辽西地区谷子最佳施肥方案和种植密度研究
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我国谷子生产在世界上虽然水平较高，但与其他大宗作物相比产量仍然较低，国内一些人士对谷子的低产原因进行了分析，其中，栽培管理粗放，投入不足，导致谷子秕粒增加、千粒重降低，是造成谷子产量低的主要原因之一; 另外，谷子是靠群体增产的作物，种植密度不合理也不能充分发挥谷子的增产潜力。针对谷子低产的原因，许多人进行了谷子产量形成机理的理论研究，并提出了一系列高产栽培技术措施。优良品种固然是谷子高产的基础，但同一品种条件下，合理的施肥量和种植密度能够充分发挥谷子个体与群体的生产潜力，最大程度地提高谷子产量。 辽西地区有常年种植谷子的习惯，但施肥量和留苗密度随意性很大，该区生产上常用的化肥有磷酸二铵和尿素。为合理利用资源，提高单位面积的谷子产量和经济效益，对制约谷子生产的关键技术磷酸二铵施用量、尿素施用量和种植密度进行了不同组合的产量试验，以确定辽西地区谷子最佳施肥方案和合理的种植密度，从而形成该区谷子高产栽培技术体系。利用该技术体系进行谷子生产，可以利用有限的资源，充分发挥优良谷子品种的优势，取得最好的经济效益，对提高谷子生产水平、促进谷子产业化发展、提升旱地农业经济效益均具有重大作用。 1 材料与方法 1. 1 试验材料 谷子品种为燕谷 16 号 ( 辽宁省水土保持研究所选育) 。肥料种类有氮肥和磷肥，其中氮肥使用尿素( N 含量 46%) ，磷肥使用磷酸二铵 ( P2O5含量46% 、N 含量 18% ) 。 1. 2 试验方法试验 在辽宁省水土保持研究所试验地进行。试验区地处辽宁省朝阳市 ( 东经 120°、北纬 42°) ，自然条件属于干旱半干旱气候，无霜期 150 d，≥10 ℃活动积温 3400 ～ 3600 ℃，常年降水量 400 ～ 450 mm。 试验地土壤为沙壤土，前茬作物为玉米，肥力中等，土壤 基 础 养 分 含 量 为 有 机 质 14. 21 g/kg、全 氮0. 082% ( 其中速效氮 58 mg / kg) 、速效磷 16 mg / kg、速效钾 202 mg/kg，pH 值 8. 27。 试验设氮肥施用量 ( A) 、磷肥施用量 ( B) 和种植密度 ( C) 3 个因素，每个因素均设 3 个水平( 表 1) 。采用 L9( 34) 正交试验设计，将不同因素与 水 平 分 别 组 配 成 A1B1C1、 A1B2C2、 A1B3C3、A2B1C2、 A2B2C3、 A2B3C1、 A3B1C3、 A3B2C1和A3B3C2计9 个处理组合。采用随机区组排列，3 次重复。6 行/区，行长 6. 0 m、行距 0. 5 m，小区面积18 m2，小区与小区之间留有隔道 0. 5 m、调查道1. 0 m。试验区四周设保护行。【表1】 试验地块秋翻、秋灌，春季进行耙压。2010 年5 月11 日播种谷子，9 月 15 日收获。磷酸二铵在播种时作为底肥一次性施入，尿素作为追肥在拔节 ～ 孕穗期一次性开沟施入，间苗时按设计的种植密度留足苗，其他田间管理措施同大田常规。 全小区收获，统计谷子产量。利用 EXCEL 软件进行数据计算; 利用 DPS 软件进行正交试验统计分析; 利用 Duncan 新复极差测验法测验显着性，其中，小写英文字母不同表示处理间指标差异达到了显着水平，大写英文字母不同表示处理间指标差异达到了极显着水平。 2 结果与分析 2. 1 不同种植密度与施肥量组合处理对谷子产量的影响 不同种植密度与施肥量组合处理的谷子产量差异较大，其中，A2B3C1组合产量最高，且显着 ＞ 其他处理 ( 表 2) 。【表2】 方差分析结果显示，氮肥施用量和磷肥施用量对产量的影响达到了极显着水平，而种植密度对产量的影响不显着。为了明确影响谷子产量的主要因素，找到最佳因素水平组合，采用直观分析法对氮肥施用量、磷肥施用量和种植密度对谷子产量的影响进行了极差分析，结果 ( 表 3) 显示，3 个因素对谷子产量的影响顺序为氮肥施用量 ＞ 磷肥施用量 ＞ 种植密度。 随着施氮量的增加，谷子产量呈先上升后降低趋势，且效果显着，因此要提高谷子产量，氮肥施用一定要适量，不是施氮越多越好。随着施磷量的增加，谷子产量呈逐渐增加趋势，且效果显着。种植密度虽然对谷子产量影响不显着，但其是决定单位面积穗数的重要因素，而单位面积穗数是影响谷子产量的重要因素，种植密度小可促进作物个体发育但单位面积穗数少，种植密度过大能提高群体的生产能力但不能弥补单株生产能力下降的损失，因此种植密度一定要适宜，种植太密或太稀均不能获得理想产量。 从试验因素不同水平的产量极差看，最高产量组合应为 A2B3C2( 氮肥施用量 187. 50 kg/hm2、磷肥施用量 131. 25 kg/hm2、种植密度 45. 0 万株/hm2) ，但该组合在试验中没有反映出来。【表3】 2. 2 不同种植密度与施肥量组合处理对谷子叶面积指数的影响 不同种植密度与施肥量组合处理的谷子叶面积指数差异较大，其中，A3B1C3组合叶面积指数最大，且极显着 ＞ 其他处理 ( 表 4) 。 方差分析结果显示，氮肥施用量和种植密度对谷子叶面积指数的影响达到了极显着水平，磷肥施用量对叶面积指数的影响达到了显着水平。极差分析结果( 表 5) 显示，3 个因素对谷子叶面积指数的影响顺序为种植密度 ＞ 氮肥施用量 ＞ 磷肥施用量。随着种植密度和氮肥施用量的增加，谷子叶面积指数均呈极显着上升趋势; 随着磷肥施用量的增加，谷子叶面积指数显着增加。 从试验因素不同水平的叶面积指数极差看，最大叶 面 积 指 数 组 合 应 为 A3B3C3( 氮 肥 施 用 量262. 50 kg / hm2、磷肥施用量 131. 25 kg/hm2、种植密度 60. 0 万株/hm2) ，但该组合在试验中没有反映出来。【表4-5】 2. 3 不同种植密度与施肥量组合处理对谷子穗粒重的影响 不同种植密度与施肥量组合处理的谷子穗粒重差异较大，其中，A2B3C1组合穗粒重最大，A1B1C1组合次之，二者差异不显着，但均极显着 ＞ 其他处理( 表 6) 。【表6】 方差分析结果显示，磷肥施用量和种植密度对穗粒重的影响达到了极显着水平，氮肥施用量对穗粒重的影响不显着。极差分析结果 ( 表 7) 显示，3 个因素对谷子穗粒重的影响顺序为种植密度 ＞ 磷肥施用量＞ 氮肥施用量。随着种植密度的增大，谷子穗粒重呈极显着降低趋势; 随着磷肥施用量的增加，穗粒重呈先降低后增加趋势; 随着氮肥施用量的增加，穗粒重呈先增加后降低趋势。【表7】 从试验因素不同水平的穗粒重极差看，最高穗粒重组合应为 A2B1C1( 氮肥施用量 187. 5 kg/hm2、磷肥施用量 56. 25 kg/hm2、种植密度 30. 0 万株/hm2) ，但该组合在试验中没有反映出来。 2. 4 不同种植密度与施肥量组合处理对谷子经济效益的影响 提高谷子产量是育种者追求的目标，效益最大化是生产者追求的最终目的。不同种植密度与施肥量组合处理的谷子经济效益差异较大，其中，A2B3C1组合经济效益最高，与 A1B3C3、A2B2C3和 A2B1C2组合差异不显着，但极显着 ＞ 其他处理 ( 表 8) 。 方差分析结果显示，氮肥施用量和磷肥施用量对谷子经济效益的影响达到了极显着水平，种植密度对经济效益的影响不显着。极差分析结果 ( 表 9) 显示，3 个因素对谷子经济效益的影响顺序为氮肥施用量 ＞ 磷肥施用量 ＞ 种植密度。随着施氮量的增加，谷子经济效益呈先增加后降低趋势; 随着施磷量的增加，谷子经济效益呈逐渐增加趋势。 从试验因素不同水平的经济效益极差看，最高经济 效 益 组 合 应 为 A2B3C2( 氮 肥 施 用 量187. 50 kg / hm2、磷肥施用量 131. 25 kg/hm2、种植密度 45. 0 万株/hm2) ，但该组合在试验中没有反映出来。【表8-9】 3 结论与讨论 以燕谷 16 号谷子为试材，采用 L9( 34) 正交试验设计，研究了氮肥施用量、磷肥施用量和种植密度不同水平组合处理对谷子农艺性状、产量和经济效益的影响。结果显示，3 个因素对谷子产量和经济效益的影响顺序均为氮肥施用量 ＞ 磷肥施用量 ＞ 种植密度，其中，氮肥施用量和磷肥施用量的影响程度达到了极显着水平，而种植密度的影响程度不显着; 对叶面积指数的影响顺序为种植密度 ＞ 氮肥施用量 ＞ 磷肥施用量，且影响程度均达到了显着水平，其中种植密度和氮肥施用量的影响程度达到了极显着水平; 对穗粒重的影响顺序为种植密度 ＞ 磷肥施用量 ＞ 氮肥施用量，其中，种植密度和磷肥施用量的影响程度达到了极显着水平，氮肥施用量的影响程度不显着。 对燕谷 16 号产量和经济效益影响最大的因素是氮肥，且影响程度达到了极显着水平。表明施用氮肥对提高谷子产量和经济效益最为重要。随着施氮量的增加，谷子产量和经济效益均呈上升趋势，但施氮量达到一定阈值后再增施氮肥，谷子产量和经济效益反而会下降。氮肥主要促进作物的营养生长，施用量过大会导致营养生长与生殖生长不平衡，最终造成产量下降; 同时还会加大肥料的投入成本，相应地经济效益会有所降低。要提高作物产量，必须增施氮肥，但并不是施肥越多越好。本研究条件下，氮肥最佳施用量为 187. 5 kg/hm2。 对燕谷 16 号叶面积指数和穗粒重影响最大的因素是种植密度，且影响程度达到了极显着水平。随着种植密度的增大，谷子叶面积指数极显着增加，但穗粒重呈极显着降低趋势。因此，种植密度应适宜。本研究结果显示，燕谷 16 号适宜的种植密度为 45. 0 万株/hm2，该种植密度下，既能充分发挥谷子单株的生产能力，又能保证谷子群体的增产效应，从而有效提高籽粒产量和经济效益。 从磷肥的施用效应看，磷肥虽然对燕谷 16 号产量和经济效益的影响程度不及氮肥，对叶面积指数和穗粒重的影响程度不及种植密度，但其对 4 项指标的影响程度均至少达到了显着水平，其中对产量、经济效益和穗粒重的影响程度达到了极显着水平，因此磷肥的作用不容忽视。随着施磷量的增加，燕谷 16 号的叶面积指数和穗粒重得到有效改善，产量和经济效益均明显提高。为了提高谷子产量和经济效益，在谷子生产上应加大磷肥施用量。本研究条件下，产量和经济效益最高的磷肥施用量为 131. 5 kg/hm2。 本研 究 设 计 的 施 肥 量 与 种 植 密 度 组 合 中，A2B3C1组合 ( 氮肥施用量 187. 50 kg/hm2、磷肥施用量131. 25 kg/hm2、种植密度30. 0 万株/hm2) 产量和经济效益最高。而从本研究参试因素不同水平对燕谷16 号产量和经济效益的极差分析看，最高产量和最高经济效益的最佳因素组合应为 A2B3C2( 氮肥施用量 187. 50 kg/hm2、磷肥施用量 131. 25 kg/hm2、种植密度 45. 0 万株/hm2) ，但该组合在试验设计中没有反映出来。因此，有必要开展单因素试验，对试验结果进行进一步验证。另外，本研究是在辽宁省水土保持研究所的试验地进行的，由于土壤质地及肥力的差异，在其他土壤条件下本试验的最佳施肥量与种植密度组合并不一定适宜，还需要在实践中确定。 参考文献: ［1］ 陈卫军，魏益民，张国权，欧阳韶晖 . 国内外谷子的研究现状 ［J］． 杂粮作物，2000，20 ( 3) : 27 －29. ［2］ 陈国秋 . 辽西地区谷子低产原因及增产措施 ［J］． 现代农业科技，2009，( 23) : 90 －92. ［3］ 杜瑞恒 . 谷子减产的主要原因和预防措施 ［J］． 河北农业科技，2002，5 ( 5) : 5. ［4］ 吴秋芳，刘 慧，路志芳 . 豫北谷子低产的原因及其优质高产栽培技术 ［J］． 安徽农业科学，2003，31 ( 3) :443 － 444. ［5］ 任月梅 . 春播早熟区谷子主要农艺性状相关和通径分析［J］． 内蒙古农业科技，2004，( 1) : 13 －22. ［6］ 古世禄 . 谷子 ( 粟) 的结实规律 ［J］． 山西农业科学，1982，( 6) : 2 － 5. ［7］ 古世禄 . 谷子产量形成的基本规律 ［J］． 山西农业科学，1988，( Z1) : 67 － 69. ［8］ 古世禄，马建萍，独俊娥 . 库源比对谷子 ( 粟) 结实的影响 ［J］． 中国农业科学，1988，21 ( 3) : 27 －33. ［9］ 古世禄 . 谷子粟产量形成时期的研究 ［J］． 山西农业科学，1995，23 ( 1) : 7 －10.
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