粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应

引用本文

王劲松, 焦晓燕, 丁玉川, 董二伟, 白文斌, 王立革, 武爱莲. 粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应. 作物学报, 2015, 41(8): 1269-1278
WANG Jin-Song, JIAO Xiao-Yan, DING Yu-Chuan, DONG Er-Wei, BAI Wen-Bin, WANG Li-Ge, WU Ai-Lian. Response of Nutrient Uptake, Yield and Quality of Grain Sorghum to Nutrition of Nitrogen, Phosphorus and Potassium. Acta Agronomica Sinica, 2015, 41(8): 1269-1278 复制到剪切板

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作物学报编辑部

粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应

王劲松¹, 焦晓燕^1,^*, 丁玉川¹, 董二伟¹, 白文斌², 王立革¹, 武爱莲¹

¹山西省农业科学院农业环境与资源研究所 / 土壤环境与养分资源山西省重点实验室, 山西太原 030031

²山西省农业科学院高粱研究所, 山西榆次030600

^* 通信作者(Corresponding author): 焦晓燕, E-mail: xiaoyan_jiao@126.com, Tel: 0351-7133633

第一作者简介联系方式: E-mail: jinsong_wang@126.com, Tel: 0351-7126726

收稿日期:2015-05-04

基金:本研究由国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-06-02-03)资助

摘要

基于2011—2012年在山西省农业科学院东阳农业试验基地的大田定位试验, 2013年在高粱/玉米轮作体系下, 以晋杂23高粱[ Sorghum bicolor (L.) Moench]为试料, 设置NPK、PK、NK、NP和CK (不施肥) 5个施肥处理, 每个处理3次重复, 采用随机区组排列, 研究土壤养分耗竭条件下氮磷钾肥对粒用高粱生长、养分吸收、产量和品质的影响。结果表明, 出苗后76 d, NPK、PK、NK和NP处理最大叶叶面积分别比CK增加18.7%、4.1%、17.9%和16.6%, 单株总功能叶面积分别比CK处理增加54.1%、18.4%、47.4%和48.2%; 整个生育期施肥处理对叶片生物量有显著影响。自出苗后121 d, 各施肥处理对茎干物质累积具有显著影响。NPK、PK、NK和NP处理籽粒产量分别比CK增加了93.8%、35.5%、91.2%和78.1%。自出苗后100 d, CK和PK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理, 此时CK和NK处理显著降低了叶片中P含量。在收获期, CK处理显著降低了籽粒中N含量。CK、PK和NP处理提高了直链淀粉含量, 而支链淀粉含量下降, 导致直链/支链比值相应增加。施氮肥处理(NPK、NP、NK)的籽粒蛋白质含量明显高于CK和PK处理; NPK处理分别提高了73.9%和40.3%。NPK处理籽粒单宁含量比CK和PK处理分别提高15.6%和22.7%。研究表明, 不施肥和不施氮肥显著降低了粒用高粱植株生长、干物质积累、籽粒产量、氮磷养分吸收以及籽粒中支链淀粉、蛋白质和单宁含量, 不施肥和不施氮对高粱的影响明显大于不施磷或不施钾, 平衡施肥有利于粒用高粱产量的提高和品质的改善。

关键词: 粒用高粱; 氮磷钾养分; 养分吸收; 籽粒产量; 籽粒品质

Response of Nutrient Uptake, Yield and Quality of Grain Sorghum to Nutrition of Nitrogen, Phosphorus and Potassium

WANG Jin-Song¹, JIAO Xiao-Yan^1,^*, DING Yu-Chuan¹, DONG Er-Wei¹, BAI Wen-Bin², WANG Li-Ge¹, WU Ai-Lian¹

¹ Institute of Agricultural Environment and Resources, Shanxi Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Soil Environment and Nutrient Resources of Shanxi Province, Taiyuan 030031, China

² Institute of Sorghum, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuci 030600, China

Abstract

The field experiment conducted with the fixed plots tested in Dongyang Agricultural Experiment Station of Shanxi Academy of Agricultural Sciences in 2011 and 2012 was carried out to investigate the effects of nitrogen, phosphorus, potassium on nutrient uptake, yield and quality of grain sorghum [ Sorghum bicolor (L.) Moench] cv. Jinza 23 under the sorghum-maize rotation cropping system in 2013. The experiment included five treatments with fertilizers NPK, PK, NK, NP, and CK (without fertilization) with three replicates in a completely randomized block design. The experimental results showed that at 76 days after emergence, the sorghum maximum leaf area of NPK, PK, NP, and NK treatments increased by 18.7%, 4.1%, 17.9%, and 16.6%, respectively; and the total functional leaf area per plant increased by 54.1%, 18.4%, 47.4%, and 48.2% respectively compared with CK treatment. Fertilization treatment had significant influence on leaf biomass throughout growth period. Since 121 days after emergence, there were significant effects of different fertilization treatments on the stem biomass. Comparison with CK treatment, the sorghum grain yield of NPK, PK, NK, and NP treatments increased by 93.8%, 35.5%, 91.2%, and 78.1%, respectively. The N contents of leaves in CK and PK treatments were significantly lower than those of NPK, NK, and NP treatments at 100 days after emergence. The P contents in leaves of CK and NK treatments decreased significantly as well. At 149 days after emergence, CK significantly reduced the N content in grains. The treatments of CK, PK, and NP increased the amylose contents in grains, while decreased the amylopectin content, resulting in an increased amylose/amylopectin ratio accordingly. The protein content in applying N fertilizer treatments of NPK, NP and NK was significantly higher than those of CK and PK. The grain protein content in NPK treatment was 73.9% and 40.3%, more than those in CK and PK treatments respectively. The grain tannin content of NPK treatment was the highest among treatments. The tannin content of NPK treatment increased by 15.6% and 22.7% respectively, compared with those of CK and PK treatments. These results demonstrated that no N application or no fertilization significantly reduces the growth, dry matte accumulation, grain yield, N and P uptake, and the concentrations of amylase, protein and tannin in grains of grain sorghum. The effect of no N application or no fertilization on sorghum is significantly greater than those of no P or K application. Balanced fertilization with N, P and K is beneficial to increase grain yield and improve grain quality of grain sorghum.

Keyword: Grain sorghum; N,P,K nutrition; Nutrient uptake; Grain yield; Grain quality

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高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]是仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的世界第五大作物^[1], 具有较高的利用价值, 广泛应用于酿造业^[2]、饲料加工业和生物质能源^[3]等领域。与其他作物比较高粱具有较强的耐热性、耐旱性^{[4, 5]}、耐涝性、耐瘠薄和耐盐碱等特点^[6], 在不良生态环境条件下具有较高的产量^[7]。在全世界范围内高粱通常种植在土壤侵蚀严重、肥力较低和干旱缺水条件下^{[8, 9]}, 在我国高粱已被作为先锋作物在土壤瘠薄、年降雨小于450 mm的干旱缺水的边际土壤上种植^{[2, 5]}。我国是世界上高粱生产大国之一, 近年来高粱种植面积稳定在73.3万公顷左右, 年生产高粱270万吨左右。随着我国酿造业和饲料加工业的快速发展, 对高粱需求急剧增加, 为了满足国内高粱需求2013年进口高粱250万吨。已有研究表明, 粒用高粱氮、磷养分吸收高峰在抽穗至灌浆期, 而钾的吸收一直延续到成熟期^[10], 因此氮、磷、钾养分的吸收利用直接影响作物生长发育。土壤中的氮、磷、钾养分对玉米当季贡献率较高^[11], 缺氮高粱叶片呈淡黄色, 光合作用受到抑制, 光合速率下降, 缺磷会影响高粱生长、根系形态和体内酶含量^[12], 这足以说明土壤养分状况对作物生长有着举足轻重的作用。迄今为止, 有关土壤氮、磷、钾养分耗竭对高粱生长、不同部位养分浓度及品质的影响还未见报道。为了明确土壤氮、磷、钾养分消耗对高粱综合农艺性状、各器官养分含量的影响, 本试验利用连续3年养分消耗后形成的土壤研究了施用氮、磷、钾对粒用高粱养分吸收、产量及品质的影响, 旨在理论上明确养分限制条件下高粱养分吸收状况和土壤减氮、减磷、减钾对高粱生长的影响程度, 为瘠薄地高粱栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在山西省晋中市榆次区山西省农业科学院农业试验基地进行。试验土壤类型为潮土, 土壤质地为黏壤质, 2011年土壤耕层基础养分含量为有机质10.64 g kg^-1, 全氮0.69 g kg^-1, 有效磷(Olsen-P) 9.48 mg kg^-1, 速效K 140.0 mg kg^-1。2011— 2013年进行定位试验, 共设5个处理, 即NPK (N 225 kg hm^-2、P₂O₅ 60 kg hm^-2、K₂O 60 kg hm^-2)、PK (P₂O₅ 60 kg hm^-2、K₂O 60 kg hm^-2)、NK (N 225 kg hm^-2、P₂O₅ 60 kg hm^-2)、NP (N 225 kg hm^-2、P₂O₅ 60 kg hm^-2)和CK (不施肥)。试验小区面积67.5 m², 采用随机区组排列, 每个处理重复3次。2011、2012和2013年度分别种植高粱、玉米和高粱。2011年和2012年的不同施肥措施使各处理土壤养分状况形成一定的差异(表1), 为此2013年研究了连续减氮、减磷和减钾对高粱生长、养分状况和品质的影响。2013年供试高粱品种为晋杂23, 5月2日播种, 5月10日出苗, 9月27日成熟, 10月7日收获, 留苗密度9.7× 10⁴株hm^-2。播种前50%氮肥及磷、钾肥作为底肥一次施入, 其余50%的氮肥在高粱拔节期追施。

1.2 测定项目与方法

在出苗后38 d (拔节期)、54 d (大喇叭口期)、76 d (抽穗期)、100 d (灌浆始期)和117 d (灌浆中期)调查了功能叶片数(n=750)、最大叶叶面积(n=750)和功能叶叶面积(n=750)。从每个小区选10株, 每个处理3个小区, 5个处理150株, 共进行5次定位测量。在出苗后38 d (拔节期)、54 d (大喇叭口期)、76 d (抽穗期)、100 d (灌浆始期)、109 d (灌浆前期)、121 d (灌浆中期)、129 d (灌浆后期)、139 d (成熟期)、149 d (收获期)采集植株样品。每个小区取3株合成1个样品, 每个处理3个小区, 5个处理取15个合成样品, 共进行9次取样。将植株分为茎(n=135)、叶(n=135)和籽粒(n=75)在75℃烘48 h至恒重称得各部位生物量。烘干样品粉碎后用于氮(n=345)、磷(n=345)、钾(n=345)养分测定, 用浓H₂SO₄消煮, 全自动凯氏蒸氮仪测定植株N含量; 用1∶ 3浓HClO₄和浓HNO₃消煮, 钒钼黄法紫外分光光度计测定全P, 火焰光度计测定全K^[13]。依据中华人民共和国国家标准GB/T 15686-2008 (高粱单宁含量测定)^[14]、GB 5006-1985 (谷物籽粒粗淀粉测定法)^[15]和GB 7684-87 (水稻、玉米、谷子籽粒直链淀粉测定法)^[16]测定收获期籽粒中单宁(n=45)、总淀粉(n=45)和直链淀粉(n=45)含量, 支链淀粉为总粗淀粉与直链淀粉的差值。从每个小区取10个穗样合成1个籽粒样品, 每个处理3个小区, 5个处理共取45个籽粒样品。

表1 2013年试验土壤基本化学性状 Table 1 The chemical properties at experiment soil in 2013

从每个小区取耕层3个土壤样品, 每个处理3个小区, 5个处理共取45个土壤样品。将土壤样品在室内自然风干, 过1 mm筛装瓶备用。用重铬酸钾-硫酸外加热法测定土壤有机质; 用浓硫酸消煮, 全自动凯氏蒸氮仪测定全氮; 用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定全磷; 用氢氧化钠熔融-火焰光度法测定全钾; 用氯化钾浸提氨基苯磺酸比色法测定硝态氮; 用0.5 mol L^-1碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定有效磷; 用1 mol L^-1醋酸铵浸提火焰光度法测定速效钾^[13]。

1.3 数据处理与计算公式

采用Minitab 15软件统计分析数据, 采用Tukey’ s多重比较分析不同处理间的差异显著性(P< 0.05); 用Microsoft Excel作图。单叶叶面积 = 叶片最大长度× 最大宽度× 0.65, 功能叶片数是指调查时总持绿叶片, 功能叶面积是指单株持绿叶叶面积总和。氮(磷、钾)养分分配率(%) = 氮(磷、钾)养分籽粒吸收量/氮(磷、钾)养分植株总吸收量× 100。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾营养对高粱叶片特征、不同部位生物量和产量的影响

施肥处理对高粱的功能叶片数和最大叶叶面积影响见表2, 二者最大值均出现在76 d; 施肥处理对功能叶片数和最大叶叶面积有显著影响(P< 0.05), CK处理叶片数最少, 平均为11.1片, NP处理叶片数最高, 平均为13.3片; 就最大叶叶面积而言, NPK处理最大, 平均770.7 cm², 比CK和PK处理分别增加了18.7%和9.9%; 与最大叶叶面积出现的时期一致, 单株总功能叶面积亦出现在76 d; 不同施肥处理显著影响了单株总功能叶面积(P< 0.05), NPK、NK和NP处理显著高于CK和PK处理, NPK处理的总功能叶面积分别比CK和PK处理增加54.1%和30.2%。说明不施氮肥和不施肥处理会显著减少高粱功能叶片数、最大叶叶面积和单株总光合叶面积, 而不施磷肥或钾肥处理几乎没有显著影响。

从图1可以看出施肥处理对高粱各部位干物质累积均有不同程度的影响。在整个生育期连续3年不施肥处理(CK)高粱叶片的生物量最低, 其次为PK处理; 与NPK和NP处理比较, NK处理在灌浆初期降低了叶片的生物量, 而之前没有显著影响; 出苗后121 d施肥处理对茎干物质累积具有显著影响(P< 0.05), CK最低, 其次为PK, NK、NP和NPK处理; 施肥处理对灌浆期高粱籽粒的生物量亦有显著影响, 从出苗后的109 d至收获, 与NPK、NK和NP处理比较, PK和CK处理显著降低了籽粒的生物量(P< 0.05)。

从图2可以看出, CK处理的高粱产量最低, 分别比NPK、PK、NK、NP处理减产48.4%、26.2%、47.7%和43.9%; PK处理的产量分别比NPK、NK和NP处理下降30.1%、29.1%和23.9%。不同施肥处理对高粱千粒重没有显著影响, 但CK处理的千粒重最低, 比NPK处理减少16.8%; CK和PK处理比NPK处理显著降低了高粱的单穗籽粒重(P< 0.05)。说明连续3年不施氮肥会明显降低高粱产量, 不施钾肥影响次之, 不施磷肥对产量影响最小。

表2 不同施肥处理对高粱功能叶片数、最大叶叶面积和总功能叶面积的影响 Table 2 Effect of different fertilization treatments on number of photo synthetically active leaves, area of largest leaf, and area of photo synthetically active leaves of sorghum

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	图1 不同施肥处理对高粱生育期叶片、茎和籽粒干物质积累的影响Fig. 1 Effect of different fertilization treatments on leaf, stem, and grain biomass of sorghum

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	图2 不同施肥处理对高粱籽粒产量、千粒重和单穗重的影响Fig. 2 Effect of different fertilization treatments on average grain yield, 1000-grain weight, and grain weight per panicle of sorghum

2.2 氮磷钾营养对高粱各器官养分含量的影响

随出苗后时间的延长, 叶片中N、P、K含量相应下降(表3)。在整个生育期施肥对叶片中N含量有显著的影响(P< 0.05), 从出苗到出苗后139 d, CK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理(P< 0.05), 分别下降41.8%、37.4%和40.6%, PK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理(P< 0.05), 分别下降33.2%、28.0%和31.8%, 而NPK、NK和NP施肥处理叶片中N含量没有显著差别(P>0.05); 在生育期进程中, PK施肥处理叶片中N含量较CK处理下降缓慢, 在收获期与NPK比较, 仅CK显著降低了叶片N含量, 而其他处理叶片N含量没有显著差异(表3)。出苗后38 d NK处理显著降低了叶片中P含量(P< 0.05), 此后各处理对叶片中P含量没有影响; 从表3可以看出, 除在76、100和121 d NP处理叶片K含量显著低于PK处理外, 在76、121和139 d中, CK处理叶片K含量显著低于PK处理, 各处理对叶片中K含量没有显著影响(P>0.05)。以上结果说明随着出苗后时间的延长, 不同处理高粱叶片氮、磷和钾含量相应下降。不同处理对叶片氮、磷和钾含量均有显著影响, 其中对氮含量影响较为明显。

表3 不同施肥处理对高粱叶N、P和K含量的影响 Table 3 Effect of different fertilization treatments on the contents of N, P, and K in leaves of sorghum (g kg^-1)

养分 Nutrient	处理 Treatment	出苗后天数 Days after emergence (d)
养分 Nutrient	处理 Treatment	38	54	76	100	109	121	129	139	149
N	NPK	29.6± 2.5 a	26.6± 0.2 a	22.9± 2.8 a	19.7± 2.1 a	15.2± 1.1 a	15.9± 0.4 a	14.5± 2.4 a	16.1± 1.5 a	16.2± 2.6 a
	PK	20.1± 0.5 b	13.8± 0.5 c	13.6± 2.1 b	13.9± 2.9 b	10.5± 4.3 b	10.6± 3.1 b	9.8± 1.0 b	12.4± 3.0 b	13.2± 1.5 a
	NK	27.2± 2.0 a	24.6± 0.2 b	21.6± 1.1 a	18.1± 0.7 a	15.5± 0.8 a	12.8± 0.3 ab	13.6± 2.2 a	16.2± 1.0 a	14.4± 1.0 a
	NP	30.7± 1.6 a	23.8± 0.1 b	22.1± 0.7 a	18.5± 0.2 a	16.3± 1.4 a	16.2± 0.5 a	13.9± 0.9 a	17.0± 1.3 a	13.9± 1.3 a
	CK	18.7± 2.5 b	14.9± 2.2 c	12.4± 1.9 b	8.4± 0.5 c	7.9± 1.0 b	12.0± 3.2 b	8.9± 3.2 b	9.3± 1.9 b	9.9± 1.9 b
P	NPK	3.4± 0.1 a	2.9± 0.1 a	2.7± 0.3 ab	2.1± 0.3 a	1.9± 0.3 a	1.8± 0.1 a	1.7± 0.1 a	1.4± 0.3 a	1.3± 0.1 ab
	PK	3.4± 0.1 a	2.7± 0.1 a	2.2± 0.3 ab	2.1± 0.4 a	2.1± 0.1 ab	1.6± 0.5 a	1.4± 0.5 a	1.4± 0.3 a	1.5± 0.2 ab
	NK	2.8± 0.2 b	2.8± 0.4 a	2.5± 0.3 ab	1.8± 0.3 a	1.9± 0.1 ab	1.4± 0.3 a	1.3± 0.3 a	1.4± 0.3 a	1.4± 0.3 ab
	NP	3.4± 0.4 a	3.2± 0.2 a	2.8± 0.4 a	2.0± 0.3 a	2.0± 0.2 ab	1.7± 0.2 a	1.6± 0.2 a	1.6± 0.1 a	1.2± 0.3 b
	CK	3.3± 0.1 a	2.8± 0.2 a	2.2± 0.1 b	1.8± 0.2 a	2.1± 0.3 b	1.4± 0.3 a	1.2± 0.3 a	1.5± 0.6 a	1.7± 0.1 a
K	NPK	28.1± 2.8 a	24.6± 5.2 a	13.0± 2.0 ab	14.6± 2.3 ab	9.5± 1.2 a	8.4± 2.8 ab	6.1± 0.1 a	5.7± 0.4 a	8.4± 1.3 a
	PK	29.4± 4.0 a	26.1± 1.2 a	15.6± 0.8 a	15.7± 1.1 a	11.2± 1.9 a	9.4± 2.2 a	5.5± 1.1 a	5.8± 0.9 a	8.5± 0.7 a
	NK	26.6± 2.4 a	22.9± 3.1 a	13.5± 1.0 ab	12.3± 4.4 ab	9.3± 2.4 a	6.0± 0.6 b	4.8± 1.0 a	5.3± 0.3 ab	7.3± 2.1 a
	NP	24.4± 2.9 a	19.9± 3.6 a	11.4± 2.4 b	10.4± 3.9 b	7.7± 2.5 a	7.0± 0.4 b	5.2± 1.0 a	5.3± 0.8 ab	6.9± 1.6 a
	CK	26.6± 2.1 a	23.0± 4.3 a	11.5± 1.1 b	13.8± 0.4 ab	10.0± 1.5 a	6.1± 0.3 b	5.0± 0.3 a	4.5± 0.7 b	7.6± 0.6 a

Abbreviations are the same as those given in Table 1. Values followed by different letters within the same column are significantly different at the 0.05 probability level among treatments.

缩写同表1。同列不同字母表示不同处理在0.05水平上差异显著。

表3 不同施肥处理对高粱叶N、P和K含量的影响 Table 3 Effect of different fertilization treatments on the contents of N, P, and K in leaves of sorghum (g kg^-1)

表4 不同施肥处理对高粱茎N、P和K含量的影响 Table 4 Effect of different fertilization treatments on the contents of N, P, and K in stem of sorghum (g kg^-1)

养分 Nutrient	处理 Treatment	出苗后天数 Days after emergence (d)
养分 Nutrient	处理 Treatment	38	54	76	100	109	121	129	139	149
N	NPK	24.3± 2.1 a	15.9± 2.3 a	9.4± 1.8 a	4.5± 0.8 a	4.6± 0.2 a	4.5± 0.2 a	4.0± 0.5 a	5.3± 0.2 a	5.1± 1.3 a
	PK	12.0± 1.0 b	5.6± 1.3 c	4.4± 1.0 b	2.6± 0.4 b	2.6± 0.6 b	3.1± 1.0 b	2.8± 0.6 b	3.8± 0.3 b	4.7± 0.3 a
	NK	25.4± 1.2 a	12.9± 1.3 b	12.0± 2.9 a	4.2± 0.5 a	4.3± 0.4 a	4.5± 0.6 a	4.3± 0.5 a	3.7± 0.3 b	4.7± 0.7 a
	NP	25.0± 1.5 a	14.6± 1.2 a	9.5± 1.7 a	4.3± 0.4 a	4.5± 0.2 a	4.9± 0.3 a	4.4± 0.4 a	5.1± 0.5 a	5.0± 0.7 a
	CK	10.7± 2.1 b	5.7± 0.8 c	3.6± 0.4 b	2.2± 0.7 b	2.0± 0.3 b	3.2± 0.4 b	2.7± 0.6 b	3.8± 0.1 b	3.0± 0.2 b
P	NPK	3.3± 0.3 a	1.6± 0.2 ab	1.7± 0.2 a	0.7± 0.4 b	0.5± 0.1 b	0.7± 0.2 a	0.7± 0.1 a	0.6± 0.2 a	0.7± 0.2 b
	PK	3.8± 0.2 a	1.9± 0.3 a	1.8± 0.1 a	1.0± 0.3 ab	1.3± 0.9 a	0.5± 0.1 a	0.8± 0.5 a	0.6± 0.3 a	1.0± 0.2 ab
	NK	3.1± 0.5 a	1.3± 0.1 b	1.5± 0.3 a	0.5± 0.3 b	0.6± 0.1 b	0.5± 0.1 a	0.6± 0.4 a	0.8± 0.6 a	0.7± 0.1 b
	NP	3.4± 0.2 a	1.5± 0.2 b	1.8± 0.2 a	0.5± 0.1 b	0.7± 0.1 b	0.6± 0.1 a	0.6± 0.1 a	0.7± 0.2 a	0.8± 0.1 b
	CK	3.6± 0.4 a	2.0± 0.4 a	1.7± 0.1 a	1.3± 0.1 a	1.4± 0.2 a	0.5± 0.1 a	0.5± 0.1 a	0.5± 0.1 a	1.1± 0.1 a
K	NPK	38.0± 4.8 a	29.6± 5.7 ab	25.0± 7.2 a	22.9± 3.1 a	28.0± 2.0 a	27.6± 2.4 a	25.6± 5.0 a	23.1± 7.4 a	18.9± 4.1 a
	PK	37.4± 2.9 a	30.2± 2.8 a	25.3± 4.6 a	22.4± 3.6 a	23.9± 1.5 b	25.5± 0.5 ab	23.0± 1.3 a	19.0± 2.8 a	17.6± 2.6 a
	NK	41.5± 1.8 a	26.3± 5.7 ab	19.3± 4.2 a	24.0± 2.7 a	27.2± 2.7 a	26.3± 4.8 ab	22.5± 3.5 a	15.9± 2.6 a	20.2± 1.2 a
	NP	38.1± 4.5 a	20.4± 8.0 b	17.2± 0.6 a	22.2± 3.9 a	26.9± 2.0 a	21.1± 1.8 b	20.3± 4.1 a	15.1± 4.1 a	16.5± 3.0 a
	CK	36.2± 1.0 a	26.8± 2.7 ab	20.5± 3.2 a	24.1± 1.2 a	20.9± 3.5b	24.9± 4.1 ab	23.5± 2.8 a	22.9± 6.0 a	20.3± 2.8 a

Abbreviations are the same as those given in Table 1. Values followed by different letters within the same column are significantly different at the 0.05 probability level among treatments.

缩写同表1。同列不同字母表示不同处理在0.05水平上差异显著。

表4 不同施肥处理对高粱茎N、P和K含量的影响 Table 4 Effect of different fertilization treatments on the contents of N, P, and K in stem of sorghum (g kg^-1)

表5 不同施肥处理对高粱籽粒N、P和K含量的影响 Table 5 Effect of different fertilization treatments on the contents of N, P, and K in grains of sorghum (g kg^-1)

从表4看出, 在整个生育期CK处理茎中N含量显著低于NPK、NP和NK (P< 0.05)。在出苗129 d之前, PK处理茎中N含量也明显低于NPK、NP和NK处理(P<0.05)。但出苗149 d后, NPK、PK、NK和NP 处理对茎中N含量没有显著差异(P>0.05)。除收获期(149 d)外, 不施N肥的CK和PK处理茎中N含量没有显著差异(P>0.05)。除在54、100、109和149 d外, 各施肥处理对茎中P含量没有显著影响(P>0.05), 从整个生育期来看, NK处理茎中P含量较低, 而CK和PK处理茎中P含量较高; 除在54、109和121 d外, 各施肥处理茎中K含量没有显著差异(P>0.05), NP处理茎中K含量最低。以上结果说明, 不施氮处理(CK和PK)茎中的氮含量明显下降; 不施磷处理(NK)茎中P含量较低, 而不施磷处理(CK)茎中P含量较高; 不施钾处理(CK和NP)茎中的K含量没有明显下降。

从表5看出, CK和PK处理显著地降低了籽粒中N含量(P< 0.05), 其余处理对灌浆过程中籽粒N含量没有影响(P>0.05)。籽粒中P含量随灌浆进程而增加, 除在129 d外, 各处理对籽粒中P含量没有显

著影响(P>0.05)。籽粒中K含量随灌浆进程而降低, NP处理略降低了籽粒中K含量, 除在121 d外, 各处理对籽粒中K含量没有显著影响(P>0.05)。总体来看, 在高粱灌浆期, 不施氮磷钾明显降低了籽粒中N含量, 而对籽粒中P和K含量没有显著影响。

2.3 氮磷钾营养对各器官养分分配的影响

不同施肥处理对高粱收获时的养分累积具有显著影响(表6), NPK处理总N素累积量、营养体内N素累积量及籽粒N素累积量均最高, 分别比CK处理增加198.1%、139.5%和237.6%, 比PK处理增加42.3%、42.7%和51.4%, 不同处理对N素在籽粒和秸秆中的分配没有影响(表6)。对整株P的累积量表现为NPK处理最高, 其次为NK、NP、PK和CK处理, CK和PK处理的P总累积量显著低于NPK处理, 分别减少44.6%和31.8%; 各处理对营养体内P累积量没有显著影响(P>0.05), 但对籽粒中P含量具有显著影响(P< 0.05), NPK处理最高, CK和PK处理分别比NPK处理减少52.7%和40.1%。NPK、PK、NK和NP处理对整株和营养体内K累积量没有显著差异, 但CK处理显著降低了整株和营养体内K累积量(P< 0.05), 比NPK处理下降40.6%; CK和PK处理显著降低了籽粒中K的含量(P< 0.05), 分别比NPK处理下降48.5%和32.1%; 不同处理对K在营养体和籽粒中的分配没有影响。

表6 不同施肥处理对高粱NPK养分积累的影响 Table 6 Effects of different fertilization treatments on the accumulation of NPK nutrients

2.4 氮磷钾营养对高粱籽粒品质的影响

从表7可以看出, 施肥对高粱籽粒总淀粉含量没有显著的影响, 但影响了淀粉的组成比例和组成, 对直连淀粉比例有显著影响(P< 0.05), 表现为CK> NP > PK > NPK> NK。施肥显著影响了高粱籽粒蛋白质含量(P< 0.05), NPK处理籽粒蛋白质含量最高, 比CK和PK处理分别提高了42.4%和28.9%, 说明不施氮肥明显减少高粱籽粒蛋白质含量。施肥对高粱籽粒丹宁含量有明显的影响(P< 0.05), NPK处理籽粒丹宁含量最高, 比CK和PK处理分别提高13.5%和18.5%。

表7 不同施肥处理对高粱籽粒品质的影响 Table 7 Effects of different fertilization on grain quality of sorghum

3 讨论

3.1 氮磷钾营养与高粱生长和产量

土壤瘠薄和养分失衡是限制作物生长的重要因素, 连续3年不施肥造成土壤养分部分枯竭并对高粱生长和产量产生不良影响, 不施肥和不施氮对高粱的影响最为明显, 并在拔节期就非常显现, 表现在功能叶片数、叶面积和叶片生物量均较低(表2和图1); 不施磷对功能叶片数和叶面积没有影响, 但在灌浆期后稍降低叶片生物量, 不施钾肥几乎对高粱各部位干物质累积没有影响。作物的最大叶叶面积在达到最大时一般会保持稳定, 但本试验结果(表2)的CK处理在达到最大叶面积后表现出下降趋势, 但最后3次测定值没有显著差异, 这可能与测定时产生的误差有关, 有待进一步试验验证。

通常用缺某元素时产量与全肥时的产量百分数表示土壤养分自然供给能力^[17], 本试验土壤养分耗竭3年后土壤氮、磷和钾的土壤养分供给能力分别为69.9%, 98.7%和91.9%, 说明土壤氮、磷和钾供给能力分别下降了30.1%、1.3%和8.1%, 其中氮素的亏缺表现突出, 为此氮素补充对高粱生产具有重要的意义。与不施氮磷钾处理比较, 施用磷钾能够在一定程度上促进植物生长和提高各部位生物量, 这表明在缺氮土壤上保证磷钾供给在一定程度能够促进土壤氮素供给或提高高粱对氮的获取能力; 不施氮肥和不施氮磷钾明显降低了高粱产量和穗粒重, 在一定程度上也降低了千粒重, 表明缺氮通过影响穗粒数和千粒重影响高粱产量, 这与氮素营养影响小麦、玉米等作物穗粒数的研究结果相一致^{[18, 19]}。

3.2 氮磷钾营养与各器官养分含量及累积

高粱不同器官各养分浓度对氮磷钾营养的反应表现不一。不施氮磷钾和不施氮处理叶片和茎中氮浓度一直较低, 在灌浆过程中氮浓度下降缓慢, 这可能妨碍了缺氮条件下营养体中氮素向籽粒的转移, 导致灌浆过程中没有增加籽粒氮含量; 而施氮处理叶片和茎中氮浓度一直较高, 但在灌浆过程中叶片和茎中氮含量下降较快, 这可能是由于营养体内大量氮素转移到籽粒的缘故。表3和表4说明了高粱叶片和茎中氮含量分别低于10.0 g kg^-1和2.0’ 3.0 g kg^-1时氮素难以向籽粒转移, 这有待进一步试验验证。

在高粱生长前期不施磷肥降低了叶片中磷含量, 但不施氮磷钾对磷含量却没有影响, 这可能是后者比前者生物量大, 磷被稀释的缘故; 同理尽管各施肥处理对籽粒中磷含量没有显著影响, 不施氮磷钾和不施磷处理籽粒中磷含量稍高于施氮磷和施磷钾处理。高粱对磷素的累积表现出NPK处理最高, NK、NP、PK和CK处理其次, 不施氮素仍然限制着高粱对磷素的累积。与对各部位中P含量影响相似, 尽管各施肥处理对各部位钾含量没有显著影响, 但NP处理和不施任何肥的处理叶、茎和籽粒中钾含量偏低, 高粱对钾素的吸收同理表现出NPK处理最高, NK、NP、PK和CK处理其次, 仍然表明氮肥决定高粱对磷和钾的累积量。

高粱进入灌浆期, 叶片、茎秆及叶鞘积累和制造的营养物质大量且源源不断地运往籽粒, 籽粒内含物不断增加。本试验结果(表5)发现在高粱收获期(149 d)不施肥处理籽粒氮含量明显下降, 比成熟期(139 d)籽粒氮含量下降22.5%, 表明籽粒中的部分氮素转移到了叶片和茎杆中, 从表3可以看出, 同期叶片氮含量增加了6.5%, 而茎杆氮含量比成熟期下降了19.7% (表4), 说明籽粒中的少部分氮素转移到叶片中, 这在以往研究中还未见报道, 有待进一步深入研究。

3.3 氮磷钾营养与高粱籽粒品质

淀粉是高粱籽粒的主要组成成分, 其含量在65.3%’ 81.0%之间, 根据其分子结构可分为直链淀粉和支链淀粉, 高粱淀粉中直链淀粉含量在11.98%’ 23.47%之间, 支链淀粉含量在70%’ 80%^[20]。高粱籽粒总淀粉含量及直链淀粉与支链淀粉的比值决定着高粱籽粒的品质, 并对籽粒的出米率、适口性及酿造产量和品质等方面有重要影响^[21]。已有研究表明, 遗传因素、环境因素(温度、光照强度)以及栽培措施(施肥、种植密度、播种和收获期)对高粱籽粒淀粉含量产生明显的影响^{[22, 23, 24, 25, 26]}。本试验结果表明, 不同施肥处理对高粱籽粒总淀粉含量没有显著影响(表7), 说明不施肥和缺氮处理的淀粉含量没有明显下降, 这与施肥处理籽粒产量高和千粒重大(图2)有密切关系。不施肥、缺氮和缺钾处理提高了直链淀粉含量, 而支链淀粉含量下降, 导致直链/支链比率相应增加, 表明不施氮磷钾不利于支链淀粉的合成, 这可能与养分缺乏抑制了淀粉合成酶活性有密切关系, 因为淀粉合成过程中ATP含量及关键酶(ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS、SSS)的活性等均受氮素水平的调控^[27]。高粱籽粒含蛋白质在6%’ 18%之间。已有研究表明, 施肥特别是氮肥对高粱籽粒蛋白质含量有很大的影响^[28]。本试验结果(表7)表明, 施氮肥处理(NPK、NP、NK)的高粱籽粒蛋白质含量明显高于不施肥处理(CK)和缺氮处理(PK), 这与施氮肥提高籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)和谷丙转氨酶(GPT)活性有重要关系^[29]。高粱籽粒中的单宁是一种多酚化合物, 主要存在于种皮层, 其含量在0.01%’ 4.30%之间, 多数在0.027%’ 1.960%之间^[28]。单宁在高粱体内的存在不仅能够减少鸟害、预防收获前籽粒发芽、增强高粱对真菌、细菌和病毒引起的病害的抗病能力^[30], 而且单宁含量的高低对酿造产品品质, 特别是白酒的风味具有较大的影响^[31]。本研究结果表明, 不同施肥处理高粱籽粒单宁含量在1.11%’ 1.36%范围内, 其中NPK处理单宁含量最高, 显著高于缺氮(PK)处理, 说明平衡施肥有利于高粱籽粒单宁含量的提高。

4 结论

在高粱/玉米轮作体系下, 连续3年土壤养分耗竭使土壤氮磷钾的供给能力分别下降30.1%、1.3%和8.1%, 不施肥和不施氮肥显著降低了粒用高粱的最大叶叶面积和单株总功能叶面积, 干物质积累和籽粒产量, 氮磷养分吸收以及籽粒中支链淀粉、蛋白质和丹宁含量。不施氮肥对高粱的影响明显大于不施钾肥和不施磷肥的影响。合理的氮磷钾肥配施有利于促进粒用高粱的生长发育, 增加干物质的积累, 提高产量和改善品质。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

View Option

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1.162

0.0

... ) Moench]是仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的世界第五大作物^[1], 具有较高的利用价值, 广泛应用于酿造业^[2]、饲料加工业和生物质能源^[3]等领域 ...

2009

0.0

0.5562

... ) Moench]是仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的世界第五大作物^[1], 具有较高的利用价值, 广泛应用于酿造业^[2]、饲料加工业和生物质能源^[3]等领域 ...

... 在全世界范围内高粱通常种植在土壤侵蚀严重、肥力较低和干旱缺水条件下^[8,9], 在我国高粱已被作为先锋作物在土壤瘠薄、年降雨小于450 mm的干旱缺水的边际土壤上种植^[2,5] ...

2013

1.632

0.0

... ) Moench]是仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的世界第五大作物^[1], 具有较高的利用价值, 广泛应用于酿造业^[2]、饲料加工业和生物质能源^[3]等领域 ...

2006

0.0

... 与其他作物比较高粱具有较强的耐热性、耐旱性^[4,5]、耐涝性、耐瘠薄和耐盐碱等特点^[6], 在不良生态环境条件下具有较高的产量^[7] ...

2009

0.0

1.4

山仑, 徐炳成. 论高粱的抗旱性及在旱区农业中的地位. 中国农业科学, 2009, 42: 2342-2348

Shan

, Xu B

Discussion on drought resistance of sorghum and its status in agriculture in arid and semiarid regions.

Sci Agric Sin, 2009, 42: 2342-2348 (in Chinese with English abstract)

本文以笔者研究组多年研究结果为基础,以玉米为主要参比作物,就干旱逆境下高粱的产量表现、水分利用及抗旱特性进行了论述。认为高粱是一种综合抗旱能力很强的作物,尤其具有低耗水、高水分利用效率特性,其耐旱性显著高于玉米,也高于谷子和苜蓿,属于一种典型的模式抗旱作物,具有重要的生产和研究价值。指出高粱作为抗逆性很强的粮饲酿兼用作物,特别是作为一种能源植物,仍具良好的发展前景。建议今后在降水量低于450mm、热量可满足生长的地区扩大高粱种植面积,同时加强对其整体抗旱性机理及抗旱基因组的研究。

... 与其他作物比较高粱具有较强的耐热性、耐旱性^[4,5]、耐涝性、耐瘠薄和耐盐碱等特点^[6], 在不良生态环境条件下具有较高的产量^[7] ...

2010

0.0

1.681

王鑫, 李志强, 谷卫彬, 石雷, 唐宇丹, 高辉远, 赵世杰, 姜闯道. 盐胁迫下高粱新生叶片结构和光合特性的系统调控. 作物学报, 2010, 36: 1941-1949

Wang

, Li Z

, Gu W

, Shi

, Tang Y

, Gao H

, Zhao S

, Jiang C

Systemic regulation of anatomic structure and photosynthetic characteristics of developing leaves in sorghum seedlings under salt stress.

Acta Agron Sin, 2010, 36: 1941-1949 (in Chinese with English abstract)

The influences of a systemic signal, from mature leaves, on the photosynthetic characteristics of developing leaves in sorghum seedlings under salt stress were carefully investigated. Salt stress significantly decreased water potential, net photosynthetic rate, stomatal conductance and slightly increased extent of photoinhibition both in mature and newly developed leaves. In newly developed leaves, stomatal density of both adaxial and abaxial surfaces increased. Under non-salt stress condition, water potential both in mature and newly developed leaves was hardly affected when mature leaves exposed to weak light. However, carbon assimilation, stomatal conductance, soluble sugar content decreased markedly and the extent of photoinhibition increased largely in mature leaves and newly developed leaves due to the shading of mature leaves. Meanwhile, stomatal density, mesophyll thickness and surface area of bundle sheath decreased in newly developed leaves when light intensity decreased for mature leaves. In salt-stressed group, changes in photosynthetic structure and function had a similar tendency with that in non-salt stress group, but a further decline in photosynthesis was observed. Two-way ANOVA among these four treatments showed that there was a synergistic effect between salt stress and high irradiance which impaired the photosynthetic ability more heavily and enhanced photoinhibition. Accordingly, we concluded that there is a systemic regulation on the photosynthetic structure and performance of newly developed leaves under salt stress. The enhancement of the light intensity of mature leaves is very important for the improvement of development, carbon assimilation and the alleviation of photoinhibition in newly developed leaves under salt stress.

以C 4 作物高粱为材料，研究了盐胁迫下新生叶片结构和光合特性的系统调控。结果表明：(1)盐胁迫导致成熟叶和新生叶水势、光合速率、气孔导度明显下降，光抑制程度略有增强；并且新生叶片上下表面气孔密度均增加。(2)非盐胁迫条件下，成熟叶遮荫对其自身和新生叶水势影响不显著，但两者光合速率、气孔导度和叶片可溶性糖含量降低，对强光敏感性增强；同时，降低成熟叶光强还显著降低新生叶的叶片厚度、气孔密度、维管束鞘细胞表面积；(3)盐胁迫下成熟叶遮荫诱导的新生叶结构和光合功能变化与非盐胁迫条件下趋势相似。双因素方差分析显示，盐胁迫下成熟叶遮荫能明显加剧高粱成熟叶和新生叶两者光合速率和气孔导度的下降并增强对强光的敏感性。因此认为，盐胁迫下高粱新生叶片的结构和光合功能均受到系统信号调控；提高成熟叶所处环境光强有助于改善盐胁迫下新生叶发育和碳同化能力，并一定程度上缓解光抑制。这对理解盐胁迫下高粱抗盐性具有重要意义。

... 与其他作物比较高粱具有较强的耐热性、耐旱性^[4,5]、耐涝性、耐瘠薄和耐盐碱等特点^[6], 在不良生态环境条件下具有较高的产量^[7] ...

2009

1.539

0.0

... 与其他作物比较高粱具有较强的耐热性、耐旱性^[4,5]、耐涝性、耐瘠薄和耐盐碱等特点^[6], 在不良生态环境条件下具有较高的产量^[7] ...

2006

2.575

0.0

2009

0.0

2012

0.0

0.875

... 已有研究表明, 粒用高粱氮、磷养分吸收高峰在抽穗至灌浆期, 而钾的吸收一直延续到成熟期^[10], 因此氮、磷、钾养分的吸收利用直接影响作物生长发育 ...

2010

0.0

1.707

王宜伦, 李潮海, 何萍, 金继运, 韩燕来, 张许, 谭金芳. 超高产夏玉米养分限制因子及养分吸收积累规律研究. 植物营养与肥料学报, 2010, 16: 559-566

Wang Y

, Li C

, He

, Jin J

, Han Y

, Zhang

, Tan J

Nutrient restrictive factors and accumulation of super-high- yield summer maize.

Plant Nutr Fert Sci, 2010, 16: 559-566 (in Chinese with English abstract)

A field experiment was conducted to study soil nutrient restrictive factors and plant nutrient uptake and accumulation of super-high-yield summer maize in 2007 and 2008. The results show that the maize yields are highest under the OPT treatment (By ASI), 12051.2 kg/ha and 13246.3 kg/ha in 2007 and 2008 respectively. The nitrogen and potassium fertilization could evidently increase the yields by 8.92% and 7.14%, which indicates N and K are main nutrient restrictive factors. The accumulations of nitrogen, phosphorus and potassium of super-high-yield summer maize plants are increased with the extension of the bearing period, and the nutrient accumulation amounts are maximum at the maturity stage. The order of nutrient accumulations is K 2O ＞N＞P 2O 5 , and the absorbed nutrient ratio with 100 kilogram maize of N, P 2O 5 and K 2O are 2.40∶1∶2.73. The key period of nutrient absorption is from the jointing stage to silking stage, and the absorbed nutrient rates are the highest. After the silking stage, maize plant absorbs more nitrogen and phosphorus. Leaf is distribution center of nitrogen and phosphorus from the seeding stage to silking stage, and the transfer efficiency of nitrogen and phosphorus are higher in stems and leaves at the late stages, while the transfer proportion of potassium is small. Nutrients are absorbed continuously at the whole growth period of super-high-yield summer maize, it is essential to super-high-yield topdressing after the silking stage that ensure adequate nutrients at the grain filling stage.

2007年和2008年通过大田试验研究了超高产夏玉米养分限制因子和植株养分吸收积累规律。结果表明：用ASI法推荐的氮、磷、钾平衡施肥产量最高，分别达到12051.2 kg/hm 2 和13246.3 kg/hm 2 ，施用氮肥平均增产8.92%，钾肥平均增产7.14%，增产效果显著，氮和钾为超高产夏玉米养分主要限制因子。超高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加，到成熟期达到最大值，养分积累量的大小顺序为氮＞钾＞磷，每生产100 kg 经济产量吸收养分比例N∶P 2O 5 ∶K 2O 为2.40∶1∶2.73。拔节期至吐丝期是养分吸收的关键时期，养分吸收速率大，积累量高，吐丝后植株仍能吸收较多的氮、磷。从出苗到吐丝期，叶片是氮、磷的分配中心，生育后期茎叶中氮、磷的转运率较高，而钾转移比例较小。超高产夏玉米整个生育期能持续吸收养分，吐丝后适当追肥保证灌浆期养分充足供应对夏玉米超高产至关重要。

... 土壤中的氮、磷、钾养分对玉米当季贡献率较高^[11], 缺氮高粱叶片呈淡黄色, 光合作用受到抑制, 光合速率下降, 缺磷会影响高粱生长、根系形态和体内酶含量^[12], 这足以说明土壤养分状况对作物生长有着举足轻重的作用 ...

2013

0.0

1.707

马建华, 王玉国, 孙毅, 尹美强, 牛常青, 杨艳君. 低磷胁迫不同品种苗期形态及生理指标的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 19: 1083-1091

Ma J

, Wang Y

, Sun

, Yin M

, Niu C

, Yang Y

Effects of low phosphorus stress on the morphologies and physiological indices of different sorghum cultivars at seedling stage.

Plant Nutr Fert Sci, 2013, 19: 1083-1091 (in Chinese with English abstract)

The effects of low P stress on the morphologies and physiological indices of sorghum were investigated with 14 sorghum cultivars at seedling stage. The results show, 1) Different P supply levels significantly affect the morphologies of sorghum seedlings ( P

1 College of Agriculture, Shanxi Agriculture University, Taigu, Shanxi 030801, China; 2 Biotechnology Research Center, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China; 3 Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture, Taiyuan 030031, China;4 College of Bioengineering, Jinzhong University, Jinzhong, Shanxi 030600, China

以14个高粱品种为材料，设置5个磷处理水平，对高粱苗期的形态和生理指标进行了研究。结果表明， 1）不同水平磷处理对高粱苗期各形态指标均有极显著影响，其中以0.25 mmol/L作为低磷处理较适合; 2)低磷胁迫对高粱幼苗各形态指标均有不利影响，干重、植株地上部含磷量受低磷的影响较大，可作为耐低磷高粱品种的筛选指标; 3)不同高粱品种对低磷的耐性存在明显的基因型差异，聚类分析显示八月齐属相对耐低磷性强的品种，农858属低磷敏感型品种; 4)低磷下叶绿素和可溶性蛋白含量下降，丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性升高，除可溶性蛋白外，叶绿素、 MDA、 SOD和POD活性均表现为耐低磷性强的相对变化率较小，耐低磷性弱的相对变化率较大。

2000

0.0

... 3浓HClO₄和浓HNO₃消煮, 钒钼黄法紫外分光光度计测定全P, 火焰光度计测定全K^[13] ...

... 用1 mol L^-1醋酸铵浸提火焰光度法测定速效钾^[13] ...

0.0

... 依据中华人民共和国国家标准GB/T 15686-2008 (高粱单宁含量测定)^[14]、GB 5006-1985 (谷物籽粒粗淀粉测定法)^[15]和GB 7684-87 (水稻、玉米、谷子籽粒直链淀粉测定法)^[16]测定收获期籽粒中单宁(n=45)、总淀粉(n=45)和直链淀粉(n=45)含量, 支链淀粉为总粗淀粉与直链淀粉的差值 ...

0.0

2003

0.0

1.336

王建国, 刘鸿翔, 王守宇, 韩晓增. 黑土农田养分平衡与养分消长规律. 土壤学报, 2003, 40: 246-251

Wang J

, Liu H

, Wang S

, Han X

Law of nutrient equilibrium, gain and loss in black soil farmland .

Acta Pedol Sin, 2003, 40: 246-251 (in Chinese with English abstract)

... 通常用缺某元素时产量与全肥时的产量百分数表示土壤养分自然供给能力^[17], 本试验土壤养分耗竭3年后土壤氮、磷和钾的土壤养分供给能力分别为69 ...

2007

0.0

1.707

申丽霞, 王璞, 兰林旺, 孙西欢. 施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒数形成的影响. 植物营养与肥料学报, 2007, 13: 1074-1079

Shen L

, Wang

, Lan L

, Sun X

Effect of nitrogen supply on carbon-nitrogen metabolism and kernel set in summer maize.

Plant Nutr Fert Sci, 2007, 13: 1074-1079 (in Chinese with English abstract)

Kernel number was the main factor affecting maize yield.Nitrogen supply affected carbon-nitrogen(CN) metabolism in maize,then affected kernel number and yield.The objectives of this work were: 1)to evaluate the effect of nitrogen on yield and its components,and to determine the relationship between yield and kernel number;2)to analyze C-N metabolism in maize,and explore the possible reasons affecting kernel set.A field experiment with summer maize( Zea mays L.) hybrid Zhengdan 958 was carried out at Wuqiao experiment station of China Agricultural University in 2004.The plant density was 67500 plant/ha.Four basic nitrogen rates(0,120,180,240 kg/ha) and two top dressing rates(240,300 kg/ha) in silk stage were set up.Grain yield and its components,the content of soluble sugar and nitrogen,the main enzymes that affected C-N metabolism such as nitrate reductase(NR),grutamine synthetase(GS),and sucrose phosphate synthetase(SPS) in maize were studied.The results showed that nitrogen affected maize yield mainly through affecting kernel number.Nitrogen supply could evidently improve the activities of enzymes NR,GS,and SPS in ear leaves,accelerate CN metabolism during kernel set stage,promote assimilate accumulation and distribution,and increase kernel number and yield.The results suggested that the nitrogen supply rate 180 kg/ha showed the best result on kernel number and yield in maize,while the nitrogen supply rate 240 kg/ha had negative effect.Under the prerequisite of nitrogen adequate supplied before silk stage,top dressing nitrogen in silk stage had negligible effects on yield.

以夏玉米杂交种郑单958为材料,对不同施氮水平下玉米产量、产量构成、粒数形成关键期植株体的碳氮代谢及碳氮代谢的关键酶进行了研究。结果表明,氮肥对玉米产量的影响主要体现在对穗粒数、穗粒重的影响上。施氮量为180.kg/hm 2 时,显著促进玉米穗粒数、穗粒重的增加;施氮量增加至240.kg/hm 2 时,促进作用下降。施氮明显促进大喇叭口期至灌浆期植株体的碳氮代谢,使碳氮代谢的关键酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性提高,增强光合产物的积累和运输,从而满足生殖生长的需求,促进穗粒数的形成,提高产量。在抽丝前供氮充足的前提下,抽丝期施氮对增产意义不大。

... 不施氮肥和不施氮磷钾明显降低了高粱产量和穗粒重, 在一定程度上也降低了千粒重, 表明缺氮通过影响穗粒数和千粒重影响高粱产量, 这与氮素营养影响小麦、玉米等作物穗粒数的研究结果相一致^[18,19] ...

2011

0.0

0.161

王晓楠, 吴贳玉, 付连双, 李卓夫. 氮肥处理对春小麦穗粒数形成阶段的影响. 东北农业大学学报, 2011, 42(4): 32-35

Wang X

, Wu S

, Fu L

, Li Z

Effect of nitrogen fertilizer treatment on growth stage of spring wheat kernels per spike.

J Northeast Agric Univ, 2011, 42(4): 32-35 (in Chinese with English abstract)

为研究氮肥对小麦穗粒数形成中不同发育阶段的影响,以穗粒数和结实率有差异的3个春小麦品种为材料,拔节期进行追肥,设置3个氮肥处理.结果表明,N1处理下3个品种的穗粒数均较其他两个氮肥处理下的穗粒数高.开花期增施氮肥能够延长小花分化的时间,增加小花分化的数量,减少受精成胚退化率,从而提高穗粒数.

2012

0.0

申瑞玲, 陈明, 任贵兴. 高粱淀粉的研究进展. 中国粮油学报, 2012, 27(7): 123-128

Shen R

, Chen

, Ren G

Research progress of the sorghum starch.

J Chin Cere Oils Assoc, 2012, 27(7): 123-128 (in Chinese with English abstract)

高粱是一种重要的杂粮作物,由于食用口感差,不易消化,主要用于酿酒、制糖及饲料.近年来,随着高粱品种的优化与改良,高粱的营养价值进一步改善,其应用价值也得到逐步的提高,但我国对高粱的营养和加工研究很少.淀粉是高粱的主要组分,国外对高粱淀粉的理化特性、改性以及加工利用已有较多研究,本文综述了高粱淀粉的组成特点,提取方法及其影响因素,高粱淀粉的膨胀性、凝胶性、淀粉改性等功能特性,并介绍了高粱淀粉的消化性,在食品工业中的应用以及今后的发展趋势.为指导国内高粱作物的品种选育和合理加工利用提供一定的参考.

... 80%^[20] ...

1992

0.0

孔令旗, 张文毅, 李振武. 高粱籽粒淀粉含量的配合力与杂种优势分析. 辽宁农业科学, 1992, (1): 18-20

Kong L

, Zhang W

, Li Z

Combining ability and heterosis analysis of starch content in sorghum grains.

J Liaoning Agric Sci, 1992, (1): 18-20 (in Chinese with English abstract)

正高粱籽粒中的淀粉是胚乳的主要成分,根据其分子结构可分为直链淀粉和支链淀粉。总淀粉含量及支链淀粉与直链淀粉含量的比率与籽粒出米率、适口性及酿酒产量和品质有重要关系。本项研究选取具有典型性的4份亲本材料,按 Griffing 方法Ⅰ模式组配完全双列杂交,重点研究了总淀粉、支链与直链淀粉含量的配合力与杂种优势,试图为高粱籽粒淀粉含量及其组分的遗传改良提供理论依据。材料与方法选用经过自交纯化、淀粉含量及其构成类型不同的4份材料:粘高粱(昭盟)、黄壳红

... 高粱籽粒总淀粉含量及直链淀粉与支链淀粉的比值决定着高粱籽粒的品质, 并对籽粒的出米率、适口性及酿造产量和品质等方面有重要影响^[21] ...

2007

0.0

1.119

... 已有研究表明, 遗传因素、环境因素(温度、光照强度)以及栽培措施(施肥、种植密度、播种和收获期)对高粱籽粒淀粉含量产生明显的影响^{[22,23,24,25,26]} ...

2009

0.0

0.556

李超, 肖木辑, 周宇飞, 许文娟, 黄瑞冬. 不同播期对高粱籽粒淀粉含量的影响. 沈阳农业大学学报, 2009, 40: 708-711

, Xiao M

, Zhou Y

, Xu W

, Huang R

Effect of sowing dates on the starch contentsin sorghum grains.

J Shenyang Agric Univ, 2009, 40: 708-711 (in Chinese with English abstract)

以铁杂17 号高粱为试验材料，研究了不同播期对高粱子粒淀粉含量的影响。结果表明：高粱子粒总淀粉、支链淀粉、直链淀粉含量和支链/直链淀粉比值随子粒灌浆过程推进均呈不断上升趋势，至成熟期达到最大值。其中，郁播期总淀粉、支链淀粉含量和支链/直链淀粉比值最高，为76.9%，69.1%和8.77；芋播期直链淀粉含量最高，为8.49%。适时晚播（沈阳地区在5 月10~20 日）可提高高粱子粒总淀粉、支链淀粉含量和支链/直链淀粉比值，改善品质。高粱灌浆期气候因子的温度指标对淀粉积累具有重要影响，灌浆期间适宜淀粉积累的日平均温度为19.5~20.5益。

2008

0.0

0.788

于泳, 黄瑞冬, 赵尚文, 蒋文春. 不同施氮水平对高粱子粒淀粉积累规律的影响. 作物杂志, 2008, (5): 20-24

, Huang R

, Zhao S

, Jiang W

Effect of different nitrogen application levels on starch accumulation in sorghum grains.

Crops, 2008, (5): 20-24 (in Chinese with English abstract)

以铁杂17号(高淀粉)和辽杂11号(低淀粉)高粱为试验材料,研究了不同氮素用量对高粱子粒淀粉积累的影响.结果表明,适当增加施氮量,可提高高淀粉高粱品种总淀粉含量和支链淀粉含量.高粱子粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均随子粒灌浆过程的推进呈不断上升的趋势.各处理直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率均呈单峰曲线变化,其峰值出现在子粒开始灌浆后第28天前后.支/直链淀粉比值在灌浆初期呈逐渐上升趋势,灌浆盛期达到最大值,末期逐渐下降.

2010

0.0

0.593

曹昌林, 董良利, 宋旭东, 史丽娟. 氮、磷、钾配施对高粱籽粒淀粉含量的影响. 山东农业科学, 2010, (5): 68-70

Cao C

, Dong L

, Song X

, Shi L

Effects of nitrogen, phosphorus and potassium on starch content in sorghum grains.

J Shand ong Agric Sci, 2010, (5): 68-70 (in Chinese with English abstract)

试验运用随机区组设计的方法进行了施肥与淀粉含量关系的研究.结果表明:氮、磷、钾均以中量配施可显著提高总淀粉含量,提高支链/直链淀粉比值;高氮低磷、低氮低钾、中磷中钾配施,有助于支链淀粉含量的增加,却不利于直链淀粉含量的积累.

2009

0.0

0.788

高欣, 肖木辑, 周宇飞, 许文娟, 黄瑞冬. 种植密度对高粱子粒淀粉积累的影响. 作物杂志, 2009, (6): 35-37

Gao

, Xiao M

, Zhou Y

, Xu W

, Huang R

Effect of planting density on starch accumulation in sorghum grains.

Crops, 2009, (6): 35-37 (in Chinese with English abstract)

以铁杂17号为试验材料,研究种植密度对高粱子粒淀粉积累的影响.结果表明,随着子粒灌浆过程,高粱子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量均不断增加,在中等适宜密度条件下,成熟期淀粉含量最高.总淀粉积累速率动态呈先增后降的变化,随密度的增加,积累速率有所下降.中、低密度条件下,子粒直链淀粉积累速率有2个快速积累期,即开花后的28d和42d前后;灌浆初期高密度处理的积累速率大,而随着生育进程的发展,低密度处理的积累速率增大.子粒支链淀粉积累速率在开花后的20d和35d前后比较高,末期积累速率减小.灌浆的中期阶段低密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较大,灌浆的前期高密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较大.

2006

0.0

1.681

尹静, 胡胜连, 肖佳雷, 李文雄. 不同形态氮肥对春小麦品种籽粒淀粉及其组分的调节效应. 作物学报, 2006, 32: 1294-1300

Yin

, Hu S

, Xiao J

, Li W

Effect of different types of n-fertilizer on the accumulation of grain starch and its components in different spring wheat cultivars.

Acta Agron Sin, 2006, 32: 1294-1300 (in Chinese with English abstract)

The pot experiment was carried out in Northeast Agricultural University during 2001–2002 using six spring wheat cultivars DN7742, NKH9, Quan224, Liao10, LM26 and Roblin with different HMW-GS composition and quality (Table 1)to investigate the dynamic accumulation of grain starch and its components,

以不同亚基组成且品质类型不同的6个春小麦品种（东农7742、新克旱9、泉224、辽10、Roblin和龙麦26）为试验材料，研究了淀粉及其组分积累规律、不同形态氮肥（酰胺态氮、硝态氮和铵态氮）对淀粉及其组分积累的调节效应及不同品种淀粉与蛋白质的消长关系。结果表明，供试HMW-GS组成品种的淀粉及其组分的积累存在基因型差异，

... 不施肥、缺氮和缺钾处理提高了直链淀粉含量, 而支链淀粉含量下降, 导致直链/支链比率相应增加, 表明不施氮磷钾不利于支链淀粉的合成, 这可能与养分缺乏抑制了淀粉合成酶活性有密切关系, 因为淀粉合成过程中ATP含量及关键酶(ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS、SSS)的活性等均受氮素水平的调控^[27] ...

1999

0.0

... 已有研究表明, 施肥特别是氮肥对高粱籽粒蛋白质含量有很大的影响^[28] ...

... 960%之间^[28] ...

2009

0.0

戴廷波, 邹铁祥, 荆奇, 姜东, 曹卫星. 氮、钾水平对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性的影响. 生态学报, 2009, 29: 4976-4982

Dai T

, Zou T

, Jing

, Jiang

, Cao W

Effects of nitrogen and potassium fertilization on key regulation enzyme activities involved in grain protein formation in w inter wheat.

Acta Ecol Sin, 2009, 29: 4976-4982 (in Chinese with English abstract)

Field experiment was conducted in 2004-2005 using two winter wheat cultivars differing in grain protein content, Ningmai 9′ (low protein) and Yangmai 10′ (medium protein) in order to investigate the effects of N and K rates on key enzyme activities for protein formation in flag leaves and grains, grain protein contents, and their relationships with leaf N and K nutrition status at anthesis. The results showed that free amino acid contents and GS activities in flag leaves and grains, and GPT activity in grains all increased with nitrogen and potassium supply. Compared with potassium fertilization, the effects of N on free amino acid contents and relative enzyme activities for grain protein formation were greater than those of K, with largest effects from N K treatment, and greater with Yangmai 10′ than with Ningmai 9′. The N/K ratio in flag leaves at anthesis showed quadratic curve with nitrogen supply, while decreased with potassium supply. Correlation analysis showed that the GS activity and grain protein content both had significant quadratic correlations with leaf N/K ratio at anthesis. The results suggested that the leaf N/K ratio at anthesis was the vital factor for affecting grain protein formation under different nitrogen and potassium supply.

在大田栽培条件下，以蛋白质含量差异的两个冬小麦（Triticum aestivum L.）品种宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）为材料，研究了不同氮、钾施肥水平对小麦旗叶与籽粒中游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系。结果表明，氮、钾施肥显著提高了小麦花后旗叶与籽粒中游离氨基酸和籽粒蛋白质含量、旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）及籽粒GS和谷丙转氨酶（GPT）活性，其中氮肥的作用大于钾肥、氮钾肥配合达到最大，对扬麦10号的效应大于宁麦9号。开花期旗叶氮/钾比随施氮水平的增加呈二次曲线变化，随施钾水平的增加呈下降趋势。旗叶GS活性和成熟期籽粒蛋白质含量与氮/钾比均呈显著或极显著的二次曲线关系。因此，旗叶和籽粒中蛋白质合成关键酶活性受开花期旗叶氮/钾比的显著影响，是氮、钾素影响小麦籽粒蛋白质形成的重要生理原因。

... 本试验结果(表7)表明, 施氮肥处理(NPK、NP、NK)的高粱籽粒蛋白质含量明显高于不施肥处理(CK)和缺氮处理(PK), 这与施氮肥提高籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)和谷丙转氨酶(GPT)活性有重要关系^[29] ...

1994

2.416

0.0

... 单宁在高粱体内的存在不仅能够减少鸟害、预防收获前籽粒发芽、增强高粱对真菌、细菌和病毒引起的病害的抗病能力^[30], 而且单宁含量的高低对酿造产品品质, 特别是白酒的风味具有较大的影响^[31] ...

1996

0.0

1.032