氮、磷、鉀肥配施對春玉米中單509產(chǎn)量的影響

杜錦+曹高燚+趙飛+蘇東偉+向春陽

摘要： 研究玉米產(chǎn)量在不同氮、磷、鉀肥配施下的表現(xiàn)，探討玉米高產(chǎn)節(jié)肥的適宜氮、磷、鉀肥施用量，對提高玉米產(chǎn)量有重要的意義。選用春玉米中單509為試驗材料，氮、磷、鉀肥各設(shè)置5個施用水平，采用3因素5水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗，測定玉米產(chǎn)量。結(jié)果表明，不施鉀肥條件下，當施用的純氮量為123.00 kg/hm2、純磷量為 87.00 kg/hm2 時，產(chǎn)量最高；不施磷肥條件下，當施用的純氮量為128.00 kg/hm2、純鉀量為82.50 kg/hm2時，產(chǎn)量最高；不施氮肥條件下，當施用的純磷量為73.00 kg/hm2、純鉀量為69.50 kg/hm2時，產(chǎn)量最高。施純氮量為 114.65 kg/hm2、施純磷量為 73.03 kg/hm2、施純鉀量為60.95 kg/hm2時，產(chǎn)量最高，為10 363.13 kg/hm2。其中，氮肥施用量對中單509產(chǎn)量影響最大，其次是鉀肥施用量。說明氮、磷、鉀肥對玉米產(chǎn)量的影響存在互作效應(yīng)，增施適量的氮、磷、鉀肥有利于玉米產(chǎn)量的提高。

關(guān)鍵詞： 玉米；氮肥；磷肥；鉀肥；產(chǎn)量

中圖分類號： S513.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0061-03

玉米作為我國的主要糧飼作物，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。氮素是影響玉米產(chǎn)量形成的重要元素之一 ，施用適量的氮肥能得到較高的玉米產(chǎn)量[3]；雖然施氮肥能顯著提高玉米籽粒的產(chǎn)量[4]，但施氮量必須適量，研究表明，玉米籽粒產(chǎn)量與氮肥施用量呈單峰曲線方程的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量的增加，玉米產(chǎn)量逐漸增加，當?shù)试黾拥揭欢繒r，玉米產(chǎn)量開始呈下降趨勢[5-6]。磷素也是影響玉米產(chǎn)量的重要元素之一，施用磷肥對玉米產(chǎn)量的提高具有明顯的促進效果[7]。在施氮的基礎(chǔ)上，配施磷、鉀肥，對玉米產(chǎn)量的提高具有明顯的促進效果，玉米產(chǎn)量隨著磷肥施用量的增加而提高，且達到顯著差異水平[8]。隨著磷肥施用量的增加，玉米的百粒質(zhì)量增加，從而提高玉米籽粒產(chǎn)量[9]。目前關(guān)于施用磷肥提高玉米產(chǎn)量的研究已有很多報道[10-11]。施鉀量對玉米的產(chǎn)量也有很大的影響[12]。施用鉀肥可促進玉米對養(yǎng)分的吸收，提高玉米的籽粒產(chǎn)量，但過量施用鉀肥會明顯降低經(jīng)濟效益[13-15]。氮磷鉀配施對玉米產(chǎn)量有較大的影響[1]，目前在這方面的研究較少，主要是由于不同玉米品種對氮、磷、鉀肥的響應(yīng)不同，而關(guān)于天津主推玉米品種中單509氮、磷、鉀肥的配施研究尚未見報道。因此，本研究以中單509為材料，探討不同氮、磷、鉀肥配施處理對玉米產(chǎn)量的影響，為天津地區(qū)春玉米中單509氮、磷、鉀肥的合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為春玉米中單509，施用肥料為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、氯化鉀（含K2O 60%）。試驗地點在天津市靜?？h良種場，供試土壤為潮土，0～20 cm土層的基本化學(xué)性質(zhì)為：有機質(zhì)含量31.32 g/kg，堿解氮含量 174.00 mg/kg，全磷含量1.17 g/kg，有效磷含量5.47 mg/kg，有效鉀含量19.73 mg/kg，pH值為8.2。

1.2 試驗方法

采用3因素5水平的二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗，共設(shè)23個處理，3次重復(fù)，小區(qū)采用完全隨機排列，水平編碼值和施肥量見表1。氮肥以基肥（50%，開溝施入）和大喇叭口期追肥（50%，穴施）的形式分2次施入，磷肥和鉀肥均以基肥方式一次開溝施入，穴施深度和溝施深度均為10 cm左右。每個小區(qū)種10行，行長6 m，行距55 cm，株距28 cm。2015年5月4日進行播種，田間管理同一般生產(chǎn)。

1.3 測定項目與方法

在成熟期每個小區(qū)取中間3行測定玉米產(chǎn)量，然后推算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010軟件分析數(shù)據(jù)，SAS 8.1軟件進行回歸分析并建構(gòu)模型、制作響應(yīng)面圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 中單509產(chǎn)量回歸模型的分析

小區(qū)平均產(chǎn)量（y）見表2，通過分析，得到施用的純氮量、純磷量和純鉀量與產(chǎn)量的回歸分析模型，具體如下：

y=3 306.500+27.156x1+109.363x2+59.137x3-0199x12-0.733x22-0.464x32+0.153x1x2+0.144x1x3-0.389x2x3。

對方程進行顯著性檢驗可得，總的回歸復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0848，F(xiàn)值為3.70，P值為0.016 5<0.05，達到顯著水平；確定系數(shù)為R2=0.7191，可以利用此方程進一步分析施肥量與產(chǎn)量的相關(guān)性。根據(jù)回歸模型得出，施用純氮量為 114.65 kg/hm2、純磷量為73.03 kg/hm2、純鉀量為 60.95 kg/hm2 時，產(chǎn)量達到最大，為10 363.13 kg/hm2。

2.2 單因素對中單509產(chǎn)量的效應(yīng)分析

如將回歸模型的任意2個變量設(shè)為0水平，即可得3個變量中1個變量的回歸子模型。各單因素的回歸方程如下：

氮素：y1=3 306.500+27.156x1-0.199x12；磷素：y2=3 306.500+109.363x2-0.733x22；鉀素：y3=3 306.500+59137x3-0.464x32，分別將±1.682、±1、0共5個水平代入子模型回歸方程，可得到單因素影響中單509產(chǎn)量（y1、y2、y3）的效應(yīng)曲線（圖1）。

由圖1可以看出，氮肥、磷肥和鉀肥施用量與產(chǎn)量的關(guān)系相似，都表現(xiàn)出二次曲線的變化關(guān)系。純氮施用量在 45.00～68.23 kg/hm2時，中單509的產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增加，純氮量在68.23～225.00 kg/hm2時，中單509的產(chǎn)量隨著氮肥施用量的增加而減少，即純氮量為68.23 kg/hm2時，中單509的產(chǎn)量達到最大。同樣，純磷量在 74.60 kg/hm2 和純鉀量在63.73 kg/hm2時，中單509的產(chǎn)量達到最大，磷肥和鉀肥對產(chǎn)量的影響規(guī)律與氮肥相似。

通過圖1和子模型的分析可知，當?shù)?、磷肥、鉀肥施用量低時，中單509的增產(chǎn)效應(yīng)明顯，達到最大值后，繼續(xù)增加施肥量，則會導(dǎo)致中單509產(chǎn)量的下降。

2.3 雙因素對中單509產(chǎn)量的交互效應(yīng)

2.3.1 氮、磷肥對中單509產(chǎn)量的互作

鉀肥固定在0水平時，可得氮、磷肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的子模型（式1）。根據(jù)方程可得氮肥和磷肥對中單509產(chǎn)量的互作效應(yīng)值。

y（1，2）=3 306.500+27.156x1+109.363x2-0.199x12-0733x22+0.153x1x2。[JY]（1）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到氮、磷肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的交互效應(yīng)響應(yīng)面圖。

從圖2可以看出，施用的純氮量在45.00～225.00 kg/hm2、純磷量在15.00～135.00 kg/hm2范圍內(nèi)時，中單509的產(chǎn)量隨著氮素、磷素施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純氮量為123.00 kg/hm2、純磷量為87.00 kg/hm2時，產(chǎn)量達到最大，為7327.19 kg/hm2。

2.3.2 氮、鉀肥對中單509產(chǎn)量的互作 磷肥固定在0水平時，可得氮、鉀肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的子模型（式2）。

y（1，3）=3 306.500+27.156x1+59.137x3-0.199x12-0464x32+0.144x1x3。（2）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到氮、鉀肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的交互效應(yīng)響應(yīng)面圖。

從氮肥和鉀肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的交互效應(yīng)響應(yīng)面圖（圖3）可以得出，施用的純氮量在45.00～225.00 kg/hm2、純鉀量在22.50～112.50 kg/hm2范圍內(nèi)時，中單509的產(chǎn)量隨著氮肥、鉀肥施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純氮量為128.00 kg/hm2、純鉀量為82.50 kg/hm2時，產(chǎn)量達到最大，為6 944.19 kg/hm2。

2.3.3 磷、鉀肥對中單509產(chǎn)量的互作

氮肥固定在0水平時，可得磷、鉀肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的子模型（式3）。

y（2，3）=3 306.500+109.363x2+59.137x3-0.733x22-0464x32-0.389x2x3 。（3）

將2個因素的水平編碼值±1.682、±1、0代入以上子模型，可得到磷、鉀肥施用量對中單509產(chǎn)量影響的交互效應(yīng)響應(yīng)面圖。

從磷肥和鉀肥對中單509產(chǎn)量的交互效應(yīng)響應(yīng)面圖（圖4）可以得出，當施用的純磷量在15.00～135.00 kg/hm2、純鉀量在22.50～112.50 kg/hm2范圍內(nèi)時，中單509的產(chǎn)量隨著磷素、鉀素施用量的增加呈先升高后降低的變化趨勢。當施用的純磷量為73.00 kg/hm2、純鉀量為69.50 kg/hm2時，產(chǎn)量達到最大，為7934.24 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

氮素是作物體內(nèi)蛋白質(zhì)的重要組成成分，也是作物的必需營養(yǎng)元素，隨著施氮量的增加，玉米產(chǎn)量和百粒質(zhì)量都呈先升高后下降的變化趨勢，且呈單峰曲線變化[16]。磷素也是作物的必需營養(yǎng)元素，隨著施磷量的增加，玉米產(chǎn)量也有增加的趨勢[17-19]。隨著施鉀量的增加，玉米產(chǎn)量也呈先升高后降低的變化趨勢，且呈單峰曲線變化，增施一定量的鉀肥后，玉米產(chǎn)量劇增，繼續(xù)增施鉀肥會導(dǎo)致產(chǎn)量降低[20]，這些結(jié)果和本試驗結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明，在單一氮、磷、鉀肥的施用下，玉米產(chǎn)量均是在一定范圍內(nèi)隨著施肥量的增加而增加，超過此范圍后繼續(xù)增加施肥量，玉米產(chǎn)量反而降低。

在施用氮素、磷素的條件下，配施鉀素，有利于增加玉米產(chǎn)量[21]。氮、磷、鉀肥配施較單施某一種肥料增產(chǎn)效果好[22]，氮、磷、鉀營養(yǎng)平衡施用能顯著增加玉米產(chǎn)量[23]，這些結(jié)果也與本試驗結(jié)果一致。本試驗對不同氮、磷、鉀肥配施比例對玉米產(chǎn)量的影響進行單、雙因素分析，結(jié)果表明，單因素施肥對玉米產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為氮肥>鉀肥>磷肥；雙因素施肥對玉米產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為氮磷肥>磷鉀肥>氮鉀肥，說明氮肥對玉米產(chǎn)量的影響最大，同施3種肥料中的任意2種均可相互促進玉米對肥料的吸收，進而提高產(chǎn)量。本研究通過二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗，并進行模擬、尋優(yōu)，得出回歸方程?；貧w方程的擬合性很好，通過方程得到了氮、磷、鉀配施提高中單509產(chǎn)量的優(yōu)良方案，當施用的純氮量為11465 kg/hm2、純磷量為73.03 kg/hm2、純鉀量為 60.95 kg/hm2 時，春玉米中單509的產(chǎn)量達到最高值，為 10 363.13 kg/hm2，可作為實際應(yīng)用的良好方案。

為增加玉米產(chǎn)量，盲目加大氮肥、磷肥和鉀肥的投入是不科學(xué)的，生產(chǎn)中一定要結(jié)合土壤和品種類型合理地配施氮、磷、鉀肥，這樣不僅能減少肥料的浪費、降低農(nóng)民的種地成本，而且能減輕肥料對環(huán)境造成的污染。

參考文獻：

[1] 祝云芳，王天宇，羅德強，等. 氮肥不同施用時期及施用方式對玉米雜交種遵205產(chǎn)量的影響[J]. 種子，2008，27（9）：91-93.

[2]房 琴，高 影，王紅光，等. 密度和施氮量對超高產(chǎn)夏玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2015，30（增刊1）：133-138.

[3]葛均筑，李淑婭，鐘新月，等. 施氮量與地膜覆蓋對長江中游春玉米產(chǎn)量性能及氮肥利用效率的影響[J]. 作物學(xué)報，2014，40（6）：1081-1092.

[4]景立權(quán)，趙福成，王德成，等. 不同施氮水平對超高產(chǎn)夏玉米氮磷鉀積累與分配的影響[J]. 作物學(xué)報，2013，39（8）：1478-1490.

[5]Gozubenli H，Ulger A C，Sener O.The effect of different nitrogen dose on grain yield and yield-related characters of some maize genotypes grown as second-crop[J]. J Agrie Fae Cu，2001，16：39-48.

[6]Tsai C Y，Dweikat I，Huber D M，et al.Interrelation ship of nitrogen nutrition with maize（Zea mays）grain yield，nitrogen use effieiency and grain quality[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture，1992，58（1）：1-8.

[7]樸秀吉，于小東，李長梅，等. 磷肥不同施用方法對鄭單958產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響[J]. 玉米科學(xué)，2008，16（6）：144-145.

[8]武 際，郭熙盛，王文軍，等. 磷鉀肥配合施用對玉米產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收的影響[J]. 玉米科學(xué)，2006，14（3）：147-150.

[9]趙海軍.磷素營養(yǎng)對不同類型玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎(chǔ)[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003：102-108.

[10] 趙 靚，侯振安，李水仙，等. 磷肥用量對土壤速效磷及玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 玉米科學(xué)，2014，22（2）：123-128.

[11]Shang Q Y，Ling N，F(xiàn)eng X M，et al.Soil fertility and its significance to crop productivity and sustainability in typical agroecosystem：a summary of long-term fertilizer experiments in China[J]. Plant and Soil，2014，381（1/2）：13-23.

[12]唐 谷，張 鵬，張洪龍，等. 雜交玉米新品種順單6號在中高海拔地區(qū)超高產(chǎn)栽培技術(shù)研究——Ⅰ. 密度與氮、磷、鉀對產(chǎn)量及主要經(jīng)濟性狀影響初探[J]. 種子，2009，28（5）：119-122.

[13]謝佳貴，侯云鵬，尹彩俠，等. 施鉀和秸稈還田對春玉米產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤鉀素平衡的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2014，20（5）：1110-1118.

[14]侯云鵬，楊 建，孔麗麗，等. 施鉀對春玉米產(chǎn)量，養(yǎng)分吸收及分配的影響[J]. 玉米科學(xué)，2015，23（4）：124-131.

[15]陳 林，朱 青，陳正剛，等. 氮磷鉀配施對雜交玉米新品種黔單21產(chǎn)量的影響[J]. 種子，2009，28（8）：85-87.

[16]申麗霞，王 璞，張軟斌.施氮對不同種植密度下夏玉米產(chǎn)量及子粒灌漿的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2005，11（3）：314-319.

[17]張立花，張 輝，黃玉芳，等. 施磷對玉米吸磷量、產(chǎn)量和土壤磷含量的影響及其相關(guān)性[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，21（7）：801-809.

[18]Liu K，Ma B L，Luan L M，et al.Nitrogen，phosphorus，and potassium nutrient effects on grain filling and yield of high-yielding summer corn[J]. Journal of Plant Nutrition，2011，34（10）：1516-1531.

[19]Amhakhian S O，Osemwota I O.Effects of different levels of Phosphorus on the performance of maize（Zea mays L.）in Anyigba，Northcentral，Kogi State，Nigeria[J]. International Journal of Agriculture and Rural Development，2012，15（2）：1049-1058.

[20]常 瑩，閆偉平，孫 寧，等. 不同鉀肥施用量對玉米抗倒性能及產(chǎn)量的影響[J]. 中國土壤與肥料，2014（5）：47-52.

[21]楊玉玲，劉文兆，王 俊，等. 配施鉀肥、有機肥對旱地春玉米光合生理特性和產(chǎn)量的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，18（3）：116-121.

[22]劉恩科，趙秉強，胡昌浩，等. 長期不同施肥制度對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（5）：711-716.

[23]黃紹文，孫桂芳，金繼運，等. 氮、磷和鉀營養(yǎng)對優(yōu)質(zhì)玉米子粒產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2004，10（3）：225-230.