不同施肥模式對(duì)玉米葉面積·干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

摘要 ［目的］探究威海地區(qū)玉米種植中不同施肥模式的應(yīng)用效果。［方法］通過田間試驗(yàn)，設(shè)置6個(gè)處理，分別為不施肥（T1）、不施用氮肥（T2）、施用有機(jī)肥（T3）、無機(jī)肥（T4）、緩控釋肥（T5）和緩控釋氮肥（T6），研究不同施肥模式對(duì)玉米種植中葉面積、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響。［結(jié)果］大口期除T2處理外，其他施肥處理的葉面積均高于T1，分別增加12.6%、17.3%、19.2%和28.1%；施肥可促進(jìn)玉米的干物質(zhì)量積累，緩控釋肥處理在灌漿期表現(xiàn)突出，有機(jī)肥影響玉米干物質(zhì)的積累及分配；緩控釋氮肥玉米產(chǎn)量可達(dá)9 871.35 kg/hm2，比無機(jī)肥（T4）和緩控釋復(fù)合肥（T5）分別高7.7%和15.4%。［結(jié)論］威海市玉米種植中推薦緩控釋氮肥配施常規(guī)磷鉀肥。

關(guān)鍵詞 施肥模式；緩控釋肥；玉米產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）21-0137-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.029

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Different Fertilization Modes on Leaf Area， Dry Matter Accumulation and Yield of Maize

DU Jun-hui1， ZHANG Qiang2， YU Xiao-yu2 et al

（1.Lingang Economy & Technology Development Area Social Undertaking Department， Weihai， Shandong 264200;2.Agriculture and Rural Affairs Bureau of Rushan City，Weihai， Shandong 264500）

Abstract ［Objective］To explore the application effect of fertilization modes in maize planting in Weihai area. ［Method］Six different fertilization treatments were designed to conduct field experiments： no fertilizer （T1）， no nitrogen fertilizer （T2）， organic fertilizer （T3）， inorganic fertilizer （T4）， slow-release fertilizer （T5） and slow-release nitrogen fertilizer （T6）.The effects of different fertilization modes on leaf area， dry matter accumulation and yield of maize were studied. ［Result］Except T2 treatment， the leaf area of other fertilization treatments was higher than T1， increasing by 12.6%， 17.3%， 19.2% and 28.1%， respectively in corn opening stage. Fertilizer could promote accumulating the dry matter of maize， slow-release fertilizer treatment was prominent in the filling stage， organic fertilizer affected the accumulation and distribution of dry matter of maize. The yield of slow-release nitrogen fertilizer was 9 871.35 kg/hm2， 7.7% and 15.4% higher than that of inorganic fertilizer （T4） and slow-release compound fertilizer （T5）， respectively. ［Conclusion］Slow-release nitrogen fertilizer combined with conventional phosphate and potassium fertilizer is recommended for maize planting in Weihai City.

Key words Fertilization pattern;Slow-release fertilizer;Maize yield

作者簡(jiǎn)介 杜軍輝（1986—），男，山東高青人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

*通信作者，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

收稿日期 2024-06-18

玉米是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，具有很重要的生態(tài)價(jià)值、飼用價(jià)值及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此提升玉米產(chǎn)量及質(zhì)量對(duì)保障糧食安全具有重大意義［1-3］。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)作物需求量的不斷增加，化肥施用已經(jīng)成為必要的農(nóng)藝措施。尤其氮肥的施用對(duì)玉米生長(zhǎng)具有重要影響，不合理的氮肥施用，不僅會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，也會(huì)造成土壤無機(jī)氮淋濕從而加劇面源污染問題［4］。有機(jī)肥經(jīng)微生物作用，緩慢釋放出多種營(yíng)養(yǎng)元素，可源源不斷地將養(yǎng)分供給作物，且能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成［5］。研究表明，有機(jī)肥不同比例替代化肥能提高玉米籽粒、秸稈生物量，玉米籽粒產(chǎn)量［2］。此外，緩控釋肥作為一種新型復(fù)合肥，具有養(yǎng)分高效、環(huán)境友好的特點(diǎn)，釋放養(yǎng)分速度與作物吸收需求保持基本同步，提高肥料利率用，符合農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展的需求［6-8］。目前緩控釋肥對(duì)水稻、小麥、花生等多種作物均有研究。與傳統(tǒng)施肥相比，緩控釋肥能提高水稻葉片的光合效率，增加群體干物質(zhì)量及葉面積指數(shù)等［9］，對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)在促進(jìn)氮素積累，增加千粒重和產(chǎn)量［10］。目前，基于當(dāng)前不同作物肥效研究的背景下，筆者應(yīng)用不同施肥模式，明確玉米干物質(zhì)量積累與產(chǎn)量的變化規(guī)律，以期為玉米種植中合理用肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020—2022年在威海臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)東楊格村進(jìn)行，122°02′10″E，37°18′20″N。試驗(yàn)地土壤為棕壤，播種前0～20 cm土層土壤養(yǎng)分狀況：pH 6.34；有機(jī)質(zhì)10.11 g/kg，堿解氮56.32 mg/kg，有效磷25.53 mg/kg，速效鉀85.18 mg/kg。試驗(yàn)地地處中緯度，屬于北溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，四季變化和季風(fēng)進(jìn)退都較明顯，與同緯度的內(nèi)陸地區(qū)相比，具有雨水豐富、年溫適中、氣候溫和的特點(diǎn)，平均氣溫13.3 ℃，平均降水量1 074.2 mm，平均總?cè)照諘r(shí)數(shù)2 142.7 h。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料選用耐密、高產(chǎn)、緊湊型玉米品種登海605，此品種為中晚熟品種，生育期為112 d左右。供試肥料：商品有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量≥40%，養(yǎng)分含量≥5%；尿素，N≥46%；過磷酸鈣，P2O5≥16%；氯化鉀，K2O≥60%；硫包衣緩／控釋復(fù)合肥，N≥20%，P2O5≥12%，K2O≥12%；樹脂包衣緩/控釋尿素，N≥46%，緩釋時(shí)間為90 d。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)6個(gè)處理，分別為不施肥（T1）、不施用氮肥（T2）、施用有機(jī)肥（T3）、施用無機(jī)肥（T4）、緩控釋復(fù)合肥（T5）和緩控釋氮肥（T6）。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，小區(qū)面積60 m2，玉米種植密度為65 000株/hm2，施肥處理肥料用量以養(yǎng)分計(jì)，N為150 kg/hm2，P2O5為90 kg/hm2，K2O為90 kg/hm2（表1）。除T4處理30%尿素在拔節(jié)期至大喇叭口期作追肥外，其他肥料隨播施肥，管理同常規(guī)玉米田管理措施，于2022年玉米種植期采樣分析。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 葉面積與干物質(zhì)量。

各處理分別在大口期、抽雄期、灌漿期和成熟期選擇具有代表性的植株15株，測(cè)量各株葉片的長(zhǎng)和寬，通過“長(zhǎng)×寬×系數(shù)0.75”計(jì)算得單株葉面積，葉片未展開的系數(shù)按0.5計(jì)算。采集各株的莖、葉片、苞葉、籽粒等部位，105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒重。

1.4.2 考種與產(chǎn)量。

各處理在成熟期選取具代表性果穗15個(gè)，測(cè)定穗粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、穗行數(shù)等指標(biāo)，脫粒后稱重并折合為14%含水量的產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Microsoft Excel 2010、 SPPS 25.0 軟件和Origin 2018對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)玉米葉面積的影響

不同施肥處理對(duì)玉米葉面積的影響呈先增加后降低的趨勢(shì)（圖1），在抽雄期達(dá)到高峰。其中，大口期除T2處理外，其他施肥處理的葉面積均高于T1，分別增加12.6%、17.3%、19.2%和28.1%。抽雄期不同處理葉面積為T3＜T1＜T4＜T6＜T2＜T5。隨后灌漿期開始下降，T1下降幅度為10.65%，T2下降幅度為25.3%。收獲期以施用緩控肥T5處理最佳，其次為緩控肥T6處理。

2.2 不同施肥處理對(duì)玉米干物質(zhì)積累的影響

隨著玉米生育期的推進(jìn)，各處理的干物質(zhì)量呈上升趨勢(shì)（圖2）。大口期各處理的干物質(zhì)量表現(xiàn)為T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1；相比大口期，各處理在抽雄期都有明顯的提高，T1增加2.29倍，T5增加1.68倍；灌漿期以T5處理最優(yōu)，達(dá)316.32 g/株，其次為T6處理。T1與T3處理間無顯著差異，分別比T4處理高22.37%和23.02%。收獲期快速增長(zhǎng)，施肥處理增加幅度均高于空白不施肥處理，緩控肥處理T5增加幅度達(dá)2.7倍。

2.3 不同施肥處理對(duì)玉米不同器官干物質(zhì)積累分配的影響

由表2可知，玉米地上部不同器官干物質(zhì)分配比例在不斷變化。隨著生育期的推進(jìn)，玉米莖和葉的干物質(zhì)分配比例分別呈先增加后減少和持續(xù)下降的趨勢(shì)。玉米莖在抽雄期達(dá)到最大，具體表現(xiàn)為T6＞T4＞T5＞T2＞T1＞T3。大口期葉片的干物質(zhì)占比為48.90%～53.71%，收獲期為5.67%～7.39%。灌漿期苞葉占比中以T1最大，T6最小，在收獲期T1與T6基本持平。從抽雄期到收獲期，玉米穗干物質(zhì)積累表現(xiàn)出T1和T6處理呈遞增，其他處理呈先增后減的趨勢(shì)，在灌漿期達(dá)到峰值。收獲期，玉米籽粒除T2處理外，其他處理均低于T1，分別比T1處理低11.95%、3.30%、3.77%和2.83%。

2.4 不同施肥處理對(duì)玉米灌漿的影響

不同施肥處理對(duì)玉米灌漿的影響見圖3。由圖3可知，隨著時(shí)間的推進(jìn)，各處理呈上升趨勢(shì)。10 d時(shí)，T4處理最高，T1處理最低。20 d的灌漿表現(xiàn)為T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1。30～60 d，施用緩控肥的處理T5均大于T6，分別為1.86%、4.94%、7.86%和1.92%。

2.5 不同施肥處理對(duì)玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，不同處理穗粗的表現(xiàn)以T4最高，其次為T6，顯著高T2處理5.45%和4.94%（P＜0.05）。行粒數(shù)中，施肥處理除T2外，其他處理均顯著高于T1（P＜0.05），分別高于T1 7.16%、9.57%、8.00%和7.89%。施肥處理的千粒重均不同程度高于T1，T4、T5和T6處理間差異不顯著。產(chǎn)量表現(xiàn)為T6＞T4＞T5＞T3＞T2＞T1。

3 結(jié)論與討論

葉面積的大小反映了植物截獲光能的能力，穩(wěn)定的光合能力能促進(jìn)有機(jī)產(chǎn)物的積累，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量［11］。該研究結(jié)果表明，在大口期減氮處理相比其他施肥處理明顯降低了玉米葉面積，這與前人的研究結(jié)果一致［12］。大口期是玉米一生中需肥最多的時(shí)期，尤其是氮肥［13］。氮素作為葉綠素的主要構(gòu)成元素，缺乏時(shí)抑制葉片發(fā)育，進(jìn)而限制作物產(chǎn)量。隨著玉米生育期的推進(jìn)，氮素也逐漸被吸收利用，有機(jī)無機(jī)肥處理表現(xiàn)在后期不足，而凸顯出緩控釋肥的優(yōu)勢(shì)。養(yǎng)分釋放根據(jù)作物生長(zhǎng)需求持續(xù)供給，在收獲期能維持較高的葉面積，增強(qiáng)光合物質(zhì)合成能力，為作物高產(chǎn)夯實(shí)基礎(chǔ)。

干物質(zhì)量的積累與分配也是影響作物高產(chǎn)的原因之一，施肥是調(diào)控作物生物產(chǎn)量的重要措施。該試驗(yàn)中，不同施肥模式下干物質(zhì)量的積累存在差異，緩控釋肥提高了玉米干物質(zhì)量，這與竇克磊等［14］的研究結(jié)果相似。另外，玉米莖和葉的干物質(zhì)分配比例中表現(xiàn)出有機(jī)肥處理效果較弱，可能與其釋放養(yǎng)分速度有關(guān)。灌漿期有機(jī)肥開始釋放養(yǎng)分，這是保證干物質(zhì)量積累的重要原因［15］。各處理在抽雄期單株干物質(zhì)積累都有明顯的提高，在收獲期增長(zhǎng)迅速，緩控釋肥處理尤其是控釋氮肥處理提高了抽雄期莖的干物質(zhì)占比，促進(jìn)籽粒灌漿，說明隨著生育期的推進(jìn)，生長(zhǎng)中心逐步轉(zhuǎn)移，干物質(zhì)向其他部位轉(zhuǎn)移。

于浩東等［16］對(duì)不同控釋氮素比例對(duì)夏玉米葉片衰老和籽粒灌漿特性的研究表明，控釋氮肥可顯著提高葉片抗氧化酶活性，推延葉片衰老，優(yōu)化籽粒灌漿特性，從而提高玉米產(chǎn)量，提高灌漿能力方面該研究也有體現(xiàn)，尤其在20 d時(shí)表現(xiàn)明顯。在抽雄期保證氮肥充足供應(yīng)，可以提高籽粒灌漿能力，進(jìn)而增加穗粒數(shù)和千粒重，為實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，這與趙久然等［17］研究結(jié)果一致，可能原因是控釋氮肥可以控制養(yǎng)分釋放速度，前氮后移，提高作物吸收養(yǎng)分的有效性。在作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期，合理施用肥料可以適當(dāng)延長(zhǎng)灌漿活躍期，優(yōu)化玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而提升產(chǎn)量［18-19］。綜上，威海市玉米種植中推薦緩控釋肥施用，尤其是緩控釋氮肥配施常規(guī)磷鉀肥。

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