石灰性褐土条件下高粱与玉米耐瘠薄特性及对土壤肥力响应的比较

　　

摘要：

基于长期定位试验，比较高粱和玉米2种作物耐瘠性和对不同土壤肥力的响应，为同一区域瘠薄土壤种植高粱替代玉米提供理论支撑。长期不同施肥定位试验始于2011年，共设CK (不施肥)、PK (缺氮)、NK (缺磷)、NP (缺钾)、NPK (氮磷钾肥)、MS (秸秆还田配施有机肥)和NPKMS (氮磷钾肥秸秆还田配施肥有机肥) 7个处理并形成了不同的土壤肥力，比较研究高粱和玉米产量及其构成、生长发育及养分吸收对土壤肥力响应的差异。结果表明，CK和PK处理的高粱产量高于玉米，其余处理的玉米产量高于高粱。与NPKMS处理相比，CK、PK、NK和NP处理的高粱产量分别降低52.4%~57.0%、49.6%~51.0%、18.4%~40.0%和4.1%~18.0%，玉米产量降低70.7%~73.2%、68.4%~73.1%、44.3%~21.0%和10.0%~22.4%；CK、PK和NK处理下2种作物单位面积穗数和穗粒数均显著降低，其中，CK和PK处理降低玉米单粒重，但增加高粱单粒重。与NPKMS处理相比，CK、PK和NK处理推迟2种作物的花期，但对玉米的影响更为明显；高粱四叶期前作物相对生长速率(CGR)低于玉米，苗期氮、磷及钾吸收量也小于玉米，但四叶期至花期高粱CGR大于玉米；高粱花期叶面积指数(LAI)及地上部生物量、氮磷钾吸收量均高于玉米，与玉米相比，养分亏缺对高粱生物量和CGR影响较小。整体来看，高粱氮、磷及钾收获指数和生理利用效率小于玉米，但CK和PK处理下高粱氮、磷收获指数和氮、磷及钾生理效率与玉米相当，甚至高于玉米。对土壤养分、籽粒产量及其构成和养分吸收利用的相关性分析表明，土壤养分含量与2种作物的产量、单位面积穗数和穗粒数，以及玉米的单粒重均呈正相关，与高粱单粒重呈负相关。综上，土壤养分亏缺时高粱产量、养分吸收利用能力高于玉米，养分胁迫降低了2种作物单位面积穗数和穗粒数，尽管也降低玉米单粒重但提高了高粱的单粒重；延长了2种作物营养生长阶段，但对高粱的影响小于玉米，本研究为2种作物合理施肥及同区域因地适种提供了理论依据。