磷肥施用量對全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及磷肥利用率的影響

王紅麗

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

磷肥施用量對全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及磷肥利用率的影響

王紅麗

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070）

采用大田試驗(yàn)的方法，研究了磷肥施用量對旱地全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量、磷素積累和分配及磷肥利用效率的影響。結(jié)果表明，施P2O5為150kg/hm2、200kg/hm2時，籽粒產(chǎn)量較對照分別增加12.37%、13.64%，顯著高于其它處理。完熟期玉米植株各器官磷素積累量隨施磷量增加而相應(yīng)增加，但分配比例差異不顯著，籽粒磷素積累量最大，占植株磷總量的61.7%～64.5%。磷肥農(nóng)學(xué)利用率、磷肥偏生產(chǎn)力、磷肥表觀利用率和生理利用率均隨磷肥施用量的增加顯著下降。綜合各因素，P2O5用量為150kg/hm2時可達(dá)到高產(chǎn)高效。

玉米；全膜雙壟溝播；產(chǎn)量；磷肥施用量；磷肥利用率

磷是作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，同時也是影響作物產(chǎn)量的重要因素之一。目前，我國磷肥的當(dāng)季利用率普遍很低，通常情況下只有5%～20%，造成磷資源嚴(yán)重浪費(fèi)［1～2］。玉米是典型的磷敏感型作物，研究磷肥施用量對提高土壤磷素供應(yīng)、增加玉米產(chǎn)量具有重要作用［3～4］。全膜雙壟溝播技術(shù)作為一項(xiàng)嶄新的耕作技術(shù)，得到大面積推廣，增產(chǎn)效果顯著。目前，全膜雙壟溝播玉米對水分、地溫、干物質(zhì)積累動態(tài)、資源利用效率及產(chǎn)量效應(yīng)的影響等方面已有了較深入的研究［5～6］，但有關(guān)全膜雙壟溝播玉米磷素吸收、利用及磷肥用量對其產(chǎn)量和磷素利用效率的影響的研究鮮見報道。由于磷肥資源的有限性，加之對旱地全膜雙壟溝播玉米主產(chǎn)區(qū)耕地土壤磷素養(yǎng)分狀況不清，對現(xiàn)行推廣應(yīng)用的全膜雙壟溝播玉米技術(shù)磷素吸收規(guī)律不了解等，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中玉米因不施磷減產(chǎn)或施磷不增產(chǎn)，浪費(fèi)肥料的現(xiàn)象時有發(fā)生。為此，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所定西旱農(nóng)試驗(yàn)站采用大田試驗(yàn)的方法，研究不同磷肥用量對旱地全膜雙壟溝播玉米磷素吸收、利用和產(chǎn)量的影響，以期為旱地玉米磷肥高效利用和安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

指示春玉米品種為沈單16號。試驗(yàn)氮肥為尿素（含N 46%），中國石油蘭州石化公司生產(chǎn)；磷肥為過磷酸鈣（含P2O512%），昆明通達(dá)磷業(yè)有限公司生產(chǎn)；鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%），陜西潤泰化工科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2010年在甘肅省定西縣唐家堡試驗(yàn)站進(jìn)行。海拔1 970m，年均氣溫6.2℃，年輻射總量5 898 MJ/m2，年日照時數(shù)2 500 h，≥10℃積溫2 075.1℃，無霜期140d，屬中溫帶半干旱氣候。作物一年一熟，無灌溉，為典型旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)。試驗(yàn)地土壤為黃綿土，耕層含有機(jī)質(zhì)7.06 g/kg、全氮23.9mg/kg、堿解氮5.0mg/kg、全磷38.7mg/kg、速效鉀38.7mg/kg，pH為8.25。前茬為小麥。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)P2O550、100、150、200kg/hm24個施磷水平，分別以P1、P2、P3、P4表示，以不施磷肥為對照（CK），每處理3次重復(fù)。采用全膜雙壟溝播種植，寬行70cm，窄行40cm，小區(qū)面積30m2（6m×5m），密度60000株/hm2。播前按試驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確稱取磷肥量，結(jié)合整地將N 225kg/hm2、K2O 135kg/hm2及稱好的磷肥作為底肥一次性施入。2010年4月16日播種，10月17日收獲，全生育期不灌溉，其余管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

1.4 采樣與測定

玉米完熟期每小區(qū)隨機(jī)取10株進(jìn)行室內(nèi)考種，測定株高、穗位高、穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重。每小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。在每個小區(qū)取代表性植株3株，將葉片、莖鞘（莖+葉鞘）、穗部營養(yǎng)體（苞葉+穗軸+穗柄）和籽粒在105℃下殺青30min，70℃下烘干至恒重后測定干物質(zhì)重。留小樣粉碎后用釩鉑黃比色法測定各器官的磷含量。

1.5 計(jì)算公式及統(tǒng)計(jì)方法

磷肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施磷區(qū)玉米產(chǎn)量-不施磷區(qū)玉米產(chǎn)量）/磷肥用量

磷肥表觀利用率（%）=［（施磷區(qū)植株吸磷量-不施磷區(qū)植株吸磷量）/磷肥用量］×100

磷肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施磷區(qū)產(chǎn)量/磷肥用量

磷肥生理利用率（kg/kg）=（施磷區(qū)產(chǎn)量-不施磷區(qū)產(chǎn)量）/（施磷區(qū)植株總吸磷量-不施磷區(qū)植株總吸磷量）

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和DPS7.05軟件處理和統(tǒng)計(jì)分析。

1.6 試驗(yàn)地降水及氣溫特征

從圖1可以看出2010年玉米全生育期降水分布及氣溫變化。其中降水307.8mm，主要集中在5、6月份和9月份；年際間降水變化較大。2010年7、8月份的平均氣溫分別為19.55、18.65℃。

圖1 玉米生育期降水和氣溫變化

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥施用量對全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可以看出，玉米增施磷肥均較CK增產(chǎn)，且與CK間的差異均達(dá)到了顯著水平。隨著磷肥用量的增加，玉米產(chǎn)量也隨之增加。處理P3、P4分別較CK增產(chǎn)12.37%、13.64%，顯著高于其他處理，但二者間差異不顯著，表明施P2O5水平達(dá)150kg/hm2時，再增加施磷量對旱地全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量影響不明顯。

施磷量對玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素均有一定的影響。其中穗粒數(shù)隨著施磷量的增加而增加，P4、P3處理間差異不顯著，說明施P2O5為150kg/hm2可保證足夠的穗粒數(shù)。施磷量對玉米的穗粒重、百粒重的影響均達(dá)到顯著水平，其中穗粒重P4、P3處理差異不顯著，均與其余處理間差異顯著；百粒重P4與P3處理差異不顯著，與其余處理差異顯著，P3與P2差異不顯著，與P1、CK差異顯著。表明穗粒重和百粒重對磷肥的反應(yīng)敏感。

表2 不同磷肥施用量玉米完熟期的磷積累及分配

表1 不同磷肥施用量對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.2 不同磷肥用量對玉米完熟期磷積累和分配的影響

由表2可以看出，不同處理間，玉米完熟期植株各器官磷素分配比例從大到小依次為籽粒、莖鞘、葉、穗部。其中籽粒磷素積累量最大，占植株磷總量的61.7%～64.5%；籽粒磷含量較對照提高5.017～20.165kg/hm2。同一器官不同處理磷積累量存在顯著差異，且隨著施磷量的增加，各器官中磷積累量也相應(yīng)增加，其中P4處理磷積累量最大，其次是P3，CK磷素積累量最低。

2.3 不同施磷量對磷肥利用的影響

從表3可以看出，磷肥用量水平對玉米磷素利用率產(chǎn)生顯著影響。隨磷肥用量增加，磷肥農(nóng)學(xué)利用率由9.34kg/kg下降至4.92kg/kg；磷肥表觀利用率由25.71%下降至16.65%；磷肥生理利用率由36.31kg/kg下降至29.53kg/kg；磷肥偏生產(chǎn)力由153.56kg/kg下降至40.97kg/kg。說明過量的磷肥不能被作物吸收，反而會降低磷肥的利用率。綜合考慮玉米籽粒產(chǎn)量及磷肥利用率等因素，P3處理下玉米磷肥偏生產(chǎn)力與P2相比有顯著下降，其余3個指標(biāo)間差異未達(dá)顯著水平。因此，P2O5用量為150kg/hm2時，可使旱地全膜雙壟溝播玉米生長發(fā)育得到較好地協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

表3 不同磷肥用量下旱地全膜雙壟溝播玉米磷肥利用率

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在氮、鉀肥基礎(chǔ)上增施磷肥，旱地全膜雙壟溝播玉米產(chǎn)量平均增加6.47%～13.64%。隨著磷肥用量的增加，玉米籽粒產(chǎn)量相應(yīng)增加，施P2O5量為150kg/hm2和200kg/hm2時籽粒產(chǎn)量較對照分別增加12.37%、13.64%，顯著高于其它處理。完熟期玉米植株各器官磷素積累量也相應(yīng)增加，但分配差異不顯著，其中籽粒磷素積累量最大，占植株磷總量的61.7%～64.5%。磷肥農(nóng)學(xué)利用率、磷肥偏生產(chǎn)力、磷素表觀利用率和生理利用率均隨磷肥用量的增加顯著下降。綜合考慮，P2O5用量為150kg/hm2時可達(dá)到高產(chǎn)高效。

［1］王慶仁，李繼云.論合理施肥與土壤環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展［J］.環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999（2）：117-125.

［2］熊毅，李慶逵.中國土壤［M］.北京：科學(xué)出版社，1990：492-495.

［3］章愛群，賀立源，門玉英，等.磷水平對不同耐低磷玉米基因型幼苗生長和養(yǎng)分吸收的影響［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2008，14（3）：347-350.

［4］陳祥，同延安，楊倩.氮磷鉀平衡施肥對夏玉米產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收和累積的影響［J］.中國土壤與肥料，2008（6）：19-22.

［5］王紅麗，張緒成，宋尚有.半干旱區(qū)旱地不同覆蓋種植方式玉米田的土壤水分和產(chǎn)量效應(yīng)［J］.植物生態(tài)學(xué)報，2011，35（8）：825-833.

［6］王紅麗，張緒成，宋尚有，等.旱地全膜雙壟溝播玉米的土壤水熱效應(yīng)及其對產(chǎn)量的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2011，22（10）：2609-2614.

（本文責(zé)編：陳偉）

Effect of Phosphorus Application on Yield and Phosphorus Use Efficiency of Corn Ditch Sowing in Double Ridge Mulched with Plastic Film

WANG Hong-li
（Institute of Dryland Agriculture，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou Gansu 730070，China）

Field experiments were carried out to study the effects of phosphorus（P）fertilizer（50，100，150，200kg/hm2）on yield，accumulation，distribution and use efficiency of phosphorus under the condition of whole field surface plasticmulching and planting in furrows.The results showed that corn yield in phosphorus application 150kg/hm2，200kg/hm2increased by 12.37%，13.64%，compared with CK，significantly higher than other treatments；phosphorus accumulation in various organs of ripening corn plants increased with the increasing of phosphorus application rate，but there had not significantdifferent in thedistribution，the largest accumulation of phosphorus was grain，accounting for 61.7%-64.5%of plant total phosphorus；The agronomic efficiency，partial factor productivity，apparent recovery efficiency and physiological efficiencydecreased significantly with increasing the amount of phosphorus；comprehensively considered with every factor，phosphorus application 150kg/hm2could achieve the highest yield of corn under the condition of whole field surface plasticmulching and planting in furrows indryland.

Corn；Ditch sowing indouble ridgemulched with plastic film；Yield；Phosphorus appllication；Phosphorus use efficiency

S513

A

1001-1463（2014）06-0025-03

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.06.009

2014-02-27

國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金（10201-244）；甘肅省自然科學(xué)基金（1010RJZA177）部分內(nèi)容

王紅麗（1980—），女，山西定襄人，博士，助理研究員，主要從事旱作農(nóng)業(yè)水肥利用研究。聯(lián)系電話：（0931）7612800。E-mail：zhswhl@163.com