张艳慧，董二伟，王劲松，武爱莲，王 媛，刘秋霞，姜艳喜，焦晓燕*

    (1 山西农业大学资源环境学院，山西 太原 030031；2 黑龙江农业科学院作物资源研究所，黑龙江 哈尔滨 150086)

    氮是形成作物产量最重要的矿质营养元素之一。目前我国化肥年施用量高达6000万t，消耗了全球1/3的肥料但仅生产了全球19%的粮食。过量施肥降低了肥料利用效率、浪费了资源，加剧了农业生产温室气体排放[1]，造成面源污染和富营养化[2–3]。尽管我国高粱单产与世界水平相当，但与小麦、水稻及玉米等作物比较，高粱施肥管理粗放、随意性强，单位面积最高施氮量高达最低施氮量的数十倍，平均施氮量为174.5 kg/hm2。利用新型缓效肥[4]、土壤管理、灌溉及农艺措施提高氮肥利用效率的同时[5–7]，氮高效品种和耐瘠品种的选育也是提高氮肥利用效率的重要举措[2]。75年来英国大麦品种氮利用效率(籽粒产量/施氮量) 每年提高1.0%～1.2%[8]，我国玉米和小麦也实现了产量与氮利用效率 (籽粒产量/吸氮量) 同步提升[9]，籽粒产量和氮肥农学利用率 (施氮与不施氮产量差值/施氮量) 有明显提高的趋势[10]。为此有必要明确作物品种演替过程中的养分需求特征，以便实现养分高效利用。

    高粱具有耐瘠、耐旱、耐盐碱等特点[11–13]，在不良环境下具有较高的生产潜力。高粱主要种植在非洲、亚洲、中东、美国中部及北部、澳大利亚等干旱和半干旱区域[14]，种植面积及产量均位居世界第五大谷类作物[15]，据统计全球2021年高粱产量为6162万t[16]。高粱富含淀粉和多酚抗氧化物质[17]，是饲料、生物质能源和工业酿造的重要原料，对保障全球粮食安全、提供功能食品具有重要意义。在我国，2021年全国高粱产量355万t，位居世界第七[16]，高粱也由主粮转变为酿造工业原料[18]，对国民经济发展具有重要意义，为此十分重视高产高效品种的选育。几十年来，高粱品种经历了高秆农家品种到杂交品种的演变[19]；株高矮化是适应高粱机械化生产的重要表型性状，国外籽粒高粱株高一般为0.6～1.2 m[15]。我国也创制了一批具有Dw1～Dw4矮秆基因的新材料[20–21]，矮秆品种的应用推动了高粱机械化生产[22]，但株高各异的杂交品种仍在大面积应用[19]；李嵩博等[19]分析了几十年来我国杂交高粱品质的演变特征，有关不同株高类型杂交高粱品种的养分需求及对氮肥响应的报道较为鲜见。为此，以株高为典型表型指标，研究不同表型高粱氮磷钾养分吸收利用效率的差异，为我国杂交高粱的养分管理提供理论依据 ......