作物杂志,2018, 第5期: 110–115 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.05.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮肥和密度对高粱产量及氮肥利用率的影响

张瑞栋,曹雄,岳忠孝,梁晓红,刘静,黄敏佳   

  1. 山西省农业科学院经济作物研究所,032200,山西汾阳
  • 收稿日期:2018-03-01 修回日期:2018-07-12 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-10-12
  • 通讯作者: 曹雄
  • 作者简介:张瑞栋,研究实习员,主要从事高粱栽培育种研究
  • 基金资助:
    国家谷子高粱产业技术体系高粱汾阳试验站资金(CARS-06-13.5-B10)

Effects of Nitrogen and Density Interaction on Grain Yield and Nitrogen Use Efficiency of Sorghum

Zhang Ruidong,Cao Xiong,Yue Zhongxiao,Liang Xiaohong,Liu Jing,Huang Minjia   

  1. Institute of Industrial Crop, Shanxi Academy of Agricultural Science, Fenyang 032200, Shanxi, China
  • Received:2018-03-01 Revised:2018-07-12 Online:2018-10-15 Published:2018-10-12
  • Contact: Xiong Cao

摘要:

为了研究氮肥施用量和密度对高粱产量的影响,在大田试验条件下,采用裂区设计,以密度为主区,以氮肥施用量为副区,分别设置3个密度水平(7.5万、10.5万和13.5万株/hm 2)和5个氮肥水平(0、75、150、225和300kg/hm 2),对不同密度和氮肥处理的产量构成因素和农艺性状进行分析,结果表明:高粱的产量先随密度的增加和氮肥施用量的增加呈增加趋势,在密度为10.5万株/hm 2,施氮量为225kg/hm 2时,高粱的产量达到最高。在不同密度和氮肥处理,高粱的单位面积穗数和穗粒数变异较大,千粒重变异较小。密度主要是通过单位面积穗数,氮肥主要是通过穗粒数来影响产量的构成。施氮量与高粱产量是非线性关系,氮肥在高密度条件下对产量的调控更加明显。氮肥的农学利用率在高密度处理比低密度处理要高,并随着氮肥施用量的增加呈先增加后减少的变化趋势,在密度为13.5万株/hm 2,施氮量为150kg/hm 2时,氮肥的农学利用率达到最大。本研究表明,增加密度、控制氮肥用量是增加高粱产量和提高氮肥利用率的有效措施,建议晋杂23号在汾阳种植时宜采用密度为10.5万株/hm 2,施氮量为225kg/hm 2的种植模式。

关键词: 高粱, 氮肥, 密度, 产量构成因素, 氮肥利用率

Abstract:

The purpose of this study was to explore the effects of nitrogen amount and density on the sorghum yield. The experiment was carried out under field condition and the split plot design was used with the plant density as main plots and the nitrogen amount as the sub plots. The sorghum density were set as three levels with 7.5×10 4 plants/hm 2, 10.5×10 4 plants/hm 2 and 13.5×10 4 plants/hm 2 and the amount of N were set at five levels with 0kg/hm 2, 75kg/hm 2, 150kg/hm 2, 225kg/hm 2 and 300kg/hm 2, respectively. The results showed that the sorghum yield improved with the increased density and nitrogen application, and the yield was reached to the highest when the density was 10.5×10 4 plants/hm 2 and the nitrogen was applied with 225kg/hm 2. Under the different levels of nitrogen applications and plant densities, there was an obvious variation for ear number and grain number, however, small variations were obtained for the thousands seeds weight. It indicated that the grain yield was influenced by the plant density mainly affected by the ear number per area, and by the nitrogen fertilizer mainly affected by the grain number per panicle. A non-linear relationship was achieved between the nitrogen application and the sorghum yield which meants that the sorghum yield could be adjusted by the nitrogen application under the high plant density. For the agricultural utilization ratio of nitrogen fertilizer, it was higher under high density level than that under low density level, and it firstly increased and then decreased with the increase of nitrogen application. In addition, it was proved that the agricultural utilization ratio of nitrogen fertilizer reached to the highest with the plant density of 13.5×10 4 plants/hm 2 and nitrogen application of 150kg/hm 2. The study concluded that increasing the density and controlling the amount of nitrogen fertilizer were effective tools to increase the sorghum production and the utilization rate of nitrogen fertilizer. The plant mode of nitrogen application of 225kg/hm 2 under the plant density of 10.5×10 4 plants/hm 2 for the variety of Jinza 23 was recommended in Fenyang region.

Key words: Sorghum, Nitrogen, Density, Yield component, Nitrogen use efficient

表1

密度与氮肥互作对高粱农艺性状及产量的影响差异分析"

处理
Treatment
单位面积穗数
Panicles per hm2
穗粒数
Seeds per panicle
千粒重(g)
1000-seed weight
SPAD LAI 单株生物量(g)
Weight per plant
HI 产量(kg/hm2)
Yield
D1 N1 65 089.54e 2 797.26g 30.89ef 54.33a 4.55k 274.84cd 0.36a 5 806.94k
N2 65 447.48e 3 110.83e 31.14de 52.33b 4.64j 292.59b 0.36a 6 433.72j
N3 66 518.00e 3 261.49bc 31.61ab 51.67bc 4.82i 306.25a 0.35ab 7 081.06i
N4 66 622.95e 3 323.61ab 31.61ab 51.67bc 4.92h 309.53a 0.35abc 7 217.40gh
N5 66 682.61e 3 348.03a 31.67a 51.67bc 5.00h 312.41a 0.35abc 7 304.12fg
D2 N1 82 426.64d 2 753.65gh 30.39h 51.33bc 5.26g 271.05cde 0.34bcd 7 102.54hi
N2 83 352.63d 2 891.77f 31.05e 51.33bc 5.39f 280.60c 0.34cd 7 780.91e
N3 84 787.83cd 3 171.53de 31.39bcd 51.00bc 5.50e 303.25a 0.33de 8 713.25c
N4 86 022.16c 3 220.28cd 31.58abc 50.67bc 5.71d 307.28a 0.33de 8 953.46a
N5 86 869.81c 3 177.12de 31.33cd 50.00cd 5.85c 305.86a 0.33de 8 862.16ab
D3 N1 82 814.32d 2 623.85i 29.29j 50.00cd 6.25b 270.93de 0.33ef 6 437.84j
N2 93 187.07b 2 630.02i 30.04i 48.67de 6.34b 258.18fg 0.33ef 7 369.07f
N3 101 114.29a 2 654.81i 30.58gh 48.67de 6.44a 253.70g 0.32f 8 487.88d
N4 101 793.23a 2 749.50gh 30.70fg 47.00ef 6.47a 263.95ef 0.32f 8 866.05ab
N5 102 499.33a 2 702.34hi 30.70fg 45.33f 6.46a 263.90ef 0.30g 8 768.85bc
CV(%) 16.62 9.27 2.17 4.43 12.56 7.40 4.88 13.52
显著性检验(P值)Significance test(P value)
D 0.0001 0.0001 0.0001 0.0401 0.0001 0.0002 0.0027 0.0001
N 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001
D×N 0.0001 0.0001 0.0334 0.2348 0.0001 0.0001 0.7808 0.0001

表2

不同密度和氮水平下高粱农艺性状及产量的多重比较"

处理
Treatment
单位面积穗数
Panicles per hm2
穗粒数
Seeds per panicle
千粒重(g)
1000-seed weight
SPAD LAI 单株生物量(g)
Weight per plant
HI 产量(kg/hm2)
Yield
密度水平Level of density
D1 66 072.12c 3 168.24a 31.39a 51.20a 4.79c 299.12a 0.35a 6 768.65c
D2 84 691.82b 3 042.87b 31.15b 50.53ab 5.54b 293.61a 0.34b 8 282.46a
D3 96 281.65a 2 672.10c 30.26c 49.40b 6.39a 262.13b 0.32c 7 985.94b
CV(%) 18.51 8.71 1.92 1.81 14.36 7.00 4.54 10.45
氮水平Level of nitrogen
N1 76 776.84e 2 724.92e 30.19c 47.00d 5.35e 272.28c 0.31c 6 449.11d
N2 80 662.40d 2 877.54d 30.74b 49.56c 5.46d 277.12c 0.33b 7 194.56c
N3 84 140.04c 3 029.28c 31.19a 51.22b 5.59c 287.74b 0.34a 8 094.06b
N4 84 812.78b 3 097.80a 31.30a 51.44b 5.70b 293.59a 0.35a 8 345.64a
N5 85 350.59a 3 075.83b 31.24a 52.67a 5.77a 294.06a 0.34a 8 311.71a
CV(%) 4.39 5.32 1.52 4.35 3.08 3.45 4.54 10.83

表3

高粱产量与其农艺性状的相关分析"

相关系数Correlation coefficient 单位面积穗数
Panicles per hm2
穗粒数
Seeds per panicle
千粒重
1000-seed weight
SPAD LAI 单株生物量
Weight per plant
HI 产量
Yield
单位面积穗数Panicles per hm2 1
穗粒数Seeds per panicle -0.62* 1
千粒重1000-seed weight -0.44 0.89** 1
SPAD -0.07 0.71** 0.85** 1
LAI 0.94** -0.62* -0.57* -0.14 1
单株生物量Weight per plant -0.65** 0.98** 0.80** 0.59* -0.61* 1
HI -0.41 0.86** 0.96** 0.86** -0.52* 0.73** 1
产量Yield 0.73** 0.07 0.25 0.52* 0.62* 0.02 0.23 1

图1

不同密度条件下氮肥增产率比较.图中不同小写字母表示在5%水平上差异显著,下同"

图2

不同密度条件下氮肥偏生产力的比较"

图3

不同密度条件下氮肥农学利用率的比较"

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