交聯(lián)聚丙烯酰胺(CPA)匹配緩釋肥對春玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝指標的影響研究

孫麗惠李中強劉 晶常 程

(遼寧省農(nóng)業(yè)科學院玉米研究所,遼寧 沈陽 110161)

玉米是重要的糧食、飼料、工業(yè)原料作物。緩釋肥的廣泛應用,促進了玉米機械化生產(chǎn),節(jié)約了勞動力成本投入,促進了玉米生產(chǎn)節(jié)本增效。聚丙烯酰胺俗稱保水劑,交聯(lián)聚丙烯酰胺(CPA)是其中一種,是具有高吸水性的新型高分子聚合物,其安全環(huán)保、無毒無味,最終分解為二氧化碳、水和銨態(tài)氮,能夠吸收數(shù)十倍乃至數(shù)百倍于自身體積的水,且可重復吸水放水[1],使用壽命很長。聚丙烯酰胺對土壤結構影響的研究表明,聚丙烯酰胺短期內(nèi)對小的團聚體粒徑影響不大,但對于增加大的團聚體粒的含量有明顯效果[2～3],由此可降低土壤容重,增加孔隙度,提高土壤質量[4～5],能夠顯著降低土壤尿素淋失,增強土壤持肥能力與持水容量[6～7]。聚丙烯酰胺對地上作物植株生長發(fā)育的影響研究認為,在干旱區(qū)聚丙烯酰胺提高了作物產(chǎn)量、水分利用效率及水分生產(chǎn)率[8～9],邢睿等在玉米育苗基質中加入CPA,提高了玉米苗磷素含量及吸收量,適量濃度的CPA能夠提高玉米苗的生物量[10]。也有報道得出,聚丙烯酰胺提高作物產(chǎn)量是有施用量范圍的,超量后增產(chǎn)不顯著[11]。單德鑫等通過常規(guī)化肥匹配不同濃度聚丙烯酰胺的研究認為,聚丙稀銑胺的施入可改善土壤結構,降低容重,提高入滲率,增加含水量,提高株高,增加產(chǎn)量,但差異不顯著[12]?；谀壳暗难芯恐饕性贑PA濃度對土壤結構、玉米產(chǎn)量及生長發(fā)育的影響等研究,而結合生產(chǎn)中廣泛采用的長效緩釋肥配伍施用的效果研究鮮見報道,且前人結論中對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量形成影響的研究仍存在不一致性,因此本試驗設置不同緩釋肥與CPA匹配處理,研究其對春玉米產(chǎn)量及生理指標的影響,旨在為春玉米生產(chǎn)的節(jié)本增效、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2020年在遼寧省農(nóng)業(yè)科學院沈北小洋河試驗基地進行,以高產(chǎn)中晚熟玉米品種遼單575(LD575)為試材開展大田試驗。試驗設置為3個緩釋肥(中農(nóng)舜天生態(tài)肥業(yè)有限公司,N∶P∶K=26∶10∶12)及3個CPA(北京漢力淼新技術有限公司)施入量,為隨機區(qū)組設計,共計9個處理,3次重復(見表1)。種植密度為4 000株/667m2,小區(qū)面積18.0 m2,春季播前各處理肥料側深施,田間管理同大田。

表1 試驗處理Table 1 Experiment set

1.2 測定項目及方法

1.2.1 生育時期記載記載播種、出苗、拔節(jié)、大喇叭口、抽雄、開花、成熟、收獲等時期。以群體有1/2植株達到某個生育時期為判定標準。

1.2.2 生理指標測定于喇叭口期、開花期與成熟期關鍵時期分別進行株高、葉面積及干物質、莖節(jié)橫截面積等測定。干物質積累為關鍵時期每處理取3株代表性植株烘干后測恒重。莖節(jié)橫截面積為開花期測定地上莖基部第三節(jié)莖節(jié)長、寬數(shù)據(jù),依據(jù)S=a×b×0.785公式計算,其中,S為莖節(jié)面積,a為莖節(jié)粗長,b為莖節(jié)粗寬。

1.2.3 收獲測產(chǎn)、考種成熟時每小區(qū)收取中間6 m2果穗脫粒、測含水量、計產(chǎn),產(chǎn)量折算成標準含水量(14%)的產(chǎn)量。每小區(qū)選10穗代表性果穗進行室內(nèi)考種,調(diào)查穗長、穗粗、禿尖、穗粒數(shù)、百粒重等指標。

1.3 氣象數(shù)據(jù)

2020年度氣象數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 2020年氣象數(shù)據(jù)Figure 1 Meteorological data in 2020

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2013和DPS 18.1進行數(shù)據(jù)處理、作圖和方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對株高的影響

由圖2可見,T5、T6和T9處理的株高較高(311.7 cm、312.3 cm和312.4 cm),而T1和T4較低。緩釋肥量的增加和CPA的施入均提升了植株株高。

圖2 肥料與CPA匹配對開花期株高的影響Figure 2 Influence of fertilizer matching CPA on plant height in flowering period

2.2 不同處理對莖節(jié)橫截面積的影響

圖3所示,T5、T6、T8、T9處理的基部莖節(jié)橫截面積較高,而T9處理莖節(jié)橫截面積最大,為571.5 mm2。增施緩釋肥和CPA均增大了莖節(jié)橫截面積。

圖3 肥料與CPA匹配對植株莖節(jié)橫截面積的影響Figure 3 Influence of matching fertilizer and CPA on the cross-sectional area of plant stem nodes

2.3 不同處理對干物質積累的影響

隨著生育期進程推進,各處理單株干物質積累量升高。喇叭口期T6和T9處理顯著高于其他處理,T9最高為82.0 g/株;開花期T5、T6、T8和T9顯著高于其他處理,T9最高,為243.9 g/株;成熟期T8和T9處理高于其他處理,其中T9最高,地上總干重為431.8 g/株(圖4)。

圖4 肥料與CPA匹配對植株單株干物重的影響Figure 4 Influence of matching fertilizer and CPA on dry matter weight per plant

2.4 不同處理對LAI的影響

由圖5所示,緩釋肥和CPA的增施,提高了植株LAI。試驗中,T6、T8和T9處理LAI高于其他處理,T9處理最高(4.98),T8處理次之(4.94)。

圖5 肥料與CPA匹配對植株花期葉面積指數(shù)的影響Figure 5 Influence of fertilizer and CPA matching on leaf area index (LAI) in flowering period

2.5 不同處理對產(chǎn)量及構成因素的影響

方差分析表明,各處理間產(chǎn)量差異達到極顯著水平,其中T9產(chǎn)量最高,折核產(chǎn)量達到了845.4 kg/667m2;T6折核產(chǎn)量位居第二(833.5 kg/667m2);T5折核產(chǎn)量位居第三(819.2 kg/667m2),此3個處理間產(chǎn)量差異未達顯著水平,但顯著高于其他處理(表2)。

表2 CPA與緩釋肥匹配對產(chǎn)量及構成因素的影響Table 2 Influence of CPA and slow-release fertilizer matching on yield components

比較產(chǎn)量構成因素得出,各處理間單位面積穗數(shù)差異達極顯著水平,而穗粒數(shù)和百粒重差異達顯著水平。其中,T6的單位面積穗數(shù)最多(3 990穗);T9處理穗粒數(shù)和百粒重最大(777.3粒/穗,33.0 g)。

2.6 不同處理經(jīng)濟效益計算

通過肥料與CPA投入及增益的效果分析,相對于常規(guī)對照T7,T6增益最高,為162.7元/667m2,其次為T9(158.7元/667m2)和T5(137.0/667m2)。

表3 效益分析Table 3 Benefit analysis

3 結論

緩釋肥施入量在50 kg/667m2和60 kg/667m2處理下,產(chǎn)量高于40 kg/667m2水平;CPA在1.00 kg/667m2水平下,植株生長發(fā)育及產(chǎn)量形成過程中優(yōu)于不施入和0.75 kg/667m2施入量。CPA與肥料配伍對玉米產(chǎn)量及植株生長發(fā)育影響顯著。本試驗中T9處理顯著提高了花期株高、干物重、莖粗、LAI,成熟期干物重,穗粒數(shù)和百粒重,最終獲得了最高產(chǎn)量845.4 kg/667m2,其次為T6處理,二者差異不顯著。通過效益分析,T6增益最高,為162.7元/667m2,其次為T9(158.7元/667m2)。因此,綜合產(chǎn)量及效益,T6(緩釋肥50 kg/667m2匹配CPA 1.00 kg/667m2)增產(chǎn)增益效果較好,其次為T9(緩釋肥60 kg/667m2匹配CPA 1.00 kg/667m2)處理。本試驗僅對玉米地上部植株指標進行了分析,需進一步對根系及土壤進行完善研究,同時計劃進行多年試驗驗證,增強結論適應性。