【摘 要】
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谷子在我国旱作生态农业绿色发展中具有重要战略意义,在乡村振兴战略背景下,其发展迎来了新的机遇。但在实际农业生产中,由于谷子抗逆性较强,人们往往忽略了土壤肥力对其影响,肥料的施用不当不仅会影响谷子的生长发育,还会导致肥料利用率下降和环境污染,为了提高谷子产量、品质和肥料利用率,探究高效施肥措施,本试验以5个苗期不同磷效率的谷子品种为研究材料,采用盆栽结合“3414”肥效实验的方法对各品种农艺性状、光
【基金项目】
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山西省留学基金（2021-071）； 山西省自然科学基金面上项目（20210302123364）；
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谷子在我国旱作生态农业绿色发展中具有重要战略意义,在乡村振兴战略背景下,其发展迎来了新的机遇。但在实际农业生产中,由于谷子抗逆性较强,人们往往忽略了土壤肥力对其影响,肥料的施用不当不仅会影响谷子的生长发育,还会导致肥料利用率下降和环境污染,为了提高谷子产量、品质和肥料利用率,探究高效施肥措施,本试验以5个苗期不同磷效率的谷子品种为研究材料,采用盆栽结合“3414”肥效实验的方法对各品种农艺性状、光合特性、生理特性及产量品质进行分析,以探究适宜于谷子高产优产的最佳氮磷钾配方,通过不同品种谷子表现的异同,筛选性状优异的品种资源,以期为谷子的生产和品种推广提供理论依据。主要结果如下:（1）施肥对谷子的生长发育具有促进作用,适量的氮、磷、钾肥可以有效地增加各品种的株高、叶长、叶宽、叶面积和茎粗,其中在氮梯度范围内,各品种的叶面积表现为持续增加;氮磷钾统筹处理下,B339、B156、B27和JG21在T6(N160P90K150)处理时植株生长发育良好,B376在T5（N160P45K150）和T6处理下各指标表现优异;各施肥处理下B156和JG21的各项形态指标均表现良好,其次是B339。（2）施肥处理可以提高谷子净光合速率,促进其光合作用。在磷、钾浓度梯度下,各品种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均呈先增加后降低趋势,胞间二氧化碳浓度表现为先降低后增加;氮磷钾统筹处理下,各品种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量在T6(N160P90K150)处理时表现最佳,胞间二氧化碳浓度在不施肥处理下最高,T6时最低;对各指标进行相关性分析发现,净光合速率与蒸腾作用、气孔导度和叶绿素含量呈极显著正相关,与胞间二氧化碳浓度呈极显著负相关。（3）合理的氮磷钾配比可以促进谷子对磷素的积累和植酸酶活性,降低紫色酸性磷酸酶的活性和花青素含量,通过分析各品种组织磷含量发现,在抽穗期谷子根、茎、叶的磷积累量最高,随着谷子穗部分化,各部位磷含量均向穗部转移,在成熟期穗部磷含量达到最高,各部位磷含量大小关系为穗＞根＞叶＞茎;不同处理下,JG21和B376的全株磷含量较高,说明两品种有较强的磷吸收能力和效率。对各生理特性进行相关性分析发现,谷子组织磷含量与紫色酸性磷酸酶活性呈极显著负相关,与植酸酶活性呈极显著正相关,与花青素含量表现为负相关,但不显著。（4）施肥处理下各品种的穗长、穗粗、单穗重、单穗粒重、千粒重和产量均高于不施肥处理,并在T6处理时各性状综合表现最佳,且肥料效应关系为氮＞磷＞钾。建立一元二次肥料效应函数进一步分析单因素效应,发现各品种对氮、磷、钾肥的感应阈值不同,其中,B339的需氮量最高（283.36 kg/hm~2）,B376的需氮量最低（106.86 kg/hm~2）;B27的需磷量最高（73 kg/hm~2）,B376的需磷量最低（59.15 kg/hm~2）;B27的需钾量最高（173.14 kg/hm~2）,B156的需钾量最低（108.53 kg/hm~2）。利用三元二次函数分析各品种氮磷钾统筹的最佳施肥配方发现,不同品种谷子总体施肥范围为N:131.65~167.15 kg/hm~2;P:63.37~68.85 kg/hm~2;K:115.69~145.43 kg/hm~2,与本试验T6(N160P90K150)处理接近;所对应的产量为1401.092~2762.996 kg/hm~2,与各品种在T6处理时的产量差异不显著,其中B156和JG21产量最佳且需肥量适中,具有良好的经济效益。（5）施肥处理下各品种的水分含量、蛋白质含量、脂肪含量均有所提高,直链淀粉含量有所降低。进一步研究发现,氮肥和蛋白质含量呈显著正相关;磷肥与水分含量呈显著正相关,与脂肪含量和蛋白质含量之间也表现出较高的相关性;钾与水分含量、脂肪含量、蛋白质含量均呈正相关,相关性大小为蛋白质含量＞脂肪含量＞水分含量;直链淀粉与其他各指标均呈负相关,其中与蛋白质含量和氮肥相关性较高。各施肥处理下,JG21籽粒中水分和脂肪含量较高,其次是B156;B27籽粒内蛋白积累量丰富,其次是B339和B156;B156籽粒所含直链淀粉相对较低,B376和JG21较高。
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