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不同施氮量对甜荞生长及产量的影响

更新时间:2009-03-28

荞麦(Buckwheat)为蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum)1年生或多年生宿根性植物[1-3],是我国重要的传统杂粮作物,具很高的营养价值和药用保健价值[4]。荞麦有2个栽培种,1个是甜荞(F.esculentum),即普通荞麦,另1个是苦荞(F.tataricum)[5]。甜荞的生育期较短,是很好的救灾填闲作物和重要的蜜源作物[6]。甜荞籽粒因富含膳食纤维、黄酮类化合物等而具有较高的药用保健价值[7],能保持心血管正常,具有降低胆固醇、血糖、血脂、尿糖及防癌等作用[8-11]。许多国家都把甜荞食品列为保健食品,并开发出相应的配餐、糕点、饮料等[12],甜荞产业具有良好的发展前景[13]

植物生长需要多种营养元素,而氮素尤为重要。从世界范围看,在所有必需营养元素中,氮是限制植物生长和产量形成的首要因素[14],土壤氮素供应的好坏,决定了作物产量的高低[15]。目前,在我国农业生产中,为了提高作物产量,常投入大量的氮肥,但实际生产中并不是氮肥施用越多越好[16],过量氮肥施入土壤,经淋洗、径流损失、氨挥发及表观硝化-反硝化过程氮素损失率高达52%左右[17]。不仅造成氮肥利用率低,经济效益低下,同时也将面临严重的农业环境问题[18-19]。贵州省是我国荞麦主产区之一,但是受甜荞为耐贫瘠作物的传统观念影响,许多种植户缺乏精细管理,致使两极化严重,部分种植户在甜荞的整个生育期不施肥,部分种植户重施化肥,尤其是氮肥,在极大浪费资源和污染环境的同时,也降低了甜荞的产量。目前,关于肥料对甜荞产量的影响研究主要集中于不同肥料配比方面[7,12,20],基于甜荞氮肥施用量的研究相对较少。因此,以贵州地区主栽的高产甜荞品种丰甜1号为试验材料,研究了不同氮肥施用量对甜荞根系形态、生长及产量的影响,以期明确氮肥与甜荞产量间的关系,为指导贵州地区甜荞的高产栽培等提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试甜荞品种为丰甜1号,由贵州师范大学荞麦产业技术研究中心提供。供试氮肥为尿素(含N 46%)。

1.2 试验设计

试验于2016年8月12日在贵州省普通高等学校荞麦栽培生理及推广特色重点实验室毕节市大方县黄泥塘镇荞麦栽培试验基地进行。采用池栽,池子长5 m、宽2 m、深0.3 m。设置不同氮肥用量,尿素施用量分别为0、50、100、150 kg/hm2,分别以CK、LN、MN、HM表示,氮肥作为底肥一次性施入,整个生育期不施磷、钾肥。每个处理种植1个池子,3次重复。采用条播方式,行距为0.33 m,播种量为每小区52.5 g,基本苗900~1 000株。常规种植管理。当各小区中有70%甜荞籽粒成熟时采收(2016年10月30日)。

1.3 样品采集及处理

于甜荞成熟期取样,每个处理随机选取长势一致的植株10株,小心连根挖出,一方面将植株根系所带的土壤小心收集于自封袋中,混合后剔除石块、残根等杂质,放置于阴凉、干燥处自然风干,然后研磨土壤过筛,用于土壤速效养分及有机质含量和pH值测定;另一方面,用自来水小心把根部泥土洗净,滤干水分后小心剪下根部用于测定其根系形态。

1.4 测定项目及方法

校企双方在合作过程中要本着“合作共赢”的原则,校企双方优势互补,学校选派优秀教师到企业定期顶岗工作,提高教师的实践工程能力。学校根据企业需求,安排企业技术人员到高校进行理论学习,提高员工的专业理论水平,增强技术人员的综合能力。学校在选择企业时候要考虑企业的需求,秉承优势互补、互惠共赢的原则。由于教育的公益性和企业追求市场利益之间的矛盾,一个健全的长效合作机制对校企双方都有很大的促进作用。“卓越计划”要求企业由人才使用单位转变成人才联合培养单位,这种长效性、深层次的合作过程中,高校要主动帮助企业在技术能力方面的提升,促进企业积极性和主动性的提高,有利于促进双方的深度合作。

1.4.4 产量 成熟期,对每小区甜荞产量进行测定计算其平均值,并以此计算单位产量。

由表1可以看出,随施氮量的增加,甜荞根际土壤速效氮和速效磷含量均呈先显著增加后显著降低的趋势,且均在MN处理达最大,CK最低,MN处理较CK分别提高1 702.74%和1 141.85%,各处理间差异达显著水平;根际土壤速效钾含量随施氮量的增加表现为升高—降低—升高的趋势,以LN处理最高,MN处理最低,各处理间差异达显著水平;根际土壤有机质含量随施氮量的增加呈先显著下降后显著增加的趋势,CK显著高于其他处理,MN处理最低;根际土壤pH值随施氮量的增加表现为先降低后增加的趋势,以CK最高,LN处理最低,处理间差异达显著水平。

1.4.3 地上部农艺性状 参考张宗文等[21]的方法测量甜荞株高、主茎分枝数、主茎节数、1—2节节间粗度、1—2节节间长度和子叶节高度。

1.4.2 根系形态 采用根系扫描分析系统(产品型号:GXY-A,浙江托普仪器有限公司生产)测定根系长度、表面积、体积和平均直径。

机组状态监测系统数据在同一网络内共储存3份,分别在电站侧数据服务器,集控中心侧二区数据服务器,集控中心侧三区Web服务器;主、备网络共有6份数据储存,保证中间任意一台服务器在故障的情况下数据不会丢失并可以断点续传[1]。

采用Excel 2003软件进行数据处理,SPSS 20.0对数据进行方差分析和相关性分析。

(6)实习生要提高警惕,重视法律知识的学习与法律意识的培养。实习生应明确违反相关法律法规所造成的医疗事故,护生应与教师、有关单位共同承担民事责任、行政责任[6]。在实习过程中自觉培养实事求是的报告意识及科学的工作态度,杜绝医疗事故、护理差错的发生,为成为一名优秀的护士打下扎实基础,全面提高护理质量。

1.4.1 土壤养分含量 用土壤(肥料)养分速测仪(型号:OK-Q3)测定根际土壤速效养分及有机质含量;用pH计(型号:MP511)测定根际土壤pH值。

1.5 数据处理

3.3 对居家老年糖尿病患者实施健康干预需患者家属支持 糖尿病是一种慢性疾病,治疗措施不是“药到病除”的短暂过程,而是大部分时间在医院外自我管理[5]。对居家老年糖尿病患者的健康教育并非一次即可完成,需长期进行。不仅患者要受教育,家属也应了解糖尿病患者的教育内容。帮助患者克服因疾病的迁延而产生消极情绪,给予心理上的安慰和生理上的督促,使老年糖尿病患者能树立起控制疾病发展的信心,合理生活,引导患者自我管理和预防保健,使生活质量得到提高。

2 结果与分析

2.1 施氮量对甜荞根际土壤速效养分有机质含量和pH值的影响

生物显微镜 (上海光学仪器一厂)、哈氏切片器 (莱州市电子仪器有限公司)、烘箱 (耐美特工业设备有限公司)、分析天平 (上海衡诺电子衡器有限公司)、纤维强伸度仪 (常州市天祥纺织仪器有限公司)、YG747型八篮恒温快速烘箱 (常州市双固顿达机电科技有限公司)、YG501D型透湿试验箱 (上海谭氏实业有限公司)、电子分析天平 (上海丙林电子科技有限公司)、玻璃干燥器 (上海越众仪器设备有限公司)、UV-1800PC DS2型分光光度计 (上海美谱达仪器有限公司)。

2.2 施氮量对甜荞根系形态的影响

由表2可以看出,甜荞根系长度随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势, 以MN处理最大, LN处理次之,两者均显著大于HN和CK处理,MN处理较CK提高37.13%;根系表面积和根系体积均随施氮量的增加先增加后降低,均以MN处理最大,CK最低,各处理间差异不显著;根系平均直径随施氮量的增加表现为先增加后降低的趋势,以LN处理最大,CK最小,各处理间差异不显著。

 

表1 施氮量对根际土壤速效养分有机质含量及pH值的影响

  

处理速效氮/(mg/kg)速效磷/ (mg/kg)速效钾/(mg/kg)有机质/(g/kg)pHCK 5.83d 26.38d145.71b33.46a5.71aLN 18.97c 73.81c151.87a32.15c5.44dMN 105.10a 327.60a141.72d31.41d5.59cHN 93.95b 122.70b142.75c33.13b5.68b

注:同列数据后不同小写字母代表不同处理在 0.05 水平上差异显著,下同。

 

表2 施氮量对甜荞根系形态的影响

  

处理根系长度/cm根系表面积/cm2根系体积/cm3根系平均直径/mmCK130.02b21.25a0.76a0.44aLN172.33a27.98a1.12a0.61aMN178.30a33.11a1.42a0.51aHN130.68b24.16a0.91a0.53a

2.3 施氮量对甜荞地上部农艺性状及产量的影响

由表3可以看出,甜荞株高随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,以MN处理最大,CK和HN处理较小;子叶节高度随施氮量的增加而降低,以CK最大,HN处理最小;1—2节节间长度和1—2节节间粗度总体上均随施氮量的增加而表现为先增加后降低的趋势,以MN处理最大,HN处理最小;主茎节数以MN处理最高,CK、LN和MN处理显著高于HN处理;主茎分枝数以MN处理最大,CK和HN处理较小,处理间差异不显著。甜荞产量随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,以MN处理最高,LN处理次之,CK最低,MN处理较CK提高66.22%,各处理间差异达显著水平。

 

表3 施氮量对甜荞地上部农艺性状及产量的影响

  

处理株高/cm子叶节高度/cm1—2节节间长度/cm1—2节节间粗度/mm主茎节数主茎分枝数/个产量/(kg/hm2)CK66.33c8.87a9.80b5.08b 7.33a2.67a799.57dLN70.00b8.13ab10.63b6.51a 7.00ab3.33a1 140.93bMN79.00a7.47b11.90a7.17a 8.00a3.67a1 329.06aHN64.43c5.97c6.40c5.02b 6.00b2.67a897.04c

2.4 甜荞地上部农艺性状根系形态产量间的相关性分析

由表4可以看出,甜荞根系长度与根系表面积、株高、1—2节节间粗度、主茎分枝数、产量均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.777、0.800、0.789、0.860、0.853;与根系体积和1—2节节间长度均呈显著正相关关系,相关系数分别为0.578和0.581。根系表面积与根系体积、主茎分枝数均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.926、0.855;与株高、1—2节节间粗度和产量均呈显著正相关关系,相关系数分别为0.666、0.658和0.644。根系体积与1—2节节间长度、主茎分枝数均呈显著正相关关系,相关系数分别为0.595、0.665。株高与1—2节节间粗度、主茎节数、主茎分枝数和产量均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.885、0.722、0.732和0.911;与1—2节节间长度呈显著正相关关系,相关系数为0.659。子叶节高度与1—2节节间长度呈显著正相关关系,相关系数为0.673。1—2节节间长度与1—2节节间粗度呈显著正相关关系,相关系数为0.673。1—2节节间粗度与主茎分枝数和产量均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.740和0.907;与主茎节数呈显著正相关关系,相关系数为0.624。主茎节数与主茎分枝数呈显著正相关关系,相关系数为0.592。主茎分枝数与产量呈显著正相关关系,相关系数为0.682。综上,甜荞产量与根系长度、株高、1—2节节间粗度均呈极显著正相关关系,与根系表面积和主茎分枝数均呈显著正相关关系。

 

表4 甜荞地上部农艺性状根系形态产量间的相关性分析

  

根系 长度 根系 表面积 根系 体积 根系平 均直径 株高 子叶节 高度 1—2节 节间长度 1—2节 节间粗度 主茎 节数 主茎分 枝数 产量根系长度1根系表面积0.777∗∗1根系体积0.578∗0.926∗∗1根系平均直径0.2560.2330.1341株高0.800∗∗0.666∗0.4940.0681子叶节高度0.3050.2050.2460.0410.18011—2节节间长度0.581∗0.5500.595∗0.1380.659∗0.675∗11—2节节间粗度0.789∗∗0.658∗0.4890.2310.885∗∗0.1680.673∗1主茎节数0.4840.5010.3950.0490.722∗∗0.3820.5180.624∗1主茎分枝数0.860∗∗0.855∗∗0.665∗0.1900.732∗∗0.2430.4950.740∗∗0.592∗1产量0.853∗∗0.644∗0.4610.1990.911∗∗-0.0220.5300.907∗∗0.4950.682∗1

注:*、**分别表示在0.05、0.01 水平(双侧)上显著、极显著相关。

3 结论与讨论

根系是作物吸收养分和水分的主要器官[22],与地上部的生长发育、产量和品质形成均有密切关系。土壤中水肥条件能够显著影响根系的生长发育,土壤养分充足,根系生长旺盛,可以提高根系在土壤生态环境中的养分竞争能力;土壤养分不适宜则会影响根系的生长,导致根系数量减小,根系空间结构简单化,降低根系对养分的竞争能力[23-25]。董桂春等[24]的研究发现,适宜的施氮水平可以促进水稻根数、根质量、根长的增加,但氮肥用量过多,反而抑制根系的生长。本研究得出相似的结果,甜荞根系长度、表面积、体积和平均直径总体均随施氮量的增加表现为先增加后降低的趋势,说明适宜的氮肥处理能在一定程度上促进甜荞根系的生长,这与郑永美等[26]在花生上的研究结果一致。

合理施氮肥是调控作物产量形成的有效途径之一[27]。郑伟等[28]研究发现,在一定范围内玉米产量随施氮量的增加而增加,但超过该范围,玉米产量开始下降。安婷婷等[29]在水稻上得出相似的研究结果。前期研究结果表明,适宜的氮肥处理能显著增加苦荞的产量,降低或增加氮肥用量均会显著降低产量[30]。从本研究结果可以看出,随着氮肥施用量的增加,甜荞产量呈先增加后降低的趋势,以MN处理产量最高,显著高于其他处理,这与上述研究结果一致,结合根际土壤养分含量、根系形态和地上部农艺性状的研究结果,认为适宜的氮肥处理能促进甜荞根系的生长,增加对土壤养分的吸收,同时改善地上部分的光合性能[31],促进干物质的积累与转移,从而提高地上部生物量和产量[32]。当氮肥过量施用时,甜荞产量下降,这可能是因为过量使用氮肥,延缓了甜荞衰老进程,导致碳水化合物和氮素在营养器官中大量积累,不利于向籽粒的转移,造成作物生长过程中库源平衡失调,从而引起产量下降[33-34]

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王炎,李振宙,周良,王雨,孔德章,张晓娜,陈庆富,黄小燕,黄凯丰
《河南农业科学》 2018年第04期
《河南农业科学》2018年第04期文献

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