中国农业科学 | 西北农林科技大学农学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室解析氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响

谷子具有耐旱、耐瘠薄等特点，是我国北方旱区主要粮食作物之一。我国半干旱区主要在西北黄土高原，该地区水资源短缺，降雨量少、时空分布不均匀，且特殊的土壤质地、严重的水土流失导致土壤肥力低下，影响作物生产。氮素是作物生长发育过程中不可缺少的营养元素，一定范围内施用氮肥可显著提高作物产量。因此，选择合适的节水保墒措施及合理施用氮肥来改善土壤微环境、提高氮肥利用率，对发展谷子产业具有重要意 义。

近期，西北农林科技大学农学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室完成的题为“'氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷5期正式发表。

2022—2023年选用陕豫谷3号谷子品种进行大田试验，采用裂区设计，主因素为种植模式（垄沟集雨种植模式，R；传统平作种植模式，T），副因素为施氮量（0 kg·hm^-2，N0；60 kg·hm^-2，N1；135 kg·hm^-2，N2；210 kg·hm^-2，N3），在不同种植模式下测定谷子旗叶净光合速率、叶绿素相对含量、各生育时期地上部群体干物质积累量、氮素积累量，以及成熟期农艺性状和产量，并计算氮素利用率。

施用氮肥对不同种植模式下各生育时期谷子光合特性的影响

同一施氮量下，与传统平作种植模式相比，垄沟集雨种植模式下谷子旗叶的净光合速率、叶绿素相对含量在降雨较多的2022年仅灌浆期有所提高，在降雨较少的2023年抽穗期、开花期、灌浆期则均有提高，两年间垄沟集雨种植模式均增强了谷子生育中后期的光合能力，延缓叶片衰老。

施用氮肥对不同种植模式下各生育时期谷子群体干物质积累的影响

谷子地上部群体干物质积累量、氮素积累量在2022年的拔节期、灌浆期、成熟期有所提高，在2023年各生育时期均有增加，且N1、N2、N3 间均无显著性差异，地上部干物质积累量、氮素积累量分别提高了0.6%—39.5%、0.9%—51.1%。

 施用氮肥对不同种植模式下谷子氮肥利用率的影响

籽粒氮素积累量、花后氮素积累量、花后氮素对籽粒贡献率在两年间均有显著增加，满足了谷子全生育期的养分需求，改善了传统平作种植模式下谷子生育后期氮肥供应不足问题；氮肥偏生产力在两年间均有增加，分别提高了3.7%—14.3%、2.8%—27.6%， 氮肥农学利用效率在2022年于210 kg·hm^-2施氮量下略有降低，氮肥农学利用效率、氮肥利用效率在2023年施氮量超过135 kg·hm^-2 时均有所降低，三者均随施氮量的增加而降低。

谷子穗粗、单穗重在两年间均有提高，穗长则有所下降；产量在两年间均有显著性提高，分别增加了3.7%—14.3%、2.8%—27.6%，在降雨较少的2023年增产效果更为显著，且当施氮量超过60 kg·hm^-2时，产量无显著性增加。

在黄土高原半干旱区，垄沟集雨种植模式配施60—135 kg·hm^-2氮肥更有利于谷子氮素利用和产量形成。

该研究获得国家重点研发计划（2020YFD1000800，2020YFD1000803）、国家现代农业产业技术体系（CARS-06-A26）、陕西省重点研发计划 （2023-ZDLNY-06）的资助。

论文链接：

《氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响》

引用本文：

周浩露, 申朝阳, 罗新宇, 黄英惠, 王可心, 王云浩, 高小丽. 氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 885-899.

ZHOU HaoLu, SHEN ZhaoYang, LUO XinYu, HUANG YingHui, WANG KeXin, WANG YunHao, GAO XiaoLi. The Effect of Nitrogen Fertilizer on Nitrogen Use Efficiency and Yield of Foxtail Millet in Ridge-Furrow Rainwater Harvesting Planting Model[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(5): 885-899.