寧夏紅寺堡區(qū)氮肥減量對玉米生長及產(chǎn)量的影響

黃治忠 李娟 王銳 王玉平 馬國明 常少剛 蔣鵬 孫權(quán)

摘? 要：為了探明寧夏紅寺堡區(qū)玉米在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上生長與產(chǎn)量同步提高的適宜氮肥減施量，以玉米品種“豐田101”為研究對象，研究了不同氮肥減施量對玉米生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：不同氮肥減施量對玉米株高、莖粗、穗位高、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有顯著影響。其中，氮肥減施15.07%時(shí)，玉米株高、穗位高、禿尖長度最優(yōu)，產(chǎn)量與收獲指數(shù)較高。因此，在寧夏紅寺堡區(qū)常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，玉米的最適氮減施量為15.07%。

關(guān)鍵詞：氮肥減量;玉米;生長;產(chǎn)量

中圖分類號 S513文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）01-0045-03

玉米（Zea mays L.）是世界上最重要的糧食兼經(jīng)濟(jì)作物，在人們的生產(chǎn)生活中占有重要的地位[1]。目前，我國玉米種植面積約3612萬hm2，僅次于美國居第2位。玉米是寧夏主要作物之一，播種面積占當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物總播種面積的28.57%，其中，引揚(yáng)黃灌區(qū)約17.33萬hm2，山區(qū)地膜覆蓋種植約8萬hm2，平均產(chǎn)量為7800kg/hm2，僅為寧夏高產(chǎn)記錄（19500kg/hm2）的40%，為全國玉米高產(chǎn)記錄的34.33%，仍具有巨大的增產(chǎn)潛力[2]。

氮是玉米生長的必需元素，也是形成產(chǎn)量的重要影響因子[3]。玉米生育期內(nèi)，氮供應(yīng)量的高低對最終產(chǎn)量的形成有很大的影響。增施氮肥能促進(jìn)玉米植株的生長發(fā)育以及蛋白質(zhì)和葉綠素的形成，促進(jìn)碳同化，進(jìn)而提高產(chǎn)量[4]。但是過量施用氮肥容易導(dǎo)致氮利用率低，目前我國氮肥的當(dāng)季利用率約為30%～35%[5-6]。有研究表明，過量施用氮肥會(huì)抑制玉米株高、莖粗以及根的生長，給植物光合作用帶來不良的影響，同時(shí)給農(nóng)田土壤與環(huán)境帶來巨大壓力[7]。因此，氮肥減施成為了近年來玉米種植中的研究熱點(diǎn)，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

本研究針對寧夏紅寺堡區(qū)長期種植玉米對氮肥的不合理施用，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同程度的氮肥減施，探索其對玉米生長及產(chǎn)量的影響，為寧夏玉米生產(chǎn)中合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)區(qū)位于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)紅寺堡鎮(zhèn)梨花村，地處中溫帶干旱氣候區(qū)，為典型的溫帶大陸性氣候，常年干旱少雨，晝夜溫差大。年平均降水量250mm，年平均蒸發(fā)量2387mm，為降水量的9倍左右。年平均氣溫8.7℃，日溫差13.7℃，全年>10℃積溫可達(dá)3200℃以上。年日照時(shí)數(shù)3100h，是我國光照較豐富地區(qū)之一，大風(fēng)日25d，年平均風(fēng)速2.9～3.7m/s。風(fēng)能資源充足，土壤普遍沙化，水分蒸發(fā)量大，水資源緊缺，主要依靠引揚(yáng)黃灌溉。

1.2 供試材料 供試玉米品種為“豐田101”，供試肥料為尿素，磷酸二銨，硝酸銨，硫酸銨，硫酸鉀，氯化鉀。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)采用單因素多水平隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，通過在施用養(yǎng)分量為N∶P2O5∶K2O=30∶10∶5的基礎(chǔ)上，不同程度的降低施氮量，共設(shè)置5個(gè)施肥量，具體用量見表1。試驗(yàn)小區(qū)面積為200m2，采用寬窄行種植（40～70～40cm），株距20cm，目標(biāo)產(chǎn)量為1.5萬kg/hm2。試驗(yàn)處理均采用滴灌，其他管理措施與大田保持一致。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 生長指標(biāo) 在玉米成熟期時(shí)，各處理隨機(jī)取20株用鋼卷尺測量玉米株高及穗位高。

1.4.2 產(chǎn)量及構(gòu)成指標(biāo) 在玉米生理成熟后，各處理除去兩邊行及兩端各1m取中間8行，進(jìn)行田間綜合性狀調(diào)查，統(tǒng)計(jì)收獲株數(shù)和果穗數(shù)。各小區(qū)隨機(jī)取20株玉米的果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測定不同處理每個(gè)小區(qū)的產(chǎn)量。測產(chǎn)指標(biāo)包括：穗長（cm）、穗位高（cm）、穗粗（mm）、穗重（g）、行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長（cm）、芯粗（mm）、百粒重（g）、穗粒數(shù)、地上干物質(zhì)重量（g）等指標(biāo)。其中，穗長及禿尖長用直尺（1mm）測量，穗粗用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（0.01mm）測定，穗重、百粒重、及地上干物質(zhì)重用電子秤（0.01g）測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)使用SPSS 17.0版數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件和Excel 2003進(jìn)行方差分析與數(shù)據(jù)處理。用新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平p<0.05（n=20）。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥減量對玉米生長指標(biāo)的影響

2.1.1 莖粗 由圖1可知，處理1～5，隨著氮肥施用量的降低，玉米的莖粗顯著降低。處理1對玉米的莖粗促進(jìn)最為明顯，處理3、4、5差異不明顯。

2.1.2 株高 由圖2可知，玉米株高與氮肥施用量之間存在顯著的二次曲線相關(guān)關(guān)系，即適量施氮有利株高生長，但在不增加其他技術(shù)手段情況下，僅靠增施高量氮肥反而抑制玉米株高的發(fā)育。這是因?yàn)楦叩蕰?huì)造成玉米植株徒長，養(yǎng)分分配不均，籽粒中碳水化合物分配較少，生物量下降。換句話說，紅寺堡瘠薄土壤減施氮肥容易降低玉米株高，不利于群體效應(yīng)的發(fā)揮。

2.1.3 穗位高 由圖3可知，玉米穗位高與氮肥施用量之間存在顯著的二次曲線相關(guān)關(guān)系，即隨施氮量的減少穗位高度先上升后下降，適量施氮時(shí)穗位較高，施氮量為300kg/hm2時(shí)，玉米穗位最高;但在不增加其他技術(shù)手段情況下，僅靠增施高量氮肥反而抑制玉米穗位高度，不利于器官的建成和產(chǎn)量的增加。

2.2 氮肥減量對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響 由圖4可知，紅寺堡瘠薄風(fēng)沙土氮素施用量與產(chǎn)量之間存在間顯著線性相關(guān)關(guān)系，在不增加其他技術(shù)手段的前提下，單純減施氮肥造成玉米減產(chǎn)，減氮越多，產(chǎn)量降低越大。但二者降幅不同步。試驗(yàn)條件下，施氮量降低了15.07%、29.73%及44.84%，玉米籽粒產(chǎn)量分別下降了5.07%、10.82%及9.61%。玉米生物學(xué)產(chǎn)量分別只下降了0.29%、4.00%和6.86%。顯然，氮素不足對籽粒內(nèi)容物合成運(yùn)轉(zhuǎn)的影響遠(yuǎn)超過對植株體的影響。

由表2可知：處理4的籽粒產(chǎn)量比處理2減少6%，比處理1減少10%，說明處理2與處理3之間差異不顯著，較低的氮肥不利于產(chǎn)量的形成;在生物量方面有同樣的趨勢，因而每個(gè)處理收獲系數(shù)沒有顯著差異。因此，氮肥適當(dāng)減施不會(huì)造成籽粒產(chǎn)量以及玉米生物產(chǎn)量的顯著降低。各處理之間雙穗率沒有顯著差異，說明氮肥減施與雙穗率沒有顯著的相關(guān)性。

由表3可以看出，處理4玉米穗數(shù)最多，處理2最少;各處理間對玉米禿尖度無明顯差異，處理4相較于其他處理對玉米穗粒重最為顯著，處理1的百粒重最大。處理3玉米禿尖度最小，與處理1相比降低6.5%，行粒數(shù)較大，與處理1即常規(guī)施肥處理相比無顯著性差異。

3 討論

株高、莖粗是衡量玉米生長快慢的重要指標(biāo)，氮肥對作物生長具有良好的促進(jìn)作用，適量增施氮肥能顯著提高玉米株高、莖粗等農(nóng)藝性狀，同時(shí)增加玉米穗長、穗粗、穗粒數(shù)和百粒重等穗部性狀[8-11]。有研究[12-13]認(rèn)為，隨著施氮量的增加，玉米的穗長、穗粗會(huì)略微變大，穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重在不同施氮水平無明顯差異，同時(shí)禿尖先變短后變長。研究[14]顯示，氮肥的投入可顯著提高玉米產(chǎn)量，且產(chǎn)量與施氮量呈顯著地二次拋物線或線性加平臺(tái)的關(guān)系。本研究表明，施氮量為286.65kg/hm2時(shí)，即氮肥減施15.07%時(shí)，玉米產(chǎn)量與最高產(chǎn)量差異不顯著;在一定的氮肥減施范圍內(nèi)，玉米株高、穗位高、穗數(shù)、行粒數(shù)、雙穗率、產(chǎn)量及收獲指數(shù)均較高。較大幅度的氮肥減施或高量氮肥施用，均對玉米生長不利，降低產(chǎn)量。

4 結(jié)論

不同氮肥減施量對玉米生長及產(chǎn)量均有不同程度的影響。其中在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上氮肥減施15.07%時(shí)，玉米株高、穗位高、禿尖度最優(yōu)，產(chǎn)量及收獲系數(shù)較高，為最佳減施量。

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（責(zé)編：張宏民）