施肥方式對(duì)河北省干旱鹽堿地區(qū)夏玉米性狀和產(chǎn)量的影響

魏新燕，劉毅

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北保定071000；2.滄州南大港農(nóng)科所，河北滄州061103）

施肥方式對(duì)河北省干旱鹽堿地區(qū)夏玉米性狀和產(chǎn)量的影響

魏新燕1，劉毅2

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北保定071000；2.滄州南大港農(nóng)科所，河北滄州061103）

為了探索河北省環(huán)渤海干旱鹽堿地區(qū)夏玉米高產(chǎn)施肥方式，連續(xù)2 a采用對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究了播前撒施和播種溝施2種施肥方式對(duì)夏玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：與播種溝施處理相比，播前撒施處理不同生育期的玉米株高、鮮重和干重均有所增加，增幅分別為18.7%、26.4%和19.6%；穗粒數(shù)、籽粒產(chǎn)量和秸稈生物量顯著增加，經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高，平均增幅分別為6.4%、14.3%、7.4%和4.8%；百粒重和單位面積穗數(shù)無(wú)明顯差異。在河北省鹽堿障礙耕地上，采用播前撒施的施肥方式更為適宜。

鹽堿土；施肥方式；玉米；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

河北省環(huán)渤海低平原地區(qū)光熱資源充足，土地資源豐富，是河北省潛在的糧食增產(chǎn)區(qū)。但是，該區(qū)淡水資源匱乏，降水量分布不均，常導(dǎo)致季節(jié)性干旱[1，2]；而且，淺層地下水多為咸水或微咸水，埋深淺，作物易受返鹽為害，導(dǎo)致產(chǎn)量長(zhǎng)期低而不穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)效益低下[3]。玉米是該區(qū)主要的糧食作物，為了獲得高產(chǎn)，農(nóng)民常常在播種前大量施用磷酸二銨做底肥，施肥方式主要有播前撒施肥料后旋耕和播種時(shí)側(cè)溝深施2種。施肥方式會(huì)影響肥料利用、作物生長(zhǎng)以及生態(tài)環(huán)境[4～10]，因此，探討不同施肥方式的應(yīng)用效果對(duì)提高該區(qū)域肥料利用率和生態(tài)效益、確保作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)具有重要意義。

從肥料利用角度考慮，播前撒施易造成肥料揮發(fā)損失，降低肥料利用率，相比較而言，播種溝施可以使養(yǎng)分利用率更高[11]。但從玉米生長(zhǎng)角度來(lái)看，溝施、條施等施肥方式使得肥料在土壤中集中分布，影響根系的生長(zhǎng)發(fā)育、根冠比和產(chǎn)量[12～15]；而撒施等均勻施肥方式可以保證玉米在生育期內(nèi)維持較大的根系數(shù)量[16]。從施肥方式對(duì)產(chǎn)量的影響上分析，徐艷霞等[17]研究認(rèn)為，不同施肥方式對(duì)夏玉米生育進(jìn)程無(wú)顯著影響，但苗期撒施肥料的玉米各項(xiàng)生理指標(biāo)和產(chǎn)量均呈提高趨勢(shì)；而另一些研究發(fā)現(xiàn)，與地表撒施相比，開溝深施可以顯著提高玉米產(chǎn)量、千粒重和穗粒數(shù)[18，19]，壟溝施肥可以促使玉米根系向縱深發(fā)展并增加玉米百粒重和產(chǎn)量[20]。

在河北省環(huán)渤海干旱鹽堿地區(qū)，采用大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析了撒施和溝施2種施肥方式下夏玉米的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量指標(biāo)，旨為明確該地區(qū)夏玉米高產(chǎn)的適宜施肥方式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2013～2014年連續(xù)2 a在河北省滄州市南大港管理區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所進(jìn)行。該區(qū)地處暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，夏季潮濕多雨，冬季干燥寒冷；年平均降水量627 mm；年平均溫度12.1℃，其中，1月平均溫度-4.5℃，7月平均溫度26.4℃；地勢(shì)平坦，海拔3～7 m，地下水埋深1 m左右。試驗(yàn)地0～20cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)16.95g/kg、全氮0.11g/kg（其中堿解氮63.00 mg/kg）、速效磷3.20 mg/kg、速效鉀186.00 mg/kg，土壤剖面含鹽量1.0～2.0 g/kg。

供試夏玉米品種為鄭單958。底肥施磷酸二銨375 kg/hm2，采用對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，施用方式設(shè)播前撒施和播種溝施2個(gè)處理。播前撒施處理方法為6月上旬將肥料均勻撒施于地表，旋耕（深12 cm）后播種玉米；播種溝施處理方法為種肥同播，即：應(yīng)用種肥同播機(jī)，在施肥箱中加入肥料，實(shí)現(xiàn)施肥與播種同步進(jìn)行。每處理面積均為0.37 hm2，未設(shè)重復(fù)。玉米播種量52.5 kg/hm2，行距60 cm，播深5 cm；出苗后適時(shí)定苗，保苗數(shù)量6萬(wàn)株/hm2；大喇叭口期追施尿素225 kg/hm2；其他管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)。

2014年夏玉米出苗后，分別于三葉期（7月6日）、拔節(jié)期（7月15日）、大喇叭口期（7月25日）、抽雄期（8月8日）、乳熟期（8月21日）和成熟期（10月7日），每處理隨機(jī)選取5株，測(cè)定株高以及植株的鮮重和干重。玉米成熟后，每處理選取約10 m2樣方實(shí)收測(cè)產(chǎn)，同時(shí)記錄玉米株數(shù)和穗數(shù)，分別稱量玉米穗和秸稈總鮮重，根據(jù)樣方實(shí)際面積折算單位面積株數(shù)和穗數(shù)；從中隨機(jī)選取20穗玉米和20棵秸稈，自然風(fēng)干后測(cè)定干重，調(diào)查穗粒數(shù)和百粒重，計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù)〔經(jīng)濟(jì)系數(shù)=籽粒產(chǎn)量/（籽粒產(chǎn)量＋秸稈生物量）〕。以上指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定5次，結(jié)果取平均值。

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SigmaPlot 11.0繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥方式對(duì)夏玉米農(nóng)藝性狀的影響

株高和生物量在一定程度上反映了植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況。玉米株高和生物量均隨其生育進(jìn)程的推進(jìn)而增加，其中，播前撒施處理的株高始終＞播種溝施處理，但差異隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而減小，全生育期平均株高較播種溝施處理高18.7%；播前撒施處理的植株鮮重和干重均＞播種溝施處理，兩處理除7月6日鮮重和7月25日干重差異不顯著外，其他時(shí)期差異均達(dá)到了顯著水平，全生育期增幅分別為26.4%和19.6%（圖1）。表明播前撒施肥料較播種溝施肥料更有利于植株吸收更多的養(yǎng)分，從而使株高增加，生物量積累明顯提高。

2.2 施肥方式對(duì)夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

圖1 2種施肥方式下不同時(shí)期夏玉米的農(nóng)藝性狀Fig.1 The effects of two fertilization methods on the agronomic characters of summer maize at different growth periods

播前撒施處理的玉米百粒重和單位面積穗數(shù)均與播種溝施處理無(wú)顯著差異；穗粒數(shù)、秸稈生物量和產(chǎn)量均顯著＞播種溝施處理，平均增幅分別為6.4%、14.3%和7.4%；經(jīng)濟(jì)系數(shù)＞播種溝施處理，增幅為4.8%（表1）。表明播前撒施肥料對(duì)提高玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)效果較好，與播種溝施肥料相比，其產(chǎn)量的明顯提高主要是通過(guò)顯著增加穗粒數(shù)實(shí)現(xiàn)的。

表1 施肥方式對(duì)夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響Table 1 The effects of two fertilization methods on the yield and its components of summer maize

3 結(jié)論與討論

在河北省干旱鹽堿地區(qū)夏玉米底施磷酸二銨375 kg/hm2條件下，采用對(duì)比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究了播前撒施和播種溝施2種底肥施用方式對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量指標(biāo)的影響。結(jié)果顯示，與播種溝施處理相比，播前撒施處理的玉米株高增加、生物量積累增多，雖然單位面積穗數(shù)和百粒重?zé)o顯著差異，但是穗粒數(shù)、籽粒產(chǎn)量、秸稈產(chǎn)量分別增加了6.5%、14.3%和7.4%且差異均達(dá)到了顯著水平，經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高4.8%。可以看出，本研究條件下，夏玉米播前撒施肥料結(jié)合常規(guī)旋耕（播前撒施）的效果優(yōu)于種肥同播（播種溝施）。

玉米葉片的光合產(chǎn)物決定了其干物質(zhì)的積累，而干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。在一定程度上，干物質(zhì)積累越多，夏玉米籽粒產(chǎn)量越高。有研究表明，與肥料地表撒施相比，溝施和深施能顯著增加夏玉米干物質(zhì)的積累量，提高產(chǎn)量[11，21]。而本研究結(jié)果與上述結(jié)論相反，可能與研究區(qū)域的土壤條件不同有關(guān)。不同的施肥方式使得土壤的養(yǎng)分分布不同，誘導(dǎo)根系分布形成差異，而根系分布的差異直接影響植株對(duì)土壤水分和養(yǎng)分的吸收。漆棟良等[16]研究表明，均勻施氮可明顯促進(jìn)0～40 cm土層的根系生長(zhǎng)，使植株兩側(cè)根系分布最為均勻，玉米在生育期內(nèi)維持較多的根量。撒施肥料有利于根系在上層土壤分布，而溝施肥料則促進(jìn)根系向下層土壤發(fā)展[20]。本研究中，播前撒施肥料后及時(shí)旋耕（播前撒施）可以使肥料與耕層土壤均勻混合，結(jié)合適宜的土壤墑情，有利于玉米根系橫向生長(zhǎng)和吸收更多的養(yǎng)分，從而增加植株干物重；而播種溝施是通過(guò)種肥同播機(jī)將肥料施于種子側(cè)下方距地表10 cm以下處，受該區(qū)域土壤鹽堿化和地下咸水埋深淺的影響，玉米根系下扎受到抑制，影響了植株對(duì)深層肥料的吸收利用，導(dǎo)致溝施處理的玉米干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)均低于撒施處理。

在河北省干旱鹽堿地區(qū)特有的土壤和水文條件以及現(xiàn)有的夏玉米栽培技術(shù)下，肥料撒施仍然是當(dāng)前該區(qū)域夏玉米保持穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的主要施肥方式。值得注意的是，撒施肥料后應(yīng)及時(shí)旋耕使肥料與土壤充分混合，以減少養(yǎng)分的揮發(fā)損失，提高肥料利用效率。為了更好地提高干旱鹽堿地區(qū)的玉米產(chǎn)量和肥料利用率，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，進(jìn)一步對(duì)肥料種類、施肥量等農(nóng)藝措施開展深入研究。

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Effects of Different Fertilization Methods on Properties and Yields of Summer Maize in Arid Saline Region of Hebei Province

WEI Xin-yan1，LIU Yi2
（1.Agriculture Engineering Research Center for National Northern Mountainous Areas of Hebei Agricultural U－niversity，Baoding 071000，China；2.Nandagang Institute of Agriculture Sciences，Cangzhou 061103，China）

To explore the fertilization methods for increasing yield of summer maize in arid saline region around the Bohai Sea，the effects of two fertilization methods（spreading before sowing and fertilizing in seed furrow）on the properties and yields of summer maize were studied.The results showed that compared with the treatment of fertilizing in seed furrow，the treatment of fertilizer spreading before sowing improved the plant height，fresh weight and dry weight of summer maize in each growth stages，which increased by 18.7%，26.4%and 19.6%，respectively.And the treatment of fertilizer spreading before sowing increased the grain number per ear，grain yield，straw biomass and of summer maize by 6.4%，14.3%and 7.4%respectively than that of the treatment of fertilizing in seed furrow.The economic coefficient was improved by 4.8%under the treatment of fertilizer spreading before sowing.No significant differences were existed in the weight of 100 grains and ears per unit area between two fertilizing methods.Thus fertilizer spreading before sowing in summer maize was the efficient fertilization methods in alkali-saline region in Hebei Province.

Alkali-saline soil；Fertilization method；Maize；Agronomic characters；Yield

S513

A

1008-1631（2017）03-0051-03

2017-03-10

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“渤海糧倉(cāng)科技示范工程”（2013BAD05B05）

魏新燕（1976-），女，河北石家莊人，助理研究員，碩士，主要從事土壤與環(huán)境微生物學(xué)研究。E-mail：juzhq@126.com。