施肥處理對玉米生育期生理性狀及產(chǎn)量的影響

馬娟娟，楊珍平，蘇琳琳，薛建福，孫敏，高志強，杜天慶，宗毓錚

（山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山西太谷030801）

施肥處理對玉米生育期生理性狀及產(chǎn)量的影響

馬娟娟，楊珍平，蘇琳琳，薛建福，孫敏，高志強，杜天慶，宗毓錚

（山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山西太谷030801）

以聯(lián)創(chuàng)808為試驗材料，對比分析了小麥季2種不同播種技術條件下，玉米季施加NPK復合肥及NPK緩釋肥+生物菌肥2種施肥處理對玉米生育期生理狀況、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響。結果表明，玉米出苗拔節(jié)期、抽雄吐絲期、籽粒灌漿期，3個生育時期玉米葉片葉綠素含量均為施加NPK復合肥處理高于施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理，而根系活力則是施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理高于施加NPK復合肥處理；施加NPK復合肥的玉米地上部分的株高、單株綠葉數(shù)都高于施加NPK緩釋肥+生物菌肥的玉米，而地下部分的側根數(shù)、根長卻是施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理大于施加NPK復合肥處理，相對于干物質(zhì)積累量，3個生育時期，2個肥料處理均出現(xiàn)施加NPK復合肥的干物質(zhì)累積量較多，且出苗拔節(jié)期到抽雄吐絲期玉米干物質(zhì)累積量增長率大于玉米抽穗吐絲期到籽粒灌漿期；玉米成熟收獲后，施加NPK復合肥處理的籽粒產(chǎn)量高于施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理。

肥料；玉米；生育期；生理狀況；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

玉米是世界第三大作物，其播種量和產(chǎn)量僅次于小麥和水稻[1]，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位[2]。我國玉米育種專家通過多年的育種實踐已經(jīng)使玉米產(chǎn)量有了較大幅度的提高，但有時受種植地氣候條件及土壤養(yǎng)分的影響，可能達不到預期的產(chǎn)量目標。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，化肥施用逐漸代替了傳統(tǒng)的農(nóng)家肥，全球的耕作經(jīng)驗證明，施用化肥對糧食增產(chǎn)具有不可替代的作用[3-4]。但是化肥的過量施用，不僅會使農(nóng)作物生長緩慢及產(chǎn)量降低，而且還會使土地富營養(yǎng)化，對周邊的環(huán)境造成不良的影響[5-6]。所以，應通過合理高效的的簡化施肥求，技術來改善土壤養(yǎng)分以及時補充作物生長需求為農(nóng)作物生長提供良好的生長條件，以達到高產(chǎn)高效的目的。因此，尋求目標產(chǎn)量、經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益兼顧的化肥施用量及養(yǎng)分配比是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一直關注的課題[3]。

本研究以聯(lián)創(chuàng)808為試驗材料，設置高濃度NPK復合肥及NPK緩釋肥+生物菌肥2種施肥處理，擬比較玉米在2種施肥處理條件下生育期生理狀況、農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的變化，旨在尋求與試驗地環(huán)境條件相適應的、有利于土壤水分可持續(xù)利用的合理施肥水平，為提高晉南地區(qū)夏玉米生長狀況及產(chǎn)量提供科學的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種為聯(lián)創(chuàng)808。

供試肥料為高濃度NPK復合肥（湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司）、NPK緩釋肥（施可豐化工股份有限公司）和生物菌肥（沈陽海樂斯生物科技有限公司）。

1.2 試驗地概況

試驗在山西省垣曲縣長直鄉(xiāng)晉垣惠農(nóng)種植專業(yè)合作社進行。試驗地位于東經(jīng)111°31′～112°10′，北緯35°00′～35°39′，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年均氣溫約14℃，年降水630 mm左右。試驗田連續(xù)多年實施冬小麥/夏玉米種植制度。

1.3 試驗設計

試驗于2015年6月20日播種，10月15日收獲。前茬作物為冬小麥，冬小麥種植分別采用壟蓋溝播和小麥寬窄行探墑溝播播種技術，小麥收獲后采用硬茬直播+種肥同穴的方式種植夏玉米。試驗設2個施肥處理：處理1.在采用壟蓋溝播技術種植冬小麥的田里施加1 500 kg/hm2高濃度復合肥（70%N，15%P，15%K）（Y1）；處理2.在采用小麥寬窄行溝播技術種植冬小麥的田里施加600 kg/hm2NPK緩釋肥+150 kg/hm2生物菌肥（Y2）。2個施肥處理采用相同的田間管理措施，分別在不同生育期隨機取樣測定，成熟期隨機設置1.0 m×1.0 m的小區(qū)3個進行測產(chǎn)。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 葉綠素含量的測定分別在玉米出苗拔節(jié)期、抽雄吐絲期、籽粒灌漿期隨機取3株玉米的葉片，稱取2.0 g綠葉，利用葉綠素溶于有機溶劑的原理，采用Arnon法[7]測定葉綠素含量。

1.4.2 根系活力的測定分別在玉米出苗拔節(jié)期、抽雄吐絲期、籽粒灌漿期隨機取3株玉米的根部，清洗干凈后，各取0.5 g根尖部分，采用TTC法[8]測定根活力，TTC還原量能表示脫氫酶活性，因此，可作為根系活力的指標。

1.4.3 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的測定玉米3個生育期內(nèi)定期取樣，分別選取5株，測定植株株高、穗位高、莖粗、單株綠葉數(shù)、側根數(shù)、根長及植株地上部分的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。玉米成熟期收獲固定區(qū)段（1.00 m×1.00 m）的玉米穗，分別測定玉米穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)及百粒質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，采用SAS 9.1.3進行方差分析[9]及多重比較。

2 結果與分析

2.1 施用不同肥料對玉米生育期葉綠素含量及根系活力的影響

由表1可知，Y1處理的玉米葉片葉綠素含量和根系活力均隨玉米生育期的遞進呈逐漸遞增的趨勢，在籽粒灌漿期達到最大值，分別是3.47 mg/g和0.017 mg/（g·h）；而Y2處理的玉米葉片葉綠素含量及根系活力最大值均出現(xiàn)在抽雄吐絲期，分別是2.96 mg/g和0.038 7 mg/（g·h）。Y1處理的玉米葉片葉綠素含量在玉米3個生育期均高于Y2處理，且在玉米出苗期和抽雄吐絲期2種施肥處理的玉米葉片葉綠素含量差異不顯著，而在籽粒灌漿期葉綠素含量差異顯著，在籽粒灌漿期，Y1處理的玉米葉片葉綠素含量顯著高于Y2處理，Y1處理比Y2處理高出0.85 mg/g；然而根系活力卻與葉綠素含量恰恰相反，表現(xiàn)出Y2處理的玉米根系活力在3個生育期內(nèi)均高于Y1處理，且在玉米出苗拔節(jié)期和抽雄吐絲期2個處理間差異顯著，Y2處理比Y1處理分別高出0.026 2，0.030 3 mg/（g·h）。

表1 不同施肥處理在玉米不同生育期葉片葉綠素含量及根系活力比較

2.2 不同施肥處理對玉米農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，2種施肥處理的玉米株高、穗位高、莖粗、根長、植株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均隨玉米生育期的遞進而逐漸增加，玉米穗位高還不足株高的1/2。各生育期2種施肥處理的株高、穗位高、鮮質(zhì)量與干質(zhì)量之間的差距均不顯著，而莖粗表現(xiàn)出顯著差異，且各生育期Y1處理均高于Y2處理，Y1處理比Y2處理分別高出0.12，0.03，0.52 cm；玉米單株綠葉數(shù)在玉米出苗拔節(jié)期和抽雄吐絲期2個施肥處理間差異不顯著，而在籽粒灌漿期差異顯著，Y2處理單株綠葉數(shù)顯著低于Y1處理，Y2比Y1少3.5個葉片；根長方面，在出苗拔節(jié)期，Y1處理比Y2處理長0.20 cm，而在抽雄吐絲期和籽粒灌漿期，則是Y2處理分別比Y1處理長9.70，6.00 cm。單獨看2個施肥處理的性狀表現(xiàn)，在玉米出苗拔節(jié)期Y2處理的株高、側根數(shù)、鮮質(zhì)量均高于Y1處理，因此，拔節(jié)期Y2處理的玉米長勢較好；玉米抽雄吐絲期，除側根數(shù)、根長及植株鮮質(zhì)量外，其他性狀均表現(xiàn)出Y1處理較好，干物質(zhì)積累量高出Y2處理15.52 g；玉米籽粒灌漿期，除側根數(shù)和根長外，其他農(nóng)藝性狀均為Y1處理較高，干物質(zhì)積累量達到203.10 g，高出Y2處理21.17 g。

表2 不同施肥處理玉米生育期內(nèi)農(nóng)藝性狀比較

2.3 不同施肥處理對成熟期玉米穗性狀及產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，2種施肥處理的行粒數(shù)、籽粒水分含量及籽粒產(chǎn)量間差異顯著，均表現(xiàn)出Y1處理較高，分別比Y2處理高出0.99粒，1.40百分點和959.33 kg/hm2；而穗長、穗粗、穗行數(shù)、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量在2種施肥處理下差異不顯著，且差異較小，Y1處理玉米穗穗長、穗行數(shù)和百粒質(zhì)量均高于Y2處理，分別高出0.24 cm，1.34行和0.39 g，Y2處理的穗粗、穗粒數(shù)分別比Y1處理高出0.16 cm和7.67粒。

表3 不同施肥處理玉米成熟期性狀及產(chǎn)量的比較

3 結論與討論

玉米的生長狀況及產(chǎn)量差異與許多復雜的生理生化變化相關，除了受自身基因的影響，環(huán)境條件[10-11]、栽培措施[12]及肥料利用[13]也起到至關重要的作用[14]。本試驗通過研究施加NPK復合肥和施加NPK緩釋肥+生物菌肥2種肥料處理對夏玉米品種聯(lián)創(chuàng)808生育期生理特性、生長狀況及產(chǎn)量的影響，結果表明，玉米出苗拔節(jié)期、抽雄吐絲期，籽粒灌漿期3個生育時期的葉片葉綠素含量均為施加NPK復合肥處理高于施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理，然而，根系活力情況卻相反；施加NPK復合肥處理的玉米地上部分的株高、單株綠葉數(shù)都高于施加NPK緩釋肥，而地下部分的側根數(shù)、根長卻是施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理大于施加NPK復合肥處理；3個生育期的干物質(zhì)積累量均出現(xiàn)施加NPK復合肥的處理較多，且出苗拔節(jié)期到抽雄吐絲期玉米干物質(zhì)累積量增長率大于玉米抽穗吐絲期到籽粒灌漿期。

本研究結果還表明，玉米成熟收獲后，籽粒產(chǎn)量則為施加NPK復合肥的處理較高。施加NPK復合肥的試驗地前茬是采用壟蓋溝播技術播種的小麥，該技術是壟上覆膜，溝內(nèi)播種，覆膜方式改善了土壤的溫度及水分狀況[15]，因此，土壤微生物活動力強，提高了土壤中蔗糖酶及堿性磷酸酶活性，為玉米季玉米根部提供了更多的營養(yǎng)物質(zhì)，配合NPK復合肥的施用，促進玉米植株的生長，且玉米葉片生長好，可以更好地進行光合作用，所以葉片葉綠素含量較高。

本試驗中，施加NPK緩釋肥+生物菌肥的試驗地前茬作物是采用小麥寬窄行探墑溝播技術種植的小麥，小麥寬窄行探墑溝播技術是深施肥、淺覆土播種，該技術有利于肥力及水分的保持，充分吸收保存雨季的降水，有利于干旱促長，是肥水合理利用的關鍵技術，因此，即使在小麥收獲后，種植玉米也會利用小麥季儲存在地下的水分。利用緩控釋肥養(yǎng)分緩慢釋放的特點，改變普通速溶肥料養(yǎng)分供應過于集中，使肥料利用率得到提高[16-17]；而且生物菌肥是以微生物的生命活動使作物得到特定肥料效應的一種制品，微生物的活動促進了玉米根系的生長，使玉米根部發(fā)達，所以，側根數(shù)多，根系較長，根系活力旺盛。玉米的干物質(zhì)累積量都是隨著生育進程的不斷上升，在出苗拔節(jié)期到抽雄吐絲期增長速度最快。玉米3個生育期干物質(zhì)累積量均表現(xiàn)為施加NPK復合肥的處理較高，而且產(chǎn)量也較高，高出施加NPK緩釋肥+生物菌肥處理959.33 kg/hm2。

綜上所述，小麥季采用壟蓋溝播播種技術的土地配合施加1 500 kg/hm2的NPK復合肥，有利于夏玉米生長期壯苗、成熟期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的形成；小麥季采用小麥寬窄行探墑溝播技術的土地配合施加600 kg/hm2NPK緩釋肥+150 kg/hm2生物菌肥，有利于夏玉米根系的發(fā)育，但是對于玉米干物質(zhì)的積累還有些不足，由于玉米籽粒產(chǎn)量的高低與植株生育期內(nèi)干物質(zhì)的累積量有直接關系，所以，提高玉米生育期內(nèi)干物質(zhì)積累量對提高玉米產(chǎn)量至關重要。冬小麥—夏玉米輪作，冬小麥的播種方式對夏玉米的生長狀況以及產(chǎn)量有著一定的關聯(lián)，仍然需要通過多年的輪作經(jīng)驗總結出更有利于2種作物生長的播種方式。玉米季的施肥種類及施肥量對玉米生長及產(chǎn)量也有關系，曲均峰等[18-19]的研究結果證明，緩釋肥料和玉米專用肥在同等的施肥量情況下，緩釋肥的N，K，P利用率均提高了4.00%左右[20]。相關研究表明，玉米是需肥較多的高產(chǎn)作物，高產(chǎn)玉米必須將N，P，K配合施用，使肥料相互促進，才能提高供肥能力[20]。因此，NPK復合肥、緩釋肥的合理施用量及合理配施其他肥料還有待進一步研究驗證。

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Effects of Fertilization Treatments on Physiological Characters and Yield of Maize in Growing Period

MAJuanjuan，YANGZhenping，SULinlin，XUE Jianfu，SUNMin，GAOZhiqiang，DUTianqing，ZONGYuzheng
（College ofAgronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Lianchuang 808,the variety ofmaize was applied to compare and analyze the effects of two fertilizer treatments in maize season of applying NPK compound fertilizer and NPK slow-release fertilizer+biological fertilizer on agronomic traits and yield of maize, the physiological condition under the condition of two kinds of different sowing techniques in wheat season.The results showed that the three development stages ofmaize were seedlingjointing,tasselingsilkingand grain fillingperiod,the leafchlorophyll content ofapplying NPK compound fertilizer was higher than applyingNPK slow-release fertilizer+biological fertilizer,but the root activity ofapplying NPK slow-release fertilizer+biological fertilizer was higher than applying NPK compound fertilizer.Applying NPK compound fertilizer of the aerial parts of the maize plant height,leaf number per was above applying NPK compound fertilizer maize,and the underground part of lateral root number,root length was applying NPK slow-release fertilizer+bio-bacterial manure above applying NPK compound fertilizer,compared with the dry matter accumulation,accumulation of dry matter of applying NPK compound fertilizer was more in three periods,compared tothe ground part ofthe plant height and stem diameter growth condition,learned that dry matter accumulation growth rate was corn elonggation stage to tasseling stage fast than tasseling stage to grain filling stage.Maize grain yield after harvest,applying NPKcompound fertilizer was higher than that ofapplyingNPKslow-release fertilizer+biological fertilizer.

fertilizer;maize;growth period;physical activity;agronomic traits;yield

S513.062

A文獻標識碼：1002-2481（2017）02-0230-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.02.22

2016-10-21

國家科技計劃課題（2015BAD23B04-02）；國家公益性行業(yè)科研專項（201503120）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項（CARS-03-01-24）；山西省科技攻關計劃項目（20110311001-4）；山西省回國留學人員重點科研資助項目（2015-重點4）

馬娟娟（1991-），女，山西太原人，在讀碩士，研究方向：植物資源。楊珍平為通信作者。