滴灌下水肥耦合對夏玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響

李金鑫，余 鵬，李明珠，廖 強，劉愛菊

(山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049)

滴灌下水肥耦合對夏玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響

李金鑫，余 鵬，李明珠，廖 強，劉愛菊*

(山東理工大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東 淄博 255049)

為明確滴灌條件下水肥耦合在夏玉米上的應(yīng)用效果，以“紀元101”玉米品種為試材，研究不同水肥耦合對產(chǎn)量以及肥料利用率的影響。結(jié)果表明：中水中肥的水肥耦合模式，較高水高肥模式水肥各節(jié)省25%的前提下，產(chǎn)量提高2.8%，肥料利用率提高28.55%。本研究結(jié)果可為滴灌施肥在夏玉米生產(chǎn)上的精量灌溉調(diào)控技術(shù)和高效節(jié)水灌溉模式優(yōu)選提供科學(xué)依據(jù)。

夏玉米；水肥耦合；干物質(zhì)；產(chǎn)量

水資源短缺、肥料不合理利用是制約我國北方地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一[1]。玉米是我國北方地區(qū)夏季種植的主要經(jīng)濟作物，而水肥管理是限制和影響該地區(qū)玉米增產(chǎn)及其經(jīng)濟效應(yīng)的關(guān)鍵因素[2]。水肥一體化是將灌溉與施肥融為一體，同步供應(yīng)的農(nóng)業(yè)新技術(shù)[3]，該技術(shù)將肥料溶于水形成溶液，通過滴灌的形式均勻、定時、定量浸潤作物根系生長區(qū)域，從而達到良好的節(jié)水節(jié)肥增收效果[4]。近年來該技術(shù)發(fā)展迅速，尤其在蔬菜，瓜果等經(jīng)濟類作物的應(yīng)用中較為廣泛[5-7]，而對玉米，小麥等糧食類作物生長和產(chǎn)量的影響等方面需要進一步研究。為此，對滴灌條件下水肥耦合對北方夏玉米生長和產(chǎn)量的影響進行研究，確定夏玉米最佳水肥施用量，為大面積推廣滴灌技術(shù)在玉米上的應(yīng)用并制定合理的灌溉施肥制度提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然概況

試驗于2016年6～10月在中國水利水電科學(xué)研究院大興試驗基地進行。該地區(qū)年平均溫度為11.6℃，多年平均降水量556 mm，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。試驗期間降雨量為413 mm左右，在夏玉米的整個生育期內(nèi)出現(xiàn)4次較大的降雨且降雨量較為均勻。試驗區(qū)土壤以沙壤土為主，平均容重1.58 g/cm3，田間持水率為30.58%，田間飽和含水率為42.42%，土壤肥力偏低。

1.2 試驗設(shè)計

試驗中選取“紀元101”為供試玉米品種。2016年6月25日播種，10月6日收獲，生育期為134天。采用兩因素三水平進行試驗設(shè)計(表1)，兩因素為灌水量和施肥量，灌水量3個水平分別為(3000、4500、6000 m3/hm2)，施肥量3個水平分別為(180、240、300 kg/hm2)，并設(shè)對照處理(4500、240 kg/hm2)，每個處理3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組設(shè)計。試驗采用單翼迷宮式滴灌帶，滴頭間距為30 cm，設(shè)計流量2.5 L/h，每條滴灌帶控制2行作物。氮肥為含氮46.4%的尿素，施氮肥時先將肥料溶于水中，運用文丘里施肥器進行施肥，1/3做基肥，1/3玉米拔節(jié)期追肥，1/3玉米抽雄吐絲期追肥，水分分3次定量滴灌。

表1 灌水施肥設(shè)計表Table1 Water-fertility treatments in plot

1.3 測定項目和分析方法

1.3.1 產(chǎn)量的測定

收獲時各小區(qū)單收單計產(chǎn)，測定百粒重及其產(chǎn)量。

1.3.2 肥料利用率

肥料利用率的計算，公式如下：

FUE=Y/N

式中：FUE為肥料利用率，Y為作物產(chǎn)量(kg/hm2)，N為施肥總量(kg/hm2)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥耦合對夏玉米產(chǎn)量的影響

由圖1a可以看出，在同一灌溉量處理下，N1的產(chǎn)量都是最低的，說明不施肥玉米很難達到一個較高的產(chǎn)量；N2的產(chǎn)量在每個水平下都是最高的，尤其以W2N2處理為最高，達到最大值731.86kg/畝；而到N3水平下，產(chǎn)量都有所降低，可見施肥過多不僅不會增加產(chǎn)量，反而會影響作物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

圖1 不同水肥處理對產(chǎn)量的影響

Fig.1 The effect of water and fertilizer coupling on yield

同一施肥量，不同灌溉量下的玉米產(chǎn)量如圖1b所示，在N1和N3處理下，隨著灌水量的增加，產(chǎn)量也隨之上升；而在N2處理下，W2與W3之間差異并不明顯。水分對產(chǎn)量的提升有重要作用，考慮到北方嚴重缺水問題，少水少肥才是農(nóng)業(yè)生態(tài)的追求，因此，選擇W2N2為最優(yōu)組合。

2.2 水肥耦合對水肥利用率的影響

從表2 可以看出，同等灌水量條件下，累積施肥的肥料效應(yīng)大小為：N2> N3> N1。肥料效應(yīng)最大為灌水4500 kg/hm2(W2)和施肥量為240 m3/hm2(N2)時，增產(chǎn)10.28%；最小為灌水量4500 kg/hm2(W2)和施肥量為300 m3/hm2(N3)時，增產(chǎn)4.29%。同等施肥量條件下，水分效應(yīng)最大為灌水量為6000 m3/hm2(W3)和施肥180 kg/hm2(N1)時，增產(chǎn)5.51%；水分效應(yīng)最小為灌水量4500 m3/hm2(W2)和施肥300 kg/hm2(N3)時，增產(chǎn)為0.58%。

百粒重是評價夏玉米產(chǎn)量的重要指標。表2表明，水肥耦合對玉米百粒重的影響差異并不顯著，W2N2與W3N2處理水平最高且相當(dāng)。產(chǎn)量方面，當(dāng)灌水量為6000 m3/hm2(W3)、施肥量為240 kg/hm2(N2) 時，水肥交互效應(yīng)最大，達到4.21%。當(dāng)灌水量為4500 m3/hm2(W2)、施肥量為240 kg/hm2(N2)時，玉米產(chǎn)量較之沒有顯著差異，達到最高產(chǎn)量(731.86kg/畝)，但節(jié)水25%。W2N2處理與W1N2，W2N3，W3N3差異顯著性不大，但節(jié)水節(jié)肥效應(yīng)明顯，且比對照畦灌處理(CK)增產(chǎn)8.37%。可見，選擇灌水量定額為4500 m3/hm2(W2) 、施肥量為240 kg/hm2(N2)的水肥耦合模式最為經(jīng)濟合理。

表2 水肥利用率Table 2 Fertilizer utilization

注:表中百粒重數(shù)據(jù)為平均值±標準誤(n=3)，產(chǎn)量數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著性(P<005)。

3 結(jié)論

過量施肥和灌水都不利于玉米產(chǎn)量的提高。當(dāng)灌水量4500 m3/hm2(W2)、施肥量為240 kg/hm2(N2)時，產(chǎn)量達到最高值，較水肥交互效應(yīng)最大的W3N2處理節(jié)水25%，比CK處理增產(chǎn)8.37%，另外此處理株高較低，具有一定的抗倒伏效應(yīng)。綜合考慮，選擇灌水量定額為4500 m3/hm2(W2)、施肥量為240 kg/hm2(N2)的水肥耦合模式最為經(jīng)濟合理。

[1] 陳廣鋒,杜 森,江榮風(fēng),等.我國水肥一體化技術(shù)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J].中國農(nóng)技推廣,2013(5):39-41.

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[9] 葛均筑.改變株型對玉米產(chǎn)量及光合生理機制的影響[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

(本文文獻格式：李金鑫，余 鵬，李明珠，等.滴灌下水肥耦合對夏玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響[J].山東化工,2017,46(11):53-54,62.)

Effects of Water and Fertilizer Coupling on Plant Height and Yield of Summer Corn with Drip Irrigation

LiJinxin,YuPeng,LiMingzhu,LiaoQiang,LiuAiju*

(School of Agricultural and Food Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255049,China)

In order to make clear the application effects of water and fertilizer coupling with drip irrigation on summer corn,“JY101”was used as the plant material,and the effects of its yield and fertilizer use efficiency were studied by different water and fertilizer coupling. The results indicated that: Compared with the mode of high water-high fertilizer,the mode of middle water-middle fertilizer save 25% in each water and each fertilizer,the yield increased by 2.8% and fertilizer use efficiency increased by 28.55%. This study can provide a scientific basis for drip irrigation fertilizer on the production of summer corn of precise irrigation control technology and optimization of mode of efficient water saving irrigation.

summer maize;water and fertilizer coupling;dry matter;production

2017-04-10

李金鑫(1990—)，男，山東濰坊人，全日制碩士；通訊作者：劉愛菊。

TQ440.2

A

1008-021X(2017)11-0053-02