苗期水肥耦合對玉米農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

羅英艦 宋碧 劉君鵬 蒙懿練 周曉

摘 要：研究苗期水肥耦合對玉米農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響，探討最佳的水肥耦合模式。在盆栽條件下，本研究采用L9（34）4因素3水平正交試驗設(shè)計，研究不同水肥處理對玉米株高、莖粗和產(chǎn)量等指標(biāo)的影響。各個時期水肥耦合處理研究表明，處理7、8、9的玉米株高、莖粗表現(xiàn)最優(yōu)且處理之間差異不顯著，三個處理調(diào)虧程度均為70%～80%，說明水分在水肥耦合試驗中對玉米的農(nóng)藝性狀起決定性作用。土壤相對含水量70%～80%、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施鉀量300 kg/hm2條件下穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)均表現(xiàn)較高，禿尖值最低，獲得了較高的單株產(chǎn)量。綜合分析認(rèn)為中單808最佳的水肥耦合模式是在土壤相對含水量為70%～80%條件下，氮、磷、鉀肥分別施用150 kg/hm2、100 kg/hm2、300 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：玉米;水肥耦合;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;產(chǎn)量性狀

中圖分類號：S513

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）01-0079-05 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.01.015

水肥耦合是指農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，水分和肥料兩因素或水分與肥料中的氮、磷、鉀等因素之間的相互作用對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量等產(chǎn)生影響[1-2]。適宜的水肥耦合有利于玉米的生長發(fā)育，使其高效利用水分和養(yǎng)分，從而達(dá)到有效節(jié)水節(jié)肥并提高產(chǎn)量的目的。相關(guān)研究結(jié)果表明，水肥配合存在闕值反應(yīng)，高于闕值范圍時，水肥互作增產(chǎn)效應(yīng)顯著[3]。穆興民[4]認(rèn)為，在降水量相對較少的地區(qū)，平衡養(yǎng)分供應(yīng)能使作物更有效的利用土壤中的水分，即增加肥料的利用率有助于提高水分的利用效率。邢維芹等[5]對楊凌地區(qū)水肥空間耦合的研究表明，在灌溉虧缺的條件下，水分和肥料異區(qū)交替灌溉可節(jié)約一半的耗水量，同時產(chǎn)量下降幅度較小，使水資源得到了更合理的配置。Benjamin等[6]研究了隔溝灌溉帶狀施肥對玉米生長和氮肥吸收的影響后認(rèn)為，在干旱條件下，氮肥吸收降低了50%，相對濕潤條件下，灌水溝與不灌水溝之間肥料吸收并無差異。盡管水肥耦合對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量影響的研究已有報道，且較為多見，但針對貴州省的特殊地理條件和氣候條件來探討苗期水肥耦合對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量影響的研究仍較少。因此，通過本試驗研究，分析并找出玉米肥料使用量及最優(yōu)的水肥配合，確立最佳的水肥耦合模式，以期為貴州省的玉米高產(chǎn)、水肥的高效利用提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 試驗地點概況

試驗于2014年4～9月在貴州省貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)教學(xué)試驗場塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽試驗。

1.2 試驗材料

本研究選用由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所選育的半緊湊型玉米品種中單808進(jìn)行試驗。

1.3 試驗設(shè)計

采用L9（34）正交試驗設(shè)計，共4個因素，其分別是調(diào)虧程度（A）、施氮量（B）、施磷量（C）和施鉀量（D）。4個因素各設(shè)置3個水平，10次重復(fù)，磷、鉀肥和20%的氮肥作為基肥一次性施入，在拔節(jié)期和大喇叭口期以尿素追肥，施氮量各占總施氮量的40%。不同水分處理開始時期均為玉米展4葉，水分持續(xù)脅迫時間均為12 d，12 d后復(fù)水到田間最大持水量的70%～80%。水分控制采用稱重法。具體設(shè)置見表1、表2。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 形態(tài)指標(biāo)

分別在復(fù)水后5 d、10 d、拔節(jié)期和抽雄吐絲期測定株高、莖粗，株高用卷尺測量莖基部到植株頂部最長葉的長度，莖粗用游標(biāo)卡尺測定玉米植株地上第二節(jié)中部較寬處。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀

玉米成熟后，采收完晾曬至安全含水量（14%）后計產(chǎn)，并隨機選取10穗進(jìn)行室內(nèi)考種，考種內(nèi)容包括穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗重、千粒重等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和計算，用DPSv7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥耦合對玉米農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 水肥耦合對玉米株高的影響

由表3可以看出，不同的水分含量和NPK含量的組合處理對玉米中單808株高的影響不同 。調(diào)虧灌溉結(jié)束復(fù)水5 d時株高值處理7株高值最大，處理1株高最小;處理7、8、9之間差異不顯著，處理7、8、9均與處理1、2、3、4、5、6之間差異極顯著。調(diào)虧灌溉結(jié)束復(fù)水10 d時株高值處理9最大，處理1最低;處理7、8、9之間差異不顯著，但處理7、8、9均與處理1、2、3、4、5、6之間差異極顯著。拔節(jié)期的株高，處理9值最大，處理5最低，處理7、8、9之間差異不顯著，但處理7、8、9均與處理1、2、3、4、5、6之間差異極顯著。大喇叭口期的株高處理8最大，處理5最低;處理7、8、9之間差異不顯著，但這個處理均極顯著高于其他處理。抽雄吐絲期的株高處理7最大，處理2最小;處理7與處理1、2、4、5、6之間差異極顯著;與處理8、9之間差異不顯著?？梢?，在各個時期水肥耦合處理7、8、9的玉米株高值最大，因為這三個處理均為調(diào)虧程度為70%～80%，說明水分在水肥耦合試驗中對玉米的株高起決定作用，在水分虧缺的處理中，處理2相對促進(jìn)玉米株高的生長。

2.1.2 水肥耦合對玉米莖粗的影響

由表4可知，不同的水分含量和N、P、K含量的組合處理對玉米中單808莖粗的影響不同 。調(diào)虧灌溉結(jié)束復(fù)水5 d時莖粗值處理9最大，處理5最低;處理7、8、9之間差異不顯著，但這三個處理與其他處理差異極顯著。調(diào)虧灌溉結(jié)束復(fù)水10 d時莖粗值處理8最大，處理1最小;處理7、8、9之間差異不顯著，但這三個處理與其他處理均有顯著差異。拔節(jié)期的莖粗，處理9最大，處理5最小;處理9、8、7極顯著大于處理1、5;處理2、7、8、9差異不顯著。大喇叭口期的莖粗，處理7最大，處理1最小;處理7、8、9之間差異不顯著，但處理7、8、9均與處理1、2、3、4、5、6之間差異顯著。抽雄吐絲期的莖粗，處理7最大，處理1最小;處理7、9之間差異不顯著，處理7、9和處理8、6差異顯著，和處理1、2、3、4、5差異極顯著。可見，在各個時期水肥耦合處理7、8、9的玉米莖粗最大，因為這三個處理調(diào)虧程度為70%～80%，說明水分在水肥耦合試驗中對玉米的莖粗起決定作用，在水分虧缺的處理中，處理6相對促進(jìn)玉米莖粗的增大。

2.2 水肥耦合對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響

2.2.1 水肥耦合對玉米產(chǎn)量性狀的影響

由表5可得出，穗行數(shù)最多的是處理9，為15.3行，其次是處理6、7、8，均為14行，處理1和處理2的穗行數(shù)最少。其中處理9與處理4、5差異顯著，與處理1、處理2差異達(dá)到極顯著水平。行粒數(shù)由大到小依次是處理9﹥處理8﹥處理7﹥處理3﹥處理5﹥處理6﹥處理4﹥處理1﹥處理2，且處理8、9和處理1、處理2、處理4差異達(dá)極顯著水平。處理3穗最長，最短的是處理5。其中處理3、8與處理2、處理4、處理5差異達(dá)極顯著，其余處理之間差異不顯著。穗粗由大到小依次是處理8﹥處理6﹥處理5﹥處理9﹥處理7﹥處理3﹥處理1﹥處理4﹥處理2，處理8和處理2差異達(dá)到極顯著。處理3的禿尖最長，為4 cm。禿尖最短的是處理9，處理9和處理3、處理2、處理1差異極顯著;其余處理之間差異不顯著。綜合分析表明，中單808在水肥耦合試驗處理9（土壤相對含水量為70%～80%、施磷量100 kg/hm2、施氮量150 kg/hm2、施鉀量300 kg/hm2）條件下穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)均表現(xiàn)較高，禿尖最短。

2.2.2 水肥耦合對玉米產(chǎn)量的影響

由表6可知，穗粒數(shù)最多的是處理9，處理2最少;處理3、5、7、8、9之間差異不顯著;處理1、處理2之間處理差異不顯著，但處理1、處理2均極顯著低于其余處理。處理9千粒重最重，處理2最小。且穗粒數(shù)和千粒重均在處理9條件下達(dá)到最大值，故而中單808在水肥耦合試驗處理9條件下獲得了較高的單株產(chǎn)量，處理8的單株產(chǎn)量僅次于處理9，兩者差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

在一定氮肥、鉀肥用量范圍內(nèi)，夏玉米株高、莖粗均隨灌水量的增加而有所增加，但灌水過多會影響玉米生長;當(dāng)灌水量一定的條件下，夏玉米株高、莖粗等也會隨著施肥量的增加而增加[7]。本研究表明，在各個時期進(jìn)行水肥耦合處理7、8、9的玉米株高、莖粗最優(yōu)且處理之間差異并不顯著，三個處理調(diào)虧程度均為70%～80%，說明水分對玉米的農(nóng)藝性狀具有一定的決定性作用。在土壤相對含水量40%～50%時，氮、磷、鉀肥施用量分別為300 kg/hm2、100 kg/hm2、200 kg/hm2有助于促進(jìn)玉米株高的生長;在土壤相對含水量55%～65%時，氮、磷、鉀肥的施用量分別為150 kg/hm2、150 kg/hm2、200 kg/hm2能有效促進(jìn)玉米莖粗的增大。

刑英英等[8]研究認(rèn)為作物的水肥管理是農(nóng)田管理中一個十分重要的理論問題，倘若能協(xié)調(diào)兩者關(guān)系達(dá)到最優(yōu)化時，便可能實現(xiàn)低投入、高產(chǎn)出的目標(biāo)。作物在不同生長條件下和不同生育階段，噴灑不同的灌溉水量和施用不同的肥料用量都會對產(chǎn)量形成巨大的影響[9]。王聰翔等[10]認(rèn)為在春玉米生產(chǎn)中，肥料的施用量要依據(jù)土壤含水率而定，灌水量的多少要以施肥量的高低來確定。合理的肥水配合，才能發(fā)揮最佳交互耦合作用，獲得最高產(chǎn)量，實現(xiàn)水肥資源的高效利用。劉作新等[11]研究表明，在水分條件較好的情況下，增施氮肥能大幅度提高作物產(chǎn)量，但在水分脅迫的情況下過多施用氮肥不僅增加生產(chǎn)成本，而且會加重水分脅迫程度，造成作物減產(chǎn)。本研究表明，水肥耦合試驗在70%～80%土壤相對含水量、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施鉀量300 kg/hm2條件下，亦或者在70%～80%土壤相對含水量、施氮量300 kg/hm2、施磷量150 kg/hm2、施鉀量100 kg/hm2條件下能獲得較高的單株產(chǎn)量。這與前人的研究結(jié)果基本一致[10]。

在玉米各個時期水肥耦合處理7、8、9的株高、莖粗最優(yōu)，三個處理調(diào)虧程度均為70%～80%。在土壤相對含水量40%～50%時，氮、磷、鉀肥分別施用300 kg/hm2、100 kg/hm2、200 kg/hm2能有效促進(jìn)玉米株高的生長;在土壤相對含水量55%～65%時，氮、磷、鉀肥分別施用為150 kg/hm2、150 kg/hm2、200 kg/hm2能促進(jìn)玉米莖的增大。70%～80%土壤相對含水量、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施鉀量300 kg/hm2條件下穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)均表現(xiàn)較高，禿尖最短，獲得了較高的單株產(chǎn)量。綜合分析認(rèn)為中單808最佳的水肥耦合模式是在土壤相對含水量70%～80%條件下，氮、磷、鉀肥施用量分別為150 kg/hm2、100 kg/hm2、300 kg/hm2。

參 考 文 獻(xiàn)：

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