黄土塬区碳氮配施对谷子根系形态构建及产量形成的影响

摘要

以‘晋谷21号’为试验材料，设置4个生物炭施用梯度C1 0.10 t·hm^-2、C2 0.15 t·hm^-2、C3 0.20 t·hm^-2、C4 0.25 t·hm^-2,3个氮肥施用梯度N1 0.06 t·hm^-2、N2 0.09 t·hm^-2、N3 0.12 t·hm^-2,共计12个碳氮交互处理（C1N1、C1N2、C1N3、C2N1、C2N2、C2N3、C3N1、C3N2、C3N3、C4N1、C4N2、C4N3）,采用随机区组设计，分析碳氮配施对谷子根系生长发育、生物量积累分配和产量形成的影响，探明碳氮梯度配施的增产增效生物学潜力。结果表明：（1）随施氮比例增加，土壤硝态氮和铵态氮含量呈下降趋势，与C1N1相比，C3N1、C3N2和C3N3处理两指标分别显著降低43.47%～81.98%和21.10%～75.72%。（2）随着施氮量的增加，C3梯度下谷子根系形态各指标呈逐渐增加趋势。与C1N1相比，C3N1、C3N2和C3N3处理拔节期谷子的根系长度（RL）、根系表面积（RSA）、根长密度（RLD）分别显著增加7.16%～123.75%、10.47%～226.59%、15.36%～60.36%;抽穗期RLD和根系表面积密度（RSD）增幅分别为15.36%～44.04%和14.80%～17.47%。（3）生物炭配施氮肥可有效增加谷子地上部总生物量积累，与C1N1相比，C2N3和C3N3处理地上部总生物量增加9.51%～56.25%,产量和水分利用效率（WUE）分别显著增加52.39%、53.74%和31.82%、64.72%。综上，在黄土塬区谷子生产中，C3N3(生物炭0.20 t·hm^-2+氮肥0.12 t·hm^-2)模式对谷子根冠生长发育具有显著调控作用，可作为该地区合理的生物炭配施氮肥模式。

关键词

谷子 / 碳氮配施 / 根系形态 / 生物量 / 产量 / 水分利用效率