水氮梯度对饲用甜高粱生长和水分利用效率的影响

  【目的】  探究不同灌溉量和施氮水平对饲用甜高粱生长特性、单株耗水规律以及水分利用效率的影响,为确定饲用甜高粱适宜种植密度、优化水氮管理措施以及提高栽培生产潜力提供理论支撑。  【方法】  在温室条件下进行二因素三水平随机区组试验,供试饲用甜高粱品种为‘大力士’。设置了3个灌溉量,分别为达到田间持水量的30%～50% (I1)、50%～70% (I2)、70%～90% (I3);设置了3个施氮水平,分别为0 kg/hm2 (N0)、200 kg/hm2 (N1)、400 kg/hm2 (N2)。在饲用甜高粱拔节期取样,测定甜高粱株高、茎粗、鲜重与干重。同时,采用自动称重式蒸渗仪测定单株耗水动态,计算了干物质水分利用效率。  【结果】  1)增加灌溉量显著增加了饲用甜高粱株高和茎粗,与I1相比,I2、I3灌溉量下甜高粱株高分别提高了20.0%和34.5%,茎粗分别增加了18.0%和36.6%。施氮对株高和茎粗无显著影响。2)增加灌溉量显著提高甜高粱植株茎、叶及地上部鲜重和干重,施氮水平仅显著影响叶的鲜重和茎的干重。与I1相比,I2、I3灌溉量下地上部整株鲜重分别提高158.1%、290.1%,干重分别提高84.8%、139.3%。与N0相比,N1、N2施氮量下叶的鲜重分别提高7.6%、4.6%,茎的干重分别降低8.5%、10.4%。I1灌溉量下茎叶比<1,I2和I3灌溉量下茎叶比>1,随着灌溉量增加,饲用甜高粱茎叶比显著增加。在I1、I3灌溉量下,茎叶比随着施氮量的增加而降低。3)随着灌溉量的增加,甜高粱单株耗水量显著增加,而水分利用效率则显著下降。与I1相比,I2、I3灌溉量下累积耗水量分别提高了101.3%、178.9%,水分利用效率分别降低了8.0%、13.9%。施氮对甜高粱单株累积耗水量及水分利用效率均无显著影响。  【结论】  灌溉量显著影响着甜高粱的生长、干物质量的积累以及干物质向茎秆的分配,过高的灌水量会增加饲用甜高粱的耗水量,降低水分利用效率。氮素对甜高粱的生长未显现出促进作用,高施氮量还会增加干物质在叶片中的分配。因此,适度灌溉并施用少量氮肥可能更适合甜高粱的饲用品质和高水分利用效率。     

施氮量对饲用高粱干物质积累、分配及水分利用效率的影响

为探明陇东旱塬区饲用高粱的适宜氮肥用量,于2019-2020年研究了不同施氮水平（0、80、160、240、320 kg·hm^-2,分别用N₀、N₈₀、N₁₆₀、N₂₄₀、N₃₂₀表示）对饲用高粱‘F10’干物质积累、分配、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,随着施氮量的增加,饲用高粱拔节、抽穗、开花和灌浆期的干物质积累量均表现为增加趋势,至乳熟收获期,饲用高粱干物质积累量表现为先增后降的特点,其中N₁₆₀处理下干物质积累量最大,2019和2020年分别为22.3和18.0 t·hm^-2。随着生育时期的推进,饲用高粱叶片干物质分配比例逐渐降低,茎的干物质分配比例先增加后降低。乳熟收获期,茎的干物质分配比例最高,2019和2020年平均分配比例分别为70.8%和73.8%。2019年收获期,与N₀处理相比,施氮处理下穗的干物质分配比例显著增加,茎的干物质分配比例显著降低,但2020年整体差异不显著。2019年,不同施氮水平下饲用高粱耗水量和耗水强度均无显著差异。2020年,不同处理饲用高粱耗水量为483.4~505.8 mm,耗水强度为3.1~3.3 mm·d^-1,其中,N₈₀和N₃₂₀处理下饲用高粱耗水量较N₀处理分别显著增加4.6%和3.9%,耗水强度较N₀处理均显著增加6.5%。2019和2020年,N₁₆₀处理下饲用高粱水分利用效率均最高,分别为42.9和36.4 kg·hm^-2·mm^-1。回归分析显示,当施氮量为166.7 kg·hm^-2时（接近于160.0 kg·hm^-2）,饲用高粱收获期可获得最大干物质积累量（19.2 t·hm^-2）;当施氮量为150.0 kg·hm^-2时,饲用高粱可达最大水分利用效率（37.8 kg·hm^-2·mm^-1）。因此,综合干物质积累与水分利用效率,初步推荐陇东旱塬区饲用高粱适宜施氮量为150~160 kg·hm^-2。