不同緩釋肥施肥量對玉米生長的影響

鄭麗萍，劉 海，李作一，王艷娟，田森林，李愛軍

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所 山西晉中030600)

0 引 言

玉米是全球范圍內(nèi)非常重要的糧食作物，它對于經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展價值重大，表現(xiàn)出不可忽視的開發(fā)潛力，對社會經(jīng)濟(jì)也影響深遠(yuǎn)。近些年，玉米已逐漸演變?yōu)槲覈N植面積和產(chǎn)量提升幅度最高的作物。本文對玉米產(chǎn)量問題進(jìn)行深入的研究，以期增加廣大農(nóng)民的收入水平，進(jìn)一步鞏固國家糧食安全體系。

當(dāng)前，我國絕大多數(shù)農(nóng)民依然根據(jù)自身積累的經(jīng)驗施肥，淺施、撒施的情況十分常見，這種施肥方式的缺點是不言而喻的，不但肥料利用率相對較低，同時會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到負(fù)面影響。與養(yǎng)分相同的常規(guī)化肥對比，緩釋肥能夠明顯增加作物產(chǎn)量，減少勞力的投入，同時也在一定程度上緩解了環(huán)境污染問題。對于“緩釋”而言，其具體是指化學(xué)物質(zhì)養(yǎng)分釋放速率明顯低于速溶性肥料的釋放速率，一部分能夠分解的有機(jī)氮化合物(其中比較具有典型意義的是脲甲醛UFs)肥料一般被歸類為緩釋肥。本文重點探討緩釋肥料對作物產(chǎn)生的實際影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試玉米

本研究根據(jù)試驗要求選擇鄭單958，其生育期在試驗區(qū)域為96 d。該品類的作物能夠表現(xiàn)出多種優(yōu)點，其中比較具有代表性的包括耐密、抗倒伏等，是該地區(qū)廣泛推廣的作物品種。

鄭單958 具有多元化的特性：幼苗葉鞘主要表現(xiàn)為紫色，葉片在一定程度上沖，株型通常非常緊湊，耐密性十分出眾。除此之外，該作物夏播生育期大約為103 d，其通常比掖單4 號長7 d，相應(yīng)的株高大約為250 cm，穗長的均值為17.3 cm，實際的千粒等于329.1 g，穗軸主要呈白色。1999 年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，該作物大斑病達(dá)到0.1 級，而小斑病達(dá)到0.6 級，青枯病達(dá)到0.2%，因此其表現(xiàn)出的抗病性非常出眾。

1.1.2 供試肥料

緩釋肥必須符合既定的標(biāo)準(zhǔn)，在25 ℃的條件下：①肥料內(nèi)的養(yǎng)分在1 d 時間內(nèi)的釋放率必須大于15%；②在28 d 的時間內(nèi)養(yǎng)分釋放率應(yīng)該低于75%；③除此之外，在限定的時間中，養(yǎng)分釋放率應(yīng)該超過75%；④專用控釋肥所對應(yīng)的養(yǎng)分釋放曲線與養(yǎng)分吸收曲線應(yīng)表現(xiàn)出高度的一致性。

緩釋肥一般分為3 類：第一類是物理障礙性因素抬藕孔的肥料，其中比較具有代表性的包括包膜顆粒肥料、基質(zhì)復(fù)合肥料等，前者可進(jìn)一步細(xì)分為有機(jī)聚合物包膜肥料和無機(jī)包膜肥料(其中比較具有代表性的包括硫磺、礦物質(zhì)包膜等)；第二類為微溶有機(jī)氮化合物，它可以進(jìn)一步細(xì)分，主要包括微溶有機(jī)氮化合物(其中比較具有典型意義的包括脲甲醛、脲醛縮合物等)和可以化學(xué)降解的化合物；第三類為微溶性的無機(jī)化合物，其中比較具有代表性的包括金屬磷銨鹽、部分酸化磷酸鹽等。

一般來講，在氮肥中添加生物抑制劑(其中比較具有代表性的包括脲酶抑制劑、硝化抑制劑等)已被視為氮素緩慢釋放，然而它們在施用之后僅僅是將銨離子氧化的過程發(fā)揮了延緩作用，不可以將其分類為緩釋或控釋肥，而應(yīng)將其歸類為穩(wěn)定性肥料。

本研究結(jié)合實驗要求選擇晉谷復(fù)合長效緩釋肥，其對應(yīng)的養(yǎng)分含量為N-P-K：26-12-10，總養(yǎng)分大于或等于48%，即通過生物化學(xué)的方式對酶活性進(jìn)行抑制，進(jìn)而增加磷的活化效率，實現(xiàn)增加肥效期，優(yōu)化整體利用率。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗用地及處理

和順縣的丘陵相對較多，其海拔的平均數(shù)值超過1 300 m。此外，該地區(qū)山峰也較多，其中比較具有代表性的包括陽曲山、人頭山等，海拔都超過1 800 m，陽曲山是這些山峰中最高的，海拔達(dá)到2 058 m。該地區(qū)關(guān)隘眾多，其中比較典型的包括松子嶺關(guān)、馬嶺關(guān)等。

該地區(qū)屬非常典型的溫帶大陸性氣候，長期陰雨天氣，冬天地區(qū)溫度非常低，年降水大約為593 mm，無霜期總共為124 d。本研究選擇的試驗地處于平松鄉(xiāng)，這個地區(qū)開墾的時間相對較短，土壤肥力相對較低，而且保水保肥性能不夠理想。該地塊土壤主要為潮褐土，數(shù)據(jù)表明，其有機(jī)質(zhì)含量大約為12.9 g/kg。在進(jìn)行試驗之前按照要求整地，盡量讓土壤細(xì)碎和疏松，耕作表面添加了一定的細(xì)土，在進(jìn)行整地之后對其鎮(zhèn)壓。

緩釋肥主要選擇基肥一次性底施，之后無追肥，按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行田間管理。

1.2.2 試驗方案

本研究選擇的用具較多，其中比較具有代表性的包括株高測量尺、電子天平、小型玉米脫粒機(jī)等。

除了對照組，本研究總共設(shè)置4 個處理組，分別為 JG1 ，250 kg/hm2；JG2 ，550 kg/hm2；JG3 ，850 kg/hm2；JG4，1 150 kg/hm2。除此之外，田間小區(qū)主要選擇不定向排列的方式。玉米選擇直播方式，其中寬行70 cm，相應(yīng)的窄行為40 cm，并根據(jù)規(guī)范進(jìn)行單株播種，實際的播種密度達(dá)到80 000 株/hm2，并在小區(qū)間與重復(fù)間都預(yù)設(shè)特定的通道，試驗地附近按照規(guī)范準(zhǔn)備保護(hù)行。

玉米播量達(dá)到40 kg/hm2，整個試驗從6 月24 日開始到9 月26 日結(jié)束。在各個發(fā)育時期對各項指標(biāo)進(jìn)行測定，其中比較具有典型意義的包括玉米株高、葉面積等。于收獲期每小區(qū)收獲中間帶連續(xù)10 個穗計算產(chǎn)量。在對株高進(jìn)行測定的過程中，主要應(yīng)用自然株高法，并通過系數(shù)法對葉面積進(jìn)行明確。此外，干物質(zhì)積累量測定的過程中，主要應(yīng)用烘干稱重法，在把樣品完全粉碎之后，將其轉(zhuǎn)移至特定的網(wǎng)袋，在100 ℃的條件殺青一段時間，然后在90 ℃的環(huán)境中烘干至恒重，從而得到干物質(zhì)積累量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥量對玉米株高的影響

玉米株高是衡量作物生長情況的關(guān)鍵性指標(biāo)，它能夠有效體現(xiàn)植株發(fā)育速率。另外，株高為提升干物質(zhì)積累量和優(yōu)化產(chǎn)量打下了一定基礎(chǔ)，然而在株高大于某個數(shù)值時，則通常會導(dǎo)致植物根系發(fā)育受損，抗倒伏能力不夠理想，進(jìn)而減少作物產(chǎn)量。因此在作物發(fā)育的各時期，各處理間株高應(yīng)保持在適宜水平，從整體而言，施肥處理的作物通常要高于普通對照組。此外，在吐絲期之后，玉米的株高通常情況下不會發(fā)生改變。

2.2 不同施肥量對苗期玉米葉面積的影響

在種植密度相對適宜的情況下，土壤養(yǎng)分是改變?nèi)~面積的關(guān)鍵性要素，苗期作物的平均葉面積JG2＞JG1＞JG3＞CK＞JG4，JG2 與普通對照組相比大概提升了7.4%，表明在一定施肥量區(qū)間內(nèi)，緩釋肥能夠大幅度提升作物的葉面積，然而施肥量超過一定標(biāo)準(zhǔn)之后，必然會導(dǎo)致葉面積過小。

2.3 不同施肥量對大喇叭口期玉米葉面積的影響

在整個時期各處理間玉米葉面積發(fā)生變化的趨勢與苗期相差不大，其中JG2 表現(xiàn)的效果最為理想，它與CK 相比大概提升了19.5%，表明在作物發(fā)育的過程中，緩釋肥不斷產(chǎn)生養(yǎng)分，進(jìn)而滿足作物發(fā)育的需要。與苗期存在差異的是，JG3 處理明顯較高，而JG4 處理也在一定程度上大于CK，表明在該階段作物的需肥量超過苗期。

2.4 不同施肥量對吐絲期玉米葉面積的影響

從上個發(fā)育時期到吐絲期，作物的營養(yǎng)生長和生殖生長同步進(jìn)行，如此必然會導(dǎo)致葉面積擴(kuò)大的速度明顯放緩。除此之外，各處理對作物葉面積產(chǎn)生的影響與上個時期有所差異，具體表現(xiàn)為JG3＞JG4＞JG2＞JG1＞CK，施肥處理之后該指標(biāo)都超過對照。這表明在作物發(fā)育的中后期對養(yǎng)分的需求提升，緩釋肥能夠通過其緩效性對養(yǎng)分供應(yīng)進(jìn)行有效的調(diào)控，從而對作物各方面的生長進(jìn)行平衡。

2.5 不同施肥量對成熟期玉米綠葉數(shù)的影響

從上個發(fā)育時期到成熟期，作物的營養(yǎng)生長不斷放緩，而發(fā)展到生殖生長時期之后，營養(yǎng)絕大部分都供給穗部，葉片總量只減不增，有效葉面積也大幅度縮減。成熟期玉米綠葉數(shù)與上個發(fā)育時期葉面積的變化趨勢整體一致，表明在作物發(fā)育后期，緩釋肥能夠在一定程度上發(fā)揮保持葉片鮮綠的作用。

2.6 不同施肥量對玉米干物質(zhì)積累量的影響

施用緩釋肥能夠明顯提升作物吐絲期后的干物質(zhì)量，這是因為苗期植株體積不大，植株個體不具有良好的競爭力，故其產(chǎn)生的干物質(zhì)量不具有顯著差異。而從大喇叭口期到吐絲期這個階段主要為拔節(jié)期，干物質(zhì)積累速率出現(xiàn)了一定放緩，然而其干物質(zhì)量的增長速率明顯增加，而且與施肥量之間表現(xiàn)為正相關(guān)。而JG4 施肥量超過一定水平之后，干物質(zhì)量明顯小于JG2、JG3。在吐絲期之后，干物質(zhì)積累量大幅度增加，因為在這個時期作物植株的個體普遍偏大，植株間的競爭非常激烈，所以作物干物質(zhì)積累量的差距也逐漸拉大。在作物發(fā)育到成熟期之后，各處理與對照間所對應(yīng)的干物質(zhì)量具有明顯差距，具體結(jié)果為JG2＞JG3＞JG1＞JG4＞CK。除此之外，從大喇叭口期到成熟期，JG2 對應(yīng)的干物質(zhì)積累量明顯超過其余處理組，表明JG2 施肥量最為理想。

2.7 不同施肥量對玉米產(chǎn)量的影響

緩釋肥對作物產(chǎn)量產(chǎn)生的影響具體參考圖1。結(jié)合該圖能夠發(fā)現(xiàn)，緩釋肥能夠體現(xiàn)顯著的增產(chǎn)效果，各施肥量處理對作物產(chǎn)量形成比較明顯的影響。CK產(chǎn)量最小，其他施肥處理作物產(chǎn)量都有一定程度的提升，與CK 相比提升的幅度為5.98%～19.95%。JG2增產(chǎn)達(dá)到極限值，相應(yīng)的增產(chǎn)率等于23.1%。除此之外，JG4 增產(chǎn)的效果最差，相應(yīng)的增產(chǎn)率等于5.93%。這表明JG2 是最為理想的施肥量，施肥超過標(biāo)準(zhǔn)會對作物產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面影響。JG4 產(chǎn)量達(dá)到極小值，是由于肥料絕大部分都匯集于根系下方，苗期時植株會發(fā)生燒苗的情況，如此就阻礙了作物生長，最終減少作物產(chǎn)量。

圖1 緩釋肥對玉米產(chǎn)量的影響Fig.1 Effect of slow-release fertilizer on corn yield

3 結(jié) 論

本研究的數(shù)據(jù)顯示，施用緩釋肥可以在一定程度上改善玉米生育性狀，并大幅度增加玉米產(chǎn)量，在施用指標(biāo)達(dá)到550 kg/hm2的時候，玉米生長性狀最為理想，這對該地區(qū)作物生產(chǎn)具有一定參考和借鑒價值。緩釋肥結(jié)合作物各發(fā)育時期對養(yǎng)分的實際需求，使養(yǎng)分釋放與玉米養(yǎng)分需求規(guī)律表現(xiàn)出高度的一致性，如此就能夠防止養(yǎng)分浪費的問題，緩釋肥可以達(dá)到作物后期的需肥要求，從而實現(xiàn)該作物的高產(chǎn)。