不同氮磷施用水平對“天塔1號”玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

張茜 田秀平 趙秋 張雯 王盼寧 向春陽

摘? ? 要：為了探討不同氮肥和磷肥施用量對天津地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響，以“天塔1號”玉米為試驗(yàn)材料，施氮量和施磷量分別設(shè)置5個水平：N1（0 kg·hm-2）、N2（80 kg·hm-2） N3（160 kg·hm-2）、N4（240 kg·hm-2）、 N5（320 kg·hm-2）， P1 （0.0 kg·hm-2）、P2 （37.5 kg·hm-2）、P3 （75.0 kg·hm-2）、P4 （112.5 kg·hm-2）、P5 （150.0 kg·hm-2），組合成25個處理，每個處理設(shè)3次重復(fù)，收獲后測定產(chǎn)量及相關(guān)性狀。結(jié)果表明，當(dāng)施氮量或施磷量為單一變量時，“天塔1號”玉米產(chǎn)量、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量及穗粒重呈現(xiàn)先增后降的趨勢，穗行數(shù)差異未達(dá)顯著水平;綜合氮磷配施來看，N3P4處理下百粒質(zhì)量等高于其他處理，N3P4處理下產(chǎn)量表現(xiàn)最高，達(dá)到12 292.74 kg·hm-2。天津地區(qū)天塔1號玉米的適宜氮磷施用量為N（160 kg·hm-2）和P（112.5 kg·hm-2）配施，適宜的氮磷配施有利于玉米產(chǎn)量的增加。

關(guān)鍵詞：玉米;產(chǎn)量;施氮量;施磷量;氮磷配施

中圖分類號：S513? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.09.017

Abstract：In order to investigate the effect of different nitrogen and phosphorus application amount on maize yield in Tianjin， the maize of" Tianta 1" was used as the experimental material. Nitrogen application and phosphorus application were set at 5 levels respectively， N1 （0.0 kg·hm-2）， N2 （80.0 kg·hm-2）， N3 （160.0 kg·hm-2）， N4 （240.0 kg·hm-2）， N5 （320.0 kg·hm-2）， P1 （0.0 kg·hm-2）， P2 （37.5 kg·hm-2）， P3 （75.0 kg·hm-2）， P4 （112.5 kg·hm-2）， P5 （150.0 kg·hm-2）， Combine into 25 treatments. Each treatment was set to be repeated for three times， the yield and related traits were measured after harvest. The results showed that the yield， kernels per row， weight of 100-kernel and weight of per ear of "Tianta No.1" maize showed an increase at first and then a decrease when nitrogen or phosphorus was a single variable and difference of panicle row number did not reach significant level.According to combined nitrogen and phosphorus application， the weight of 100-kernel was higher than other treatments under N3P4 treatment， and the yield of N3P4 treatment was the highest， reaching 12 292.74 kg·hm-2. The suitable application amount of N and P was N （160 kg·hm-2） and P （112.5 kg·hm-2） in "Tianta 1" maize in Tianjin area. The different ratio of N and P were beneficial to increase of maize yield.

Key words： corn; yield; nitrogen application amount; phosphorus application amount; combined application of nitrogen and phosphorus

玉米作為全球范圍內(nèi)的重要糧食作物，對全球農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。玉米的主要作用也不再是食用，而是變成了以飼料為主，同時兼具了糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物的功能。在對一個國家的畜牧業(yè)進(jìn)行衡量的過程中，其核心衡量指標(biāo)便是人均占有玉米數(shù)量[1]。合理施用化肥，是糧食高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)與前提保障[2]。在玉米生長過程中，需要的大量營養(yǎng)物質(zhì)主要有氮、磷、鉀[3]，氮和磷做為作物的重要組成成分，不僅在玉米生長的代謝過程中起著主要作用，而且對其生長發(fā)育有重要的直接影響[4-6]。氮肥的施用水平會直接影響到玉米的植株形態(tài)和產(chǎn)量等[7-9]。磷是作物生長所必需的營養(yǎng)元素，能提高作物利用氮的效率，也能增強(qiáng)作物的抗逆能力，提高作物適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力[10]。磷對玉米產(chǎn)量方面的作用，綠肥輪作處理對玉米的影響，氮磷配施對小麥的影響等方面已有許多研究[11-13]。由于科學(xué)施肥除了考慮土壤供肥規(guī)律外，還要考慮作物的需肥規(guī)律，雖然有關(guān)玉米氮磷肥施用研究很多，但以不同品種研究施肥規(guī)律的很少，“天塔1號”玉米品種由天津中天大地科技有限公司培育而成，已成為天津的主要栽培品種之一。基于此，本試驗(yàn)以“天塔1號”為供試材料，研究不同氮磷施用量及氮磷配施對其產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響，以期為天津地區(qū)種植“天塔1號”玉米合理施用氮磷肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

試驗(yàn)于2018年在天津市靜海良種場試驗(yàn)田進(jìn)行。供試土壤為潮土，其基本理化性狀：pH值為8.1，有機(jī)質(zhì)18.32 g·kg-1;堿解氮80.48 mg·kg-1;速效鉀159.23 mg·kg-1;有效磷17.27 mg·kg-1。

1.1 試驗(yàn)材料

玉米品種：“天塔1號”。

尿素（總氮 ≥ 46%）由陜西化肥廠生產(chǎn);過磷酸鈣（P2O5 ≥ 12%）由浙江嘉善化肥有限責(zé)任公司生產(chǎn);鉀肥為氯化鉀（K2O≥50%）由中農(nóng)集團(tuán)控股股份有限公司經(jīng)銷。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于5月4日播種，采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個小區(qū)種植5行，行長5 m，株距28 cm，行距55 cm，試驗(yàn)地施氮量和施磷量見表1和表2，組成N1P1、N1P2、N1P3、N1P4、N1P5、N2P1、N2P2、N2P3、N2P4、N2P5、N3P1、N3P2、N3P3、N3P4、N3P5、N4P1、N4P2、N4P3、N4P4、N4P5、N5P1、N5P2、N5P3、N5P4、N5P5，總共25個處理，每個處理3次重復(fù)，每小區(qū)都施用鉀肥（K2O）75.0 kg·hm-2（表1和表2）。

尿素40%以底肥施入，60%在拔節(jié)期以追肥施入，磷肥和鉀肥以基肥方式一次性施入。

1.3 測定項(xiàng)目

成熟期在各小區(qū)的中間行從第6株開始連續(xù)取3株的果穗，自然風(fēng)干后進(jìn)行考種，測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒質(zhì)量、百粒質(zhì)量。各小區(qū)對第2和3行果穗全部收獲，自然風(fēng)干后測定小區(qū)產(chǎn)量，最后產(chǎn)量計(jì)算包含取的3株果穗。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷配施對玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

從表3可知，在氮磷配施的所有處理中，“天塔1號”玉米穗行數(shù)，除了N4P4、N5P3和N5P5處理外，其他處理間的穗行數(shù)均沒達(dá)到顯著差異;氮磷配施的“天塔1號”玉米行粒數(shù)排在前5位的是，N2P3、N3P2、N1P2、N3P1和N2P5，N3P2處理的行粒數(shù)顯著高于其他處理的行粒數(shù)，N3P2、N1P2和N3P1處理的行粒數(shù)間差異不顯著，但是顯著高于除N3P2處理外的其他處理的行粒數(shù);氮磷配施“天塔1號”玉米百粒質(zhì)量排在前5位的是：N3P3（31.63 g）>N3P2（29.75 g）>N3P1（29.74 g）>N2P5（29.07 g）>N2P4（28.97 g），N3P3顯著高于其他處理的百粒重，后4位的百粒重間差異不顯著;氮磷配施天塔1號玉米穗粒質(zhì)量排在前5位的是：N3P4、N2P3、N2P4、N3P3、N3P2，N2P3和N2P4處理的穗粒重間差異不顯著，N3P3和N3P2處理的穗粒重間差異也沒達(dá)顯著水平，但前3位處理的穗粒重均顯著高于其他處理的穗粒重;氮磷配施“天塔1號”玉米產(chǎn)量排在前5位的是，N3P4>N3P3>N2P4>N2P3>N3P5，這5個處理的產(chǎn)量均顯著高于其他處理的產(chǎn)量，N3P4、N3P3和N2P4處量間的產(chǎn)量存在顯著差異。從排前5位的百粒重?cái)?shù)據(jù)可以看出，在相同施氮量下，增加磷的施用量對增加粒質(zhì)量有利，施氮量降低的條件下，增施磷量有利于玉米百粒質(zhì)量的增加。從排前5位的產(chǎn)量數(shù)據(jù)可以看出，在相同施氮量下，增加磷肥施用量能增加產(chǎn)量，但過多會影響產(chǎn)量的增加。綜合以上分析，N3P4 （施氮量 160.0 kg·hm-2，施磷量112.5 kg·hm-2） 有利于“天塔1號”玉米穗粒質(zhì)量和產(chǎn)量的增加。

2.2 不同施氮量對玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

以天津地區(qū)玉米生產(chǎn)的常用施磷量（P3）為基礎(chǔ)，對不同施氮量的玉米產(chǎn)量和相關(guān)性狀進(jìn)行分析。由表3可以看出，除N5處理，其他不同施氮量下的穗行數(shù)間無顯著差異，過多氮肥對穗行數(shù)有一定的影響;不同施氮量下行粒數(shù)從高到低的排列順序是N2>N3>N5>N4=N1，除N4和N1處理間，其他處理間的行粒數(shù)均達(dá)顯著差異水平，氮肥對行粒數(shù)有顯著影響;不同施氮量下玉米百粒質(zhì)量的大小順序是N3>N5>N2>N4>N1，N3處理的百粒質(zhì)量顯著高于其他處理的百粒質(zhì)量;不同施氮量下穗粒質(zhì)量從高到低的排列順序是N2>N3>N5>N1>N4，穗粒質(zhì)量在5種不同氮肥處理間均達(dá)顯著差異;不同施氮量下產(chǎn)量的高低順序?yàn)镹3（12 011.82 kg·hm-2）>N2（11 075.20 kg·hm-2）>N5（9 950.76 kg·hm-2）>N4（9 821.40 kg·hm-2）>N1（9 325.12 kg·hm-2），產(chǎn)量在5種氮肥處理之間均達(dá)顯著差異，氮肥對玉米產(chǎn)量有顯著的影響。天塔1號玉米產(chǎn)量在施氮為N3（160 kg·hm-2）處理時最高。

2.3 不同施磷量對玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

以天津地區(qū)玉米生產(chǎn)的常用施氮量（N3）為基礎(chǔ)，對不同施磷量的玉米產(chǎn)量和相關(guān)性狀進(jìn)行分析。由表3可以看出，不同施磷量下穗行數(shù)無顯著差異;不同施磷量下行粒數(shù)從高到低的排列順序是P2>P1>P3>P4>P5，P3處理的行粒數(shù)顯著高于其他處理的行粒數(shù)，適宜的磷肥有利于行粒數(shù)的增加;不同施磷量下百粒質(zhì)量從高到低的排列順序是P3>P2>P1>P4>P5，P3處理的百粒質(zhì)量顯著高于其他處理的百粒質(zhì)量，適宜的磷肥也有利于玉米百粒質(zhì)量的增加;不同施磷量下穗粒質(zhì)量從高到低的排列順序是P4>P3>P2>P1>P5，除P3和P2處理間的穗粒重差異不顯著，各處理間的穗粒質(zhì)量均達(dá)顯著差異;不同施磷量下產(chǎn)量從高到低的排列順序是P4（12 292.74 kg·hm-2）>P3（12 011.82 kg·hm-2）>P5（10 394.40 kg·hm-2）>P2（9 321.00 kg·hm-2）>P1（9 253.26 kg·hm-2），產(chǎn)量在5種磷肥處理之間差異均達(dá)顯著水平，適量高的磷肥有利于玉米產(chǎn)量的提高。從表現(xiàn)趨勢上可以看出，P4處理的穗粒重和產(chǎn)量均顯著高于其他處理，“天塔1號”玉米產(chǎn)量以施磷量112.5 kg·hm-2最高。施氮量一定的條件下，增施磷肥有利于玉米產(chǎn)量的增加。

3 結(jié)論與討論

在農(nóng)作物不同的成長階段都需要大量吸收氮素，因此氮素對農(nóng)作物的生長有著重要影響。氮肥可以有效地提高玉米的產(chǎn)量，對玉米的穗粒質(zhì)量和百粒質(zhì)量有一定的影響。在150 kg·hm-2的施氮量下，能提升玉米籽粒的質(zhì)量和產(chǎn)量[14]，在其施氮量達(dá)到240 kg·hm-2的狀態(tài)下時，其作用便不再明顯[15]。這一結(jié)果與本研究結(jié)果表現(xiàn)趨勢相一致，在施氮量160 kg·hm-2的處理下，“天塔1號”玉米產(chǎn)量達(dá)最高值，進(jìn)一步增施氮肥，玉米產(chǎn)量略有下降。磷是玉米高產(chǎn)必需的營養(yǎng)元素之一，施磷量過多或不足都會影響玉米產(chǎn)量[15]。由本次試驗(yàn)得出結(jié)論，在一定同等的施氮量下，適量增施磷肥可以提高玉米的產(chǎn)量，但是，玉米產(chǎn)量并未隨施磷量的加大而持續(xù)上漲，而是呈現(xiàn)為先漲后落的趨勢。要想使得玉米高產(chǎn)，就要適量施用磷肥。多施磷肥雖都有一些的增收效果，但并不一定能提升經(jīng)濟(jì)效益[16]。隨著施磷量的增多，農(nóng)民種植成本增加會造成經(jīng)濟(jì)收益下滑。其次，磷在土壤中積累會造成環(huán)境污染，而且大量施磷也會造成磷酸鹽資源的浪費(fèi)。本研究結(jié)果表明“天塔1號”玉米在施磷量75～112.5 kg·hm-2范圍內(nèi)已達(dá)高產(chǎn)，從經(jīng)濟(jì)和對環(huán)保角度考慮，應(yīng)在此范圍內(nèi)采用低施用量。施用氮肥對玉米百粒質(zhì)量的作用效應(yīng)大于施用磷肥[17]，王旭剛等[18]在陜西長武縣對旱地小麥進(jìn)行的氮磷配施試驗(yàn)表明，相比較單一施肥作用下，在氮磷配施處理下產(chǎn)量增產(chǎn)水平要高于單一條件下。本研究中“天塔1號”玉米的增產(chǎn)效果表現(xiàn)出明顯的氮、磷肥的配施效果，氮磷配施在一定范圍內(nèi)具有協(xié)同作用，當(dāng)超出這個范圍時表現(xiàn)為拮抗作用[19-20]，本試驗(yàn)研究結(jié)果與以上研究結(jié)果表現(xiàn)一致。

在施用磷肥（P2O5 75.0 kg·hm-2）和鉀肥（K2O 75.0 kg·hm-2）的條件下，“天塔1號”玉米高產(chǎn)的施氮量為80.0 kg·hm-2;在施用氮肥（160.0 kg·hm-2）和鉀肥（K2O 75.0 kg·hm-2）的條件下，“天塔1號”玉米高產(chǎn)的施磷量為75.0～112.5 kg·hm-2;“天塔1號”玉米高產(chǎn)的氮磷肥配施量為，施氮160.0 kg·hm-2，施磷112.5 kg·hm-2。“天塔1號”玉米產(chǎn)量最高值并不是氮磷配施量最大的處理，進(jìn)一步表明合理運(yùn)籌肥料對不同玉米品種產(chǎn)量的影響極大。

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