氮肥不同追施方式對(duì)甜高粱葉片光合特性及產(chǎn)量的影響

再吐尼古麗·庫(kù)爾班 吐?tīng)栠d·吐?tīng)柡? 伊斯拉依·達(dá)吾提 王卉 周大偉

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.02.008

摘? 要：【目的】研究氮肥不同追施處理下甜高粱不同生育期光合特性的變化規(guī)律及最佳氮肥追施方式。

【方法】設(shè)置大田試驗(yàn)，分析空白不施肥（CK）、B1（2次溝施追氮肥）、B2（2次滴施追氮肥）、B3（4次滴施追氮肥）等4種氮肥不同追施處理對(duì)6種甜高粱品種不同生育階段葉片的光合特性、水分利用效率（WUE）動(dòng)態(tài)規(guī)律及生物產(chǎn)量的影響。

【結(jié)果】甜高粱葉片的Pn、Tr、Ci、WUE在不同生育期不同氮肥追施處理下的變化趨勢(shì)不一致，品種和處理間存在變化規(guī)律差異的現(xiàn)象。同一品種在同一生育階段氮肥不同追施處理的光合特性有差異，葉片光合特性受氮肥追施處理的影響。Pn的變化范圍在5.50～28.52 μmol CO2 /（m2 ·s），大力士在B3處理處于最高值，比CK顯著提高39.91%。全部品種在B2處理的Tr值與CK處理的Tr值差異均不顯著。拔節(jié)和乳熟期B3處理所有品種的Gs值與CK處理的Gs值差異均不顯著。WUE的變化范圍在3.05～16.86 μmol/mmol，拔節(jié)期只有B2處理晉甜雜3號(hào)WUE值比CK顯著提高71.28%，其他所有處理所有品種均與CK差異不顯著。開(kāi)花期B1處理所有品種的WUE值均與CK不顯著。生物產(chǎn)量變化范圍在47.51～85.85 t/hm2，氮肥追施處理比CK增產(chǎn)幅度為7.66%～53.67%。大力士在所有處理的產(chǎn)量均高于其他品種，且B1、B2、B3處理產(chǎn)量最高的品種順序均一致，大力士>晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)。

【結(jié)論】大力士、晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性較好，B2處理能夠改善光合條件，使產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到最大，該處理是促進(jìn)干旱區(qū)高粱生長(zhǎng)發(fā)育的最佳氮肥滴管追施模式。

關(guān)鍵詞：甜高粱；氮肥；追施；光合參數(shù)；變化規(guī)律

中圖分類號(hào)：S514??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? 文章編號(hào)：1001-4330（2024）02-0326-10

收稿日期（Received）：

2023-07-13

基金項(xiàng)目：

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高粱品種與水肥管理互作關(guān)系及其碳氮積累機(jī)理研究”（2021D01A107）；新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)“施氮量及氮后移模式對(duì)高粱生理特征及氮肥利用效率的影響機(jī)制研究”（KY2023031）；新疆維吾爾自治區(qū)鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)發(fā)展科技行動(dòng)項(xiàng)目“微藻生物增效劑在糧食作物提質(zhì)增效種植的應(yīng)用與集成示范”（2022NC072）

作者簡(jiǎn)介：

再吐尼古麗·庫(kù)爾班（1981-），女，新疆沙雅人，研究員，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理，（E-mail）490507273@qq.com

通訊作者：

周大偉（1980-），男，新疆伊寧人，副研究員，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理，（E-mail）123124837@qq.com

0? 引 言

【研究意義】葉片光合效率與作物產(chǎn)量關(guān)系密切，葉片光合作用對(duì)提高產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率在30%左右［1-2］。對(duì)小麥、水稻、玉米和棉花等作物光合特性進(jìn)行了研究［3-4］，結(jié)果表明光合特性在品種之間存在差異，并且這種差異跟作物遺傳性能有關(guān)。通過(guò)品種的選育可以提高作物光合速率，而高光效種質(zhì)資源的篩選則是高光效育種的基礎(chǔ)［5］。高粱適應(yīng)性廣、生長(zhǎng)能力強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，具有糧、飼、釀造等多種用途，廣泛種植在旱地、洼地、鹽堿地等邊際土地上［6-7］。研究作物光合作用及其與品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系，對(duì)于揭示作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，指導(dǎo)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培等均具有重要的理論和實(shí)踐意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】張亞萍等［8］研究了不同來(lái)源甜高粱品種的光合特性與營(yíng)養(yǎng)成分和產(chǎn)量的關(guān)系，不同甜高粱品種的光合特征與品質(zhì)之間有顯著正相關(guān)性或極顯著正相關(guān)性。劉曉輝等［9］分析了甜高粱不同生育期生理性狀及光合特性，表明灌漿期生理指標(biāo)高于成熟期。朱凱等［10］以不同細(xì)胞質(zhì)高粱資源為參試材料分析并討論了不同品種葉片光合特性在不同生育期的相關(guān)性，結(jié)果顯示光合特性在不同品種之間存在差異。再吐尼古麗·庫(kù)爾班等［11］長(zhǎng)期定位不同施肥對(duì)甜高粱光合效率的影響研究試驗(yàn)表明，葉片光合特性受肥料的影響。合理搭配肥料能夠顯著提高產(chǎn)量，達(dá)到干旱地區(qū)高粱高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、水肥高效利用目的［12］。葉片含氮量變化被廣泛地指定為凈光合能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)［13］。合理氮肥運(yùn)籌方式是改善作物自身光合效率、調(diào)控作物生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)的有效措施之一［14-15］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】但目前還未見(jiàn)干旱區(qū)氮肥不同追施條件下甜高粱不同生育期光合特性的研究。需研究氮肥不同追施處理下甜高粱不同生育期光合特性的變化規(guī)律及最佳氮肥追施方式。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以空白不施肥（CK0）、傳統(tǒng)施肥方法B1（追肥溝施2次）、B2（傳統(tǒng)施肥種類與數(shù)量+追肥滴施）、B3氮追肥4次滴施等4種氮肥不同追施處理對(duì)6種不同甜高粱品種不同生育階段葉片的Pn、Gs、Ci、Tr值等光合特性、WUE及產(chǎn)量的影響，研究甜高粱在氮肥不同追施條件下不同生育階段的光合特性的變化規(guī)律以及相關(guān)性，為高光效種質(zhì)資源的選育、節(jié)水省肥高產(chǎn)的栽培模式提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 材 料

田間試驗(yàn)于2022年4～10月在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院庫(kù)車(chē)陸地棉試驗(yàn)站試驗(yàn)地進(jìn)行（N 41°40′，E 82°56′），海拔986 m。年平均降水量為72 mm。表層土壤有機(jī)質(zhì)含量34.86 g/kg、pH值8.5、全氮含量1.91 g/kg、有效磷含量16.06 mg/kg、速效鉀644.3 mg/kg、速效氮含量87.11 mg/kg。

選擇晉甜1401、晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)、濟(jì)甜雜2號(hào)、大力士等6種甜高粱品種。

1.2? 方 法

1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

小區(qū)行長(zhǎng)5 m，8行區(qū)，行距為（0.35 m+0.55 m），株距0.20 m。試驗(yàn)小區(qū)間打埂，留走道1.2 m，非走道間隔50 cm，鋪膜滴灌，重復(fù)3次。滴灌5次（播種后60 d、拔節(jié)期、株高1.5 m、株高2 m、挑旗期-抽穗）。

底肥，牛糞2 m3/667m2；種肥：磷酸氫二銨、硫酸鉀及尿素分別為10 kg/667m2、10 kg/667m2、20 kg/667m2。

CK 空白不施肥。

B1 傳統(tǒng)施肥方法（2次溝施追氮肥）：磷和鉀肥作為種肥全部1次施用，氮肥30%作基肥施入，70％作追肥施入。氮肥分2次溝施的方式追施，其中第1次追施60％的氮肥，第2次追施40％的氮肥；

B2 傳統(tǒng)施肥種類與數(shù)量+追肥滴施：磷和鉀肥作為種肥全部1次施用，氮肥30%作基肥施入，70％作追肥施入。氮肥分2次滴管的方式追施，其中第1次追施60％的氮肥，第2次追施40％的氮肥；

B3 追肥滴施4次：磷和鉀肥作為種肥全部1次施用，氮肥30%作基肥施入，70％作追肥施入。氮肥分4次滴管的方式追施，其中第1次（拔節(jié)）追20%，第2次（株高1.5 m）追施30％，第3次（株高2 m）追30％，第4次（挑旗-抽穗期）追施20％。

1.2.2? 測(cè)定指標(biāo)

氣孔導(dǎo)度（Gs）、凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等測(cè)定使用CI-340型手持式光合測(cè)定系統(tǒng)。在高粱拔節(jié)期、開(kāi)花期、乳熟期等不同時(shí)期選擇晴朗天氣08：30～11：00進(jìn)行檢測(cè)。在拔節(jié)期選擇倒二葉（由上而下），在開(kāi)花和乳熟期選擇倒一葉（旗葉）進(jìn)行測(cè)定。

水分利用效率：WUE＝Pn/Tr.

籽粒成熟時(shí)每個(gè)小區(qū)收割10 m2的全株秸稈并換算生物產(chǎn)量。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS 24 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析和Origin 2018對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 氮肥不同追施處理對(duì)凈光合速率（Pn）影響

研究表明，CK空白處理與氮肥不同追施處理下不同甜高粱品種的Pn值在不同生育期的變化趨勢(shì)不盡一致，但CK處理全部品種葉片Pn值的變化趨勢(shì)相對(duì)一致，趨勢(shì)呈上升后下降的變化，且最高值出現(xiàn)在開(kāi)花期，其中晉甜1401的Pn值最高值達(dá)到20.51 μmol CO2 / （m2·s）。B1、B2處理下除了濟(jì)甜雜2號(hào)之外其他品種的Pn值變化趨勢(shì)跟CK處理一致，均在開(kāi)花期處于最高值。B3處理下晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)等3個(gè)品種的葉片Pn值呈上升的趨勢(shì)，在乳熟期達(dá)到最高值，但其他晉甜1401、濟(jì)甜雜2號(hào)和大力士等3個(gè)品種的Pn值呈先升高后降低的趨勢(shì)，在開(kāi)花期處于最高值。

氮肥對(duì)甜高粱Pn值有影響，Pn在不同品種之間有差異，同一品種在不同處理之間也有差異。

拔節(jié)期不同品種的Pn變化為5.50～16.38 μmol CO2 /（m2·s），其中大力士在B3處理的Pn處于最高值。拔節(jié)期B1處理只有晉甜雜3號(hào)的Pn比CK顯著提高47.23%（P<0.05）。B2處理只有晉甜雜3號(hào)和大力士的Pn比CK分別顯著提高70.90%、35.45%（P<0.05）。B3處理也是晉甜雜3號(hào)和大力士的Pn比CK分別顯著提高45.20%、48.07%（P<0.05）。

開(kāi)花期不同品種Pn變化為5.82～28.52 μmol CO2 /（m2·s），大力士高粱B3處理Pn值處于最高值。開(kāi)花期B1處理只有晉甜1401的Pn比CK提高10.69%，但差異不顯著（P>0.05）。B2處理晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)和大力士的Pn比CK處理的Pn值分別提高46.32%、13.80%、8.15%，其中晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)葉片Pn值與CK處理葉片Pn值差異顯著（P<0.05），但大力士與CK 處理葉片Pn值差異不顯著（P>0.05）。B3處理濟(jì)甜雜2號(hào)和大力士的Pn比CK分別顯著提高19.48%、39.91%（P<0.05）。

乳熟期不同品種的Pn變化為5.98～24.43 μmol CO2 /（m2 ·s），其中遼甜3號(hào)B3處理的Pn值處于最高值。乳熟期B1處理只有晉甜雜3號(hào)Pn比CK顯著提高140.51%（P<0.05）。B2處理下所有甜高粱品種葉片的Pn值與CK處理的Pn值差異均不顯著（P>0.05）。B3處理晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)的Pn比CK分別顯著提高165.14%、226.98%、101.80%（P<0.05）。圖1

2.2? 氮肥不同追施處理對(duì)蒸騰速率（Tr）的影響

研究表明，不同處理下不同品種的葉片Tr值在甜高粱不同生育時(shí)期的變化趨勢(shì)有所不同，其中CK、B1、B3處理下所有品種的Tr值從拔節(jié)期到乳熟期的變化趨勢(shì)相對(duì)一致，呈先上升后下降的趨勢(shì)，葉片Tr值在開(kāi)花期處于較高水平。但B2處理下不同品種Tr值的變化趨勢(shì)不相同，其中晉甜雜3號(hào)、遼甜1號(hào)等2個(gè)品種的Tr值呈先下降后上升的趨勢(shì)，但其他品種Tr值的變化趨勢(shì)呈先上升后下降的趨勢(shì)。

拔節(jié)期不同品種葉片Tr值變化為0.77～1.31 mmol H2O /（m2·s），但不同處理下同一品種葉片Tr值差異均不顯著（P>0.05）。

開(kāi)花期Tr的變化為0.81～4.59 mmol H2O /（m2·s），其中CK處理中遼甜3號(hào)Tr處于最高水平。開(kāi)花期B1處理晉甜1401、晉甜雜3號(hào)、大力士Tr比CK分別顯著提高50.19%、54.50%、36.38%（P<0.05）。此時(shí)期B2處理所有品種的Tr與CK處理的Tr差異均不顯著（P>0.05）。B3處理只有晉甜雜3號(hào)、濟(jì)甜雜2號(hào)的Tr比CK分別顯著提高35.07%、49.55%（P<0.05）。

乳熟期時(shí)Tr值的變化為0.62～2.89 mmol H2O /（m2·s），B1處理下遼甜3號(hào)的Tr值為最高值，而B(niǎo)3處理下大力士的Tr顯示最低值。乳熟期B1處理只有大力士的Tr比CK顯著提高55.38%（P<0.05）。B2、B3處理下全部品種的Tr值與CK處理的Tr值之間差異不顯著性（P>0.05）。圖2

2.3? 氮肥不同追施處理對(duì)氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響

研究表明，在甜高粱生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)期，不同處理下葉片Gs值的變化與Pn的變化趨勢(shì)非常接近，Gs基本表現(xiàn)為先增大后減小的變化趨勢(shì)，開(kāi)花期處于較高值。

拔節(jié)期Gs的變化范圍在41.42～88.68 mmol /（m2·s），其中CK處理晉甜1401處于最高水平。拔節(jié)期B1處理中晉甜雜3號(hào)與其他品種差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），比CK顯著提高49.33%。B2處理遼甜3號(hào)和大力士的Gs比CK顯著提高38.87%、39.24%（P<0.05）。B3所有品種的Gs與CK差異均不顯著（P>0.05）。

開(kāi)花期Gs值的變化范圍在47.66～96.44 mmol /（m2·s），最高值出現(xiàn)在晉甜1401的CK處理，CK處理下遼甜3號(hào)顯示最低的Gs值。此時(shí)B1處理下晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)等3個(gè)品種的Gs值比CK處理的Gs值分別顯著提高到9.95%、74.38%、10.01%（P<0.05）。B2處理遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)和大力士的Gs比CK顯著提高84.81%、22.06%、16.02%（P<0.05）。B3晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)Gs值比CK分別顯著提高12.19%、21.10%、15.16%（P<0.05）。

乳熟期Gs值的變化范圍在40.92～95.84 mmol /（m2·s），各品種之間有差異。B1、B2處理遼甜3號(hào)和大力士的Gs值均比CK顯著提高（P<0.05）。B3所有品種的Gs與CK差異均不顯著（P>0.05）。圖3

2.4? 氮肥不同追施處理對(duì)胞間CO2（Ci）濃度的影響

研究表明，不同處理下不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期不同甜高粱品種的Ci值的變化趨勢(shì)有區(qū)別。

CK處理下所有品種的變化趨勢(shì)相對(duì)一致，總的變化呈上升的趨勢(shì)，最高值出現(xiàn)在開(kāi)花期。B1、B2、B3處理下不同品種的Ci變化趨勢(shì)不一致，各品種之間有差異。拔節(jié)期Ci的變化為337.63～384.50 μmol/mol，最高值出現(xiàn)在晉甜1401的B1處理。拔節(jié)期B1、B3處理各品種之間Ci差異不顯著，并與CK差異不顯著（P>0.05）。B2處理中只有晉甜雜3號(hào)的Ci值比CK分別顯著提高9.33%（P<0.05）。

開(kāi)花期Ci的變化為322.10～583.20 μmol/mol，最高值出現(xiàn)在晉甜雜3號(hào)的B2處理。開(kāi)花期B1處理中只有遼甜1號(hào)Ci值比CK顯著提高43.89%（P<0.05）。B2處理晉甜雜3號(hào)、遼甜1號(hào)的Ci比CK分別顯著提高56.94%、30.41%（P<0.05）。B3處理遼甜1號(hào)和大力士的Ci值比CK分別顯著提高40.23%、48.41%（P<0.05）。

乳熟期Ci的變化范圍在350.26～487.30 μmol/mol，最高值出現(xiàn)在遼甜3號(hào)的B2處理。乳熟期B1處理中只有晉甜雜3號(hào)Ci值比CK顯著提高29.56%（P<0.05）。B2處理只有遼甜3號(hào)的Ci比CK分別顯著提高23.72%（P<0.05）。B3處理遼甜1號(hào)的Ci值比CK顯著提高20.65%。圖4

2.5? 氮肥不同追施處理對(duì)甜高粱水分利用效率（WUE）的影響

研究表明，不同氮肥追施處理下甜高粱的WUE在不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的變化趨勢(shì)有區(qū)別。CK、B2和B3處理不同品種的變化趨勢(shì)不一致，B1處理不同品種WUE的變化趨勢(shì)相似，呈先降低后升高的趨勢(shì)。

拔節(jié)期WUE的變化范圍在6.53～13.24 μmol/mmol，最高值出現(xiàn)在晉甜雜3號(hào)的B2處理。拔節(jié)期只有B2處理中晉甜雜3號(hào)WUE值比CK顯著提高71.28%，其他所有處理所有品種均與CK差異不顯著。

開(kāi)花期WUE的變化范圍在3.05～16.86 μmol/mmol，B2處理晉甜1401的WUE處于最高值。開(kāi)花期B1處理所有品種的WUE值均于CK不顯著。B2處理晉甜1401、晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)的WUE比CK分別顯著提高96.43%、383.68%、20.91%（P<0.05）。B3處理遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)和大力士的WUE值比CK分別顯著提高144.26%、60.20%、70.92%。

乳熟期WUE的變化范圍在3.28～15.96 μmol/mmol。乳熟期B1晉甜1401、晉甜雜3號(hào)和遼甜1號(hào)的WUE值均比CK分別顯著提高66.93%、74.45%、190.21%。B2處理只是晉甜1401的WUE比CK顯著提高127.17%（P<0.05）。B3處理遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)的WUE值比CK分別顯著提高249.90%、237.89%。圖5

2.6? 氮肥不同追施處理對(duì)高粱產(chǎn)量的影響

研究表明，氮肥不同追施處理下不同甜高粱品種的生物產(chǎn)量變化范圍在47.51～85.85 t/hm2，其中B1處理下大力士高粱的生物產(chǎn)量表現(xiàn)為最高，晉甜1401表現(xiàn)最低。統(tǒng)一種處理下不同品種的生物產(chǎn)量之間存在差異，同時(shí)同一品種在不同處理之間也存在差異。

B1處理下各品種生物產(chǎn)量大小順序依次為大力士>晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)>遼甜1號(hào)>濟(jì)甜雜2號(hào)>晉甜1401，其中大力士高粱生物產(chǎn)量較遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)、濟(jì)甜雜2號(hào)、晉甜1401等4個(gè)品種均顯著提高（P<0.05）。B1處理下晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)和大力士高粱產(chǎn)量較CK分別提高53.67%、22.50%、11.89%、25.68%。

B2處理下產(chǎn)量的大小順序?yàn)榇罅κ?晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)>遼甜1號(hào)>晉甜1401>濟(jì)甜雜2號(hào)，其中大力士高粱生物產(chǎn)量比其他5個(gè)品種的生物產(chǎn)量具有較高的生物學(xué)產(chǎn)量。B2處理下晉甜1401、晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、遼甜1號(hào)、大力士產(chǎn)量分別比CK提高9.40%、38.27%、7.66%、25.11%、19.65%。

B3處理下產(chǎn)量的大小順序?yàn)榇罅κ?晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)>晉甜1401>濟(jì)甜雜2號(hào)>遼甜1號(hào)，其中大力士高粱生物產(chǎn)量比其他5個(gè)品種的生物產(chǎn)量具有較高的生物學(xué)產(chǎn)量。B3處理下晉甜1401、晉甜雜3號(hào)、遼甜3號(hào)、大力士產(chǎn)量分別比CK提高11.84%、39.58%、11.83%、24.53%。

氮肥不同追施處理比CK增產(chǎn)幅度為7.66%～53.67%。大力士在所有處理的產(chǎn)量均高于其他品種，并B1、B2、B3處理產(chǎn)量最高的品種順序均一致大力士>晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)。

晉甜1401、濟(jì)甜雜2號(hào)不同處理之間產(chǎn)量差異不顯著。而晉甜雜3號(hào)和大力士高粱在各施肥處理下的生物產(chǎn)量都顯著高于CK處理的生物產(chǎn)量，但各施肥處理之間沒(méi)有顯著差異（P>0.05）；遼甜3號(hào)B1處理效果最好，產(chǎn)量達(dá)到74.65 t/hm2，顯著高于CK；遼甜1號(hào)B2處理效果最好，產(chǎn)量達(dá)到64.96 t/hm2，顯著高于CK。圖6

2.7? Pn與光合參數(shù)、水分利用效率的相關(guān)性

研究表明，氮肥不同追施處理下不同生育期的Pn及其影響因子相關(guān)性不一致。在拔節(jié)期所有處理Pn值與Tr、WUE、Ci呈正相關(guān)。只有B3處理Pn值與Gs負(fù)相關(guān)。

到了開(kāi)花期只有CK、B1處理Pn與Tr、WUE、Ci、Gs呈正相關(guān)。所有處理Pn值在開(kāi)花和乳熟期都與WUE具有正相關(guān)關(guān)系。但乳熟期的Pn值與Tr具有負(fù)相關(guān)關(guān)系。表1

3? 討 論

3.1

氮素是影響作物光合反應(yīng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及酶活性的最主要因素［16］。試驗(yàn)結(jié)果顯示，甜高粱在氮肥不同追施處理下，在不同生長(zhǎng)期內(nèi)葉片Ci、Tr、Pn等光合特性及WUE的變化規(guī)律在品種及處理之間存在差異。董亞兵等［18］的試驗(yàn)結(jié)果顯示，由于茅梁糯2號(hào)群體植株間存在對(duì)光照、水肥等資源的競(jìng)爭(zhēng)，從而影響其凈光合率，因此隨著氮肥施入量的提高，茅梁糯2號(hào)的凈光合率呈升高趨勢(shì)，與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。

研究發(fā)現(xiàn)，在甜高粱生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段，不同處理下葉片Gs值的變化與Pn的變化趨勢(shì)非常相似。高粱開(kāi)花后隨著葉片Pn和Gs的降低，出現(xiàn)Ci值略微升高的現(xiàn)象。此結(jié)果與再吐尼古麗·庫(kù)爾班等［11］的研究結(jié)果基本相似。不同高粱品種間的水分利用效率存在差異，與前人研究結(jié)果一致。葉片蒸騰速率在不同類型高粱品種間存在差異，氣孔對(duì)葉片缺水的反應(yīng)在不同品種之間也不盡相同［19］。王玉國(guó)等［20］的試驗(yàn)結(jié)果顯示，高抗旱能力的高粱品種具有比較高的光合效率和水分利用效率。Johnson等［21］也表明，葉片光合作用能力的不同可能會(huì)造成品種間水分利用效率的差異。

3.2

高粱葉片光合產(chǎn)物的積累與產(chǎn)量高低有密切的相關(guān)性［22］。楊延兵等［23］發(fā)現(xiàn)，氮肥的適量增施，可以使光合產(chǎn)物積累增加，光合特性得到改善，從而使產(chǎn)量提高。不同氮素水平下，作物的主要光合參數(shù)的變化規(guī)律是不一樣的［24］。研究結(jié)果也表明，同一生育期內(nèi)同一品種在氮肥不同追施處理的光合特性有差異。甜高粱的光合參數(shù)受氮肥不同追施處理的影響，與謝圣杰等［17］的試驗(yàn)結(jié)論一致，玉米拔節(jié)期光合特性均受施氮量的影響，其中120 kg/hm2氮磷肥施用效果最好。

張亞萍等［8］分析并討論了高粱葉片各種光合指標(biāo)之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示Pn與Tr之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系。而張一中等［25］研究證明，Pn與Ci之間具有極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而Pn與Tr、Gs之間存在極顯著正相關(guān)；在試驗(yàn)結(jié)果中，氮肥不同追施處理下不同生育期的Pn及其影響因子相關(guān)性不一致。在拔節(jié)期所有處理Pn值與Tr、WUE、Ci呈正相關(guān)。Fernandaz等［26］報(bào)道，高粱葉片凈光合速率與水分利用效率之間不存在任何相關(guān)性關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)論上的差異可能由試驗(yàn)區(qū)的土壤氣候因子、栽培耕作、田間管理技術(shù)和作物品種的基因類型等很多因素的差異所造成。

艾雪瑩等［27］研究結(jié)果證明，氮素使2種不同類型高粱的生物產(chǎn)量分別提高9.73%和10.08%，試驗(yàn)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)氮肥追施處理也顯著提高高粱生物產(chǎn)量的現(xiàn)象。

4? 結(jié) 論

在氮肥不同追施處理下，不同生長(zhǎng)期甜高粱葉片Ci、Tr、Pn等光合特性及WUE的變化規(guī)律在品種及處理之間存在差異。Gs的變化趨勢(shì)與Pn的變化趨勢(shì)更為接近，Gs基本表現(xiàn)為先增大后減小的變化趨勢(shì)，開(kāi)花期處于較高值。拔節(jié)期WUE的變化為6.53～13.24 μmol/mmol，最高值出現(xiàn)在晉甜雜3號(hào)的B2處理。生物產(chǎn)量變化為47.51～85.85 t/hm2，氮肥追施處理比CK增產(chǎn)幅度為7.66%～53.67%。B1、B2、B3處理產(chǎn)量最高的品種順序均一致，大力士>晉甜雜3號(hào)>遼甜3號(hào)。拔節(jié)期所有處理Pn值與Tr、WUE、Ci呈正相關(guān)。晉甜1401、濟(jì)甜雜2號(hào)不受氮肥不同追施方式的影響，氮肥利用效率較低。B2處理改善光合條件，使產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到最大。

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Effects of different nitrogen fertilizer topdressing methods on photosynthetic characteristics and yield of sweet sorghum

Zaituniguli Kuerban1， Tuerxun Tuerhong2， Yisilayi Dawuti3， WANG Hui1， ZHOU Dawei4

（1.Institute of Food Crops，Xingjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China; 2. College of Resources and Environment， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 3. Xinjiang Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology/College of Grassland Science，Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 4. Ili Kazakh Autonomous Prefecture Institute of Agricultural Sciences， Yining Xinjiang 835000， China）

Abstract：【Objective】 In order to clarify the variation of photosynthetic characteristics of sweet sorghum at different growth stages.

【Methods】? The optimal topdressing method of nitrogen fertilizer under different topdressing treatments of nitrogen fertilizer， four different topdressing treatments， such as control without fertilization（CK）， B1（2 times furrow top dressing）， B2（2 times dropwise top dressing）， B3（4 times dropwise top dressing）， were set and the effects of treatments on the photosynthetic characteristics， water use efficiency（WUE）and biomass yield of six sweet sorghum cultivars at different growth stages were studied.

【Results】 The experimental results showed that the changing law of Pn， Tr， Ci and WUE in sweet sorghum leaves under different topdressing treatments at different growth stages varied between varieties and treatments.The photosynthetic characteristics of the same variety at the same growth stage under different treatments were different， and the photosynthetic characteristics of leaves were affected by topdressing of nitrogen fertilizer.The change range of Pn was at 5.50-28.52 μmol CO2/（m2·s）， which was the highest value of Dalishi in B3 treatment， which was significantly higher than CK by 39.91%.The difference between the Tr value of all varieties in B2 and CK was not significant.At jointing and milk ripening stage， there was no significant difference in the Gs values of all cultivars between treatments and CK.The variation range of WUE was at 3.05-16.86 μmol/mmol.Compared with CK， only the WUE value of Jintianzai No.3 in B2 treatment was significantly increased（71.28%）while those of other treatments were not significantly different from CK at the jointing stage.At the flowering stage， the WUE values of all varieties in B1 were not significantly different from that in CK.The biomass yield ranged from 47.51 t/hm2 to 85.85 t/hm2， and the yield increase of treatments was 7.66%-53.67%， compared with CK.The yield of Dalishi was higher than that of other varieties in all treatments， and the order of the highest biomass yields in B1， B2 and B3 was the same， and that was Dalishi > Jintianzai 3 > Liaotian 3.

【Conclusion】? Dalishi， Jintianzai 3 and Liaotianzai 3 had good adaptability in this region， and B2 treatment can improve the photosynthetic conditions and maximize the yield and water use efficiency. This treatment was the best nitrogen topdressing mode to promote the growth and development of sorghum in arid areas.

Key words：sweet sorghum; nitrogenous fertilizer; topdressing; photosynthetic parameters; change rule

Fund projects：Natural Science foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region? "Study on the Interaction Relationship between Sorghum Varieties and Water and Fertilizer Management and the Mechanism of Carbon and Nitrogen Accumulation" （2021D01A107）； Basic Scientific R &D Program of Public Welfare Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region " The Mechanism of Nitrogen Dosage and Nitrogen Shift Mode on the Physiological Characteristics and Nitrogen Utilization Efficiency of Sorghum"（KY2023031）; 'Agriculture， Rural Areas and Farmers' Backbone Talent Training Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region：Demonstration and Promotion of Breeding， Efficient Production and High Quality Processing Technology of Sorghum Forage in Arid Areas of Southern Xinjiang（2022NC072）

Correspondence author： ZHOU Dawei（1980-）， male， from Ili， Xinjiang， Associate researcher， research direction in crop cultivation and physiology，（E-mail）123124837@qq.com