液體磷肥用量對(duì)玉米生長(zhǎng)?產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

陳煜林 胡義熬 楊永勝 楊依凡 涂攀峰 薛鑫海 鄭宇程 鄧蘭生

摘要 在田間液體配肥站模式下，根據(jù)玉米的養(yǎng)分需求規(guī)律，探究液體肥料全部追施時(shí)砂壤土玉米適宜的液體磷肥投入量。在田間設(shè)置了3個(gè)等級(jí)的磷投入量，純磷投入量分別為15.0 kg/hm2（MP1）、29.4 kg/hm2（MP2）、58.2 kg/hm2（MP3），研究了不同液體磷肥投入量對(duì)玉米農(nóng)藝性狀、磷素吸收、產(chǎn)量及玉米籽粒品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，MP3的產(chǎn)量、穗數(shù)和穗粗均最高;與MP1相比，MP3的光合色素（葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類(lèi)胡蘿卜素）顯著增加了21.82%～37.76%;不同生育期MP3干物質(zhì)重的增加幅度為14.59%～39.09%;此外，MP3的籽粒含糖量最高，MP2的籽粒脯氨酸和蛋白質(zhì)含量最高。當(dāng)純磷投入量為58.2 kg/hm2時(shí)，有利于提高玉米的產(chǎn)量、干物質(zhì)積累、葉綠素含量和籽粒含糖量;當(dāng)純磷投入量為29.4 kg/hm2時(shí)，有利于提高籽粒的脯氨酸和蛋白質(zhì)含量;當(dāng)純磷投入量為15.0 kg/hm2時(shí)，磷肥偏生產(chǎn)力最高。

關(guān)鍵詞 液體配肥站;滴灌;液體磷肥;玉米;追施;生長(zhǎng)發(fā)育

中圖分類(lèi)號(hào) S513? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2022）10-0129-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.029

Effect of Liquid Phosphate Fertilizer on Growth，Yield and Quality of Maize

CHEN Yu-lin1，HU Yi-ao1，YANG Yong-sheng2 et al （1.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong? 510642;2.Agricultural Technology Extension Center of Urat Front Banner，Inner Mongolia，Urat Front Banner，Inner Mongolia 014400）

Abstract Under the mode of liquid fertilizer station in the field，according to the nutrient demand law of maize，the suitable liquid phosphorus fertilizer input for maize in sandy loam soil was explored when all liquid fertilizers were applied.Three levels of phosphorus input were set up in the field.The pure phosphorus input was 15.0 kg/hm2 （MP1），29.4 kg/hm2 （MP2） and 58.2 kg/hm2 （MP3），respectively.The effects of different liquid phosphorus input on agronomic traits，phosphorus absorption，yield and grain quality of maize were studied.The yield，panicle number and panicle diameter of MP3 were the highest;compared with MP1，the photosynthetic pigments （chlorophyll a，chlorophyll b，total chlorophyll and carotenoids） of MP3 were significantly increased by 21.82%-37.76%;the increase of dry matter weight of MP3 at different growth stages was 14.59%-39.09%;in addition，the sugar content of MP3 was the highest，and the proline and protein content of MP2 was the highest.The yield，dry matter accumulation，chlorophyll content and grain sugar content of maize were improved when the pure phosphorus input was 58.2 kg/hm2;the proline and protein content of maize were improved when the pure phosphorus input was 29.4 kg/hm2;when the pure phosphorus input was 15.0 kg/hm2，the partial factor productivity of applied P was the highest.

Key words Liquid fertilizer station;Drip irrigation;Liquid phosphate fertilizer;Corn;Topdressing;Growth and development

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0200404）;東莞市引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才計(jì)劃項(xiàng)目（東人函〔2018〕736號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介 陳煜林（1997—），男，廣東汕頭人，碩士研究生，研究方向：水肥一體化技術(shù)和新型肥料。通信作者，副教授，從事作物營(yíng)養(yǎng)與灌溉施肥教學(xué)、研究和推廣應(yīng)用工作。

收稿日期 2021-06-30;修回日期 2021-07-21

玉米是禾本科一年生草本植物，是我國(guó)重要的糧食作物之一。與傳統(tǒng)的水稻、小麥等糧食作物相比，玉米具有較強(qiáng)的耐旱性、耐寒性和良好的環(huán)境適應(yīng)性[1]。玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是我國(guó)高產(chǎn)糧食作物，是畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等的重要飼料來(lái)源，也是食品、保健品、輕工、化工等不可缺少的原料之一，玉米資源豐富、價(jià)廉、易得，還具有多種生物活性，如抗氧化、抗腫瘤、降血糖、提高免疫力、抗菌殺菌等，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。而磷作為植物的必需元素之一，不僅是植物中許多重要化合物的組成部分，還以多種方式參與植物的代謝過(guò)程，從而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育[2]。磷肥也是3種最重要的農(nóng)業(yè)肥料之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用[3]，但磷肥往往作為基肥進(jìn)行施用，磷肥利用率一般只有10%～25%。提高磷肥的利用率，不僅可以減少種植玉米的投入成本，增加產(chǎn)出，而且也是保障我國(guó)有限磷肥資源的重要措施，對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要意義[4]。磷酸一銨與傳統(tǒng)磷肥過(guò)磷酸鈣相比，其具有優(yōu)良的水溶性，可以很好地應(yīng)用于田間水肥一體化灌溉設(shè)施中，對(duì)提高磷肥利用率具有重要意義，也是田間液體配肥站磷源的主要選擇之一。北方土壤多為堿性土壤，而磷酸一銨作為酸性肥料，有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育，土壤中磷酸一銨的NH+4比其他銨鹽更容易被土壤吸收，因?yàn)樵谥行詶l件下容易解離，形成的NH+4被土壤膠體（負(fù)電荷）吸收，形成的H2PO4-也是作物可以吸收和利用的形式[5]。此外，與銨離子共存的磷離子特別容易被作物根系吸收[6]。張皓禹等[7]研究表明，新疆北疆當(dāng)?shù)亓追室?5%作基肥，75%作追肥最有利于玉米生長(zhǎng)。相比磷肥作為基肥施用，磷肥通過(guò)滴灌的追施可以顯著提高磷肥利用率、磷素積累量和磷肥偏生產(chǎn)力[8]。此外，滴施液體肥可以提高玉米氮磷鉀的積累量，最終提高其產(chǎn)量及品質(zhì)[9]。水肥一體化設(shè)施在我國(guó)農(nóng)業(yè)上大面積推廣應(yīng)用，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，并未很好地發(fā)揮水肥一體化設(shè)施的優(yōu)勢(shì)，而且以往的研究主要揭示玉米對(duì)磷的吸收機(jī)理、磷肥利用率等方面[10]的內(nèi)容;而且大多數(shù)研究雖然應(yīng)用了水肥一體化設(shè)施，但磷還是主要作為基肥施用，追肥所占比例較少，而這不能發(fā)揮水肥一體化條件下磷素的高效利用[11]。因此，筆者以磷酸一銨作為磷原料，通過(guò)田間液體配肥站，配制3個(gè)不同磷含量的配方肥，并以不施底肥、全程追肥的方式，探討不同液體磷肥用量對(duì)玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在為玉米生產(chǎn)中液體磷肥合理施用提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年5—9月在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾烏拉特前旗大佘太鎮(zhèn)馬卜子村（108°58′33.54″E，41°06′5.43″N）進(jìn)行。該區(qū)屬溫帶大陸性氣候，平均海拔1 100 m，年降雨量220 mm，年蒸發(fā)量2 500 mm，年日照時(shí)數(shù)3 002.5 h，其中4—9月1 733.6 h，初霜在9月中旬，終霜在5月中旬，霜期120 d。土壤為砂壤土，有機(jī)質(zhì)為7.11 g/kg，速效氮26.30 mg/kg，速效磷5.35 mg/kg，速效鉀84.30 mg/kg，土壤pH為7.77，EC值為0.44 mS/cm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試玉米品種為MC670，氮肥用尿素硝銨溶液（N 28%），磷肥用磷酸一銨（N 12%，P2O5 61%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)不施基肥，全程通過(guò)田間液體配肥站配制的液體配方肥進(jìn)行追施，根據(jù)磷投入量的不同，共設(shè)置MP1（純磷投入量為15.0 kg/hm2）、MP2（純磷投入量為29.4 kg/hm2）、MP3（純磷投入量為58.2 kg/hm2）3個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積500 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。各處理的純氮投入量均為220.5 kg/hm2，純鉀投入量均為48.0 kg/hm2，整個(gè)生育期共施肥8次，具體施肥情況見(jiàn)表1。

于2019年5月12日進(jìn)行播種，前茬作物為玉米，寬行75 cm，窄行40 cm，株距23 cm，理論密度為75 645 株/hm2，出苗率為91%。灌溉方式采用膜下滴灌，在前8次滴水時(shí)將8次肥帶下，總灌水量4 078.5 m3/hm2。其他農(nóng)藝措施，如病蟲(chóng)害管理和雜草控制，按照該省建議的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)，在所有處理中都是相同的。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在苗期（播種后38 d）、穗期（播種后58 d）和花粒期（播種后85 d）于田間測(cè)定株高、莖粗，每個(gè)小區(qū)取植株3株，將各器官分開(kāi)后，105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘干至恒重，測(cè)定植株地上部生物量。而后粉碎過(guò)2 mm篩，通過(guò)鉬銻抗比色法測(cè)定各器官含磷量，并計(jì)算磷肥偏生產(chǎn)力[12]（計(jì)算公式為PFPP=Y/PF，其中，PFPP為磷肥偏生產(chǎn)力，Y為施肥后獲得的作物產(chǎn)量，PF為磷肥的投入量）。在成熟期（播種后126 d）進(jìn)行田間調(diào)查，測(cè)定產(chǎn)量以及收獲后室內(nèi)考種，測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗和百粒重等指標(biāo)，并通過(guò)近紅外谷物分析儀測(cè)定玉米籽粒的蛋白質(zhì)含量、含油量、淀粉含量。可溶性糖測(cè)定采用蒽酮法;游離脯氨酸含量測(cè)定采用磺基水楊酸法[13]?？?cè)~綠素、葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素含量參考He等[14]的方法檢測(cè)。將磨碎的葉樣品（約0.1 g）與95%無(wú)水乙醇一起放置，然后在黑暗中保持直到樣品變白。在紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)上分別在645、652和663 nm處測(cè)定葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Microsoft Office Excel 2016進(jìn)行處理，采用軟件Statistix 8.1進(jìn)行方差分析和多重比較，多重比較采用LSD法，結(jié)果采用字母標(biāo)記法標(biāo)記。作圖通過(guò)Sigma Plot 14.0進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 液體磷肥施用量對(duì)玉米地上部生長(zhǎng)的影響

由表2可知，不同時(shí)期施用不同量的液體磷肥對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育有一定

的影響。在苗期，MP2和MP3均顯著提高了株高、莖粗和地上部生物量;在穗期，MP3的株高和地上部生物量均顯著高于MP1，而莖粗在3個(gè)處理間差異不顯著;在花粒期，MP2和MP3的莖粗和地上部生物量均高于MP1，但3個(gè)處理的株高和莖粗差異不顯著，MP3處理的地上部生物量顯著高于MP1和MP2處理;成熟期，MP3處理的株高和地上部生物量高于MP1和MP2處理，3個(gè)處理的株高和莖粗差異不顯著，MP2和MP3處理的地上部生物量均顯著高于MP1處理。

2.2 液體磷肥施用量對(duì)玉米磷素吸收的影響

液體磷肥不同施用量對(duì)玉米植株地上部磷的累積存在一定的影響，但影響不顯著（圖1）。在不同生育時(shí)期，玉米植株地上部生物量隨液體磷肥施用量的增加而增加，MP3處理的含磷量始終高于MP1處理，但二者之間不存在顯著差異。

2.3 液體磷肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量及相關(guān)指標(biāo)的影響

不同施用量的液體磷肥對(duì)玉米產(chǎn)量形成有顯著影響（表3）。MP3的產(chǎn)量顯著高于MP1和MP2，MP1與MP2間無(wú)顯著差異。在穗粒數(shù)和穗粗方面也表現(xiàn)出類(lèi)似的趨勢(shì)。因此，推測(cè)是由于液體磷肥施用量的增加可以促進(jìn)穗粗的增粗，而在穗粗增粗的情況下，穗軸表面積增大，有利于結(jié)更多的籽粒，從而提高穗粒數(shù)，最終提高產(chǎn)量。玉米籽粒百粒重MP1最低，為

32.89 g，MP2顯著高于MP1，為37.19 g，在3個(gè)處理中最高，MP3為35.78 g，處于二者之間，但與MP1和MP2均不存在顯著差異。在穗數(shù)、穗長(zhǎng)方面，3個(gè)處理之間差異不顯著。磷肥偏生產(chǎn)力是指單位面積的作物產(chǎn)量與單位面積所投入的磷肥純養(yǎng)分的比例。雖然隨著液體磷肥施用量的增加，玉米產(chǎn)量也顯著增加，但玉米產(chǎn)量的增加幅度并沒(méi)有液體磷肥用量的增加幅度大，因此MP1的磷肥偏生產(chǎn)力最高，顯著高于MP2和MP3處理（圖2）。

2.4 液體磷肥施用量對(duì)玉米葉綠素含量的影響

不同施用量的液體磷肥對(duì)玉米葉綠素含量的影響不同（圖3）。在苗期、穗期和花粒期，MP3處理的葉綠素a含量分別比MP1顯著增加32.53%、37.07%和21.82%;在苗期、穗期和花粒期，

MP3處理的葉綠素b含量分別比MP1處理高33.05%、37.76%和23.10%;在類(lèi)胡蘿卜素含量方面，MP3處理在苗期、穗期和花粒期分別比MP1處理高27.07%、32.91%和27.81%;在總?cè)~綠素含量方面，MP3處理比MP1處理在苗期、穗期和花粒期分別高32.71%、37.32%和22.29%。MP1和MP2的葉綠素a、葉綠素b、類(lèi)胡蘿卜素（穗期除外）和總?cè)~綠素含量在各時(shí)期差異不顯著。

2.5 液體磷肥施用量對(duì)玉米籽粒品質(zhì)的影響 由圖4可知，不同施用量的液體磷肥對(duì)玉米籽粒品質(zhì)的影響不同。與MP1相比，MP2和MP3顯著提高了籽粒游離脯氨酸含量，分別提高了18.60%和8.89%;在籽粒可溶性蛋白含量方面，MP1和MP3差異不顯著，MP2的蛋白質(zhì)含量顯著高于MP1和MP3;在籽?？扇苄蕴呛糠矫?，MP1和MP2之間差異不顯著，MP3含量最高。3個(gè)處理間籽粒含油量和籽粒淀粉含量均不存在顯著差異。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)研究了不同用量的磷酸一銨以液體肥的形式進(jìn)行多次追施對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的影響。結(jié)果表明，液體磷肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量有顯著影響。在所有處理中，磷投入量為58.2 kg/hm2的MP3處理的產(chǎn)量最高，主要是由于粒重、粒數(shù)和穗粗較高。Van Der Eijk等[15]也進(jìn)行了類(lèi)似的研

究，結(jié)果表明磷對(duì)玉米產(chǎn)量能產(chǎn)生很好的效果，尤其是在缺

磷土壤上。早期研究表明，磷肥用量對(duì)玉米產(chǎn)量形成有顯著影響[16]。在此基礎(chǔ)上，玉米產(chǎn)量的增加可以用干物質(zhì)積累的增加來(lái)解釋?zhuān)绕涫敲缙?。結(jié)果表明，玉米苗期干物質(zhì)重隨液體磷肥施用量的增加而增加。產(chǎn)量與苗期生長(zhǎng)狀況呈顯著正相關(guān)，苗期磷營(yíng)養(yǎng)需求對(duì)玉米產(chǎn)量形成有顯著影響[17]。

Zhu等[18]研究表明，幼苗根系對(duì)磷的吸收顯著影響玉米幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。此外，Sacaa等[19]指出，磷水平會(huì)誘導(dǎo)玉米幼苗對(duì)鹽脅迫的抗性調(diào)節(jié)。此外還觀察到，增加磷酸一銨溶液追施的用量會(huì)增加葉綠素含量，這可能是玉米產(chǎn)量形成差異的原因之一。葉綠體是植物和其他光合作用生物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，因此葉綠素含量將直接影響光合作用的強(qiáng)度[20]。該研究結(jié)果表明，液體磷肥的施用量可能通過(guò)影響葉綠素的生物合成來(lái)影響光合作用，調(diào)節(jié)玉米產(chǎn)量的形成。

研究表明不同施用量的磷酸一銨溶液追施會(huì)影響玉米的某些品質(zhì)特性。在3個(gè)不同施用量的處理中，磷投入量為29.4 kg/hm2 MP2處理的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)和脯氨酸含量最高[21-22]，而液體磷肥施用量最高的MP3處理會(huì)產(chǎn)生甜度更高的籽粒，因?yàn)镸P3處理的籽?？扇苄蕴呛吭?個(gè)處理中最高。結(jié)合籽粒品質(zhì)和產(chǎn)量表現(xiàn)，當(dāng)液體磷肥純投入量為15.0 kg/hm2時(shí)，磷肥偏生產(chǎn)力最高;當(dāng)液體磷肥純投入量為29.4 kg/hm2時(shí)，玉米籽粒的品質(zhì)更佳;當(dāng)液體磷肥純投入量為58.2 kg/hm2時(shí)，玉米產(chǎn)量最高，玉米籽粒的甜度也更佳。所以，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)不施底肥全程液體追肥的方式，調(diào)節(jié)磷的投入量，可以獲得不同的田間效果;可以投入較少（15.0 kg/hm2）的磷素營(yíng)養(yǎng)獲得較高的產(chǎn)量，做到極大程度地利用磷，從而減少磷的浪費(fèi)，但并不建議長(zhǎng)期投入較少的磷肥，使土壤缺磷，另外研究表明，施磷量過(guò)高或過(guò)低都不利于植物根系和土壤微生物等的正常生命活動(dòng)[23];如果在生產(chǎn)實(shí)踐中追求更高的玉米品質(zhì)，可以適當(dāng)加大磷肥投入量;如果追求更高的產(chǎn)量或者甜度，可以繼續(xù)加大磷肥的投入量。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，建議根據(jù)目標(biāo)需求選擇合適的磷肥施用量，可以在獲得預(yù)期目標(biāo)的同時(shí)，高效地利用磷肥，減少資源的浪費(fèi)，獲得更好的收益。

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