施用不同復(fù)合肥對(duì)輪作玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

許竹溦， 雷俊， 邵曉偉， 石子建， 陳潤(rùn)興

(衢州市農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院， 浙江 衢州 324000)

玉米作為中國(guó)主要糧食作物之一，用途廣泛[1]，鮮食玉米是在乳熟期采收鮮果穗食用或加工的一類特用玉米[2]，又稱蔬菜玉米，種植區(qū)廣泛且生物量大、產(chǎn)量高，其富含營(yíng)養(yǎng)，風(fēng)味俱佳，能有效預(yù)防“三高”，且易于消化，對(duì)腸道疾病及癌癥等多種病癥具有醫(yī)療保健功效，深受消費(fèi)者青睞[3]。

中國(guó)是全球最大的鮮食玉米生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，鮮食玉米生產(chǎn)周期偏短，部分地區(qū)可一年三熟，市場(chǎng)價(jià)格較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著[4]，鮮食玉米已成為作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的主力軍和提高農(nóng)民收入的重要途徑[5]。近年來(lái)，浙江省鮮食玉米種植面積快速增長(zhǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)浙江省甜糯玉米年種植面積已達(dá)2.33萬(wàn)hm2[6]，玉米連作面積與日俱增[7]，且人們?yōu)榱俗非蟾弋a(chǎn)而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，不斷加大復(fù)合肥的投入，研究表明，大量的肥料施入導(dǎo)致土壤嚴(yán)重污染，逐漸酸化，肥料利用率也隨之降低[5]，且玉米連作會(huì)出現(xiàn)作物發(fā)育不良，品質(zhì)變劣，病蟲(chóng)害加劇，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化以致作物減產(chǎn)[8]。豆科作物和禾本科作物的輪作是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華，合理的輪作能減少化肥的大規(guī)模使用，作物間相互促進(jìn)[9]，在保證玉米高質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的情況下，通過(guò)控制化肥的施用量，降低對(duì)環(huán)境土壤的負(fù)面作用，相對(duì)精準(zhǔn)肥料投入是關(guān)鍵性問(wèn)題，也是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展中提質(zhì)增效的必然要求。

本研究以農(nóng)戶常用三元復(fù)合肥為供試肥料，不同復(fù)合肥水平下，對(duì)輪作下玉米各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，研究不同施肥模式對(duì)鮮食玉米各性狀的影響，以期為浙江省鮮食玉米生產(chǎn)和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選擇鮮食玉米甜糯品種鮮糯366，浙江省引進(jìn)品種(浙引種〔2020〕第002號(hào))一年兩季種植；試驗(yàn)盆栽體積為27 L(50 cm×34 cm×26.3 cm)，盆栽基質(zhì)為泥炭和蛭石2∶1混合，復(fù)合肥選用“丹王”硫酸鉀型復(fù)合肥料(N 17%、P2O517%、K2O 17%、)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)為浙江省衢州市衢江區(qū)蓮花東湖基地，為保證試驗(yàn)精準(zhǔn)控制肥力，采用盆栽處理，2021年7月22日盆栽內(nèi)播種，出苗后保證盆栽內(nèi)2株玉米，每個(gè)肥料處理6個(gè)重復(fù)，設(shè)4個(gè)肥力水平，總計(jì)處理為8個(gè)；T處理前茬種植大豆，K處理前茬種植玉米，T0和K0處理為不施肥處理，T1和K1處理施肥量為600 kg·hm-2，T2和K2處理為 1 200 kg·hm-2，T3和K3處理為1 800 kg·hm-2，按照盆栽面積計(jì)算每個(gè)盆栽內(nèi)不同時(shí)期施入復(fù)合肥量(表1)，其他栽培管理同大田。

表1 不同施肥處理下盆栽施肥量 單位：g

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 測(cè)量株高和穗位高

9月27日玉米乳熟期采收后每個(gè)處理取6株測(cè)量株高、莖粗、地面莖節(jié)數(shù)和穗位高。

1.3.2 穗部性狀及產(chǎn)量

根據(jù)試驗(yàn)各處理方案，記錄各處理面積、株數(shù)、穗數(shù)。連續(xù)取6穗室內(nèi)考種，測(cè)量玉米穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重，結(jié)合單果重和剩余盆栽內(nèi)玉米生物量計(jì)算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)使用WPS和SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥量對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，隨著復(fù)合肥施入量的增加，輪作和連作下的玉米株高、莖粗、地面莖節(jié)數(shù)和穗位高等指標(biāo)均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。施肥的所有處理(T1～T3和K1～K3)株高均顯著高于對(duì)照處理，其中T3株高為最高值182.30 cm，其次為K3處理為169.83 cm，兩者差異顯著，較對(duì)照T0和K0顯著增加了34.41%和24.81%，且輪作下相同施肥量(除1 200 kg·hm-2外)處理均高于連作處理(T3>K3, T2>K2)。大豆與玉米輪作下T3處理莖粗顯著高于其他施肥處理和對(duì)照，連作處理下K3處理為最大值1.87 cm，顯著高于K1和對(duì)照K0，相同肥料處理下輪作T處理整體莖粗高于K處理，且對(duì)照T0顯著高于K0，莖粗范圍在1.43～1.93 cm，變化幅度小，T0～T2處理間均無(wú)顯著差異。不同施肥處理下輪作最大施肥量T3處理地面莖節(jié)數(shù)為最大值14.10個(gè)，施肥量與T3處理一致的連作處理K3地面莖節(jié)數(shù)低于T3，但兩者差異不顯著，除T3外K3較其他施肥處理均差異顯著，較對(duì)照K0顯著增加了9.47%。不同施肥量處理之間和對(duì)照穗位高均差異顯著，但相同施肥量(除1 800 kg·hm-2外)輪作和連作處理間均無(wú)顯著差異，T3處理較對(duì)照T0顯著增加了45.80%，K3處理較對(duì)照K0顯著增加了35.95%。

表2 輪作和連作下不同施肥量對(duì)玉米農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同施肥量對(duì)玉米穗相關(guān)性狀的影響

由表3可知，不同施肥量對(duì)玉米穗相關(guān)性狀有顯著的影響，隨著施肥量的增加，玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重等6個(gè)指標(biāo)均呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，不同肥料和對(duì)照處理間除禿尖值外均差異顯著。輪作T3處理穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重均為最大值，分別為17.77 cm、14.10個(gè)、27.57個(gè)、18.67 g和204.27 g，但較同一施肥量連作K3處理穗相關(guān)5個(gè)指標(biāo)均無(wú)顯著差異，T0-T3和K0-K3間差異顯著。不同施肥量處理下穗粗差異顯著，且均顯著高于對(duì)照，K3處理為最大值4.80 cm，稍高于T3處理穗粗值，但兩者僅相差0.03 cm且無(wú)顯著差異，穗粗變幅在4.03～4.80 cm。輪作和連作下不同施肥量對(duì)玉米的禿尖長(zhǎng)無(wú)顯著影響，但隨著施肥量的增加，禿尖逐漸減少，對(duì)照T0和K0分別為輪作和連作處理的最大值，T0為1.57 cm低于連作對(duì)照K0處理1.77 cm。輪作處理相同施肥量下穗行數(shù)、行粒數(shù)和單果重均高于連作處理，但無(wú)顯著增加，輪作處理下T1百粒重為16.53 g，低于K1處理0.1 g，T2與K2處理百粒重相同，結(jié)合玉米表型性狀和穗相關(guān)性狀表明輪作處理整體優(yōu)于連作處理，但兩者差異不大，隨著施肥量的增加玉米產(chǎn)量性狀逐漸變優(yōu)。

表3 不同施肥量對(duì)玉米穗相關(guān)性狀的影響

2.3 不同施肥量下對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

由圖1可知，不同施肥量處理間差異均顯著，隨著施肥量的增加，玉米產(chǎn)量也隨之升高。輪作T3處理為產(chǎn)量最高值11 918.40 kg·hm-2，其次為連作K3處理11 793.41 kg·hm-2，兩者無(wú)顯著差異，但兩者標(biāo)準(zhǔn)差較其他施肥處理和對(duì)照均較大；對(duì)照處理T0和K0處理分別為輪作T和連作K處理最小值8 031.60 kg·hm-2和7 897.61 kg·hm-2，T0較K0處理標(biāo)準(zhǔn)差較高，兩者也無(wú)顯著差異；輪作T3處理較對(duì)照T0顯著增加了48.39%，連作K3處理較對(duì)照K0顯著增加了49.33%。隨著施肥量的增加，玉米產(chǎn)值逐漸增加，穗相關(guān)性狀中如穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重等相同施肥量間輪作和連作處理均無(wú)顯著差異，但輪作最大施肥量T3均為最大值，且除穗粗外T3均高于連作K3處理，結(jié)合玉米農(nóng)藝性狀等指標(biāo)，施肥量投入最大處理1 800 kg·hm-2(T3和K3)為最適處理，且輪作栽培方式優(yōu)于連作。

同組柱上無(wú)相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 不同施肥量下玉米產(chǎn)量

2.4 不同施肥量下玉米農(nóng)藝性狀和穗相關(guān)性狀的影響

不同施肥投入對(duì)玉米農(nóng)藝性狀、穗相關(guān)性狀和產(chǎn)量均有一定影響，由表4可知，玉米4個(gè)農(nóng)藝性狀和7個(gè)穗相關(guān)性狀及產(chǎn)量大部分存在相關(guān)性。株高、莖粗、地面莖節(jié)數(shù)和穗位高與穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、單果重和產(chǎn)量7個(gè)指標(biāo)均呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，禿尖與株高、地面莖節(jié)數(shù)和穗位高均呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；莖粗與禿尖呈負(fù)相關(guān)但兩者無(wú)顯著相關(guān)，可能是莖粗各施肥處理下變幅較小的結(jié)果。

表4 不同施肥量下玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的相關(guān)性

3 小結(jié)與討論

鮮食玉米種植水平和產(chǎn)值是直接影響南方地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、糧食生產(chǎn)能力和專業(yè)種植戶經(jīng)濟(jì)來(lái)源的重要因素，南方春玉米種植區(qū)鮮食玉米一年兩熟種植，可以在充分利用土地及光熱資源的基礎(chǔ)上，獲得較高的產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益[10]?；蕦?duì)增加作物產(chǎn)量、提高土壤肥力具有十分重要的作用[11]，在發(fā)展中國(guó)家的糧食增產(chǎn)中，有55%來(lái)自化肥的作用[12-13]；我國(guó)當(dāng)前肥料品種繁多，肥效差異大[14]，且隨著化肥投入量逐年加大，出現(xiàn)了化肥利用率低及糧食產(chǎn)出下降的現(xiàn)象；農(nóng)戶施肥方式多以分期施肥和一次性施肥為主[15]，提高肥料利用率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，探尋適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輕簡(jiǎn)化的施肥途徑是目前研究的重中之重。

前人研究表明，與氮磷鉀肥均衡施用相比，不均衡施肥會(huì)導(dǎo)致某些器官中某種養(yǎng)分的含量(濃度)異常升高，存在養(yǎng)分奢侈積累或轉(zhuǎn)移受阻滯留的現(xiàn)象[16]，減少基肥施用比例，增加追肥次數(shù)可改善玉米養(yǎng)分狀況，提高產(chǎn)量和肥料利用率[17-18]，不同的施肥制度對(duì)土壤微生物數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)影響差異顯著[19]。長(zhǎng)期玉米連作的農(nóng)田受土壤理化性質(zhì)、物理結(jié)構(gòu)和生物變化等因素的綜合影響較大[20]。本試驗(yàn)中在輪作和連作的不同施肥總量處理上均采用施基肥和兩次追肥的方式進(jìn)行，施肥各處理較對(duì)照均提高了株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重等農(nóng)藝性狀和穗相關(guān)產(chǎn)量性狀，其中輪作和連作施肥最大處理T3和K3效果較為顯著，且除穗粗外各性狀T3均高于K3，但兩者無(wú)顯著差異。高生物量是獲得高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)[21]，而玉米產(chǎn)量的高低與穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量密切相關(guān)[22-24]，研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量和穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和單果重等穗相關(guān)性狀呈極顯著相關(guān)。本研究表明，施肥最大處理(T3和K3)農(nóng)藝性狀、穗相關(guān)性狀與產(chǎn)量均高于施肥第二大處理(T2和K3)，除禿尖值外均差異顯著，且輪作處理各性狀普遍優(yōu)于連作處理，從產(chǎn)值考慮1 800 kg·hm-2投入量且結(jié)合輪作栽培模式為最優(yōu)處理，但結(jié)合肥料和勞動(dòng)力成本，還需進(jìn)一步細(xì)化復(fù)合肥投入梯度，現(xiàn)階段農(nóng)戶偏愛(ài)施足有機(jī)肥做基肥，后續(xù)追肥撒播復(fù)合肥的施肥方式，最優(yōu)施肥模式與肥料種類還需要深入研究。