不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19產(chǎn)量及氮素利用的影響

曹殿云+王宏偉+馮陽+蔣健+劉國玲+賈寶珠

摘要： 以玉米雜交種沈農(nóng)T19為試驗材料，通過田間試驗研究一次性施肥（對照）、分次施肥及測土配方施肥對不同種植密度下沈農(nóng)T19產(chǎn)量、花后干物質(zhì)積累、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移及氮素利用的影響。結(jié)果表明，同一種植密度條件下，測土配方施肥與分次施肥產(chǎn)量均高于一次性施肥，其中測土配方施肥玉米產(chǎn)量最高，在種植密度為67 500株/hm2時其產(chǎn)量可達(dá)10 524.85 kg/hm2，較對照顯著提高10.84%，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)6 578.58元/hm2；測土配方施肥與分次施肥的干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移效率較一次性施肥處理顯著提高；測土配方施肥的氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用效率、氮素吸收效率、氮肥偏生產(chǎn)力也均顯著高于其他處理。同一施肥方式下，沈農(nóng)T19的種植密度為67 500株/hm2時產(chǎn)量達(dá)最大值。

關(guān)鍵詞： 沈農(nóng)T19；施肥方式；密度；產(chǎn)量；氮素利用

中圖分類號： S513.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0054-04

長期以來，大多數(shù)玉米品種的生產(chǎn)潛力不能得到充分發(fā)揮，其中重要的原因是施肥方式和種植密度不合理 。研究表明，多數(shù)品種可通過增加種植密度來獲得10%左右的增產(chǎn)效果[3]。

隨著密植型玉米品種的大面積推廣，養(yǎng)分供應(yīng)逐步成為玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量潛力發(fā)揮的限制因素。因此，探究合理的施肥方式和改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況成為目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上重要的研究方向[4]。關(guān)于不同施肥方式的效果，研究者們所持觀點不同。雖然一次性施肥的勞動效率高，但玉米產(chǎn)量卻沒有顯著提高，嚴(yán)重的還出現(xiàn)前期燒苗后期脫肥現(xiàn)象[5-6]；氮肥分次施用可更好地協(xié)調(diào)養(yǎng)分供應(yīng)與作物吸收的矛盾，利于高產(chǎn)，但費(fèi)時費(fèi)工，生產(chǎn)成本較高[7-8]，與一次性深施肥相比，測土配方施肥的玉米增產(chǎn)增收效果顯著[9]。

目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在氮肥施用量大、當(dāng)季利用率低（僅為30%～35%）、氮磷鉀肥配比不合理和施肥方法不當(dāng)?shù)葐栴}，是造成糧食產(chǎn)量低、資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的主要原因[10-11]。因此，在控制施肥量的同時，改善施肥方式就顯得尤為重要。本研究以雜交玉米沈農(nóng)T19為試材，在不同種植密度和施肥方式處理下進(jìn)行試驗，旨在為提高玉米產(chǎn)量和氮肥利用率的研究提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

中晚熟玉米雜交種沈農(nóng)T19由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)特種玉米研究所提供。

1.2 試驗地點與設(shè)計

試驗于2014年在遼寧省海城市耿莊鎮(zhèn)進(jìn)行。5月6日播種，播前采用五點取樣法取土樣，通過測定可知，土壤中的堿解氮含量為95.76 mg/kg、速效磷含量為137.49 mg/kg、速效鉀含量為124.52 mg/kg。

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，施肥方式處理為主區(qū)，種植密度處理為副區(qū)。

施肥方式設(shè)4個處理，分別為FCK（對照）：一次性深施肥[復(fù)合肥675 kg/hm2[N ∶ P2O5 ∶ K2O為27 ∶ 13 ∶ 15]；F1：測土配方施肥（復(fù)合肥254.43 kg/hm2，尿素 263.48 kg/hm2，氯化鉀107.25 kg/hm2，播種時一次性施入）；F2：分期施肥（30%氮肥，全部磷、鉀肥作底肥一次性施入，70%氮肥于大喇叭口期追施，總施肥量675 kg/hm2）?？瞻滋幚恚翰皇┯梅柿希ㄓ糜谟嬎阌衩追柿侠寐?、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率等）。

種植密度設(shè)3個處理水平，分別為60 000、67 500、75 000株/hm2。小區(qū)行長5 m，行距0.56 m，8行區(qū)，小區(qū)面積 22.4 m2。

采用機(jī)器劃行，人工播種，田間管理同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)田。

1.3 測定方法

1.3.1 產(chǎn)量測定

成熟期（9月29日）收獲，每小區(qū)取中間4行果穗，自然風(fēng)干后脫粒、稱質(zhì)量，以含水量14%計產(chǎn)。

1.3.2 生物產(chǎn)量、花后干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量及干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率的測定和計算

成熟期（9月20日）取各小區(qū)代表性植株5株，105 ℃殺青30 min后，移至70 ℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量。相關(guān)計算公式如下：

花后干物質(zhì)積累量（PDMA）=成熟期全株干物質(zhì)質(zhì)量-開花期全株干物質(zhì)質(zhì)量；

干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量（DMT）=開花期營養(yǎng)體干物質(zhì)質(zhì)量-成熟期營養(yǎng)體干物質(zhì)質(zhì)量；

干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率（DMTE）=干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量/開花期營養(yǎng)體干物質(zhì)質(zhì)量×100%。

1.3.3 穗部性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定

每小區(qū)隨機(jī)取15穗進(jìn)行室內(nèi)考種，按常規(guī)方法測量穗粗、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量等指標(biāo)。

1.3.4 植株氮含量的測定

成熟期（9月20日）各小區(qū)取5株代表性植株的地上部，采用H2SO4-H2O2消煮法進(jìn)行消煮，再采用半微量凱氏定氮法測定全氮含量。相關(guān)計算公式如下：

氮肥利用率（NUE）=（施氮區(qū)植株總吸氮量-空白區(qū)植株總吸氮量）/施氮量×100%；

氮肥偏生產(chǎn)力（PFP）=施氮處理產(chǎn)量/施氮量；

氮肥農(nóng)學(xué)利用效率（ANUE）=（施氮區(qū)產(chǎn)量-空白區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；

氮素吸收效率（NUPE）=植株地上部氮素積累量/施氮量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010與DPS軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19產(chǎn)量和效益的影響

由表1可知，同一施肥方式下，玉米產(chǎn)量在 67 500株/hm2 時達(dá)最大值，種植密度增加到75 000株/hm2時，產(chǎn)量均有不同程度的下降。由此可見，沈農(nóng)T19的最佳種植密度為 67 500株/hm2。同一種植密度處理下，不同施肥方式的產(chǎn)量由高到低依次為F1處理>F2處理>FCK處理，種植密度為67 500株/hm2時，F(xiàn)1產(chǎn)量最高，為 10 524.85 kg/hm2，較FCK顯著提高10.84%。

種植密度為60 000株/hm2時，測土配方施肥較一次性施肥經(jīng)濟(jì)收益增加的最多，但同一施肥方式處理下，種植密度為67 500 kg/hm2時經(jīng)濟(jì)效益最高，達(dá)6 578.58元/hm2；3個種植密度處理下，均表現(xiàn)為F1處理的經(jīng)濟(jì)效益最高，較對照高971.94～1 062.94元/hm2，表明測土配方施肥是實現(xiàn)增產(chǎn)增收的有效途徑。

2.2 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19穗部性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知，種植密度與施肥方式對雜交玉米沈農(nóng)T19穗粗的影響不大，均未達(dá)顯著水平。同一種植密度下，均在F1處理下穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒質(zhì)量最大；不同施肥方式下，穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒質(zhì)量表現(xiàn)為F1處理>F2處理>FCK處理。同一施肥方式下，不同密度條件下玉米穗長無明顯變化。穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒質(zhì)量均隨種植密度增加呈先增加后減少的趨勢，且在種植密度為67 500株/hm2時，達(dá)到最大值。

2.3 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19生物產(chǎn)量及收獲指數(shù)的影響

由表3可以看出，種植密度相同時，雜交玉米沈農(nóng)T19的F1處理生物產(chǎn)量最高，較FCK處理顯著高3.81%～1007%， 較F2處理顯著高9.38%～15.84%。同一施肥方式下，生物產(chǎn)量均隨種植密度增加而增大，種植密度為75 000株/hm2時達(dá)最大值。

同一種植密度下，F(xiàn)2處理收獲指數(shù)最高，較FCK處理顯著高11.11%～12.50%，F(xiàn)2處理較F1處理高6.98%～8.11%，未達(dá)顯著差異水平。同一施肥方式下，在 60 000株/hm2 時收獲指數(shù)最高。

2.4 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19花后干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量的影響

由表4可知，在相同種植密度下，雜交玉米沈農(nóng)T19的花后干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為F1處理>F2處理>FCK處理，花后干物質(zhì)積累量占總干物質(zhì)的比例表現(xiàn)為FCK處理>F2處理>F1處理；干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率表現(xiàn)為F1處理>F2處理>FCK處理，F(xiàn)CK處理顯著低于其他處理，F(xiàn)1處理干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量最大， 干物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率最高。相同施肥方式

下，4項指標(biāo)大體表現(xiàn)為隨種植密度的增加呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)種植密度為67 500株/hm2時，達(dá)到最高值。與FCK處理相比，F(xiàn)1、F2處理有利于玉米花后保持較高的同化能力、吸收能力，且有利于營養(yǎng)體干物質(zhì)轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移效率的提高。

2.5 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農(nóng)T19氮素利用率的影響

氮肥利用率是作物吸收利用氮肥的重要指標(biāo)。由表5可知，同一種植密度下，與FCK處理相比，F(xiàn)1、F2處理的氮肥利用率均有顯著提高，提高幅度為9.95%～27.96%。同種施肥方式下，不同種植密度之間的氮肥利用率相差不大，表明與種植密度相比，改變施肥方式更有利于氮肥利用率的提高。

氮肥農(nóng)學(xué)利用效率反映單位施氮量下作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的增加情況。由表5可知，同一種植密度下，不同施肥方式間雜交玉米沈農(nóng)T19的氮肥農(nóng)學(xué)利用效率表現(xiàn)為F1處理>F2處理>FCK處理，各處理間差異均達(dá)顯著水平。

氮素吸收效率是作物累積氮量與施氮量的比值。同一種植密度條件下，F(xiàn)CK處理氮素吸收效率最低，F(xiàn)1處理氮素吸收效率最高，表明改變施肥方式有利于氮素吸收效率的提高，F(xiàn)1處理較FCK處理提高幅度為20.91%～24.81%，且各種施肥方式之間差異顯著。

氮肥偏生產(chǎn)力反映單位施氮量對產(chǎn)量的影響。由表5可知，在相同種植密度下，不同施肥方式間的氮肥偏生產(chǎn)力差異顯著，均表現(xiàn)為F1處理>F2處理>FCK處理。在同種施肥方式下，不同種植密度之間差異不大，表明改變施肥方式可顯著影響氮肥偏生產(chǎn)力。

[BT1-*5] 3 結(jié)論與討論

合理密植是提高玉米單產(chǎn)的重要栽培措施之一[12-15]。在低種植密度時，玉米產(chǎn)量隨種植密度的增加而提高，隨后增產(chǎn)幅度漸漸變小， 進(jìn)一步增加種植密度則產(chǎn)量開始呈下降趨勢，整體上呈現(xiàn)拋物線形狀[16]。這是由于增加種植密度可提高玉米光、溫資源利用率，依靠群體發(fā)揮增產(chǎn)潛力[17]，但種植密度過大時會造成田間蔭蔽，通風(fēng)、透光不良，最終造成減產(chǎn)。因此，適宜的種植密度是玉米高產(chǎn)的重要保障。本研究表明，雜交玉米沈農(nóng)T19的最適種植密度為67 500株/hm2。

測土配方施肥比常規(guī)施肥平均增產(chǎn)768 kg/hm2， 增產(chǎn)幅度達(dá)9.30%，比常規(guī)施肥平均純收益增加930元/hm2[18]。這是因為測土配方施肥可以根據(jù)作物的需肥規(guī)律、 土壤養(yǎng)分含量與肥料效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)施肥，從而獲得較高的產(chǎn)量和肥料利用率[19]。本研究表明，測土配方施肥較一次性深施肥處理產(chǎn)量增加985.30～1 099.05 kg/hm2，增產(chǎn)率為10.84%～11.85%，經(jīng)濟(jì)效益增加971.94～1 062.94元/hm2。王宜倫等研究表明，測土配方施肥和分次施肥條件下，玉米穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成因素均好于一次性深施肥處理[20]，本研究結(jié)果進(jìn)一步證實了該結(jié)論。

氮肥用量過高、運(yùn)籌不當(dāng)、養(yǎng)分供應(yīng)不同步是氮素利用率低的主要原因[21-24]。在一定范圍內(nèi)，玉米產(chǎn)量隨著施氮量的增加而提高，但過量增施氮肥將導(dǎo)致產(chǎn)量下降[25]。在控制氮肥用量的同時，改變施肥方式是提高氮素利用率的有效途徑。本研究表明，與分次施肥和一次性深施相比，測土配方施肥可顯著提高氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮素吸收效率，這可能是由于合理調(diào)節(jié)了氮、磷、鉀肥用量，使養(yǎng)分配比更加趨于合理。

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