不同氮肥梯度下甜玉米株高和莖粗變化規(guī)律研究

張善炫 黃影華 張華杰 周麗燕 趙麗君 夏麗莎 洪瑞霞 陳秋玉 陳青春

摘要：為明確不同氮肥梯度對甜玉米株高和莖粗的影響，于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院作物研究所梅田村基地開展早晚造甜玉米6個(gè)氮肥梯度小區(qū)試驗(yàn)，測量不同生育期的株高和莖粗。結(jié)果表明，甜玉米植株株高和莖粗均隨其生育期推進(jìn)而增加，并于灌漿期達(dá)到最大值;兩造的自然株高和生理株高與氮肥量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關(guān)，晚造莖粗與氮肥量呈正相關(guān);不同生育期內(nèi)，兩造莖粗與自然株高或生理株高都呈正相關(guān)，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關(guān)，晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：甜玉米;氮肥;株高;莖粗

中圖分類號：S143.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020）12-0017-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.004

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

甜玉米的發(fā)展歷史悠久，最早來源于美洲大陸[1]，近十幾年來，中國甜玉米迅速發(fā)展，產(chǎn)量和品質(zhì)大大提高。中國玉米單產(chǎn)水平逐年提高主要得益雜交種子的推廣和應(yīng)用，同時(shí)，肥料的投入也是增產(chǎn)的因素之一，其中合理使用氮肥不僅能促進(jìn)玉米的生長發(fā)育還能提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，且作用顯著[2]。合理利用氮肥，不僅節(jié)省成本，還削弱對環(huán)境的污染[3-5]。Montemayor等[6]研究表明過多使用氮肥，會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。且氮肥對植物生長變化具有雙重效應(yīng)，劉志恒等[7]研究表明過多施加氮肥，利用效率會隨著其增加而降低。氮肥對植物的生長發(fā)育有著至關(guān)重要的影響，前人對氮肥的研究中發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)牡柿繉?、燕麥等的株高有顯著表現(xiàn)，利于其農(nóng)藝性狀的改善[8.9]。氮肥量的適量投入對植物生長發(fā)育和產(chǎn)量變化的作用均較顯著。段宏凱等[10]研究發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期追加氮肥，對谷子穗分化株高也有顯著的影響。投入適量氮肥作為基肥的同時(shí)，在不同時(shí)期補(bǔ)充氮肥，對作物生長發(fā)育作用效果顯著。朱鐵霞等[11]對菊芋的不同氮肥研究中發(fā)現(xiàn)，植物的生殖階段，在氮肥的促進(jìn)作用下，光合產(chǎn)物優(yōu)先供給生長旺盛部位，地上器官營養(yǎng)向地下運(yùn)輸，促進(jìn)植物生長加快，株高增長。

水分是植物維持生長發(fā)育的最基本因素之一。李樹軍[12]研究玉米生長指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，水分對玉米的株高等農(nóng)藝性狀也有一定的影響。水分對玉米生長發(fā)育以及產(chǎn)量的影響具有顯著效果[13 ，14]。缺水會導(dǎo)致玉米品質(zhì)改變，產(chǎn)量降低，嚴(yán)重缺水時(shí)，植株會枯萎。張馨月等[15]研究表明土壤的水分缺少或過量均抑制植株生長和氮素吸收。本次試驗(yàn)在廣東省廣州市開展，早造水稻種植期間由于廣州多雨，肥水充足，光照少，病蟲害多等因素，因此在種植時(shí)，要控制好水分，及時(shí)澆、排水，避免玉米植株對氮素的吸收不充分，影響試驗(yàn)結(jié)果。

玉米的抗倒伏能力影響其生長發(fā)育乃至產(chǎn)量和品質(zhì)。玉米倒伏大多數(shù)是受暴風(fēng)雨天氣影響，特別是在廣東省，降水量大，時(shí)常有臺風(fēng)干擾，造成玉米倒伏，給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失[16-18]。楊國虎[19]研究表明莖粗與穗長、穗粗、單株產(chǎn)量存在極顯著的正相關(guān)。豐光等[20]研究表明莖粗可以作為衡量玉米倒伏的指標(biāo)。合理密植和施加氮肥對玉米植株的抗倒伏能力有一定的作用。李明等[21]研究表明玉米植株莖粗和株高都隨著其生育期推進(jìn)而增加并在抽雄期達(dá)到最大，隨后保持不變;同一生育期內(nèi)，莖粗和株高都隨著施鉀量增加而增加;同時(shí)，施鉀量、莖粗和株高三者之間分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

本課題通過在南方地區(qū)開展一系列的氮肥梯度研究氮肥對甜玉米株高和莖粗的影響，并開展早造和晚造兩造;株高細(xì)分生理株高和自然株高，研究不同氮肥梯度與甜玉米生長指標(biāo)的變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)共開展兩造，分別于2018年3-6月、9-1 1月在仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院作物研究所梅田村基地進(jìn)行，土壤類型為黏土，早造前茬為休閑田，晚造前茬為玉米。早造供試品種為仲甜5號（甜），晚造供試品種為仲鮮甜102。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。共設(shè)6個(gè)氮肥處理，0、150、225、300、375、450 kg/hm2分別記為NO、Nl、N2、N3、N4、N5，施用比例為基肥占22%，苗肥占l0%，拔節(jié)肥占30%，攻苞肥30%，粒肥8%，前、中、后期比例為32：60：8，氮肥為尿素，N含量為46%。鉀肥用量為360 kg/hm2，施用比例與氮肥相同，鉀肥為氯化鉀，K20含量為52%。磷肥（P205160 kg/hm2）作基肥一次性施人，磷肥為過磷酸鈣，P205含量為13.5%。玉米種植采用一壟雙行，壟寬60 cm，株距為30 cm，小區(qū)面積為10m2，早造3月28日播種，6月3日收獲，晚造9月23日播種，1月4日收獲。整個(gè)生育期不噴施農(nóng)藥，其他管理同常規(guī)高產(chǎn)田。

1.3 數(shù)據(jù)測量

早造測量時(shí)間在2018年4月1日至6月3日，為期9周，每周1次。晚造測量時(shí)間是2018年9月29日至11月15日，為期9周，每周1次。

1.3.1株高的測量

1）自然株高測量：選取確定的5株代表性植株，使用標(biāo)尺每周測量其自然株高。

2）生理株高測量：選取確定的5株代表性植株，使用標(biāo)尺每周測量其生理株高。

1.3.2 莖粗的測量

選取確定的5株代表性植株，定期測量基部第二與第三節(jié)間中部節(jié)間莖粗，測橢圓形寬邊。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010與SPSS22.0進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥梯度甜玉米生長指標(biāo)變化規(guī)律

2.1.1 不同氮肥梯度甜玉米自然株高的變化規(guī)律圖1表明，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，自然株高均在拔節(jié)前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長，并在抽雄期增長最快。同一生育期內(nèi)，早造的自然株高生長隨著氮肥用量的增加先增加后有下降趨勢，而晚造的自然株高生長隨著氮肥用量的增加先增加隨后趨于穩(wěn)定。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節(jié)前期到抽雄期前的自然株高生長速度變化差異不大，但在灌漿期N2氮肥梯度下的自然株高最高，可能原因是，N2氮肥梯度肥料利用率較高;對比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節(jié)前期到抽雄期前的生長高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下自然株高生長較高。

2.1.2 不同氮肥梯度甜玉米生理株高的變化規(guī)律由圖2可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，生理株高均在拔節(jié)前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長，并在抽雄期增長最快。同一生育期內(nèi)，不同氮肥處理的早晚造生理株高生長變化趨勢與自然株高的基本一致。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔節(jié)前期到抽雄期前，3個(gè)時(shí)期的生理株高生長速度變化差異不大，但在灌漿期N2氮肥梯度下的生理株高最高，可能原因是N2氮肥梯度下氮肥利用率較高;對比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔節(jié)前期到抽雄期前，3個(gè)時(shí)期的生長高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下生理株高生長較高。

2.1.3 不同氮肥梯度甜玉米莖粗的變化規(guī)律 由圖3可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，莖粗均在拔節(jié)前期到抽雄期前快速增長，并在抽雄期達(dá)到最大增長速率，抽雄期之后莖粗的增長速率下降，在灌漿期達(dá)到最大值。同一生育期內(nèi)，莖粗隨著氮肥用量的增加而增大，且N5處理組的早晚造玉米的莖粗平均值最大。

2.2不同氮肥梯度與株高及莖粗的關(guān)系

2.2.1 不同氮肥梯度與自然株高的關(guān)系 由圖4可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株自然株高（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關(guān)系數(shù)低于晚造，原因可能是，早造的栽培時(shí)間正處于多雨季節(jié)，光照少，肥料利用率不高，整體植株相對矮小;而晚造的栽培時(shí)間，晴朗天氣比較多，光照充足，肥料利用率高，整體植株相對較高。

2.2.2 不同氮肥梯度與生理株高的關(guān)系 由圖5可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株生理株高（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關(guān)系數(shù)高于晚造，原因可能是早造的栽培時(shí)間正處于多雨季節(jié)，降水充足，肥料利用率高，但光照少，整體植株相對矮小;而晚造的栽培時(shí)間，晴朗天氣比較多，溫度高，雨水少，肥料利用率不高，但光照充足，整體植株相對較高。

2.2.3 不同氮肥梯度與莖粗的關(guān)系 由圖6可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早造植株的莖粗（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈顯著正相關(guān)（r>0.8，0.01

2.3 不同生育期株高與莖粗的關(guān)系

2.3.1 不同生育期自然株高與莖粗的關(guān)系 由圖7可知，甜玉米在各個(gè)生育期內(nèi)，早晚造的自然株高與莖粗都呈正相關(guān)，其中，早造的自然株高與莖粗呈顯著正相關(guān)（r>0.8，0.01

2.3.2 不同生育期生理株高與莖粗的關(guān)系 由圖8可知，甜玉米在各個(gè)生育期內(nèi)，早晚造的生理株高和莖粗都呈正相關(guān)，其中，早造的生理株高與莖粗呈顯著正相關(guān)（r>0.8 0.01

3 討論與小結(jié)

3.1 討論

作物株高及莖粗與作物抗倒伏能力密切相關(guān)，適宜的株高、莖粗，有利于作物的豐產(chǎn)。陳曉光[22]研究表明，高施氮量處理降低了莖稈木質(zhì)素合成相關(guān)酶的活性和木質(zhì)素含量，莖稈抗倒伏能力降低，但未明確氮肥用量與莖稈粗細(xì)的關(guān)系。馬躍等[23]研究表明，在適宜的范圍內(nèi)，氮肥、磷肥和鉀肥用量對番茄株高的影響都呈正相關(guān)。張正等[24]研究表明，氮肥的施用量與株高、工藝長度、莖粗和單株莖重呈顯著正相關(guān)，增施氮肥可以有效促進(jìn)亞麻株高、工藝長度、莖粗和單株莖重的生長發(fā)育。在本研究中，隨著施氮量的增加，株高和莖粗亦隨之增加，但N2氮肥用量條件下，自然株高和生理株高在灌漿期達(dá)到最高，而對比晚造時(shí)，N2氮肥梯度下，自然株高和生理株高在灌漿期株高表現(xiàn)不突出。史振聲等[25]研究降水量對玉米的影響，表明株高成長期降水量是影響株高變化的根本原因，特別是在廣州這樣的南方地區(qū)，早造期間多雨季節(jié)，水分分布不均，導(dǎo)致株高生長變化差異大;晚造氮肥量與莖粗的相關(guān)系數(shù)遠(yuǎn)低于早造，呈正相關(guān)，未達(dá)到顯著正相關(guān)，與預(yù)期結(jié)果有偏差。

由于試驗(yàn)條件限制，每季僅選用一個(gè)品種開展試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對有限，且測量工具和方法也受限制，測量數(shù)據(jù)時(shí)，因測量人員不同，測量標(biāo)準(zhǔn)難以精確統(tǒng)一，獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量相對較差;因此，在今后的試驗(yàn)測量中，需選用更合理的方法、更精密的儀器，定期檢查試驗(yàn)器材，以滿足試驗(yàn)要求[26-29]，在后續(xù)研究中，尚需根據(jù)本次試驗(yàn)的氮肥梯度繼續(xù)開展多品種氮肥梯度試驗(yàn)，以便獲得更可信的結(jié)果。

3.2小結(jié)

1）在早晚兩造的試驗(yàn)中，在不同氮肥梯度下，甜玉米的株高和莖粗都隨著生育期的推進(jìn)而增加。并在灌漿期達(dá)到最大，其中，在拔節(jié)前期到抽雄期生長速度較快，與李明等[21]研究鉀肥對糯玉米株高和莖粗的變化規(guī)律相似。

2）在同一生育期內(nèi)，早晚兩造甜玉米的自然株高和生理株高都隨著氮肥量的增加而增加，株高與氮肥量呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P< 0.01）。

3）在同一生育期內(nèi)，早晚造的甜玉米莖粗都隨著氮肥量的增加而增大，早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關(guān)（r>0.8，P< 0.05），晚造莖粗與氮肥量呈正相關(guān)。

4）不同生育期內(nèi)，兩造莖粗和自然株高或生理株高都呈正相關(guān)，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關(guān)（r> 0.8，P<0.05），晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關(guān)。

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作者簡介：張善炫（1993-），男，廣東茂名人，在讀本科生，農(nóng)學(xué)專業(yè)，（電話）13602894614（電子信箱）l184696795@qq.com;通信作者，陳青春，男，江蘇連云港人，副教授，博士，主要從事作物精確管理與資源高效利用的研究，（電話）15818115414（電子信箱）chenqingchun0414@163.com。