氮素是作物生长发育所必需的营养元素之一，是作物高产最重要的限制因子。作物对氮素的吸收、利用在不同品种、不同施氮量和不同生育时期间存在着明显的差异^[1]。赵新春等^[2]研究表明，不同施氮量在一定程度上影响作物的光合作用、干物质积累和分配，同时影响作物对氮肥和土壤水分的利用。聂友果等^[3]研究表明，不同时期追氮对高粱植株干物质积累、产量的影响显著，可以协调生育期内的氮素供应，起到增产的作用。因此，合理的作物群体辅以适宜的氮素水平和施氮方式是产量得以提升的关键。

近年，随着酱酒热的兴起，贵州省酒企对高粱的需求进一步增加，增施氮肥已成为提高糯高粱产量的重要手段之一。但在实际生产中，肥料选择的盲目性和不合理性不仅造成肥料利用率低、投入成本增加，而且造成高粱品质下降和环境污染等一系列问题。目前，对高粱施肥的研究主要集中在氮肥形态^[4]、种类^[5]、施用量^[6-9]、氮磷钾配施^[10-11]、钾肥追施方式^[12-13]对高粱产量和氮肥利用率的影响，有关贵州糯高粱的氮肥施用研究主要集中在肥料水平的优化上^[14-16]，关于糯高粱适宜的追氮时期及配比的研究鲜见报道。因此，探寻糯高粱的最适追氮期及配比、提高氮肥利用率和产量在当前双减政策下显得尤为重要。在此背景下，为掌握贵州省不同生育期追施氮肥配比对糯高粱氮肥利用率及经济效益的影响，开展了贵州糯高粱高效施氮方式的初步探索，旨在为贵州省高粱科学种植、氮肥合理高效施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验分别于 2017、2018 年 4—9 月在贵州省仁怀鲁班镇（106°38′E，27°79′N）进行，该地属于亚热带湿润季风气候，土壤质地为壤土，前茬种植作物为油菜。试验地主要土壤成分含量见表1。

1.2 试验材料与设计

本试验采用茅台专用酿酒高粱品种“红缨子”。按照 P₂O₅ 75 kg/hm² 和 K₂O 75 kg/hm² 在整地时作底肥一次性施入，磷肥为过磷酸钙（P₂O₅ 12%）、钾肥为氯化钾（K₂O 60%），氮肥为尿素（N 46%）。除不施氮肥处理外，氮肥总用量均为 N 225 kg/hm²，分 1、2 或 3 次按不同比例进行追施，共 6 个处理（表2）。氮肥全部以追肥的形式施入，施入方式采用点施。种植密度为 11.25 万株 /hm²，等行距种植，行距 60 cm，一窝双株留苗，8 行区，行长 5 m，小区面积 24 m²，3 次重复，随机区组排列。 2017 年 5 月 21 日和 2018 年 5 月 13 日足墒移栽，分别于当年的 9 月 5 日和 8 月 30 日收获。其他田间管理措施一致。

1.3 样品采集与分析

成熟期各处理每个重复取长势一致的植株 5 株，分为茎、叶、鞘、穗和籽粒 5 个部分，置于 105℃ 鼓风干燥箱杀青 30 min，再于 65℃烘干至恒重。将称重后的植株各部分进行粉碎，均匀混合后过 1 mm 筛，装入自封袋保存待测。测定植株及籽粒全氮含量采用凯氏定氮法^[16]。成熟期每小区收获中间 4 行，考种并测产（按照 14% 含水量折算）。

1.4 相关参数计算

参照高杰等^[14] 的方法计算如下参数：干物质积累总量（kg/hm²）= 成熟期单株干物质重 × 公顷株数；氮素积累总量（kg/hm²）= 单位面积干物质积累总量 × 植株氮含量；氮素农艺效率 （kg/kg DM）=（施氮区干物质积累总量－不施氮区干物质积累总量）/ 施氮量；氮肥利用率（%）=（施氮区氮素积累量－不施氮区氮素积累量）/ 施氮量 ×100；氮肥偏生产力（kg/kg）= 施氮区产量 / 施氮量；氮素表观回收率（kg/kg）= 氮素积累总量 / 施氮量；氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区产量－ 不施氮区产量）/ 施氮量；产投比 = 施肥增产收益／ 施肥投入。

1.5 数据分析

采用 Excel 2010 整理数据与作图，利用 SPSS 19.0 进行方差分析，采用 LSD 法分析显著性。

2 结果与分析

2.1 不同氮肥追施方式对糯高粱产量及其构成因素的影响

由表3 可知，不同氮肥追施方式下，“红缨子”的穗长、千粒重无明显差异，但穗粒重、穗粒数、产量和干物质积累总量差异显著。与 T2 相比，追施氮肥各处理的产量和干物质积累总量均以 T4 最大，两年平均产量和干物质积累量分别为 4891 和 12831 kg/hm²，产量和干物质积累分别较 T2 增加了 15.4% 和 10.3%。2017 年 T4 的穗粒数显著高于 T1，与其他处理之间差异不显著；2018 年显著高于 T1、T2 和 T3，与 T5、T6 之间差异不显著。2017 年 T4 的穗粒重显著高于 T1、T2 和 T6，与其他处理之间差异不显著；2018 年 T4 的穗粒重显著高于除 T5 之外的其他处理。结果表明，在基肥施用相同的情况下，增加施氮次数可以有效提高穗粒重等指标。在追施氮肥量相同的情况下，最佳氮肥追施方式为：拔节期∶抽穗期∶开花后 10 d= 30∶50∶20，说明“前轻中重后补”的施肥方式是一项高产高效的追施方式。

注：同列数据后不同小写字母表示同一年份不同处理组合间在 P<0.05 水平上差异显著。下同。

2.2 不同氮肥追施方式对糯高粱氮素积累量等参数的影响

由表4 可知，不同氮肥追施方式下，“红缨子” 的氮素积累总量、籽粒氮素积累总量、花后氮素积累总量差异显著，均在 T4 处理达到最大，分别较 T2 增加了 11.7%、17.8% 和 15.2%。两年的氮素积累总量、籽粒氮积累总量以及花后氮积累均在 T4 达到最大，与 T3 差异不显著，与 T2、T5、T6 差异显著；氮素转运率及氮素转运量均以 T2 最大。氮素积累量两年平均值最高量为 188.4 kg/hm²，籽粒氮积累总量最高值为 90.2 kg/hm²，花后氮积累总量最高值为 75.6 kg/hm²。氮素转运率两年平均值在 T2 时达到最大，为 16.3%；氮素转运量在 T2 达到最大，为 17.1 kg/hm²；籽粒贡献率在 T2 达到最大，两年平均值为 21.1%。

2.3 不同氮肥追施方式对糯高粱氮素利用率等参数的影响

由表5 可知，T4 的氮素农艺效率、氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮素表观回收率和氮肥农学利用率均为最高值，两年平均值分别为 11.5 kg/kg DM、29.3%、21.8 kg/kg、0.8%、5.0 kg/kg；T4 两年的氮素农艺效率与 T3 无显著差异，较 T5、T6、T2 显著差异；两年的氮肥利用率与 T2、T5、T6 间的差异显著；2017 年的偏生产力在 T4 达到最大，且与 T2、T6 差异显著；2018 年的偏生产力在 T4 达到最大，且与 T2、T5、T6 差异显著；两年的表观回收率在 T3、T4 时均最大，且与其他处理达到显著差异水平；两年的氮肥农学利用率在 T4 时最高，且与 T2、T6 差异显著。

2.4 不同氮肥追施方式对糯高粱经济效益的影响

由表6 可知，对于糯高粱 2017 和 2018 年的净利润，从 T1 至 T5 呈现先增加后降低的趋势。T4 两年净利润和产值均为最大值，两年平均值分别为 26565 和 29347 元。两年最高产投比 T4 达到最高，分别为 2.42 和 2.39。T2 的产投比和净利润均低于 T6，说明 3 次追施氮肥可较两次追施氮肥提高效益。由此可见，在高粱生育期间，追施氮肥可以明显提高收入，在拔节期追施 30% 的氮肥、抽穗期追施 50% 的氮肥、开花后 10 d 追施 20% 的氮肥可获得最高利润。

注：各生产资料分别按照高粱 6.00 元 /kg，氮肥 4.35 元 /kg，P₂O₅ 9.37 元 /kg，K₂O 8.00 元 /kg 计算；人工成本 T1 按照每公顷 300 元，T2 按照每公顷 400 元，T3～T6 按照每公顷 500 元计算。

3 讨论

大量研究表明，增施氮肥促进植株对氮素的吸收、显著提高作物产量，一旦超过最适施氮量则产量有所下降^[14-17]。过量的施入氮肥会引起高粱营养生长过快，导致植株疯长，再加上高粱生长前期，贵州省雨水较多，可能会引发病虫害的发生，进而影响高粱产量形成，产投比也会有所下降。根据前期^[14]对贵州糯高粱的氮肥施用量研究，本试验以 225 kg/hm² 的施氮量分析了不同时期追施氮肥及配比对本地糯高粱“红缨子”的产量及氮积累、转运以及氮肥利用率的影响。分期追施氮肥可显著提高糯高粱的产量（表3），这与石玉等^[17]在小麦上的研究结果相似，即氮肥分期追施可较一次性全部施入氮肥提高小麦产量和氮肥利用率。开花后追施占比增加 10%～20%，产量均有所降低，且开花后追施占比增加 20% 时，与 T4 差异达到显著水平。

氮肥对高粱的生长发育及产量形成有较大影响，氮肥适宜施入量受品种、土壤、气候特点等多因素制约^[18]。产量构成因子的变化决定了最终作物的产量。本研究表明，不同时期追施氮肥对穗长、千粒重影响不显著，但对穗粒重、穗粒数均有显著影响（表3），这与高杰等^[14-15]的研究结果一致。在追施氮肥量相同的情况下，氮肥分次追施增产效果较好，尤其按照拔节期∶抽穗期∶开花后 10 d=30∶50∶20 的追施氮肥方式增产效果最好 （表3），说明“前轻中重后补”的施肥方式是一项高产高效的追施方式^[19]。

各追氮处理下，氮素转运量在 T2 达到最大，转运率和贡献率在 T2 较其他处理明显更高 （表4），表明过早的全部投入氮肥会导致后期氮肥供应的缺乏，从而造成营养器官的氮素流入籽粒。随着氮肥的后移，糯高粱后期的氮肥需求得以满足，对于营养器官的氮素需求较低，转运量降低，转运率和贡献率降低。

不同或相同的施氮量于不同的时期配比对糯高粱氮素吸收和利用影响较大^[14]。氮肥农学利用率、氮素表观回收率和氮肥偏生产力是用来表示氮肥利用率的常用定量指标，可以从不同侧面描述作物对氮肥的利用效率^[20-21]。有研究表明，氮素表观回收率、氮素农学利用率、氮肥偏生产力随氮肥施用量增加而降低^[21-23]。氮肥施用量合理的情况下，分次追施可以显著提高作物的产量和氮肥利用率^[24-27]。合理施肥条件下氮肥利用率高，表明氮肥损失少，从而达到作物的高产高效^[28]。本研究表明，氮肥在拔节期追施 30%、抽穗期追施 50%、开花后 10 d 追施 20% 氮肥吸收利用效率达到最佳，利润也获得最大（表5、表6），是本试验条件下最优的施肥方式。

作物生物量的积累与养分积累密切相关，养分积累是生物量积累的基础，也是作物产量形成的关键。高粱的拔节抽穗期是营养生长和生殖生长并行的时期，达到生长最旺盛阶段。在此时期，本试验 T4 处理追施了氮肥的 80%，保证了养分的充分补给，为干物质积累奠定了营养基础，花后追施 20% 的氮肥，同时也保证了开花后产量形成所需要的养分。2018 年的干物质积累量和产量均比 2017 年高，可能与当年的气候环境有关。

4 结论

合理分期追施氮肥促进了糯高粱生长、增加了氮肥利用率，进而增加了穗粒数、穗粒重和最终产量，提高了经济效益。拔节期追施 30% 的氮肥、抽穗期追施 50%、开花后 10 d 追施 20% 的施氮制度最有利于提高糯高粱的氮素利用率、产量及由此产生的经济效益。

参考文献