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氮磷钾配施对荞麦生育进程及农艺性状的影响

2016-04-23雷雨田路耿新王欣欣

北方农业学报 2016年4期
关键词:主茎分枝荞麦

唐 超,雷雨田,路耿新,王欣欣

(赤峰市农牧科学研究院,内蒙古赤峰 024031)

赤峰市是我国甜荞麦主要产区,常年播种面积在4.7万~13.3万hm2[1],占内蒙古1/3~1/2,占全国种植面积的1/10左右[2],具有重要的地位。荞麦作为赤峰市具有明显地区优势的特色农作物,生产中存在的突出问题是肥料施用随意、偏施一种或不施肥,不是以地定肥、以产定肥,严重地影响了产量。荞麦虽为直根系作物,但扎根较浅,茎直立、中空,使荞麦易受风雨的影响,而且倒伏后基本不能恢复,造成产量极低,甚至绝收,极大地制约了荞麦生产的发展[3]。荞麦倒伏一直是制约荞麦产量提高的主要因素之一,加之肥料施用随意,过量施用会导致荞麦徒长,不施肥则茎秆纤细,都会增加倒伏的威胁。

荞麦为无限花序作物,直至收获时也有花朵开放。遇到轻霜冻茎叶便会很快干枯,落粒也随之大大增多。所以,当籽粒70%~80%成熟时农民便开始收割,收割时将荞麦植株堆成小堆,内部未受到霜冻的植株可以继续为籽粒输送一段时间营养[4]。因此,适宜的生育期可以减少早霜对甜荞麦的威胁,避免因落粒造成的减产,生殖生长期延长有利于籽实干物质的积累,从而达到增产的目的。本研究立足于赤峰市荞麦生产实际,探究不同氮磷钾配比对甜荞麦生育进程和主要农艺性状的影响,为赤峰市荞麦生产提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2012—2013年在赤峰市农牧科学研究院10号试验地进行,地理位置为东经118°17′,北纬41°51′,海拔 605 m,年平均气温 6~8 ℃,平均降雨量354 mm左右,日照时数2 750 h,属于温带半干旱大陆性季风气候区。试验地肥力中等(表1),土质为沙壤土,前茬向日葵。

1.2 试验材料

供试品种:赤峰市荞麦主产区主栽甜荞麦品种“温沙”;供试肥料:N 肥(尿素,N46%),P肥(重过磷酸钙,P2O543%),K肥(氯化钾,K2O60%)。

1.3 试验设计

试验采用“3414”完全实施方案,设 N、P、K 三个施肥因子,以当地最佳施肥量的近似值为N、P、K施肥量2水平,2012年氮肥150 kg/hm2、磷肥120 kg/hm2、钾肥 45 kg/hm2;2013年氮肥 206.6 kg/hm2、磷肥 56.7 kg/hm2、钾肥 24.9 kg/hm2。以此为基准,按 0倍、0.5倍、1倍、1.5倍设4个施肥水平,计14个处理组合(表2)。小区面积10 m2,行距0.45 m,3次重复,随机区组排列。小区间隔1 m并筑地埂,地埂用塑料薄膜包裹,深度为0.5 m(防止自然降雨后小区间串水串肥)。P、K肥一次性基施,N肥60%基施、40%在现蕾期追施。

表2 施肥水平与施肥量kg/hm2

1.4 调查记载项目和数据分析

记录荞麦的出苗期、现蕾期、盛花期、成熟期等主要生育时期,并计算出全生育期。成熟期前每小区取长势正常植株20株,测量株高、茎粗、有效分枝、主茎节数、节间长度等农艺性状。用Excel、DPS进行数据整理和分析。

2 结果与分析

根据“3414”完全实施方案的设计原理,抽取处理2、3、6、11,分析 N肥单因子的影响;抽取处理 4、5、6、7 分析 P 肥单因子的影响;抽取处理 8、9、6、10分析K肥单因子的影响;抽取处理2~7、11、12分析N、P 互作的影响;抽取处理 2、3、6、8~11、13 分析 N、K互作的影响;抽取处理4~10、14分析P、K互作的影响。

2.1 氮磷钾肥配施对甜荞麦生育进程的影响

表3中,P2K2水平时,施N肥处理现蕾期提前1~2 d、盛花期提前1~2 d,成熟期推后2~4 d,全生育期延长1~3 d;N2K2水平时,施P肥处理现蕾期有推后趋势,但不明显,盛花期提前1 d左右,成熟期推后1 d左右,全生育期延长1 d左右;N2P2水平时,施K肥处理现蕾期推后1 d、盛花期推后1~2 d,成熟期提前1~2 d,全生育期缩短2 d左右。2012年,N0P0K0、N0P2K2、N1P2K2生育期最短,2013 年处理N1P2K2生育期最短,都为94 d;两年生育期最长的处理都为N3P2K2,生育期98 d。综合两年结果,N1P2K2、N2P2K2、N1P2K1施肥比例可以使甜荞麦较早成熟,对降低早霜威胁具有一定作用,现蕾期、盛花期提前了1~2 d,生殖生长期延长有利于干物质积累及产量增加。

表3 氮磷钾配施对甜荞麦生育进程的影响kg/hm2

2.2 氮磷钾肥配施对甜荞麦农艺性状的影响

2.2.1 氮磷钾配施对甜荞麦株高的影响 随施肥水平的提高,N、P、K肥单因子对株高都有显著影响,株高最高的处理为对应的2水平或3水平。2012年P2K2水平时,N3水平株高最高,显著高于其他水平。2013年增加了N肥用量,N2水平株高最高,显著高于 N1、N0、N3水平。P、K 对株高的影响相同,株高都随P、K肥水平的提高呈先增后减趋势,最高处理均出现在2水平。试验结果表明,N、P、K肥在一定范围内可以促进荞麦株高生长,过量施用则起抑制作用(表4)。

2012 年,N0P2K2株高最低,N3P2K2株高最高,较N0P2K2高30.7%。2013年N0P2K2株高最低,N2P2K2株高最高,较N0P2K2高22.8%。两年肥料组合N2P2K2、N2P3K2、N3P2K2株高最高,高于其他处理达到显著水平(P<0.05),N、P 互作对株高的影响结果显示,均为N肥起主导作用,N水平高的组合株高较高(表4)。处理4~10、14的株高为N2水平时,P、K互作影响的结果。2012年,N2P0K2株高最低,N2P3K2株高最高,较N2P0K2高20.7%。2013年处理N2P1K1株高最低,N2P2K2株高最高,较N2P1K1高19.0%。两年均以N、P水平较高的肥料组合N2P2K2、N2P3K2最高,P、K肥互作中,P肥作用效果明显。

表4 氮磷钾配施对甜荞麦株高的影响cm

试验结果表明,所有施肥处理的株高均高于空白处理N0P0K0,其中2012年处理N3P2K2株高最高,为153.3 cm;2013年处理N2P2K2株高最高,为155.1 cm(表4)。对2012年N、P、K施肥量与株高间关系进行回归分析可以得出以下回归方程:

Y2012=116.7384+16.2441N-13.1013P+12.4896K-0.1264N2-0.9628P2-5.2900K2+5.0125NP-7.0966NK+6.7580PK(R=0.95)

式中Y为株高,N、P、K分别为N肥、P肥、K肥编码值。由方程系数可知,对株高作用效果高低依次为 N、K、P,NP、PK 互作对株高有促进作用,NP 互作对株高为副作用。

2.2.2 氮磷钾配施对甜荞麦茎粗的影响 茎粗随N水平增加总体为上升趋势,说明N肥对茎粗增加具有明显的促进作用。为增加茎粗,N肥用量可进一步提高。N2K2水平时,茎粗都随P水平的提高先增后减;茎粗随K水平的提高上下波动。由此说明,P肥在一定范围内可以增加茎粗,过量施用起则抑制作用,K肥对株粗影响规律不明显(表5)。

表5 氮磷钾配施对甜荞麦茎粗的影响mm

在表5中,K2水平时N、P互作影响下,2012年处理N2P3K2茎粗最低,处理N2P1K2茎粗最高,较处理N2P3K2高17.9%,处理N2P3K2显著低于其他处理(P<0.05)。2013年处理 N0P2K2茎粗最低,处理N3P2K2茎粗最高,显著高于其他处理(P<0.05),较处理N0P2K2高39.2%。P2水平时,在N、K互作影响下,2012年N2P2K1茎粗最低,处理N2P2K0茎粗最高,较处理N2P2K1高 29.3%;2013年处理 N0P2K2茎粗最低,处理N3P2K2茎粗最高,较处理N0P2K2高39.2%,显著高于所有处理(P<0.05)。N2水平时,在 P、K 互作影响下,2012年处理N2P3K2茎粗最低,N2P1K2茎粗最高,较处理N2P3K2高29.3%。2013年处理N2P0K2茎粗最低,处理N2P2K2茎粗最高,较处理N2P0K2高10.5%。

2012年N2P1K2茎粗最大为9.7cm,显著高于其他处理,处理N2P3K2茎粗最小为7.5 cm;2013年N3P2K2茎粗最大为10.3 cm,处理N0P0K0茎粗最小为7.2 cm。采用2013年三元二次回归方程可以较好地表达N、P、K肥的施肥量与茎粗之间的数量关系(R=0.98)。

式中Y为茎粗,N、P、K分别为N肥、P肥、K肥编码值。对N、P、K肥用量及茎粗进行相关性分析可知,N肥用量与茎粗极显著相关(R=0.91)。通过方程系数可知,肥料对茎粗促进作用大小为P>N>K,NK、PK配施可以增加茎粗,NK配施对茎粗增加为副作用。

2.2.3 氮磷钾配施对甜荞麦有效分枝数的影响 N、P、K肥对甜荞麦有效分枝数均有显著影响。N肥单因子作用时,有效分枝数最大观测值出现在N2水平,即处理N2P2K2中;2013年,P肥单因子作用时,最大观测值在P2水平、P3水平,最低值都出现在P1水平;2012年,有效分枝数随K水平的提高呈减少趋势,说明K肥过量。2013年减少K肥用量后,K2水平有效分枝数最大,到K3水平时有效分枝数减少,说明2013年K2水平时K肥用量为提高有效分枝的最佳用量(表6)。

表6 氮肥对甜荞麦有效分枝数的影响

由表6可知,2012年有效分枝数最少处理为N0P2K2,显著低于其他施肥处理,处理N0P0K0有效分枝数仅高于处理N0P2K2,显著低于其他处理;有效分枝最多处理为N2P3K2,分枝数为6.0,显著高于其他处理。2013年,有效分枝数最少处理为N0P0K0,其次为处理N0P2K2,有效分枝最多处理为N2P2K2。

对有效分枝与N、P、K肥用量之间的关系进行回归分析可得到有效分枝与肥料用量之间的回归方程为:

式中Y为有效分枝数,N、P、K分别为N肥、P肥、K肥编码值。对N、P、K施肥量与有效分枝数间关系进行相关分析,N肥用量与有效分枝为极显著相关关系;P肥用量与有效分枝为显著相关关系;K肥有效分枝为负相关关系,但未达显著水平。由方程系数可知,N肥对有效分枝的作用效果大于P肥、K肥。

2.2.4 氮磷钾配施对甜荞麦主茎节数的影响 N、P、K肥对甜荞麦主茎节数影响显著。N肥单因子作用时,主茎节数最大观测值都出现在N2水平,即处理N2P2K2中;P肥单因子作用时,最大观测值都在P2、P3水平;K肥单因子作用时,2012年主茎节数随K水平提高呈减少趋势,说明K肥用量过大。2012年调整K肥用量后,最大观测值在K2水平,说明2013年K2水平时K肥用量为增加主茎节数的最佳用量。随着N、P、K水平的提高,主茎节数均有先增后减趋势,说明N、P、K肥在一定范围内均可使主茎节数增加,当超过2水平时则使其减少(表7)。

2012年处理N2P1K2主茎节数最多,2013年,处理主茎节数最多,均显著高于其他处理。对N、P、K肥料用量与主茎节数间关系进行相关分析表明,2012年N肥与主茎节数显著相关(R=0.52),P肥、K肥与主茎节数负相关,未达显著水平;2013年,三种肥料用量与主茎节数间均为正相关关系,但不显著。两年的相关分析结果存在一定的差异,所以N、P、K肥料用量与主茎节数间的关系还需要进一步研究。

表7 氮肥对甜荞麦主茎节数的影响

2.2.5 氮磷钾配施对甜荞麦节间长度的影响 N、P、K肥对甜荞麦节间长度均有显著影响。N、P、K肥单因子作用时,节间长度最大观测值都出现在2水平,即处理N2P2K2中;随着N、P、K水平的提高,节间长度均为先增加后减少(表8)。

由表8可以看出,节间长度最长的处理为N2P2K2,节间长度较其他处理显著增加。处理N0P0K0、N0P2K2节间长度较其他处理均显著减少。

对N、P、K肥料用量与节间长度间关系进行相关分析,两年结果表明N肥与节间长度呈极显著正相关关系(R=0.73、R=0.85);P肥与节间长度间2012年呈显著相关关系(R=0.52),2013年为正相关关系(R=0.15),但不显著,所以P肥与节间长度间关系的相关程度还需要进一步试验验证;K肥与节间长度呈正相关关系,但不显著。

表8 氮肥对甜荞麦节间长度的影响cm

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 氮磷钾配施对生育进程的影响 何天祥等[5]研究认为,钾肥可使荞麦营养生长期延长,现蕾期、开花期推迟,与本研究结果一致。刘刚[6]等研究认为,施用P、K肥可使现蕾期、开花期提前,施用N肥推迟现蕾开花。刘刚等研究中P、K肥作用效果与本研究一致,而N肥的效果与本研究不一致,笔者分析造成这种不一致的原因有两方面。首先刘刚等的研究地点为四川省,与本研究地点内蒙古赤峰纬度、气候、光照等差别较大。其次,甜荞和苦荞随都属于蓼科,但生长习性有差别。

本试验条件下,施N肥可以使甜荞麦提前进入生殖生长,生殖生长期和全生育期延长3~4 d。P肥对生育进程的影响较N肥小,可使生殖生长期和全生育期延长1~2 d;K肥作用效果与N、P肥结果相反,可以使生殖生长期和全生育期缩短1~2 d。对生育进程作用效果由大到小依次为N肥、P肥、K肥,所以N、P配施效果最明显,使生殖生长期和全生育期延长。生殖生长期延长有利于甜荞麦干物质积累,从而增加产量。生育期缩短可使甜荞麦提前成熟,降低早霜对甜荞麦的威胁。基于这两点考虑,可选择处理 N1P2K2、N1P2K1、N2P2K2肥料用量及配比,生殖生长期延长,全生育期较短。

3.1.2 氮磷钾配施对农艺性状的影响 大量研究表明,施用氮、磷、钾肥均可改善作物生长发育状况,对农艺性状产生显著影响。向达兵[7]等研究认为,施用氮肥能显著地增加荞麦茎粗、株高和有效分枝数,促进荞麦的生长发育,进而能够更多地接受利用光能,增加物质积累。张瑞朋[8]等研究发现,施用氮肥能增加大豆的株高、分枝数,使茎粗增加。氮肥供应充足时,植株枝叶繁茂,躯体高大,分蘖能力强,可增加玉米株高、茎粗增大,有效提高其光合面积。刘基业[9-10]等研究发现,用磷肥作种肥对增加株高、分枝均有明显的作用。

本试验结果与前人研究结果一致,N肥用量对株高、茎粗、有效分枝数、主茎节数、节间长度影响均达显著水平;P肥用量对株高、茎粗、节间长度影响显著;K肥对农艺性状影响不显著。N、P、K配施,在一定范围内对株高、茎粗、有效分枝数、主茎节数、节间长度的增加都有促进作用,而过量施用则对其有抑制作用。N肥用量与株高、茎粗、有效分枝数、节间长度间关系为极显著相关关系,与主茎节数间关系为显著相关关系。P肥用量与株高、有效分枝数、节间长度间关系为显著相关关系。K肥与甜荞麦农艺性状间相关关系不显著。在肥料配比中,N、P、K肥水平高的处理,尤其是N、P水平高的处理,如N3P2K2、N2P3K2、N2P2K2农艺性状观测值均较高。

3.2 结论

3.2.1 氮磷钾配施对生育进程的影响 在本试验条件下,采用处理 N2P2K2、N1P2K1、N1P2K2可以使甜荞麦温沙较早成熟,降低霜冻的威胁,可提前1~2 d进入生殖生长,生殖生长期延长1~2 d。

3.2.2 氮磷钾配施对农艺性状的影响 本试验研究表明N、P、K单施或配施在一定范围内均可以达到增加株高、茎粗、有效分枝数、主茎节数及节间长度的效果,过量施用则会对这些农艺性状产生抑制作用。处理 N2P2K2、N3P2K2、N2P3K2对几种农艺性状均影响均较显著,可使甜荞麦枝叶繁茂、植株粗壮,为产量增加奠定了基础。

参考文献:

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[3]Pavlova I V,Dubovik E L,Kadyrov R M.Anatomy of conductive system tissues of common buckwheat stalk[C]∥Proceedings of the 10th international symposium on buckwheat.Yangling:northwesta&funiversity,2007:272-276.

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[7]向达兵,赵江林,胡丽雪,等.施氮量对苦荞麦生长发育、产量及品质的影响[J].广东农业科学,2013,40(14):57-59.

[8]张瑞朋,杨德忠,傅连舜,等.氮素对不同来源大豆品种农艺性状及产量的影响[J].种子,2009,28(10):26-29.

[9]刘基业,王雄昌.旱地荞麦磷二铵作种肥用量的研究[J].内蒙古农业科技,1989(2):23-25.

[10]关春林,周怀平,解文艳,等.苦荞麦生长发育规律与水分供需特征[J].山西农业科学,2016,44(4):491-493.

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