磷肥對玉米產量及青飼品質的影響

袁苗苗，張烈，曹高燚，杜錦，劉琪，向春陽.通信作者

磷肥對玉米產量及青飼品質的影響

袁苗苗1，張烈2，曹高燚1，杜錦1，劉琪1，向春陽1.通信作者

（1. 天津農學院農學與資源環(huán)境學院，天津 300384；2. 天津中天大地科技有限公司，天津 300384）

為研究磷肥對青貯玉米籽粒產量和青飼品質的影響，探究更有效的磷肥利用效率。以青貯玉米‘津貯100’為試驗材料，采用田間小區(qū)試驗，隨機區(qū)組設計，設置了0、37.5、75.0、112.5和150.0 kg/hm25個施磷肥水平，測定了各磷肥處理下的玉米籽粒產量、籽粒粗蛋白、莖葉粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和淀粉含量。結果表明：施磷量為37.5 kg/hm2時，玉米產量最高，為11 206.40 kg/hm2，產量增幅為13.46%；施磷量為75.0 kg/hm2時，玉米籽粒中的粗蛋白和淀粉含量均達到最高，較不施磷肥處理分別提高了9.62%、8.23%；施磷量為112.5 kg/hm2時，玉米莖葉中的淀粉和粗蛋白含量均達到最高，較不施磷肥處理分別提高了20.77%、5.44%。施磷量為0和37.5 kg/hm2時，籽粒和莖葉中的酸性洗滌纖維含量均最低。不施磷處理莖葉和籽粒中的中性冼滌纖維含量最低。在一定的磷肥施用范圍內，玉米產量隨施磷量的增加而增加，但飼用品質卻隨施磷量的增加而降低。在施用適量氮肥和鉀肥的同時，通過不同施磷水平處理產量性狀分析看出，‘津貯100’玉米產量和總干物質量均以施P2O537.5 kg/hm2時表現(xiàn)最好。從品質性狀看，以施P2O575.0 kg/hm2為宜。

玉米；磷肥；產量；青飼品質

磷元素是玉米生長過程中的重要元素之一，同時也是玉米非常敏感的營養(yǎng)元素，磷施用量的多少直接影響玉米的生長及產量的高低[1-2]。合理施用磷肥不僅能提高玉米產量和經濟效益[3]，而且還可對籽粒品質的改良起到促進作用，從而提高其營養(yǎng)價值[4]。在一些土壤速效磷含量低或重氮輕磷地區(qū)，增施磷肥有顯著增產效果[5]。施磷對小麥的增產效果主要取決于土壤供磷能力[6]。有研究表明，磷肥能增加玉米的產量[7]，促進玉米莖稈、葉片中干物質的增加[8]。另外，磷肥對玉米籽粒中的淀粉、蛋白質和含糖量也有積極影響[9]，隨著施磷量的增加，玉米各產量構成指標均有不同程度的增加[10]，但過量施肥會影響玉米的產量及品質[11]。侯云鵬等研究表明，在一定氮、鉀基礎上，增施磷肥可提高玉米產量，但玉米產量并不會隨施磷量的增加而無限增加，適宜的磷肥施用量才是玉米高產高質的關鍵[12]。盡管磷肥施用量對玉米產量和品質的影響報道較多，但由于不同玉米對磷肥的響應不同，目前關于天津主推青貯玉米品種‘津貯100’的磷肥施用研究尚無報道。本研究以‘津貯100’為試驗材料，通過分析磷肥對青貯玉米籽粒產量和青飼品質的影響，探討磷肥更有效的利用效率及最佳施用量，為玉米高產、高青貯品質及磷肥的高效利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗設在天津市靜海區(qū)良種場試驗田內，供試土壤為潮土，測得耕層土壤有機質32.26 g/kg，全氮2.15 g/kg，堿解氮169.14 mg/kg，全磷（P）1.08 g/kg，有效磷（P）45.47 mg/kg，全鉀1.03 g/kg，有效鉀（K）119.73 mg/kg，pH（H2O）8.2。供試品種為天津市主推青貯玉米品種之一‘津貯100’（冀審玉20170063）。供試肥料氮肥為尿素（總N≥46%）、磷肥為過磷酸鈣（P2O5≥12%）。鉀肥為氯化鉀（K2O≥50%）。

1.2 試驗設計

采用田間小區(qū)試驗，隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積為18 m2，每小區(qū)6行，行長5 m，行距60 cm，株距28 cm。共設置P1（0 kg/hm2）、P2（37.5 kg/hm2）、P3（75.0 kg/hm2）、P4（112.5 kg/hm2）和P5（150.0 kg/hm2）5個施磷肥水平，施肥量見表1。

表1 試驗施肥量 kg/hm

處理施氮量施磷量施鉀量 P1160.0 0.070.0 P2160.0 37.570.0 P3160.0 75.070.0 P4160.0112.570.0 P5160.0150.070.0

每處理3次重復，鉀肥作為基肥一次性施入每個小區(qū)，磷肥也以基肥方式一次性施入，氮肥分2次施用，其中，基肥占40 %，追肥60 %在玉米拔節(jié)期施用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生長生理指標測定

株高：收獲期取5株代表性植株，用卷尺測量其莖節(jié)基部到植株頂部的長度，取平均值。

葉綠素含量及葉片氮含量：吐絲期用植物營養(yǎng)測定儀（TYS-3N）對穗位葉的葉綠素及葉片氮含量進行測定。

穗位葉光合指標：采用便攜式光合儀在抽雄期陽光充足時段（10：00左右）選定3片穗位葉進行測量，取平均值。

葉片水分利用率＝光合速率/蒸騰速率

1.3.2 青貯玉米產量性狀測定

在蠟熟期，在每小區(qū)第3行中部隨機取10株植株測定單株鮮重，留茬高度10.00 cm，計算鮮物質量。將10株植株帶回實驗室，于烘箱105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，計算干物質量。將全株混合粉碎（后面用莖葉表示全株）后測定品質指標。

在完熟初期，于每個小區(qū)第4行中部隨機取10株植株風干后測定果穗質量，并在室內進行產量性狀測定，籽粒粉碎后進行品質指標測定。

1.3.3 青貯玉米品質測定

將上述籽粒和全部植株樣品，分別過10目（1.65 mm）和40目（0.35 mm）網篩，進行粗蛋白、淀粉、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）測定，測定方法如表2。

表2 青貯玉米品質的測定方法

測定指標測定方法 粗蛋白杜馬斯燃燒法 ADF酸性洗滌劑法 NDF中性洗滌劑法 淀粉酸性水解法

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件處理試驗數(shù)據(jù)，SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 施磷量對‘津貯100’玉米生長特性的影響

2.1.1 施磷量對‘津貯100’玉米葉片葉綠素、氮含量及株高的影響

顯著性差異分析結果表明，施磷量影響玉米同化物的積累，在施用定量氮肥（160.0 kg/hm2，下同）和鉀肥（K2O 70.0 kg/hm2，下同）條件下，玉米葉片葉綠素含量、氮含量和株高在不同施磷處理之間呈現(xiàn)相同的變化趨勢。施用磷肥可提高玉米的葉綠素含量、氮含量和株高，但各處理間沒有顯著性差異。說明在施一定量氮肥和鉀肥的條件下，‘津貯100’葉片葉綠素含量、氮含量和株高在一定范圍內并不隨施磷量的增加而增加（表3）。

表3 施磷量對‘津貯100’玉米葉片葉綠素含量、氮含量及株高的影響

處理葉綠素含量/SPAD氮含量/mg·kg-1株高/cm P140.48b3.40b271.67a P244.10a3.68a277.44a P344.95a3.70a278.11a P446.15a3.78a283.44a P543.97a3.64a276.78a

注：表中同列小寫英文字母表示在0.05水平下差異。下同

2.1.2 施磷量對‘津貯100’葉片凈光合速率等的影響

光合速率是表征光合作用強弱的指標，光合速率高表明在一定條件下青貯玉米的同化物積累量更大，有助于提高青貯玉米的產量。在施用一定量氮肥和鉀肥的條件下，‘津貯100’玉米葉片凈光合速率以P4處理最高，和P5差異不顯著，但顯著高于P1、P2、P3處理，如圖1所示。

圖1 施磷量對玉米葉片凈光合速率的影響

注：圖中小寫英文字母表示在0.05水平差異。下同

從圖2中可以看出，在施用一定量氮肥和鉀肥的條件下，玉米葉片蒸騰速率隨施磷水平的提高先增后減。因此，適宜的施磷量可提高玉米葉片蒸騰速率，磷肥供應不足或過量均會影響玉米蒸騰速率的提高。

圖2 施磷量對玉米葉片蒸騰速率的影響

由圖3可知，在施用一定量氮肥和鉀肥的條件下，玉米葉片氣孔導度在不同磷肥處理之間存在顯著性差異，P4處理顯著高于P1和P5處理，P3處理也顯著高于P1處理。

圖3 施磷量對玉米葉片氣孔導度的影響

由圖4可見，在一定量氮肥和鉀肥施用水平下，玉米葉片水分利用效率P5處理顯著高于P1、P2、P3和P4處理。

圖4 施磷量對玉米葉片水分利用率的影響

2.2 施磷量對‘津貯100’玉米產量性狀的影響

較高的生物產量能夠提升青貯玉米的競爭 力。由表4可知，在施用一定量氮肥和鉀肥條件下，不同磷肥施用量對‘津貯100’穗行數(shù)影響不大，差異未達到顯著水平，不同施肥處理玉米的平均穗行數(shù)變化在14.33～14.62行之間；P2處理的行粒數(shù)顯著高于其他施磷處理；P2、P3、P4和P5處理穗長顯著高于P1處理，但P2、P3、P4、P5處理之間無顯著差異；果穗禿尖長度P1處理顯著高于其他處理，P4和P1、P2、P3處理之間均達到顯著差異水平；百粒重與穗長變化一致，P2、P3、P4和P5處理間差異不顯著，均顯著高于P1處理；不同磷肥施用量對籽粒產量的影響大，產量最高可達11 206.40 kg/hm2，產量增幅為13.46%；地上總干物質量方面，P2和P3處理總干物質量均顯著高于其他處理水平。

通過不同施磷水平處理產量性狀分析看出，‘津貯100’玉米產量和總干物質量均以施P2O537.5 kg/hm2（P2）和施P2O575.0 kg/hm2（P3）表現(xiàn)最好，施P2O5量超過112.5 kg/hm2（P4）時，產量和總干物質量均會顯著低于施P2O5量37.5 kg/hm2和75.0 kg/hm2的處理。

表4 施磷量對‘津貯100’玉米產量的影響

處理穗行數(shù)行粒數(shù)穗長/cm禿尖長度/cm百粒重/g產量/kg·hm-2總干物質量/kg·hm-2 P114.44a38.15d 21.93b2.12a24.28b 9 877.36c50 900b P2 14.54a43.50a24.65a1.25d29.12a11 206.40a54 600a P314.33a40.99b23.09a1.66b28.59a10 174.28a54 400a P414.62a40.27c 24.19a1.42c27.20a10 044.28b51 500b P514.58a40.26c23.26a1.38c26.74a10 025.42b51 200b

2.3 施磷量對‘津貯100’玉米品質的影響

從表5可以看出，在施用一定量氮肥和鉀肥條件下，P2和P3處理的籽粒蛋白質含量均顯著高于其他處理，P1、P4和P5處理間無顯著差異；不同磷肥施用量對‘津貯100’玉米莖葉粗蛋白含量影響不大，差異未達顯著水平，莖葉粗蛋白含量變化在7.178%～8.669%之間；籽粒淀粉含量隨磷肥施用量的增加先高后低；莖葉淀粉含量變化與莖葉粗蛋白含量變化表現(xiàn)一致，各施磷處理間均未達到顯著差異水平。在籽粒酸性洗滌纖維含量方面，P1處理顯著低于其他處理，P2、P3、P4和P5處理間無顯著差異；在莖葉酸性洗滌纖維方面，P3、P4和P5處理間差異不顯著，但均顯著高于P1和P2處理，P1和P2處理間無顯著差異；施磷肥可增加籽粒的中性洗滌纖維含量，但不同施磷處理中性洗滌纖維含量增加量無顯著差異；玉米莖葉中性洗滌纖維差異表現(xiàn)與籽粒表現(xiàn)相同，即P2、P3、P4和P5處理間無顯著差異，但均顯著高于P1。

表5 施磷量對‘津貯100’玉米品質的影響

處理 籽粒粗蛋白 莖葉粗蛋白 籽粒淀粉 莖葉淀粉籽粒酸性洗滌纖維/%莖葉酸性洗滌纖維/%籽粒中性洗滌纖維/%莖葉中性洗滌纖維/% %%g·100g-1g·100g-1 P1 8.380b 7.178a 69.3b 29.4a2.2b19.1b22.3b41.5b P2 8.961a 7.775a 70.0b 29.8a2.6a19.3b24.2a44.5a P3 9.186a 8.105a 75.0a 30.5a2.7a22.1a25.2a44.8a P4 8.373b 8.669a 71.0b 31.0a2.9a22.4a23.9a45.2a P5 8.348b 7.309a 70.4b 30.7a2.8a21.8a24.0a45.1a

通過分析不同施磷水平處理下玉米品質性狀可知，‘津貯100’玉米籽粒粗蛋白含量以施 P2O537.5 kg/hm2和75.0 kg/hm2較高，淀粉含量以施P2O575.0 kg/hm2最高，從這兩個品質看均以施P2O575.0 kg/hm2為宜；籽粒酸性洗滌纖維含量和中性洗滌纖維含量均以不施P2O5最低，從這兩個品質看以少施P2O5為宜；莖葉中粗蛋白和淀粉含量均以施P2O5112.5 kg/hm2最高，但和其他處理無顯著差異，增施P2O5量對莖葉中的淀粉含量和粗蛋白含量均無顯著影響，從這兩個品質看以少施P2O5為宜；施用P2O5會顯著增加玉米莖葉酸性洗滌纖維含量，但進一步增施P2O5影響不大，P2O5可顯著提高莖葉中性洗滌纖維含量，各處理間的莖葉中性洗滌纖維含量變化不大，從這兩個品質看以少施P2O5為宜。

3 討論

作物產量的提高是農業(yè)生產諸因素綜合作用的結果，就技術因素而言化肥確實起了非常重要的作用，但隨著過量施肥的現(xiàn)象越來越嚴重，過量施肥的弊病也越來越明顯[13]。進入20世紀90年代，化肥的投入量不斷增加，糧食產量增加幅度卻不斷減小，化肥利用率降低，造成大量的肥料損失[14]。過量施肥不僅會造成不增產，還會造成農田土壤污染[15]。玉米作為糧食、經濟、飼料于一體的重要作物[16]，全球種植面積超過1.77 億 hm2，總產超過其他糧食作物產量之和，是我國種植面積最大的糧食作物[17-18]。實際生產中，協(xié)調品質和產量的共同提升具有重要意義。磷是影響玉米產量和品質形成的重要養(yǎng)分元素。20世紀80—90年代，在我國土壤有效磷水平較低的情況下，確定磷肥合理用量主要為磷肥的產量效應及土壤中磷肥的后效等提供依據(jù)[19]。本研究中發(fā)現(xiàn)，適宜的施磷量能帶來較高的玉米產量和干物質量，磷肥供應不足或過量均會影響玉米籽粒及秸稈蛋白質和淀粉含量，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量隨磷肥施用量增加而增加，在生產中使用價值較低。另外，中國已進入新的發(fā)展時代，民眾對農產品質量的要求越來越高，將品質與作物的特定用途相聯(lián)系才是農業(yè)發(fā)展的出路。由于我國土壤類型差異較大，作物產量和品質受土壤性質影響很大，在考慮作物產量和品質時，也要考慮施肥對生態(tài)環(huán)境的影響，除了根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物需肥規(guī)律合理施肥外，還要采用合適的施肥方式。氮肥要深施覆土，磷肥的主要損失途徑是被土壤固定，本試驗地區(qū)主要固磷方式是土壤中鈣與磷的結合，因此，為提高磷肥利用率，建議磷肥應集中施在土壤中，最好分次施用。

‘津貯100’玉米在施一定量鉀肥（K2O 70.0 kg/hm2）和氮肥（160.0 kg/hm2）條件下，葉片葉綠素含量、株高、氮含量、葉片蒸騰速率等均以施磷量112.5 kg/hm2處理最高；凈光合速率以施磷量37.5 kg/hm2最高；這與其他學者的研究結果不一致，其原因可能是不同的玉米品種對化肥施用的響應不同[3]。玉米行粒數(shù)、穗長、百粒重、總干物質量和籽粒產量均以施磷量37.5 kg/hm2最高；這與其他學者的研究結果不一致，原因可能是不同地區(qū)土壤性質不同，磷利用效率不同[20]。籽粒粗蛋白和淀粉在施磷量為75.0 kg/hm2時最高；莖葉粗蛋白和淀粉在施磷量為112.5 kg/hm2時最高；籽粒和莖葉中的酸性洗滌纖維在施磷量為112.5 kg/hm2時最高；籽粒中性洗滌纖維在施磷量為75.0 kg/hm2時最高；莖葉中性洗滌纖維在施磷量為112.5 kg/hm2時最高。這與前人的試驗結果基本一致[21]。

4 結論

在施用定量氮肥（160.0 kg/hm2）和鉀肥（K2O 70.0 kg/hm2）的基礎上，當施磷量（P2O5）達到 150.0 kg/hm2時，‘津貯100’玉米葉片葉綠素含量、氮含量、株高、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度也不是最高；通過不同施磷水平處理產量性狀分析看出，高量磷肥和不施磷肥都不利于提高‘津貯100’玉米產量和總干物質量。

在施一定量氮肥（160.0 kg/hm2）和鉀肥（K2O 70.0 kg/hm2）的水平下，‘津貯100’玉米籽粒粗蛋白和淀粉含量以施磷量（P2O5）75.0 kg/hm2時最高，不同施磷量對莖葉粗蛋白和淀粉影響不大；籽粒和莖葉中的酸性和中性洗滌纖維均以不施磷肥最低。

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Effect of phosphate fertilizer on yield and forage quality of maize

YUAN Miao-miao1, ZHANG Lie2, CAO Gao-yi1, DU Jin1, LIU Qi1, XIANG Chun-yang1, Corresponding Author

（1. College of Agronomy and Resources Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin ZhongtianDadi Technology Co., Ltd., Tianjin 300384, China）

In order to investigate the effects of phosphate fertilizer on yield and forage quality of maize and discuss on more effective utilization efficiency of phosphate fertilizer, this study was carried out. Using silage maize variety ‘Jinzhu 100’ as the test material, a field plot experiment was conducted, while 5 phosphate application levels of 0, 37.5, 75.0, 112.5 and 150.0 kg/hm2were set up. Maize grain yield, the content of crude protein in stem, leaf and grain, the content of acid and neutral washing fiber and the content of starch under various phosphate fertilizer treatments were determined. The results showed that, the yield of corn reached the highest at 37.5 kg/hm2, reaching 11 206.40 kg/hm2, and the yield increased by 13.46%. The content of crude protein and starch in grain was the highest at 75.0 kg/hm2; compared with the treatment without phosphate fertilizer, it increased by 9.62% and 8.23%, respectively. The content of crude protein and starch in maize stems and leaf were the highest at 112.5 kg/hm2; compared with the treatment without phosphate fertilizer, it increased by 20.77% and 5.44%, respectively. When the phosphate content were 0 kg/hm2and 37.5 kg/hm2the medium acid washing fiber of the stems and leaves and the grain were also the lowest; With the treatment of without phosphatefertilize, the neutral washing fiber in the grain, stems and leaves were also the lowest. In the application range of phosphate fertilizer, the yield of corn is increased with the increase of phosphate application, whilethe forage quality of corn decreased with the increase of phosphate application rate. When applying proper amount of phosphate fertilizer and potassium fertilizer, it is an effective way to improve the yield of silage corn by applying proper amount of phosphate fertilizer at the same time.

maize; phosphate fertilizer; yield; forage quality

1008-5394（2020）02-0018-05

10.19640/j.cnki.jtau.2020.02.004

S158；S513

A

2010-03-07

天津市種業(yè)科技重大專項（16ZXZYNC00150）

袁苗苗（1995-），女，碩士在讀，主要從事玉米栽培生理研究。E-mail：1447459778@qq.com。

向春陽（1965-），男，教授，博士，主要從事作物育種和栽培生理研究。E-mail：xiang5918@sina.com。

責任編輯：宗淑萍