施氮量对江苏沿海地区藜麦产量和生长特性的影响_殷敏.pdf

大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期收稿日期：2022-11-28；修回日期：2023-02-07基金项目：江苏省农业科技自主创新资金CX(22)2013。作者简介：殷敏（1995），女，硕士，研究实习员，主要从事藜麦栽培研究。Email:。大麦与谷类科学2023,40(2)：42-47Barley and Cereal Scienceshttp:/微信公众号：damkx1984施氮量对江苏沿海地区藜麦产量和生长特性的影响殷敏，李斌，顾闽峰（盐城市新洋农业试验站，江苏 盐城 224049）摘要：探究不同施氮量对江苏沿海地区藜麦产量和生长特性的影响，以期为藜麦产业的发展提供理论依据。本试验采用随机区组设计，研究不同氮肥施用量（0、90、150、210 kg/hm2，分别记作 N0、N1、N2、N3）对江苏沿海地区藜麦产量和生长特性的影响。结果表明，藜麦在苗期、开花期和成熟期单株鲜质量和单株干质量均以 N3处理最高，N0处理最低；与不施氮相比，施氮显著增加株高、茎粗、叶长、叶宽和成熟期主穗粗，但对穗长无显著影响；产量以 N3处理（3 335.32 kg/hm2）最高，与 N2处理（3 314.69 kg/hm2）间的差异不具有统计学意义，均显著高于 N0；氮农学利用率以 N2处理最高，而氮素偏生产力以 N1处理最高，氮素贡献率以 N3处理最高，但与 N2处理间的差异不具有统计学意义。综上，施用氮肥可提高江苏沿海地区藜麦地上部物质积累，优化藜麦株型，提高产量，其中氮肥施用量以 150 kg/hm2效果最好，其产量与氮肥利用效率均最优。关键词：藜麦；氮肥；产量；生长特性中图分类号：Q949.745.1文献标志码：A文章编号：1673-6486-20220122殷敏,李斌,顾闽峰.施氮量对江苏沿海地区藜麦产量和生长特性的影响J/OL.大麦与谷类科学,2023,40(2):42-47.https:/doi.org/10.14069/ki.32-1769/s.2023.02.009.藜麦（Chenopodium quinoaWilld.）原产于“南美洲脊梁”安第斯地区，因其氨基酸比例均衡，富含营养元素及多种营养功能因子，零麸质和低升糖，2013 年被联合国国际粮农组织推荐为“全营养食品”1。随后，藜麦产业迅速发展。我国山西省于 2008年率先实现藜麦规模化种植2。此后，藜麦在我国山西、吉林、青海、西藏、甘肃、河北、内蒙古等地迅速发展，各科研院所成功选育出一批适合当地种植的优良品种，如甘肃、青海和内蒙古等地选育的“陇藜系列”“青藜系列”“蒙藜 1 号”和“中藜 1 号”等3。另一方面，我国东部省份发达，对营养型农产品需求旺盛，适合藜麦多模式优质高产栽培4。但是，在高海拔和冷凉地区选育出的品种，引种至东部低海拔地区后产量受到一定限制。同时，当前国内外对低海拔和湿热环境下藜麦的栽培技术研究还处于起步阶段。因此，如何因地制宜提高藜麦产量，对满足藜麦产业需求及其发展意义重大。大量研究认为，增施氮肥是提高作物产量的重要途径5-9。然而，过量的氮肥投入，不仅使产量实现负增长10-11，还降低肥料利用效率12，加重环境污染13-15。王天亮等研究指出，当前我国氮肥生产量要远远高于作物实际需求量，并已成为农业污染中的主要组成因子16。因此，如何合理协调氮肥投入和产量的提高对作物生产至关重要。本研究通过不同氮肥施用量处理，比较藜麦产量及生长特性差异，为筛选出适宜江苏沿海地区藜麦种植的适宜施氮量提供理论依据。1材料与方法1.1试验地概况试验于 2022 年在江苏省盐城市新洋农业试验站（120 54 E、34 28 N）进行，该地区属亚热带季风区，年平均气温 14，日照时数 2 200 h，降雨量1 000 mm。试验地土壤为沙壤土，pH 值 8.42，有机质含量（质量分数，下同）14.17 g/kg，有效磷含量28.62 mg/kg，速效钾含量 167.31 mg/kg，碱解氮含量70.62 mg/kg，含盐量 3.01 g/kg。1.2试验设计试验品种为盐城市新洋农业试验站自主选育的藜麦新品种苏藜 1 号。试验共设置 4 个氮肥处理，即N0（不施氮）、N1施用 90 kg/hm2纯氮（196 kg/hm2尿素）、N2施用 150 kg/hm2纯氮（326 kg/hm2尿素）、N3施用 210 kg/hm2纯氮（457 kg/hm2尿素）。试验所施氮肥为尿素（N 质量分数 46%），磷肥统一施用42-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期过磷酸钙（含 P2O512%）750 kg/hm2，钾肥统一施用硫酸钾（含 K2O 52%）172.5 kg/hm2。试验所需肥料均于播种前一次性施入作基肥。试验采用单因素随机区组排列，每个区组设置 3 次重复。小区面积为 10m2（2 m5 m），于 2022 年 3 月 23 日播种，株距 10 cm，行距 30cm，人工点播，播种深度 2cm 左右。5 月 7 日间苗，每穴留 12 株，5 月 31 日开花，7 月 18 日收获。1.3测定指标与方法于苗期（5 月 8 日）、开花期（5 月 31 日）和成熟期（7 月 18 日）分别取样，每小区选取 6 株长势相近的植株，测定株高（地面以上至叶片顶端的长度）、茎粗（植株中部最粗处的直径）、叶长（叶片基部到叶片顶端的距离）、叶宽（叶片边缘最宽处的距离）、穗长（主穗基部到顶端的距离）、主穗粗（主茎穗下的粗度），去根，测定单株地上部鲜质量。测量后将鲜样置于 105 烘箱中杀青 0.5 h，随后置于 80 烘箱中烘干至恒质量，烘干后的质量即为单株地上部干质量。成熟期于中心测产区实收 5 m2，晒干脱粒后测定每小区籽粒产量。氮农学利用率=（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量；氮素偏生产力=产量/施氮量；氮素贡献率=（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮区产量100%。1.4数据整理与分析用 Excel 2010 输入和整理数据，Origin 2022 作图，SAS 9.4 进行方差分析，Duncan 法进行不同处理间的单因素检验。2结果与分析2.1藜麦地上部物质积累随着生育期的延长，藜麦地上部单株鲜质量和单株干质量均不断增加，成熟期达到最大（图 1-A、图 1-C）。不同氮肥处理下，随着施氮量的增加，藜麦单株鲜质量和单株干质量也随之增加，总体上表现为 N3N2N1N0。单株鲜质量上，苗期 N1和 N3处理较 N0处理分别显著增加 30.28%、64.75%，N2与N0处理差异无统计学意义；开花期 N1、N2和 N3处理较 N0处理分别显著增加 122.14%、139.14%和159.02%，但 N2处理分别与 N1和 N3处理间的差异无统计学意义；成熟期 N0与 N1处理间的差异无统计学意义，N2和 N3处理较 N0分别显著增加 28.57%、38.08%，且 N2处理较 N3处理显著降低 6.88%。就单株干质量而言，苗期 N3处理较 N0、N1和 N2处理分别显著增加 53.98%、25.18%和 29.85%，但 N0、N1和N2处理间差异均无统计学意义；开花期 N1、N2和 N3处 理 较 N0分 别 显 著 增 加 148.05%、163.96%、180.50%，N1、N2和 N3处理间的差异均无统计学意义；成熟期 N3处理较 N0处理显著增加 25.33%，N1、N2处理与 N0和 N3处理间的差异均无统计学意义。从地上部物质生长率来看，随生育期的延长，单株鲜质量日增长量和单株干质量日增长量均呈先增加后降低的趋势，且均在苗期至开花期达到最大（图 1-B、图 1-D）。苗期，N0处理单株鲜质量日增长量和单株干质量日增长量均显著低于其他处理（N2处理单株干质量日增长量除外），N3处理最高；苗期至开花期，N1、N2和 N3处理间差异均无统计学意义，但均显著高于 N0处理；然而开花期至成熟期，N1、N2和 N3处理下单株鲜质量日增长量分别较N0处理显著降低 70.20%、41.72%、41.72%，单株干质量日增长量各处理间差异均无统计学意义。上述结果表明，藜麦地上部物质随施氮量的增加而不断增加，且地上部物质的积累主要在生育前期。2.2藜麦株型由图 2 可知，随生育期的延长，株高不断增加。从不同施氮量来看，N0处理在不同生育期较 N1、N2和 N3处理均显著降低，且 N1、N2和 N3处理间的差异均无统计学意义。就茎粗而言，苗期至开花期茎粗随生育期的延长而不断增加，开花期至成熟期整体无明显变化。比较不同施氮量下的茎粗发现，苗期 N0处理与 N1、N2和 N3处理间的差异均无统计学意义，但 N1和 N2处理较 N3处理分别显著降低12.91%、17.63%；开花期 N1、N2和 N3处理较 N0处理分别显著增加 32.36%、39.53%、50.07%，N1、N2和 N3处理间差异无统计学意义；成熟期 N0处理与 N1和N2处理间的差异无统计学意义，但 N3处理较 N0显著增加 37.64%。以上结果表明，施氮能够显著促进株高和茎粗，但施氮量（N1、N2和 N3）的增加仅对苗期茎粗影响具统计学意义，对开花期株高以及成熟期茎粗无明显影响。43-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期ST：苗期；FT：开花期；MT：成熟期；SST：播种期至苗期；STFT：苗期至开花期；FTMT：开花期至成熟期。不同小写字母表示同一时期不同氮肥处理间的差异具有统计学意义（P 0.05）。图 2 同图1施氮量对藜麦不同生育期地上部单株鲜质量和干质量的影响图2施氮量对藜麦不同生育期株高和茎粗的影响N0N1N2N3180160140120100806040200单株鲜质量/gADcbbcaaabbabccc1.00.80.60.40.20单株干质量日增长量/（g/d）baaaaaaaabccbB6543210单株鲜质量日增长量/（g/d）cbacbbabbaaaSSTSTFTFTMT单株干质量/gCaaaaabbbbbabab4035302520151050STFTMT140120100806040200株高/cmABbaaabbaaaaabbbbabab14121086420茎粗/mmSTFTMTSTFTMTaaaaaabN0N1N2N3a44-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期3讨论大量研究表明，作物产量大多随施氮量的增加呈现先增后降的趋势17-18。本研究发现，当施氮量在0150 kg/hm2时，产量随施氮量的增加而显著增加，当施氮量增加至 210 kg/hm2时，产量则不再显著增加，且与 150 kg/hm2时产量相当。另一方面，当施氮量增加时，氮农学利用效率先升高后降低，150kg/hm2时 达到最大值；而氮素偏 生 产 力 在90 kg/hm2时最高，往后增加氮肥则显著降低；氮素贡献率与产量趋势一致。由此，我们认为 150 kg/hm2施氮量更适宜于该试验藜麦的生长，更低或更高的施氮量则不利于产量和氮利用效率的提高。前人研究表明，作物全生育期地上部干物质积累表现为前期少、中期增加、后期略有上升的“S”型曲线19-21。段玉等认为向日葵地上部干物质积累最快是在出苗后 5967 d19。王永慧等研究数据亦表明甜高粱在拔节至抽穗期地上部干物质日增量最高20。本研究发现，藜麦在苗期至开花期（播种后4669 d）地上部单株鲜质量和干质量日增长量亦显著增加，与前人研究结果19-20保持一致。另一方面，本研究发现，与不施氮肥相比，增施氮肥能显著增加藜麦株高、茎粗、叶长、叶宽和主穗粗。袁加红等对 111 份藜麦种质资源农艺性状分析发现，藜麦产量与株高、茎粗、叶长和叶宽均呈正相关22。本试验中随施氮量的增加，产量在 0150 kg/hm2施氮时也随之显著增加，但株高、茎粗、叶长、叶宽和主穗粗在 90150 kg/hm2施氮时差异无统计学意义。2.3藜麦产量和氮肥利用效率由表 2 可知，藜麦产量随施氮量的增加呈增加趋势，N3处理产量最高，为 3 335.32 kg/hm2，较 N0和N1处理分别显著增加 62.75%和 28.44%，较 N2处理略有增加，但差异无统计学意义。由产量计算不同氮肥处理下氮肥利用效率时发现，N2处理下氮农学利用率最高，较 N1和 N3处理分别显著增加 62.93%和 37.91%，N1和 N3处理间差异无统计学意义；氮素偏生产力上，N1处理最高，N3处理最低，且各处理间差异均具有统计学意义；就氮素贡献率而言，N2和 N3处理较 N1处理分别显著增加82.65%、84.67%，N2和 N3处理间的差异无统计学意义。从表 1 中可以看出，与不施氮相比，施氮能显著增加叶长和叶宽；但施氮量（N1、N2和 N3）间叶长和叶宽的差异均无统计学意义。就穗型而言，施氮量对开花期和成熟期穗长影响均无统计学意义；主穗粗随着施氮量的增加而略有增加（开花期 N3除外），且成熟期 N2和 N3处理较 N0处理分别显著增加 18.65%和 20.96%。处理叶长/cm叶宽/cm穗长/cm主穗粗/mmSTFTSTFTFTMTFTMTN04.77 b6.90 b3.80 b5.07 b16.62 a31.10 a4.35 a5.63 bN15.76 a8.88 a4.38 a7.38 a18.40 a36.24 a4.60 a6.41 abN25.50 a9.67 a4.72 a7.43 a20.17 a36.33 a5.13 a6.68 aN35.92 a9.38 a4.38 a7.40 a16.50 a36.38 a4.58 a6.81 a表1施氮量对藜麦叶型和穗型的影响注：不同小写字母表示同一时期不同氮肥处理间的差异具有统计学意义（P 0.05）。表 2 同。处理产量/（kg/hm2）氮农学利用率/（kg/kg）氮素偏生产力/（kg/kg）氮素贡献率/%N02 049.41 cN12 596.87 b5.18 b28.85 a20.87 bN23 314.69 a8.44 a22.10 b38.12 aN33 335.32 a6.12 b15.88 c38.54 a表2施氮量对藜麦产量和氮肥利用效率的影响45-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期除此之外，Rehman 等指出，氮肥的供应对藜麦穗长无显著影响23，与本试验结果一致。由此，我们认为，增施氮肥后藜麦产量的提高可能更多地归因于地上部物质的积累，且在株高和茎粗都保持相近的情形下，地上部物质的增加可能依靠更多的叶片数以及分枝数。张亚萍等分析发现，藜麦产量与有效分枝数和单株有效穗数呈显著正相关24，Bhargava 等研究结果亦表明，藜麦籽粒产量与分枝数、花序数和干物质质量呈显著正相关25。鉴于此，进一步探究不同施氮量处理下藜麦株型的差异对解析产量提高的生理机制意义重大。4结论施用氮肥可提高江苏沿海地区藜麦地上部物质积累，优化藜麦株型，提高产量，其中氮肥施用量以 150 kg/hm2效果最好，其产量、氮肥利用效率均最优。参考文献：1 BAZILE D,BERTERO H,NIETO C.State of the art report onquinoa around the world in 2013M.Roma(Italy):FAO&CIRAD,2015.2 任贵兴,杨修仕,么杨.中国藜麦产业现状J.作物杂志,2015(5):1-5.3 YANG X S,QIN P Y,GUO H M,et al.Quinoa industry developmentin ChinaJ.Ciencia e Investigaci n Agraria,2019,46(2):208-219.4 时丕彪,顾闽峰,蒋润枝,等.江苏沿海地区藜麦一年两季高效栽培技术J.中国种业,2021(12):136-137.5 王爽,龚明强,周定邦,等.不同施氮量对藜麦生长发育的影响J.安徽农业科学,2022,50(20):140-143.6 康小华,沈宝云,王海龙,等.不同氮肥施用量及基追比对藜麦产量及经济性状的影响J.农学学报,2017,7(12):34-37.7 王壮志,杨蕊,李秀,等.施氮量对江汉平原中低产田小麦产量及氮素吸收利用的影响J.核农学报,2023,37(1):159-168.8 黎庆华.氮肥用量对西蓝花产量和品质及经济效益的影响J.上海蔬菜,2022(5):43-45,51.9 邹狮,严君,韩晓增,等.氮肥对大豆结瘤固氮、籽粒产量和蛋白质含量的影响J.植物营养与肥料学报,2022,28(8):1457-1465.10 马波,来永才,王俊河,等.施氮量、种植密度对寒地盐碱条件下水稻产量及干物质积累的互作效应J.中国稻米,2022,28(6):89-93.11 王稳江.氮肥对黄淮冬麦区旱地小麦耗水及产量的影响J.贵州农业科学,2022,50(10):21-27.12 郭佩,王佳艺,史晓龙,等.施氮量对不同基因型花生结瘤特性及氮素利用的影响J.沈阳农业大学学报,2022,53(4):385-393.13 张嘉云,李志鑫,乔志远,等.我国农田化肥施用现状J.北方农业学报,2016,44(3):118-119,123.14 JU X T,XING G X,CHEN X P,et al.Reducing environmentalrisk by improving N management in intensive Chinese agriculturalsystemsJ.Proceedings of the National Academy of Sciences,2009,106(9):3041-3046.15 JU X T,KOU C L,ZHANG F S,et al.Nitrogen balance andgroundwater nitrate contamination:comparison among threeintensive cropping systems on the North China PlainJ.Environmental Pollution,2006,143(1):117-125.16 王天亮,程皓.农业生产中的氮肥施用现状及其环境效应研究进展J.黑龙江环境通报,2020,33(3):58-59.17 王斌,聂督,赵圆峰,等.水氮耦合对藜麦产量、氮素吸收和水氮利用的影响J.灌溉排水学报,2020,39(9):87-94.18 贺笑.氮肥和腐植酸配施对藜麦生长、产量及氮肥利用率的影响D.临汾:山西师范大学,2019.19 段玉,张君,安昊,等.河套灌区食用向日葵氮磷钾养分吸收、积累和分配规律的研究J.北方农业学报,2018,46(1):46-57.20 王永慧,陈建平,张培通,等.滨海滩涂盐碱地甜高粱生长和地上部干物质积累特性的研究J.中国农学通报,2013,29(24):49-53.21 高媛.施钾对棉花养分吸收及产量品质影响的研究D.乌鲁木齐:新疆农业大学,2008.22 袁加红,刘正杰,吴慧琳,等.111 份藜麦种质资源农艺性状分析J.云南农业大学学报(自然科学),2020,35(4):572-580,650.23 REHMAN H U,ALHARBY H F,ALZAHRANI H S,et al.Enriching urea with nitrogen inhibitors improves growth,Nuptake and seed yield inquinoa(Chenopodium quinoaWilld)affecting photochemical efficiency and nitrate reductaseactivityJ.Plants,2022,11(3):371.24 张亚萍,王致和,张秀华,等.14 个藜麦品种(系)在祁连山区的农艺性状表现及其与产量的关系分析J.山东农业科学,2021,53(8):17-21.25 BHARGAVA A,SHUKLA S,OHRI D.Genetic variability andinterrelationship among various morphological and qualitytraits in quinoa(Chenopodium quinoaWilld.)J.Field CropsResearch,2007,101(1):104-116.46-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期Analysis of the Yielding Ability,Yield Stability,Adaptability,and YieldComponents of the Wheat Variety Ningzhongmai No.1GUO Yuanshi1,WANG Wen1,PAN Bing1,ZHOU Miaoping2,YAO Jinbao2,ZHAO Jie1,MEI Jia1,LI Jie1,LUO Dexiang1(1.Jiangsu Zhongjiang Seed Industry Co.,Ltd.,Nanjing 225000,China;2.Institute of Grain Crops,Jiangsu Academy of AgriculturalSciences,Nanjing 210014,China)Abstract:The current research assessed the wheat variety Ningzhongmai No.1 for its yielding ability,yield stability,adaptability,andcharacteristics of yield components based on the data of the multi-site field trials of wheat varieties conducted by the science-enterpriseconsortium of Xuzhou Institute of Agricultural Sciences in Xuhuai area of Jiangsu Province from 2017 to 2020.The results are asfollows.Firstly,the average yield of Ningzhongmai No.1 was 4.1%higher than that of the control wheat variety Huaimai 20,and itsaverage yield was higher than the control on 91.9%of all the experimental sites.Secondly,in the three years,the coefficient ofvariation of the yield of Ningzhongmai No.1 was lower than that of Huaimai 20,and its high stability coefficient of the regional trials intwo years was higher than that of Huaimai 20.Thirdly,compared with Huaimai 20,Ningzhongmai No.1 showed yield increasesbetween different years on greater or equal proportions of sites in total experimental sites,indicating that Ningzhongmai No.1 has ahigh yielding ability,high yield stability,and strong adaptability.Fourthly,the yield of Ningzhongmai No.1 had statistically significantcorrelations with its panicle number and its 1 000-grain weight.Among the yield components,panicle number had the greatest directimpact on yield,followed by the weight of 1 000 grains,while the number of grains per panicle had the smallest impact;on the otherhand,the single yield component had little impact on yield by influencing other factors.These results suggest that the yield ofNingzhongmai No.1 could be increased by synergetic improvement of the three yield components.Key Words:Ningzhongmai No.1;High-yielding ability;Yield stability;Adaptability;Three key yield componentsEffects of Nitrogen Application Rate on the Yield and GrowthCharacteristics of Quinoa in Jiangsu Coastal AreaYIN Min,LI Bin,GU Minfeng(Xinyang Agricultural Experimental Station of Yancheng City,Yancheng 224049,China)Abstract:This study was aimed to determine the effects of different nitrogen application rates on the yield and growth characteristics ofquinoa in Jiangsu coastal area,so as to lay a foundation for the development of quinoa industry.In this field study,a randomized blockdesign was used to evaluate the effects of four nitrogen application rates 0(N0),90(N1),150(N2),210 kg/hm2(N3)on the yield andgrowth characteristics of quinoa planted in Jiangsu coastal area.The results showed that the fresh weights and dry weights of singleplant of quinoa in the seedling stage,flowering stage,and maturing stage consistently stood at the highest level in N3treatment,and atthe lowest in N0treatment.Compared with no nitrogen application,nitrogen application significantly increased plant height,stemdiameter,leaf length,leaf width,and main panicle diameter at maturity;but had no significant effect on panicle length.The yield of N3treatment(3 335.32 kg/hm2)was the highest,but not significantly different from that of N2(3 314.69 kg/hm2),while they both weresignificantly higher than that of N0.Agronomic efficiency of applied nitrogen was the highest in N2,while partial factor productivityfrom applied nitrogen peaked in N1.Nitrogen contribution rate peaked in N3,which,however,was not significantly different from thatin N2.In conclusion,the application of nitrogen fertilizer can improve the aboveground substance accumulation of quinoa,optimize itsplant type,and increase its yield in Jiangsu coastal area.Among the different N application treatments,the nitrogen fertilizerapplication rate at 150 kg/hm2was the optimal,resulting in the highest yield and nitrogen utilization efficiency.Key Words:Quinoa;Nitrogen;Yield;Growth characteristics（上接第33页）47-