物肥對啤酒大麥產量及品質的影響［J］.中國土壤與肥料，2018（2）：147-152.

［2］ 肖順勇，唐建初，黃新，等.洞庭湖區(qū)農業(yè)面源污染分析及其防治對策［J］.農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2008，25（3）：72-75.

［3］ PARRY R.Agricultural phosphorus and water quality：A U.S.environmental protection agency perspective［J］.Journal of environmental quality，1998，27（2）：258-261.

［4］ 黃偉生，彭佩欽，黃道友，等.洞庭湖區(qū)不同土地利用方式耕作土壤氮素含量與循環(huán)［J］.中國生態(tài)農業(yè)學報，2007，15（4）：49-52.

［5］ 陸景陵.植物營養(yǎng)學［M］.北京：中國農業(yè)大學出版社，2003.

［6］ 鄧美華，謝迎新，熊正琴，等.長江三角洲氮收支的估算及其環(huán)境影響［J］.環(huán)境科學學報，2007，27（10）：1709-1716.

［7］ 宇萬太，姜子紹，周樺，等.不同施肥制度對作物產量及肥料貢獻率的影響［J］.中國生態(tài)農業(yè)學報，2007，15（6）：54-58.

［8］ 周興，廖育林，魯艷紅，等.減量施肥下紫云英與稻草協(xié)同利用對雙季稻產量和經濟效益的影響［J］.湖南農業(yè)大學學報（自然科學版），2017，43（5）：469-474.

［9］ 趙亞南，宿敏敏，呂陽，等.減量施肥下小麥產量、肥料利用率和土壤養(yǎng)分平衡［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2017，23（4）：864-873.

［10］ 潘永東，王效宗，包奇軍，等.氮素肥料對啤酒大麥產量和麥芽品質的影響［J］.農業(yè)現(xiàn)代化研究，2007，28（4）：480-482.

［11］ 包奇軍，潘永東，張華瑜，等.生態(tài)肥與化肥配施對啤酒大麥產量和品質的影響［J］.農業(yè)科技通訊，2010（9）：57-59.

［12］ 江立庚，曹衛(wèi)星，甘秀芹，等.不同施氮水平對南方早稻氮素吸收利用及其產量和品質的影響［J］.中國農業(yè)科學，2004，37（4）：490-496.

［13］ 包奇軍，潘永東，張華瑜，等.減量施肥對啤酒大麥干物質積累、產量及肥料利用率的影響［J］.中國農業(yè)科技導報，2020，22（8）：149-158.

［14］ 張耀鴻，張亞麗，黃啟為，等.不同氮肥水平下水稻產量以及氮素吸收、利用的基因型差異比較［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2006，12（5）：616-621.

［15］ 曾建中，李運生，曾燕青，等.氮肥不同用量對P88S/0293產量與抗性的影響試驗初報［J］.湖南農業(yè)科學，2005（2）：39-40.

［16］ 彭鈺潔，程楠，李佳佳，等.氮肥減施對玉米幼苗根系分泌物影響的根際代謝組學分析［J］.中國生態(tài)農業(yè)學報，2018，26（6）：807-814.

［17］ 袁天澤，徐燕，余鴻燕，等.減量施肥對水稻生長·稻田水體氮磷含量的影響［J］.安徽農業(yè)科學，2010，38（8）：3948-3950.

［18］ 位高生，胡承孝，譚啟玲，等.氮磷減量施肥對琯溪蜜柚果實產量和品質的影響［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2018，24（2）：471-478.