東北半干旱區(qū)滴灌施肥條件下高產(chǎn)玉米干物質(zhì)與養(yǎng)分的積累分配特性

侯云鵬，孔麗麗，蔡紅光，劉慧濤，高玉山，王永軍，王立春

東北半干旱區(qū)滴灌施肥條件下高產(chǎn)玉米干物質(zhì)與養(yǎng)分的積累分配特性

侯云鵬，孔麗麗，蔡紅光，劉慧濤，高玉山，王永軍，王立春

（吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部東北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，長春 130033）

【】研究東北半干旱區(qū)滴灌施肥條件下，不同栽培模式的玉米群體干物質(zhì)和養(yǎng)分積累動態(tài)變化與轉(zhuǎn)運分配特征，為區(qū)域春玉米滴灌施肥高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。2014—2016年，在吉林省西部半干旱區(qū)乾安縣進行定位試驗，以農(nóng)華101為材料，在滴灌施肥條件下，分別設(shè)置農(nóng)民栽培（FP)、高產(chǎn)栽培（HY）和超高產(chǎn)栽培（SHY）3種栽培模式。研究了滴灌施肥條件下，不同栽培模式對群體干物質(zhì)和養(yǎng)分積累動態(tài)、轉(zhuǎn)運與分配特征以及產(chǎn)量構(gòu)成特性的影響。與FP模式相比，HY和SHY模式玉米產(chǎn)量顯著增加，平均增幅分別為16.0%和37.4%；穗粒數(shù)和百粒重低于FP模式，但單位面積穗數(shù)顯著高于FP模式。HY和SHY模式較FP模式顯著提高了玉米開花期至成熟期的群體干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量，并提高了開花后干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量占總生育期積累量的比例（花后干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量占總生育期積累量比例分別提高 8.0%、23.3%、10.0%、33.9%和13.8%、42.6%、21.6%、44.6%）。Logistic方程解析表明，HY和SHY模式群體干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率均高于FP模式（干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率分別提高6.9%、4.2% 和23.8%、10.9%）；且最大速率出現(xiàn)時間晚于FP模式。與FP模式相比，HY和SHY模式顯著降低了玉米開花前養(yǎng)分轉(zhuǎn)運率和轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒的貢獻率，顯著提高了開花后積累養(yǎng)分對籽粒的貢獻率。相關(guān)分析結(jié)果表明，玉米開花前后干物質(zhì)和氮、磷、鉀素積累量與籽粒產(chǎn)量均呈顯著或極顯著正相關(guān)(=0.7513—0.9840)，其中開花后群體干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量與產(chǎn)量的相關(guān)性高于開花前。與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式在提高群體干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率的同時，推遲了群體干物質(zhì)最大增長速率出現(xiàn)時間，進而使玉米開花期至成熟期有較高的干物質(zhì)與養(yǎng)分積累，同時顯著提高了玉米開花后積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率。因此，在東北半干旱區(qū)滴灌施肥條件下，通過增加種植密度，利用氮磷鉀肥料總量控制、分期調(diào)控等管理措施，保證玉米整個生育期對氮、磷、鉀養(yǎng)分的需求，是實現(xiàn)玉米產(chǎn)量進一步提高的重要途徑。

半干旱區(qū)；玉米產(chǎn)量；滴灌施肥；栽培模式；干物質(zhì)；養(yǎng)分積累轉(zhuǎn)運

0 引言

【研究意義】東北西部地區(qū)是我國典型的半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，耕地面積約3.2×105km2，地理范圍跨42—50°N，117—125°E，主要分布在遼寧、吉林、黑龍江三省的西部和內(nèi)蒙自治區(qū)的東部四盟區(qū)域，是東北重要的玉米種植區(qū)之一[1]。該區(qū)域具有較好的光熱資源，生產(chǎn)潛力大，但受早春低溫和干旱等自然因素的不利影響[2-3]，其單產(chǎn)水平較東北平均產(chǎn)量水平低20%以上[4-6]。近年來，玉米覆膜滴灌施肥作為覆膜種植與滴灌施肥相結(jié)合的一種新型節(jié)水灌溉施肥技術(shù)，被引入東北西部半干旱地區(qū)，因其在改善土壤水熱狀況、促進作物生長發(fā)育及提高水肥利用效率等方面的效果突出，已成為該區(qū)域農(nóng)業(yè)主要推廣技術(shù)之一。同時通過高產(chǎn)品種的選用和栽培措施（種植密度、肥料管理）改進[7-9]，使該區(qū)域成為東北玉米高產(chǎn)創(chuàng)建的重要地區(qū)之一。如在2012—2014年，連續(xù)3年經(jīng)農(nóng)業(yè)部玉米專家現(xiàn)場測產(chǎn)驗收，該區(qū)域小面積春玉米單產(chǎn)突破15 000 kg·hm-2超高產(chǎn)水平，其中在2016年創(chuàng)造了百畝連片15 651 kg·hm-2的高產(chǎn)記錄。然而，對當?shù)剞r(nóng)戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在覆膜滴灌施肥條件下，農(nóng)民近3年玉米產(chǎn)量在9 000—11 000 kg·hm-2（平均10 300 kg·hm-2），與覆膜滴灌施肥栽培技術(shù)玉米產(chǎn)量間存在較大差異，仍具有較大的增產(chǎn)潛力。因此，闡明吉林省西部半干旱區(qū)覆膜滴灌條件下春玉米高產(chǎn)或超高產(chǎn)栽培模式玉米干物質(zhì)與氮、磷、鉀養(yǎng)分積累與分配特點，對半干旱地區(qū)玉米進一步增產(chǎn)具有重要參考價值。【前人研究進展】近年來，許多研究者圍繞著玉米高產(chǎn)或超高產(chǎn)栽培條件下，物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收利用等方面進行了大量的研究，明確了玉米干物質(zhì)和養(yǎng)分積累轉(zhuǎn)運的多寡與高峰出現(xiàn)時間主要受不同玉米品種和栽培措施的影響。如針對不同玉米品種，齊文增等[10]和NING等[11]研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)或超高產(chǎn)玉米品種在整個生育期內(nèi)均具有較高的養(yǎng)分吸收和干物質(zhì)積累速率，特別是玉米花后養(yǎng)分吸收與向籽粒分配比例顯著高于低產(chǎn)玉米品種。針對不同栽培措施，楊吉順等[12]研究認為，玉米種植密度增加后可有效改善植株冠層結(jié)構(gòu)，提高單位面積光照截獲能力，進而提高群體干物質(zhì)生產(chǎn)能力[13]。但種植密度并非越高越好，曹勝彪等[14]研究表明，種植密度過高，使植株營養(yǎng)體氮素轉(zhuǎn)運量過大，造成植株內(nèi)部碳、氮代謝失調(diào)，引起早衰。而在適宜密度條件下，充足的養(yǎng)分供應(yīng)是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)或超高產(chǎn)的基礎(chǔ)，王宜倫等[15]指出，在玉米超高產(chǎn)條件下，玉米的養(yǎng)分積累趨勢呈“直線”型，而一般生產(chǎn)田玉米養(yǎng)分積累呈“S”型，因此肥料運籌模式滿足玉米生育后期對養(yǎng)分的需求，是玉米實現(xiàn)超高產(chǎn)的關(guān)鍵。呂鵬等[16]研究表明，在超高產(chǎn)條件下，分次施氮可顯著提高植株和籽粒中氮素積累，延長氮素積累活躍期，其中氮肥在玉米拔節(jié)期、大口喇叭期和花后按3﹕5﹕2比例投入是超高產(chǎn)夏玉米較佳氮肥運籌模式。而張仁和等[17]研究指出，實現(xiàn)玉米超高產(chǎn)不僅需要提高干物質(zhì)累積和養(yǎng)分吸收，同時調(diào)控光合產(chǎn)物和氮素向籽粒中的分配也是重要因素之一?！颈狙芯壳腥朦c】目前，關(guān)于玉米高產(chǎn)或超高產(chǎn)栽培模式下養(yǎng)分積累、轉(zhuǎn)運及分配的研究大多基于常規(guī)種植模式下進行，而針對東北半干旱地區(qū)覆膜滴灌施肥條件下，不同栽培模式玉米干物質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運及分配特性研究相對薄弱。由于地膜覆蓋使玉米生育進程加快，其養(yǎng)分吸收利用特性勢必相應(yīng)改變，滴灌施肥與常規(guī)施肥制度理論上存在差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究在東北半干旱區(qū)覆膜滴灌施肥條件下，通過研究東北半干旱區(qū)不同栽培模式對玉米干物質(zhì)與養(yǎng)分積累動態(tài)、轉(zhuǎn)運與分配的調(diào)控效應(yīng)及其與產(chǎn)量形成之間的關(guān)系，進而闡明滴灌施肥條件下不同栽培模式對春玉米群體干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累轉(zhuǎn)運特性，以期為東北半干旱區(qū)玉米滴灌施肥條件下的高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2014—2016年在吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院乾安實驗站進行。研究區(qū)域年平均氣溫5.6°C，年日照時數(shù)2 866.6 h，全年積溫2 884.5 ℃，無霜期146 d，年平均降雨量425 mm，年平均蒸發(fā)量1 500 mm以上，屬典型的半干旱區(qū)。試驗期間（2014－2016年）玉米生育期內(nèi)降水量分別為238.1、262.7和286.6 mm，≥10℃有效積溫分別為2 618、2 769和3 025°C。試驗地種植制度為玉米連作，土壤類型為淡黑鈣土，試驗起始時0—20 cm土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況為有機質(zhì)17.39 g·kg-1，水解性氮102.36 mg·kg-1，有效磷35.86 mg·kg-1，速效鉀109.38 mg·kg-1，pH 7.86。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在覆膜滴灌施肥條件下共設(shè)置農(nóng)戶栽培（FP）、高產(chǎn)栽培（HY）和超高產(chǎn)栽培（SHY）3個模式，不同模式玉米種植密度、肥料用量及各時期施肥比例見表1。試驗用氮、磷、鉀肥分別為尿素（N 46%），磷酸一銨（P2O561%；N12%）和氯化鉀（K2O 60%）。3個栽培模式均采用寬窄行種植（90 cm+40 cm），供試玉米品種為農(nóng)華101，小區(qū)面積60 m2，重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列，兩邊設(shè)有保護行。2014、2015和2016年玉米種植日期分別為5月1日、5月4日和5月7日，玉米播種后在土壤表面噴施除草劑進行封閉防草，然后鋪設(shè)滴灌帶與覆蓋地膜。滴灌帶鋪設(shè)于寬行中間，每條滴灌帶澆灌2行玉米。處理間灌水量與次數(shù)一致，維持正常生長所需水分。每小區(qū)配獨立施肥罐，試驗選用18 L壓差式施肥罐，施肥開始前按各處理所需氮、磷、鉀肥分別加入各小區(qū)施肥罐，將施肥罐充滿水后充分攪拌，使其完全溶解。施肥前先滴清水30 min，然后打開施肥閥施肥，施肥時間為120 min，施肥后繼續(xù)滴清水30 min。收獲日期分別為10月4日、9月30日和10月2日。其他田間管理按常規(guī)生產(chǎn)大田進行。

表1 不同栽培模式下玉米種植密度、肥料用量及各時期施肥比例

農(nóng)戶栽培模式（FP）：N-P2O5-K2O=70%-100%-100%（基肥）、30%-0-0（拔節(jié)期）；高產(chǎn)栽培模式（HY）：N-P2O5-K2O=20%-40%-30%（基肥）、30%-20%-30%（拔節(jié)期）、20%-20%-20%（大喇叭口期）、20%-10%-20%（開花期）、10%-10%-0（灌漿期）；超高產(chǎn)栽培模式（SHY）：N-P2O5-K2O=10%-50%-30%（基肥）、20%-10%-20%（拔節(jié)期）、20%-10%-25%（大喇叭口期）、20%-10%-25%（開花期）、20%-15%-10%（灌漿期）、10%-5%-5%（乳熟期）；V6：拔節(jié)期；V12：大喇叭口期；VT：開花期；R3：灌漿期；R4：乳熟期

FP: N-P2O5-K2O=70%-100%-100% (Basal fertilizer), 30%-0-0 (V6); HY: N-P2O5-K2O=20%-40%-30% (Basal fertilizer), 30%-20%-30% (V6), 20%-20%-20% (V12), 20%-10%-20% (VT), 10%-10%-0 (R3)；SHY: N-P2O5-K2O=10%-50%-30% (Basal fertilizer), 20%-10%-20% (V6), 20%-10%-25% (V12), 20%-10%- 25% (VT), 20%-15%-10% (R3), 10%-5%-5% (R4)；V6: Jointing stage; V12: Trumpeting stage; VT: Flowering stage; R3: Filling stage; R4: Milking stage

1.3 樣品采集與測定

在玉米苗期（V3）、拔節(jié)期（V6）、大喇叭口期（V12）、開花期（VT）、灌漿期（R3）和成熟期（PM）采集不同處理具有代表性玉米植株5株，分解為莖稈和籽粒兩部分。105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒重后進行稱重并粉碎，采用硫酸-雙氧水消煮，凱氏法測定全氮含量，鉬銻抗比色法測定全磷含量，火焰光度法測定全鉀含量。

1.4 參數(shù)計算與統(tǒng)計分析

收獲指數(shù)（HI）=籽粒干物質(zhì)量/地上部干物質(zhì)量；

植株氮（磷、鉀）素積累量（kg·hm-2）= 各時期干物質(zhì)量（kg·hm-2）×氮（磷、鉀）素含量（%）；

轉(zhuǎn)運量（kg·hm-2）=開花期地上部氮（磷、鉀）積累量（kg·hm-2）-成熟期地上部營養(yǎng)器官氮（磷、鉀）積累量（kg·hm-2）；

轉(zhuǎn)運率（%）=氮（磷、鉀）轉(zhuǎn)運量/開花期地上部氮（磷、鉀）積累量×100；

轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率（%）=花前營養(yǎng)器官氮（磷、鉀）轉(zhuǎn)運量/籽粒氮（磷、鉀）積累量×100；

積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率（%）=100%-花前營養(yǎng)器官氮（磷、鉀）轉(zhuǎn)運量/籽粒氮、磷、鉀積累量×100；

采用Logistic 方程Y=K/（1+aebt）擬合玉米干物質(zhì)增長過程中最大干物質(zhì)增長速率及其出現(xiàn)的天數(shù)。式中，Y為干物質(zhì)積累量，t為時間（d），a、b為待定參數(shù)，K為干物質(zhì)積累量理論最大值。對擬合方程求導(dǎo)數(shù)，可得Ymax=-k×b/4，對應(yīng)時間為tmax=-lna/b，k/1+a相當于曲線的截距。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel進行處理，用SAS 9.0軟件進行兩因素（年份和栽培處理）方差分析，處理間多重比較采用LSD-test法；用SigmaPlot 10.0軟件制圖。

2 結(jié)果

2.1 不同栽培模式玉米產(chǎn)量、收獲指數(shù)及其構(gòu)成因素的比較

由表2可知，栽培模式對玉米產(chǎn)量影響顯著，對收獲指數(shù)影響不顯著，年份對產(chǎn)量影響顯著，對收獲指數(shù)影響不顯著，而栽培模式和年份僅對產(chǎn)量表現(xiàn)出顯著的交互效應(yīng)。與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式增產(chǎn)顯著，平均增幅分別為16.0%和37.4%，差異均達顯著水平（＜0.05）。而不同栽培模式間收獲指數(shù)差異不顯著（＞0.05）。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，除穗數(shù)外，栽培模式和年份顯著或極顯著影響穗粒數(shù)和百粒重，其中栽培模式和年份對穗粒數(shù)表現(xiàn)出顯著的交互作用。與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式穗數(shù)顯著增加（＜0.05），而穗粒數(shù)和百粒重差異未達顯著水平（＞0.05）。

2.2 不同栽培模式干物質(zhì)積累動態(tài)與分配

2.2.1 不同栽培模式干物質(zhì)積累動態(tài) 從不同生育階段植株干物質(zhì)積累動態(tài)變化可看出（圖1），不同栽培模式下，苗期至大喇叭口期干物質(zhì)積累量之間無顯著差異（＞0.05），開花期至成熟期，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式玉米干物質(zhì)積累量顯著高于農(nóng)戶栽培模式（＜0.05），并隨著生育進程的推進差距加大，平均增幅依次為8.8%和22.4%（開花期）、10.8%和26.9%（灌漿期）、15.2%和35.6%（成熟期）。這表明農(nóng)戶栽培模式僅有利于玉米生育前期干物質(zhì)積累，而高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式可使玉米生育中后期保持較高的干物質(zhì)積累速率，顯著提高開花期至成熟期干物質(zhì)積累量。

表3顯示，栽培模式對干物質(zhì)平均增長速率、最大增長速率以及最大增長速率出現(xiàn)天數(shù)影響顯著，年份對干物質(zhì)平均增長速率、最大增長速率以及最大增長速率出現(xiàn)天數(shù)影響均不顯著，且年份和栽培模式兩因素間的交互作用對干物質(zhì)平均增長速率、最大增長速率以及最大增長速率出現(xiàn)天數(shù)影響不顯著。不同栽培模式干物質(zhì)積累可用Logistic回歸方程較好地擬合（2=0.994—0.998）。Logistic方程解析不同栽培模式，發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率均高于農(nóng)戶栽培模式，其中干物質(zhì)最大增長速率平均增幅分別為6.9%和23.8%，平均增長速率平均增幅分別為15.2%和35.6%；且超高產(chǎn)栽培模式干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率提高幅度達顯著水平（＜0.05）。從干物質(zhì)最大增長速率出現(xiàn)時間來看，農(nóng)戶栽培模式干物質(zhì)最大增長速率出現(xiàn)時間最早，較高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式干物質(zhì)最大增長速率出現(xiàn)時間平均提前3.9 d和5.7 d，其中超高產(chǎn)栽培模式與農(nóng)戶栽培模式差異達顯著水平（＜0.05）。

表2 不同栽培模式玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示在同一年份5%水平上差異顯著。T：處理；Y：年份；NS、*和 **分別表示無顯著差異及在0.05和0.01水平上差異顯著。下同

Values followed by different letters in the same column are significantly different at 0.05 level of the same year. T: Treatment; Y: Year; NS, *, ** indicate non-significant or significant at 0.05 or 0.01 level, respectively. The same as below

V3：苗期；V6：拔節(jié)期；V12：大喇叭口期；VT：開花期；R3：灌漿期；PM：成熟期。下同

2.2.2 不同栽培模式玉米干物質(zhì)分配比例 從不同栽培模式下玉米開花前后干物質(zhì)量所占整個干物質(zhì)量比例看出（圖2），與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式在開花期至成熟期，干物質(zhì)積累量占總干重比例提高幅度均達顯著水平（＜0.05），平均增幅分別為8.0%和13.8%。

表3 不同栽培模式玉米干物質(zhì)積累速率的Logistic方程回歸分析

不同的小寫字母表示0.05水平差異顯著（P＜0.05）。下同 Different letters indicate significant differences at 0.05 level. The same as below

2.3 不同栽培模式玉米氮、磷、鉀積累動態(tài)與分配

2.3.1 不同栽培模式玉米氮、磷、鉀積累動態(tài) 不同生育階段植株氮、磷、鉀養(yǎng)分積累動態(tài)變化可以看出（圖3），不同栽培模式下，苗期至大喇叭口期氮、磷、鉀積累量之間無顯著差異（＞0.05）。開花期至成熟期，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式氮、磷、鉀積累量顯著高于農(nóng)戶栽培模式（＜0.05），并隨生育進程的推進差距增大，其中高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式氮素平均增幅依次為8.2%和25.0%（開花期）、15.4%和39.4%（灌漿期）、17.5%和54.0%（成熟期）；磷素平均增幅依次為10.6%和19.5%（開花期）、12.9%和26.2%（灌漿期）、15.3%和31.3%（成熟期）；鉀素平均增幅依次為10.1%和22.8%（開花期）、13.7%和27.9%（灌漿期）、14.6%和30.4%（成熟期）。表明農(nóng)戶栽培模式僅有利于玉米生育前期氮、磷、鉀養(yǎng)分積累，而高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式可使玉米生育中后期保持較高的氮、磷、鉀積累速率，顯著提高開花期至成熟期氮、磷、鉀積累量。

圖3 不同栽培模式下玉米地上部不同生育階段氮、磷、鉀吸收量

2.3.2 不同栽培模式氮、磷、鉀分配比例 不同栽培模式下玉米開花前后氮、磷、鉀養(yǎng)分積累占整個植株氮、磷、鉀積累總量比例表明（圖4），與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式開花期至成熟期氮、磷、鉀積累量占整個植株氮、磷、鉀積累總量比重的提高幅度均達顯著水平（＜0.05），平均增幅分別為23.3%、10.0%、33.9%和42.6%、21.6%、44.6%。

2.4 不同栽培模式玉米植株體內(nèi)氮、磷、鉀的轉(zhuǎn)運

由表4可知，栽培模式對養(yǎng)分轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率、轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率和積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率影響顯著，年份對養(yǎng)分轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率影響顯著，對轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率和積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率影響不顯著，而栽培模式和年份僅對養(yǎng)分轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運率表現(xiàn)出顯著的交互作用。不同栽培模-------式下，氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運量無顯著差異（＞0.05），而高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運率和轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率顯著低于農(nóng)戶栽培模式，其中氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運率平均降幅依次為10.6%、9.9%、14.8%和12.8%、10.5%、17.6%；氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率平均降幅依次為15.5%、8.5%、20.9%和25.4%、14.3%、27.8%。但高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率顯著高于農(nóng)戶栽培模式，平均增幅依次為26.3%、16.3%、27.3%和43.0%、27.3%、36.3%。這說明農(nóng)戶栽培模式主要通過增加花后植株體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分轉(zhuǎn)運來提高籽粒養(yǎng)分積累量，而高產(chǎn)栽培模式和超高產(chǎn)栽培模式主要通過提高花后植株氮、磷、鉀積累來增加籽粒養(yǎng)分積累量。

圖4 不同栽培模式玉米開花前后地上部氮、磷、鉀積累量占整株氮、磷、鉀比例

2.5 玉米開花前后地上部氮、磷、鉀與產(chǎn)量間的相關(guān)性分析

對玉米開花前（苗期—開花期）和開花后（開花期—成熟期）地上部群體干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量與產(chǎn)量間進行相關(guān)性分析（圖5），結(jié)果表明，玉米花前和花后干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量與產(chǎn)量間均呈顯著正相關(guān)，但開花后干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量線性方程的相關(guān)系數(shù)（=0.9840**、0.9305**、0.8429**、0.9171**）均高于花前（=0.9276**、0.9022**、0.7513**、0.9011**），表明玉米開花后群體干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量的提高與產(chǎn)量更密切相關(guān)。

表4 不同栽培模式植株氮、磷、鉀的轉(zhuǎn)運

圖5 玉米開花前后玉米干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累量與產(chǎn)量間的相關(guān)性

3 討論

3.1 滴灌施肥條件下高產(chǎn)玉米產(chǎn)量形成特征

前人的相關(guān)研究指出，擴大庫容量是玉米實現(xiàn)高產(chǎn)和超高產(chǎn)的前提，而群體庫容是由群體穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重共同形成[18-19]。魏廷邦等[20]研究表明，玉米群體穗數(shù)和每穗粒數(shù)對玉米產(chǎn)量的貢獻率最高，粒重的提高對玉米增產(chǎn)效果并不明顯。可見增密是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)的重要途徑。然而隨著種植密度增加，玉米穗粒數(shù)和粒重勢必下降[14]。因此，如何在提高密度的前提下，維持較高的庫容（穗粒數(shù)、粒重）是作物高產(chǎn)的關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明，農(nóng)戶模式下，玉米平均產(chǎn)量為11 455 kg·hm-2。而高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式平均產(chǎn)量分別較農(nóng)戶模式增加16.0%和37.4%。從產(chǎn)量構(gòu)成看，高產(chǎn)栽培和超高產(chǎn)栽培模式的玉米單穗粒數(shù)和粒重較農(nóng)戶模式略有下降，但差異不顯著，而群體穗數(shù)顯著提高。說明在滴灌施肥條件下，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式通過提高玉米種植密度，截獲更多的太陽輻射，提高群體生產(chǎn)力[21]。但也有研究指出，作物增密后會導(dǎo)致養(yǎng)分競爭加劇，影響葉片的光合生產(chǎn)能力[14]。然而本研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式通過合理的氮磷鉀養(yǎng)分配比以及分次后移等措施，使玉米養(yǎng)分需求與供肥時空匹配，在促進碳水化合物合成和干物質(zhì)積累的同時，提高同化物的生長和光合產(chǎn)物向穗部的轉(zhuǎn)運，使庫容（穗粒數(shù)、百粒重）增加，進而顯著提高玉米產(chǎn)量，前人在高產(chǎn)或超高產(chǎn)下產(chǎn)量水平下的研究結(jié)果也支持本研究結(jié)論[10,19,22-23]。

3.2 滴灌施肥條件下高產(chǎn)玉米群體干物質(zhì)和養(yǎng)分積累分配

生物產(chǎn)量（群體干物質(zhì)積累）決定著玉米產(chǎn)量[24]，而氮磷鉀養(yǎng)分積累是干物質(zhì)積累的基礎(chǔ)[25]，也是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。黃智鴻等[26]研究指出，籽粒產(chǎn)量很大程度上取決于玉米生育后期的光合能力，增加作物開花后群體物質(zhì)與養(yǎng)分積累[27-28]，是作物獲得高產(chǎn)的重要途徑。但也有研究表明，雖然花前物質(zhì)貢獻率相對較低，但它是決定花后能否進行高效物質(zhì)生產(chǎn)的前提條件[29]，由于拔節(jié)至開花階段是穗分化的主要時期，干物質(zhì)積累量也在一定程度上影響穗分化質(zhì)量[30]，而穗分化質(zhì)量直接影響玉米穗粒數(shù)。而在養(yǎng)分管理方面能否滿足玉米花前對養(yǎng)分的需求并延續(xù)作用至玉米生長后期，是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵。本研究中，從開花期開始，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式干物質(zhì)和氮磷鉀積累量顯著高于農(nóng)戶栽培模式，并隨生育進程的推進差距增大，最終顯著提高了玉米花后干物質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分所占比例，說明在營養(yǎng)體建成期間建立一個高效的群體結(jié)構(gòu)，可促進花后光合物質(zhì)生產(chǎn)和養(yǎng)分積累，提高玉米花后干物質(zhì)和氮磷鉀分配比例。這與前人的研究結(jié)果類似[10]。然而關(guān)于玉米超高產(chǎn)水平下開花前后氮素積累比例，王永軍[31]研究指出，夏玉米在超高產(chǎn)條件下玉米花前和花后氮素吸收比例為52﹕48；高炳德等[32]研究表明，在內(nèi)蒙古中部灌溉玉米地區(qū)，玉米產(chǎn)量水平在14 000—16 000 kg·hm-2下，玉米開花前后氮素吸收比例為72﹕28，而本研究發(fā)現(xiàn)超高產(chǎn)水平條件下的玉米開花前后氮素平均積累比例為60﹕40，介于前人的研究結(jié)果之間，可見在玉米開花前后氮素積累比例在不同玉米品種、環(huán)境及栽培措施條件下差異很大。同時本研究發(fā)現(xiàn)，玉米開花前后群體干物質(zhì)和氮磷鉀積累與玉米產(chǎn)量均呈顯著或極顯著的正相關(guān)，也進一步說明玉米營養(yǎng)體建成階段物質(zhì)與氮磷鉀積累對玉米產(chǎn)量形成也具有重要作用。

另外，與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式可顯著提高玉米群體干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率，并且推遲干物質(zhì)最大增長速率出現(xiàn)天數(shù)。其原因在于高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式對肥料進行精確管理，在保證開花前養(yǎng)分供應(yīng)的前提下，適當增加灌漿期和乳熟期養(yǎng)分供應(yīng)，顯著提高開花后葉片中超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和可溶性蛋白含量[13,21]，延緩葉片衰老，使植株生長后期仍然保持較高的光合作用[11]，增強光合效率及光合物質(zhì)的生產(chǎn)能力，進而提高玉米花后干物質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分所占比例，為庫器官籽粒的同化物積累奠定了基礎(chǔ)。

3.3 滴灌施肥條件下高產(chǎn)玉米群體養(yǎng)分轉(zhuǎn)運特性

籽粒氮、磷、鉀養(yǎng)分積累是由吐絲前營養(yǎng)體積累養(yǎng)分轉(zhuǎn)移和吐絲后營養(yǎng)體養(yǎng)分積累共同作用的結(jié)果[35]，而養(yǎng)分轉(zhuǎn)移量取決于吐絲前氮、磷、鉀養(yǎng)分在營養(yǎng)器官積累的多寡和轉(zhuǎn)移效率[33]。前人研究指出，籽粒養(yǎng)分中54.5%—60.6%的氮、56.0%— 85.8%的磷及52.4%—100.0%的鉀依賴于營養(yǎng)體的轉(zhuǎn)運[34]，而營養(yǎng)體氮、磷、鉀積累量對籽粒的貢獻率在不同品種特性、生態(tài)環(huán)境及栽培措施條件下存在很大差異[10,13,22,30,35-36]。本研究結(jié)果表明，農(nóng)戶栽培模式平均氮、磷、鉀轉(zhuǎn)運養(yǎng)分對籽粒貢獻率分別達62.9%、65.6%和56.6%，顯著高于高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式，而花后積累養(yǎng)分對籽粒貢獻率則顯著低于高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式?？梢?，在本試驗條件下，農(nóng)戶栽培模式由于氮肥在玉米拔節(jié)期一次性追施，造成玉米開花后養(yǎng)分供應(yīng)不足，促使營養(yǎng)體中養(yǎng)分加速運出，進而提高了花前儲藏養(yǎng)分對籽粒養(yǎng)分貢獻率。而高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式玉米開花后仍保持較高的養(yǎng)分積累，這些養(yǎng)分主要供給穗部，使開花后積累養(yǎng)分對籽粒養(yǎng)分貢獻率顯著提高。楊恒山等[37]研究指出，作物開花后養(yǎng)分被過多的轉(zhuǎn)運，會影響作物后期葉片光合產(chǎn)物的生產(chǎn)，導(dǎo)致葉片衰老加快，灌漿速率下降，限制產(chǎn)量的提高；而養(yǎng)分轉(zhuǎn)運過低，不利于籽粒充實，玉米難以達到高產(chǎn)水平。因此，通過適宜的肥料運籌方式，調(diào)節(jié)玉米花前花后養(yǎng)分積累，保持源庫協(xié)調(diào)，使養(yǎng)分轉(zhuǎn)移量和開花后養(yǎng)分積累協(xié)同增加，對提高作物產(chǎn)量具有重要作用。

4 結(jié)論

東北半干旱區(qū)滴灌施肥條件下，與農(nóng)戶栽培模式相比，高產(chǎn)和超高產(chǎn)栽培模式可顯著提高玉米生育期內(nèi)干物質(zhì)最大增長速率和平均增長速率，并推遲了其出現(xiàn)天數(shù)；使得開花期至成熟期干物質(zhì)量和養(yǎng)分積累量顯著增加，最終顯著提高了玉米花后干物質(zhì)和氮、磷、鉀積累比例。因此，通過增加種植密度，利用氮磷鉀肥料總量控制、分期調(diào)控等管理措施，保證玉米整個生育期尤其是后期對氮、磷、鉀養(yǎng)分需求的供應(yīng)，是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)或超高產(chǎn)的重要途徑。

[1] 李文, 王鑫, 劉迎春, 溫暖. 東北西部半干旱區(qū)甜菜高產(chǎn)高效栽培數(shù)學(xué)模型. 中國糖料, 2010(4): 9-13, 18.

Li W, Wang X, Liu Y C, Wen N. Mathematical model of high yield and high efficiency cultivation of sugarbeet in Northeast semi-arid area., 2010(4): 9-13, 18. (in Chinese)

[2] 高強, 蔡紅光, 黃立華, 汪涓涓. 吉林省半干旱地區(qū)春玉米連作體系氮素平衡研究. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2009, 37(8): 127-132.

Gao Q, Cai H G, Huang L H, Wang J J. Study on soil nitrogen balance of spring maize continuous cropping in semi-arid area of Jilin province., 2009, 37(8): 127-132. (in Chinese)

[3] 侯云鵬, 孔麗麗, 李前, 尹彩俠, 秦裕波, 于雷, 王立春, 謝佳貴. 滴灌施氮對春玉米氮素吸收、土壤無機氮含量及氮素平衡的影響. 水土保持學(xué)報, 2018, 32(1): 238-245.

Hou Y P, Kong L L, Li Q, Yin C X, Qin Y B, Yu L, Wang L C, Xie J G. Effects of drip irrigation with nitrogen on nitrogen uptake, soil inorganic nitrogen content and nitrogen balance of spring maize., 2018, 32(1): 238-245. (in Chinese)

[4] 李楠楠. 黑龍江半干旱區(qū)玉米膜下滴灌水肥耦合模式試驗研究[D]. 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.

Li N N. Coupling effects of between water and nitrogen of corn on drip irrigation under plastic film in semiarid region of Heilongjiang province[D]. Haerbin: Northeast Agricultural University, 2010. (in Chinese)

[5] 張忠學(xué), 曾賽星. 東北半干旱抗旱灌溉區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)理論與實踐. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2005.

Zhang Z X, Zeng S X.. Beijing: China Agricultural Press, 2005. (in Chinese)

[6] 趙炳南, 朱風(fēng)文, 楊威, 劉瑩. 吉林省西部半干旱區(qū)玉米灌溉現(xiàn)狀分析及對策. 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 35(6): 8-10, 15.

Zhao B N, Zhu F W, Yang W, Liu Y. Current status and strategies of maize irrigation in semi-arid area of western Jilin province., 2010, 35(6): 8-10, 15. (in Chinese)

[7] 高玉山, 竇金剛, 劉慧濤, 孫毅, 任軍, 閆孝貢. 吉林省半干旱區(qū)玉米超高產(chǎn)品種、密度與產(chǎn)量關(guān)系研究. 玉米科學(xué), 2007, 15(1): 120-122.

Gao Y S, Dou J G, Liu H T, Sun Y, Ren J, Yan X G. Research on relationship of varieties, densities and yield constitute factor for super high-yielding maize in semi-arid region of Jilin province., 2007, 15(1): 120-122. (in Chinese)

[8] 侯云鵬, 孔麗麗, 李前, 尹彩俠, 秦裕波, 于雷, 王立春, 王蒙. 覆膜滴灌條件下氮肥運籌對玉米氮素吸收利用和土壤無機氮含量的影響. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2018, 26(9): 1378-1387.

Hou Y P, Kong L L, Li Q, Yin C X, Qin Y B, Yu L, Wang L C, Wang M. Effects of nitrogen fertilizer management on nitrogen absorption, utilization and soil inorganic nitrogen content under film mulch drip irrigation of maize., 2018, 26(9): 1378-1387. (in Chinese)

[9] 張磊, 王立春, 孔麗麗, 楊建, 謝佳貴, 侯云鵬. 不同施肥模式下春玉米養(yǎng)分吸收利用和土壤養(yǎng)分平衡研究. 土壤通報, 2017, 48(5): 1169-1176.

Zhang L, Wang L C, Kong L L, Yang J, Xie J G, Hou Y P. Nutrient utilization and soil nutrient balance of spring maize under different fertilizer application modes., 2017, 48(5): 1169-1176. (in Chinese)

[10] 齊文增, 陳曉璐, 劉鵬, 劉惠惠, 李耕, 邵立杰, 王飛飛, 董樹亭, 張吉旺, 趙斌. 超高產(chǎn)夏玉米干物質(zhì)與氮、磷、鉀養(yǎng)分積累與分配特點. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2013, 19(1): 26-36.

Qi W Z, Chen X L, Liu P, Liu H H, Li G, Shao L J, Wang F F, Dong S T, Zhang J W, Zhao B. Characteristics of dry matter, accumulation and distribution of N, P and K of super-high-yield summer maize., 2013, 19(1): 26-36. (in Chinese)

[11] Ning P, Li S, Yu P, Zhang Y, Li C. Post-silking accumulation and partitioning of dry matter, nitrogen, phosphorus and potassium in maize varieties in leaf longevity., 2013, 144: 19-27.

[12] 楊吉順, 高輝遠, 劉鵬, 李耕, 董樹亭, 張吉旺, 王敬鋒. 種植密度和行距配置對超高產(chǎn)夏玉米群體光合特性的影響. 作物學(xué)報, 2010, 36(7): 1226-1233.

Yang J S, Gao H Y, Liu P, Li G, Dong S T, Zhang J W, Wang J F. Effects of planting density and row spacing on canopy apparent photosynthesis of high-yield summer corn., 2010, 36(7): 1226-1233. (in Chinese)

[13] 張玉芹, 楊恒山, 高聚林, 張瑞富, 王志剛, 徐壽軍, 范秀艷, 楊升輝. 超高產(chǎn)春玉米冠層結(jié)構(gòu)及其生理特性. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 44(21): 4367-4376.

Zhang Y Q, Yang H S, Gao J L, Zhang R F, Wang Z G, Xu S J, Fan X Y, Yang S H. Study on canopy structure and physiological characteristics of super-high yield spring maize., 2011, 44(21): 4367-4376. (in Chinese)

[14] 曹勝彪, 張吉旺, 董樹亭, 劉鵬, 趙斌, 楊今勝. 施氮量和種植密度對高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量和氮素利用效率的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2012, 18(6): 1343-1353.

Cao S B, Zhang J W, Dong S T, Liu P, Zhao B, Yang J S. Effects of nitrogen rate and planting density on grain yield and nitrogen utilization efficiency of high yield summer maize., 2012, 18(6): 1343-1353. (in Chinese)

[15] 王宜倫, 李潮海, 何萍, 金繼運, 韓燕來, 張許, 譚金芳. 超高產(chǎn)夏玉米養(yǎng)分限制因子及養(yǎng)分吸收積累規(guī)律研究. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2010, 16(3): 559-566．

Wang Y L, Li C H, He P, Jin J Y, Han Y L, Zhang X, Tan J F. Nutrient restrictive factors and accumulation of super-high-yield summer maize., 2010, 16(3): 559-566. (in Chinese)

[16] 呂鵬, 張吉旺, 劉偉, 楊今勝, 劉鵬, 董樹亭, 李登海. 施氮時期對超高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量及氮素吸收利用的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2011, 17(5): 1099-1107.

Lü P, Zhang J W, Liu W, Yang J S, Liu P, Dong S T, Li D H. Effects of nitrogen application dates on yield and nitrogen use efficiency of summer maize in super-high yield conditions., 2011, 17(5): 1099-1107. (in Chinese)

[17] 張仁和, 王博新, 楊永紅, 楊曉軍, 馬向峰, 張興華, 郝引川, 薛吉全. 陜西灌區(qū)高產(chǎn)春玉米物質(zhì)生產(chǎn)與氮素積累特性. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 50(12): 2238-2246.

Zhang R H, Wang B X, Yang Y H, Yang X J, Ma X F, Zhang X H, Hao Y C, Xue J Q. Characteristics of dry matter and nitrogen accumulation for high-yielding maize production under irrigated conditions of Shaanxi., 2017, 50(12): 2238-2246. (in Chinese)

[18] 王曉燕, 韋還和, 張洪程, 孫健, 張建民, 李超, 陸惠斌, 楊筠文, 馬榮榮, 許久夫, 王玨, 許躍進, 孫玉海. 水稻甬優(yōu)12 產(chǎn)量13.5 t·hm-2以上超高產(chǎn)群體的生育特征. 作物學(xué)報, 2014, 40(12): 2149-2159.

Wang X Y, Wei H H, Zhang H C, Sun J, Zhang J M, Li C, Lu H B, Yang J W, Ma R R, Xu J F, Wang J, Xu Y J, Sun Y H. Population characteristics for super-high yielding hybrid rice Yongyou 12 (>13.5 t·ha–1)., 2014, 40(12): 2149-2159. (in Chinese)

[19] Chen Y L, Xiao C X, Wu D L, Xia T T, Chen Q W, Chen F J, Yuan L X, Mi G H. Effects of nitrogen application rate on grain yield and grain nitrogen concentration in two maize hybrids with contrasting nitrogen remobilization efficiency., 2015, 62: 79-89.

[20] 魏廷邦, 胡發(fā)龍, 趙財, 馮福學(xué), 于愛忠, 劉暢, 柴強. 氮肥后移對綠洲灌區(qū)玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量構(gòu)成的調(diào)控效應(yīng). 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 50(15): 2916-2927.

Wei T B, Hu F L, Zhao C, Feng F X, Yu A Z, Liu C, Chai Q. Response of dry matter accumulation and yield components of maize under N-fertilizer postponing application in oasis irrigation Areas., 2017, 50(15): 2916-2927. (in Chinese)

[21] 王楷, 王克如, 王永宏, 趙健, 趙如浪, 王喜梅, 李健, 梁明晰, 李少昆. 密度對玉米產(chǎn)量（＞15 000 kg·hm-2）及其產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(16): 3437-3445.

Wang K, Wang K R, Wang Y H, Zhao J, Zhao R L, Wang X M, Li J, Liang M X, Li S K. Effects of density on maize yield and yield components., 2012, 45(16): 3437-3445. (in Chinese)

[22] 宮香偉, 韓浩坤, 張大眾, 李境, 王孟, 薛志和, 楊璞, 高小麗, 馮佰利. 氮肥運籌對糜子生育后期干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運及葉片氮素代謝的調(diào)控效應(yīng). 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 51(6): 1045-1056.

Gong X W, Han H K, Zhang D Z, Li J, Wang M, Xue Z H, Yang P, Gao X L, Feng B L. Effects of nitrogen fertilizer on dry matter accumulation, transportation and nitrogen metabolism in functional leaves of broomcorn millet at late growth stage., 2018, 51(6): 1045-1056. (in Chinese)

[23] Nakano H, Morita S, Kitagawa H, Wada H, Takahashi M. Grain yield response to planting density in forage rice with a large number of spikelets., 2012, 52(1): 345-350.

[24] 李向嶺, 趙明, 李從鋒, 葛均筑, 侯海鵬, 李琦, 侯立白. 播期和密度對玉米干物質(zhì)積累動態(tài)的影響及其模型的建立. 作物學(xué)報, 2010, 36(12): 2143-2153.

Li X L, Zhao M, Li C F, Ge J Z, Hou H P, Li Q, Hou L B. Effect of sowing-date and planting density on dry matter accumulation dynamic and establishment of its simulated model in maize., 2010, 36(12): 2143-2153. (in Chinese)

[25] 侯云鵬, 楊小丹, 楊建, 孔麗麗, 尹彩俠, 秦裕波, 于雷, 譚國波, 謝佳貴. 不同施肥模式下玉米氮、磷、鉀吸收利用特性研究. 玉米科學(xué), 2017, 25(5): 128-135.

Hou Y P, Yang X D, Yang J, Kong L L, Yin C X, Qin Y B, Yu L, Tan G B, Xie J G. Research on absorption and utilization characteristics of N, P and K under different fertilization modes., 2017, 25(5): 128-135. (in Chinese)

[26] 黃智鴻, 王思遠, 包巖, 梁煊赫, 孫剛, 申林, 曹洋, 吳春勝. 超高產(chǎn)玉米品種干物質(zhì)積累與分配特點的研究. 玉米科學(xué), 2007, 15(3): 95-98.

Huang Z H, Wang S Y, Bao Y, Liang X H, Sun G, Shen L, Cao Y, Wu C S.Studies on dry Matter accumulation and distributive characteristic in super high-yield maize., 2007, 15(3): 95-98. (in Chinese)

[27] 劉偉, 張吉旺, 呂鵬, 楊今勝, 劉鵬, 董樹亭, 李登海, 孫慶泉. 種植密度對高產(chǎn)夏玉米登海661產(chǎn)量及干物質(zhì)積累與分配的影響. 作物學(xué)報, 2011, 37(7): 1301-1307.

Liu W, Zhang J W, Lü P, Yang J S, Liu P, Dong S T, Li D H, Sun Q Q.Effect of plant density on grain yield dry matter accumulation and partitioning in summer maize cultivar Denghai 661., 2011, 37(7): 1301-1307. (in Chinese)

[28] 張法全, 王小燕, 于振文, 王西芝, 白洪立. 公頃產(chǎn)10000kg小麥氮素和干物質(zhì)積累與分配特性. 作物學(xué)報, 2009, 35(6): 1086-1096.

Zhang F Q, Wang X Y, Yu Z W, Wang X Z, Bai H L. Characteristics of accumulation and distribution of nitrogen and dry matter in wheat at yield level of ten thousand kilograms per hectare., 2009, 35(6): 1086-1096. (in Chinese)

[29] 李朝蘇, 湯永祿, 吳春, 吳曉麗, 黃鋼, 何剛, 郭大明. 施氮量對四川盆地小麥生長及灌漿的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2015, 21(4): 873-883.

Li C S, Tang Y L, Wu C, Wu X L, Huang G, He G, Guo D M. Effect of N rate on growth and grain filling of wheat in Sichuan basin., 2015, 21(4): 873-883. (in Chinese)

[30] 湯永祿, 李朝蘇, 吳春, 吳曉麗, 黃鋼, 何剛. 四川盆地單產(chǎn)9000kg hm-2以上超高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與干物質(zhì)積累特點. 作物學(xué)報, 2014, 40(1): 134-142.

Tang Y L, Li C S, Wu C, Wu X L, Huang G, He G.Yield component and dry matter accumulation in wheat varieties with 9000 kg ha?1yield potential in Sichuan basin., 2014, 40(1): 134-142. (in Chinese)

[31] 王永軍. 超高產(chǎn)夏玉米群體質(zhì)量與個體生理功能研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008.

Wang Y J. Study on population quality and individual physiology function of super high-yielding maize (L.)[D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2008. (in Chinese)

[32] 高炳德, 李江遐, 周燕輝, 趙利梅. 內(nèi)蒙古平原灌區(qū)公頃產(chǎn)量13.7t-15.9t不同品種春玉米氮、磷、鉀吸收規(guī)律研究. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2000(S1): 62-71.

Gao B D, Li J X, Zhou Y H, Zhao L M. Study of the law of nitrogen-phosphate-potassium fertilizer absorption of 13.7-15.9 t/hm2yield with different varieties of spring maize on the irrigated plain in Inner Mongolia., 2000(S1): 62-71. (in Chinese)

[33] CIAMPITT I A, TONY J V. Physiological perspectives of changes over time in maize yield dependency on nitrogen uptake and associated nitrogen efficiencies. A review., 2012, 133: 48-67.

[34] 李文娟, 何萍, 金繼運. 鉀素營養(yǎng)對玉米生育后期干物質(zhì)和養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2009, 15(4): 799-807.

Li W J, HE P, Jin J Y. Potassium nutrition on dry matter and nutrients accumulation and translocation at reproductive stage of maize., 2009, 15(4): 799-807. (in Chinese)

[35] 葛均筑, 展茗, 趙明, 李建鴿, 李淑婭, 田少陽. 一次性施肥對長江中游春玉米產(chǎn)量及養(yǎng)分利用效率的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2013, 19(5): 1073-1082.

Ge J Z, Zhan M, Zhao M, Li J G, Li S Y, Tian S Y. Effects of single basal fertilization on yield and nutrient use efficiencies of spring maize in the middle reaches of Yangtze River., 2013, 19(5): 1073-1082. (in Chinese)

[36] Gallais A, Coque M, Quillere I, Prioul J L, Hirel B.Modelling postsilking nitrogen fluxes in maize () using15N-labelling field experiments., 2006, 172(4): 696-707.

[37] 楊恒山, 張玉芹, 徐壽軍, 李國紅, 高聚林, 王志剛. 超高產(chǎn)春玉米干物質(zhì)及養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運特征. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2012, 18(2): 315-323.

Yang H S, Zhang Y Q, Xu S J, Li G H, Gao J L, Wang Z G. Characteristics of dry matter and nutrient accumulation and translocation of super-high-yield spring maize., 2012, 18(2): 315-323. (in Chinese)

The Accumulation and Distribution Characteristics on Dry Matter and Nutrients of High-yielding Maize Under Drip Irrigation and Fertilization Conditions in Semi-arid Region of Northeastern China

HOU YunPeng, KONG LiLi, CAI HongGuang, LIU HuiTao, GAO YuShan, WANG YongJun, WANG LiChun

(Institute of Agricultural Resources and Environment, Jilin Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Plant Nutrition and Agro-Environment in Northeast China, Ministry of Agriculture, Changchun 130033)

【】Aiming at the accumulation dynamics and translocation and distribution characteristics of dry matter and nutrient of maize population among different cultivation modes under drip irrigation and fertilization conditions in semi-arid region of Northeastern China, this research provided the theoretical basis on high-yielding cultivation technique of spring maize under drip irrigation and fertilization conditions in the area.【】The location experiment was conducted in Qian'an county in the western semi-arid region of Jilin province from 2014 to 2016 with three cultivation modes, including farmers' practice cultivation (FP), high-yielding cultivation (HY) and super high-yielding cultivation (SHY) under drip irrigation and fertilization conditions. Nonghua101 was chosen as experimental material. The characteristics of accumulation, translocation and distribution of dry matter and nutrient of maize population and the yield construction were studied among different cultivation modes under drip irrigation and fertilization conditions. 【】The maize yield under HY and SHY modes were significantly higher than that under FP mode, with the average increment by 16.0% and 37.4%, respectively. The spike kernels and 100-kernels weight of HY and SHY modes were decreased than that of FP mode, but the spike numbers per unit area were significantly increased. Compared with FP mode, dry matter and N, P and K accumulations of maize population were significantly increased under HY and SHY modes from flowering stage to maturing stage, and the accumulation proportion of dry matter and N, P and K accumulations were increased in total growth period after flowering stage (the accumulation proportion of dry matter and N, P and K accumulations in total growth period after flowering stage were increased by 8.0%, 23.3%, 10.0%, 33.9% and 13.8%, 42.6%, 21.6%, 44.6%, respectively). Logistic equation analysis showed that the maximum and average increase rates of HY and SHY modes were 6.9%, 4.2% and 23.8%, 10.9% higher than that under FP mode, respectively, and the occurrence time of maximum rate was later. Compare with FP mode, HY and SHY modes reduced significantly nutrient translocation rate and contribution rate of translocation nutrients to kernels before flowering stage, and improved significantly contribution rate of accumulation nutrients to kernels after flowering stage of spring maize. Correlation analysis showed that the grain yield was significant or extremely significant correlated positively (=0.7513-0.9840) with the dry matter and N, P and K accumulations around flowering stage of maize population, and the correlation coefficients after flowering stage were higher than them before flowering stage.【】Compared with FP mode, HY and SHY modes improved the maximum and average increase rates of the dry matter in maize population, and postponed the occurrence time of the maximum increase rate of the dry matter. HY and SHY modes increased the dry matter and nutrient accumulations from flowering stage to maturing stage of maize, and enhanced significantly the contribution rate of accumulation nutrients to kernels after flowering stage. Therefore, the managing measures of increasing the planting density, controlling the total amount of N, P and K fertilizers and regulating fertilizer application during different stages could ensure the demand of N, P and K in the whole growth period of maize. This article provided an advantageous way for further promoting maize yield under drip irrigation and fertilization conditions in the semi-arid region of Northeastern China.

semi-arid region; maize yield; drip irrigation and fertilization; cultivation modes; dry matter; nutrient accumulation and translocation

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.20.007

2019-01-31；

2019-07-03

國家重點研發(fā)計劃（2017YFD0300604）、國際植物營養(yǎng)研究所（IPNI）項目（NMBF-Jilin-2018）、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物營養(yǎng)與肥料學(xué)科群開放基金（KLPNF-2018-1）、吉林省科技基礎(chǔ)條件與平臺建設(shè)計劃（20160623030TC）

侯云鵬，E-mail：exceedfhvfha@163.com。孔麗麗，E-mail：kongll2000@126.com。侯云鵬和孔麗麗為同等貢獻作者。

劉慧濤，E-mail：liuhuitao558@sohu.com。通信作者高玉山，E-mail：gys1999@163.com

（責(zé)任編輯 楊鑫浩）