宁夏红寺堡区氮肥减量对玉米生长及产量的影响

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　　摘  要：为了探明宁夏红寺堡区玉米在常规施肥基础上生长与产量同步提高的适宜氮肥减施量，以玉米品种“丰田101”为研究对象，研究了不同氮肥减施量对玉米生长及产量的影响。结果表明：不同氮肥减施量对玉米株高、茎粗、穗位高、产量及其构成因素均有显著影响。其中，氮肥减施15.07%时，玉米株高、穗位高、秃尖长度最优，产量与收获指数较高。因此，在宁夏红寺堡区常规施肥基础上，玉米的最适氮减施量为15.07%。
　　关键词：氮肥减量;玉米;生长;产量
　　中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）01-0045-03
　　玉米（Zea mays L.）是世界上最重要的粮食兼经济作物，在人们的生产生活中占有重要的地位[1]。目前，我国玉米种植面积约3612万hm2，仅次于美国居第2位。玉米是宁夏主要作物之一，播种面积占当地农作物总播种面积的28.57%，其中，引扬黄灌区约17.33万hm2，山区地膜覆盖种植约8万hm2，平均产量为7800kg/hm2，仅为宁夏高产记录（19500kg/hm2）的40%，为全国玉米高产记录的34.33%，仍具有巨大的增产潜力[2]。
　　氮是玉米生长的必需元素，也是形成产量的重要影响因子[3]。玉米生育期内，氮供应量的高低对最终产量的形成有很大的影响。增施氮肥能促进玉米植株的生长发育以及蛋白质和叶绿素的形成，促进碳同化，进而提高产量[4]。但是过量施用氮肥容易导致氮利用率低，目前我国氮肥的当季利用率约为30%～35%[5-6]。有研究表明，过量施用氮肥会抑制玉米株高、茎粗以及根的生长，给植物光合作用带来不良的影响，同时给农田土壤与环境带来巨大压力[7]。因此，氮肥减施成为了近年来玉米种植中的研究热点，对农业可持续发展具有重要意义。
　　本研究针对宁夏红寺堡区长期种植玉米对氮肥的不合理施用，在常规施肥基础上进行了不同程度的氮肥减施，探索其对玉米生长及产量的影响，为宁夏玉米生产中合理施用氮肥提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况 试验区位于当地农业生产主产区红寺堡镇梨花村，地处中温带干旱气候区，为典型的温带大陆性气候，常年干旱少雨，昼夜温差大。年平均降水量250mm，年平均蒸发量2387mm，为降水量的9倍左右。年平均气温8.7℃，日温差13.7℃，全年>10℃积温可达3200℃以上。年日照时数3100h，是我国光照较丰富地区之一，大风日25d，年平均风速2.9～3.7m/s。风能资源充足，土壤普遍沙化，水分蒸发量大，水资源紧缺，主要依靠引扬黄灌溉。
　　1.2 供试材料 供试玉米品种为“丰田101”，供试肥料为尿素，磷酸二铵，硝酸铵，硫酸铵，硫酸钾，氯化钾。
　　1.3 试验设计 本试验采用单因素多水平随机区组设计，通过在施用养分量为N∶P2O5∶K2O=30∶10∶5的基础上，不同程度的降低施氮量，共设置5个施肥量，具体用量见表1。试验小区面积为200m2，采用宽窄行种植（40～70～40cm），株距20cm，目标产量为1.5万kg/hm2。试验处理均采用滴灌，其他管理措施与大田保持一致。
　　1.4 测定指标及方法
　　1.4.1 生长指标 在玉米成熟期时，各处理随机取20株用钢卷尺测量玉米株高及穗位高。
　　1.4.2 产量及构成指标 在玉米生理成熟后，各处理除去两边行及两端各1m取中间8行，进行田间综合性状调查，统计收获株数和果穗数。各小区随机取20株玉米的果穗进行室内考种，测定不同处理每个小区的产量。测产指标包括：穗长（cm）、穗位高（cm）、穗粗（mm）、穗重（g）、行数、行粒数、秃尖长（cm）、芯粗（mm）、百粒重（g）、穗粒数、地上干物质重量（g）等指标。其中，穗长及秃尖长用直尺（1mm）测量，穗粗用数显游标卡尺（0.01mm）测定，穗重、百粒重、及地上干物质重用电子秤（0.01g）测定。
　　1.5 数据处理 试验使用SPSS 17.0版数理统计软件和Excel 2003进行方差分析与数据处理。用新复极差法进行显著性检验，显著性水平p<0.05（n=20）。
　　2 结果与分析
　　2.1 氮肥减量对玉米生长指标的影响
　　2.1.1 茎粗 由图1可知，处理1～5，随着氮肥施用量的降低，玉米的茎粗显著降低。处理1对玉米的茎粗促进最为明显，处理3、4、5差异不明显。
　　2.1.2 株高 由图2可知，玉米株高与氮肥施用量之间存在显著的二次曲线相关关系，即适量施氮有利株高生长，但在不增加其他技术手段情况下，仅靠增施高量氮肥反而抑制玉米株高的发育。这是因为高氮肥会造成玉米植株徒长，养分分配不均，籽粒中碳水化合物分配较少，生物量下降。换句话说，红寺堡瘠薄土壤減施氮肥容易降低玉米株高，不利于群体效应的发挥。
　　2.1.3 穗位高 由图3可知，玉米穗位高与氮肥施用量之间存在显著的二次曲线相关关系，即随施氮量的减少穗位高度先上升后下降，适量施氮时穗位较高，施氮量为300kg/hm2时，玉米穗位最高;但在不增加其他技术手段情况下，仅靠增施高量氮肥反而抑制玉米穗位高度，不利于器官的建成和产量的增加。
　　2.2 氮肥减量对玉米产量及构成因素的影响 由图4可知，红寺堡瘠薄风沙土氮素施用量与产量之间存在间显著线性相关关系，在不增加其他技术手段的前提下，单纯减施氮肥造成玉米减产，减氮越多，产量降低越大。但二者降幅不同步。试验条件下，施氮量降低了15.07%、29.73%及44.84%，玉米籽粒产量分别下降了5.07%、10.82%及9.61%。玉米生物学产量分别只下降了0.29%、4.00%和6.86%。显然，氮素不足对籽粒内容物合成运转的影响远超过对植株体的影响。
　　由表2可知：处理4的籽粒产量比处理2减少6%，比处理1减少10%，说明处理2与处理3之间差异不显著，较低的氮肥不利于产量的形成;在生物量方面有同样的趋势，因而每个处理收获系数没有显著差异。因此，氮肥适当减施不会造成籽粒产量以及玉米生物产量的显著降低。各处理之间双穗率没有显著差异，说明氮肥减施与双穗率没有显著的相关性。 　　由表3可以看出，处理4玉米穗数最多，处理2最少;各处理间对玉米秃尖度无明显差异，处理4相较于其他处理对玉米穗粒重最为显著，处理1的百粒重最大。处理3玉米秃尖度最小，与处理1相比降低6.5%，行粒数较大，与处理1即常规施肥处理相比无显著性差异。
　　3 讨论
　　株高、茎粗是衡量玉米生长快慢的重要指标，氮肥对作物生长具有良好的促进作用，适量增施氮肥能显著提高玉米株高、茎粗等农艺性状，同时增加玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状[8-11]。有研究[12-13]认为，随着施氮量的增加，玉米的穗长、穗粗会略微变大，穗行数、行粒数、百粒重在不同施氮水平无明显差异，同时秃尖先变短后变长。研究[14]显示，氮肥的投入可显著提高玉米产量，且产量与施氮量呈显著地二次抛物线或线性加平台的关系。本研究表明，施氮量为286.65kg/hm2时，即氮肥减施15.07%时，玉米产量与最高产量差异不显著;在一定的氮肥减施范围内，玉米株高、穗位高、穗数、行粒数、双穗率、产量及收获指数均较高。较大幅度的氮肥减施或高量氮肥施用，均对玉米生长不利，降低产量。
　　4 结论
　　不同氮肥减施量对玉米生长及产量均有不同程度的影响。其中在常规施肥基础上氮肥减施15.07%时，玉米株高、穗位高、秃尖度最优，产量及收获系数较高，为最佳减施量。
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　　（责编：张宏民）
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