施氮量对玉米杂交种邯丰79产量和主要农艺性状的影响

来源:用户上传      作者:李丽丽 李锐娟 苗振振

　　摘要 以产量为导向，通过施氮量的调整，探寻玉米杂交种邯丰79产量与农艺性状的响应，实现氮肥的高效利用，指导农业生产。于2018年在邯郸市邱县梁二庄镇高产试验田，在密度为63 000株/hm2的种植条件下，分别设置施氮量为0（CK）、N1（140.10 kg/hm2）、N2（182.13 kg/hm2）、N3（224.16 kg/hm2）和N4（266.19 kg/hm2）共5个处理，3次重复，每个处理以基施和大喇叭口期追施氮肥的比例各占50%。结果表明， 随施氮量的增加，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗粒数、千粒重以及产量均逐渐增加，而果穗秃尖长度则逐渐缩短;当施氮量≤224.16 kg/hm2时，不同处理的株高、穗位高、穗长、穗粒数、千粒重、秃尖长度以及产量间差异均达显著水平;当施氮量>224.16 kg/hm2时，增加氮肥的用量，则株高、穗位高、穗长、穗粒数、千粒重与产量的变化不明显，且施氮量为224.16 kg/hm2与266.19 kg/hm2的各项指标间均差异不显著。进一步对不同處理的氮肥偏生产力与增产率比较分析发现，N3处理与N4处理的增产率间差异不显著，但N3处理的氮肥偏生产力显著高于N4处理。因而，在该试验条件下，N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）的效果最佳，实现了氮肥的低投入与产量的最大化。
　　关键词 氮肥;施肥量;邯丰79;产量;农艺性状
　　Abstract Guided by the yield， the response of yield and agronomic characters of Hanfeng 79， a maize hybrid， was explored through the adjustment of nitrogen application， so as to realize the efficient utilization of nitrogen and guide agricultural production. In 2018， the experiment was conducted in the highyield experimental field of Liangerzhuang Town， Qiuxian County， Handan City. Under the planting condition of 63 000 plant/hm2 density， five treatments were set respectively， i.e. 0 （CK）， N1 （140.10 kg/hm2）， N2 （182.13 kg/hm2）， N3 （224.16 kg/hm2） and N4 （266.19 kg/hm2）. Each treatment was repeated for three times， and the proportion of nitrogen topdressing at the base application and big bell mouth stage accounted for 50% respectively. The results showed that the plant height， ear height， ear length， ear diameter， ear grain number， 1 000grain weight and yield increased gradually with the increase of nitrogen application， while the length of ear bald point decreased gradually;when nitrogen application≤224.16 kg/hm2， the differences among plant height， ear height， ear length， ear grain number， 1 000grain weight， bald point length and yield of different treatments were all significant;when the amount of nitrogen fertilizer was more than 224.16 kg/hm2， the changes of plant height， ear height， ear length， number of grains per ear， 1 000grain weight and yield were not obvious， and the differences between the indexes of 224.16 kg/hm2 and 266.19 kg/hm2 treatments were not significant. The results showed that there was no significant differences between N3 treatment and N4 treatment， but N3 treatment was significantly higher than N4 treatment. Therefore， under the experimental conditions， the effect of N3 treatment was the best （i.e. the amount of nitrogen application was 224.16 kg/hm2）， which realized the low input of nitrogen and the maximum output.
　　Key words Nitrogen fertilizer;Fertilizer rate;Hanfeng 79;Yield;Agronomic traits 　　氮素是植物体内氨基酸和蛋白质的主要组成部分，也是用于植物光合作用叶绿素的主要组成部分[1-2]。研究表明，氮肥对玉米的农艺性状和产量均有重要影响，在一定范围内，增施氮肥可以改善玉米的农艺性状，进而提高玉米的产量和品质[3-5]。然而，氮肥的施用量超过一定范围，不仅会造成资源浪费，而且会引起植株徒长，不利于产量的提高。此外，氮肥的过量施用，尤其是不合理施用引发了一系列负面效应，如环境污染、土壤酸化、氮素利用效率降低等[6-8]。
　　为提高耐密型夏玉米的种植效益，笔者以邯郸市农业科学院选育的玉米杂交种为试验材料，在种植密度为63 000株/hm2条件下，研究不同施氮量对耐密型夏玉米产量及农艺性状的影响，以期为氮肥的高效利用提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地概况
　　试验在邯郸市邱县梁二庄镇高产试验田进行，前茬作物为小麦。种植模式为小麦-玉米一年两熟制，前茬作物小麦利用机械进行收割，实现秸秆还田。耕层土壤为砂壤土，基礎养分含量：有机质11.6 mg/kg、碱解氮85.6 mg/kg、速效磷31.8 mg/kg、有效钾106.6 mg/kg，pH 为6.2。
　　1.2 试验材料 供试玉米品种为邯丰79，由邯郸市农业科学院提供，该品种具有高产、稳产、紧凑等特点，突出表现在适应性广、抗倒性强、抗病性强，耐密植。
　　氮肥种类为尿素（N含量46.7%），2018年6月12日播种，播种前施过磷酸钙360 kg/hm2和氯化钾210 kg/hm2作底肥。
　　1.3 试验设计
　　2018年6月12日开沟点播玉米种子，播种前施过磷酸钙和氯化钾作为底肥，设种植密度为63 000 株/hm2，试验小区面积为20 m2，每小区5行，行长为6.67 m，行距为0.6 m。采用随机区组设计，设置5个处理（氮肥施用量见表1），3次重复，每个处理以基施和大喇叭口期追施氮肥的比例各占50%。四周设置保护区，其他管理同大田常规管理。
　　在玉米不同生育时期记载各处理的主要农艺性状。10月8日全小区人工收获，晒干后进行室内考种，测定穗粒数和千粒重，脱粒后计产（产量以每个处理每小区3次重复的产量平均值进行评价，按小区实际收获的籽粒产量折算成1 hm2产量）。
　　1.4 数据统计和分析 按照公式（1）和（2）分别计算氮肥偏生产力和增产率，并利用SPSS 13.0和Excel 2007软件对试验数据进行统计分析与图表绘制[9-10]。采用邓肯氏新复极差法（Duncan’s multiplerange test，P<0.05）对各处理指标值进行多重比较。
　　氮肥偏生产力（kg/kg）=处理区产量/处理区施氮量（1）
　　增产率=（处理区产量-对照区产量）/对照区产量×100%（2）
　　2 结果与分析
　　2.1 不同施氮量对邯丰79主要农艺性状的影响
　　由表2可知，不同施氮量的株高、穂位高、穗粗、穗长均显著高于CK，且随施氮量的增加而增加，这说明施用氮肥可以提高玉米株高、穗位高以及促进穗部的生长发育。当施氮量小于等于N3处理时，随施氮量的增加，株高、穂位高、穗粗、穗长显著升高，且差异显著，秃尖长度随施氮量的增加而逐渐变短，且处理间差异显著，表明施用氮肥能够显著提升玉米穗的经济性状，增加单穗玉米的成籽率，进而提高玉米产量。当施氮量大于N3处理时，随施氮量的增加，株高、穂位高、穗粗、穗长以及秃尖长度的变化不显著，这表明当施氮量达N3处理，即施氮量为224.16 kg/hm2这一临界值时，增加氮肥的施用量，对株高、穂位高、穗粗、穗长和秃尖长度影响不显著。
　　2.2 不同施氮量对邯丰79产量及其构成因素的影响
　　由表3可知，不同施氮量的玉米穗粒数、千粒重和产量均显著高于CK，且随施氮量的增加而逐渐增加，说明施用氮肥可以促进玉米穗部生长发育，并能够显著提高穗粒数和千粒重，进而提高玉米产量。其中N4处理的穗粒数、千粒重和产量均最大;N3处理的穗粒数、千粒重和产量次之，但两者间差异不显著，而N3处理均显著高于N1处理和N2处理。
　　当施氮量小于等于N3处理时，随施氮量的增加，穗粒数、千粒重和产量显著升高，且各处理间差异显著。当施氮量大于N3处理时，随施氮量的增加，穗粒数、千粒重和产量的增加不显著，说明当施氮量达N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）这一临界值时，增加氮肥用量，对穗粒数、千粒重及产量的影响不显著，这表明氮肥能够显著提高玉米穗部的发育和产量，但过多氮肥的施用对产量影响不显著。
　　2.3 不同处理氮肥偏生产力和增产率的比较
　　氮肥偏生产力是评价肥料效率的一个重要指标[11]。由图1可知，随施氮量的增加，氮肥偏生产力呈下降趋势，各处理的氮肥偏生产力表现为N1>N2>N3>N4，且各处理间差异均达显著水平，说明氮肥的投入越低，利用效率越高，这进一步证实了过量的氮肥施用会造成氮肥利用效率降低。
　　产量效应是玉米生产的核心问题。由图1可知，增产率表现为N1<N2<N3<N4，其中N1、N2、N3和N4各处理间差异显著，但N3和N4两者间差异不显著。在施氮量小于等于N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）时，随施氮量的增加，增产幅度变化较大，且随施氮量的增加，增产率逐渐变小，当施氮量大于N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）时，随施氮量的增加，增产幅度变化不明显。说明当施氮量达N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）这一临界值时，继续增施氮肥起不到增产的效果。
　　因此，由氮肥偏生产力和增产率的变化趋势可知，在该试验条件下，N3处理（即施氮量为224.16 kg/hm2）的效果最佳，既保证了耐密型玉米产量的提高，又实现了氮肥的高效利用。 　　3 讨论
　　氮素是植物體内氨基酸、蛋白质以及光合作用叶绿素的主要组成部分[1-2]，在一定范围内通过增施氮肥，可以促进玉米农艺性状的改善，实现产量和品质的协同提高[3-5]。然而，当氮肥施用量超过一定范围时，不仅会造成资源浪费，而且会引起植株徒长，不利于产量的提高，同时也会引发一系列负面效应，如环境污染、土壤酸化以及氮素利用效率降低等[6-8]。
　　该研究针对生产上氮肥的不合理施用问题，为提高氮肥利用效率，实现玉米产量的提高，探寻不同氮肥处理对耐密型夏玉米产量及农艺性状的影响。结果表明，施用氮肥可以促进玉米的生长发育，明显改善其农艺性状，提高玉米产量。当施氮量≤224.16 kg/hm2时，随施氮量的增加，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗粒数、千粒重和产量均呈升高趋势，果穗秃尖长度呈缩短趋势;当施氮量>224.16 kg/hm2时，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗粒数、千粒重、产量和果穗秃尖长度的变化不明显;随施氮量的增加，氮肥偏生产力呈下降趋势，增产率的增产幅度逐渐变小，当施氮量>224.16 kg/hm2时，增产幅度变化不明显。
　　该研究也进一步证实，在一定范围内，随施氮量的增加，玉米农艺性状、提高产量以及氮肥利用效率得到改善。当达到施氮量临界值时，增施氮肥不能进一步改善玉米的农艺性状、提高产量和氮肥利用效率。这可能是由于施氮量过高，引起植株旺长，打破了群体与个体间的协调关系，造成冠层通风透光条件变劣，致使生育后期玉米下部的叶片早衰，从而不利于籽粒产量的提高。
　　邱县地处河北省南部，地势平坦，玉米是当地的主要粮食作物，也是对氮肥敏感的主要作物，为合理利用氮肥，指导农业生产，该研究以邯郸市农业科学院选育的耐密型杂交种邯丰79为试验材料，在确保产量提高的基础上，揭示最佳氮肥施用量。然而，产量的提高是多种因素综合作用的结果，今后应重点在氮肥施用量的基础上，结合磷、钾和微肥等，揭示其他农艺措施在产量建成中的重要作用，为农业增产农民增收提供参考。
　　参考文献
　　[1] 王忠.植物生理学[M].北京：中国农业出版社，2006：438-439.
　　[2] 严小龙，张福锁.植物营养遗传学[M].北京：中国农业出版社，1997：15-30.
　　[3] 赵化春，韩萍.玉米栽培的适宜密度问题[J].玉米科学，2001，9（S1）：34-38.
　　[4] 王庆成，刘开昌.山东夏玉米高产栽培理论与实践[J].玉米科学，2004，12（S2）：60-62，65.
　　[5] 杨克军，萧常亮，李明，等.栽培方式与群体结构对玉米生长发育及产量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2005，17（4）：9-12.
　　[6] 巨晓棠，刘学军，张福锁.冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究[J].中国农业科学，2002，35（11）：1361-1368.
　　[7] 魏建林，崔荣宗，杨果，等.不同氮肥运筹对小麦产量及氮肥利用率的影响[J].山东农业科学，2010（9）：53-55，59.
　　[8] 苏诗杰，付清勇，朱思海，等.农田氮肥的动态变化及施氮对小麦产量与品质影响的研究进展[J].山东农业科学，2009（9）：80-83.
　　[9] 谭荣波.SPSS统计分析实用教程[M].北京：科学出版社，2010.
　　[10] 唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.
　　[11] 武良，张卫峰，陈新平，等.中国农田氮肥投入和生产效率[J].中国土壤与肥料，2016（4）：76-83.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15274110.htm