不同氮磷施用水平对“天塔1号”玉米产量及相关性状的影响

来源:用户上传      作者:张茜 田秀平 赵秋 张雯 王盼宁 向春阳

　　摘    要：为了探讨不同氮肥和磷肥施用量对天津地区玉米产量的影响，以“天塔1号”玉米为试验材料，施氮量和施磷量分别设置5个水平：N1（0 kg·hm-2）、N2（80 kg·hm-2） N3（160 kg·hm-2）、N4（240 kg·hm-2）、 N5（320 kg·hm-2）， P1 （0.0 kg·hm-2）、P2 （37.5 kg·hm-2）、P3 （75.0 kg·hm-2）、P4 （112.5 kg·hm-2）、P5 （150.0 kg·hm-2），组合成25个处理，每个处理设3次重复，收获后测定产量及相关性状。结果表明，当施氮量或施磷量为单一变量时，“天塔1号”玉米产量、行粒数、百粒质量及穗粒重呈现先增后降的趋势，穗行数差异未达显著水平;综合氮磷配施来看，N3P4处理下百粒质量等高于其他处理，N3P4处理下产量表现最高，达到12 292.74 kg·hm-2。天津地区天塔1号玉米的适宜氮磷施用量为N（160 kg·hm-2）和P（112.5 kg·hm-2）配施，适宜的氮磷配施有利于玉米产量的增加。
　　关键词：玉米;产量;施氮量;施磷量;氮磷配施
　　中图分类号：S513          文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.09.017
　　Abstract：In order to investigate the effect of different nitrogen and phosphorus application amount on maize yield in Tianjin， the maize of" Tianta 1" was used as the experimental material. Nitrogen application and phosphorus application were set at 5 levels respectively， N1 （0.0 kg·hm-2）， N2 （80.0 kg·hm-2）， N3 （160.0 kg·hm-2）， N4 （240.0 kg·hm-2）， N5 （320.0 kg·hm-2）， P1 （0.0 kg·hm-2）， P2 （37.5 kg·hm-2）， P3 （75.0 kg·hm-2）， P4 （112.5 kg·hm-2）， P5 （150.0 kg·hm-2）， Combine into 25 treatments. Each treatment was set to be repeated for three times， the yield and related traits were measured after harvest. The results showed that the yield， kernels per row， weight of 100-kernel and weight of per ear of "Tianta No.1" maize showed an increase at first and then a decrease when nitrogen or phosphorus was a single variable and difference of panicle row number did not reach significant level.According to combined nitrogen and phosphorus application， the weight of 100-kernel was higher than other treatments under N3P4 treatment， and the yield of N3P4 treatment was the highest， reaching 12 292.74 kg·hm-2. The suitable application amount of N and P was N （160 kg·hm-2） and P （112.5 kg·hm-2） in "Tianta 1" maize in Tianjin area. The different ratio of N and P were beneficial to increase of maize yield.
　　Key words： corn; yield; nitrogen application amount; phosphorus application amount; combined application of nitrogen and phosphorus
　　玉米作為全球范围内的重要粮食作物，对全球农业发展具有重要的意义。玉米的主要作用也不再是食用，而是变成了以饲料为主，同时兼具了粮食作物、经济作物的功能。在对一个国家的畜牧业进行衡量的过程中，其核心衡量指标便是人均占有玉米数量[1]。合理施用化肥，是粮食高产与稳产的基础与前提保障[2]。在玉米生长过程中，需要的大量营养物质主要有氮、磷、钾[3]，氮和磷做为作物的重要组成成分，不仅在玉米生长的代谢过程中起着主要作用，而且对其生长发育有重要的直接影响[4-6]。氮肥的施用水平会直接影响到玉米的植株形态和产量等[7-9]。磷是作物生长所必需的营养元素，能提高作物利用氮的效率，也能增强作物的抗逆能力，提高作物适应恶劣环境的能力[10]。磷对玉米产量方面的作用，绿肥轮作处理对玉米的影响，氮磷配施对小麦的影响等方面已有许多研究[11-13]。由于科学施肥除了考虑土壤供肥规律外，还要考虑作物的需肥规律，虽然有关玉米氮磷肥施用研究很多，但以不同品种研究施肥规律的很少，“天塔1号”玉米品种由天津中天大地科技有限公司培育而成，已成为天津的主要栽培品种之一。基于此，本试验以“天塔1号”为供试材料，研究不同氮磷施用量及氮磷配施对其产量及相关性状的影响，以期为天津地区种植“天塔1号”玉米合理施用氮磷肥提供科学依据。 　　1 材料和方法
　　试验于2018年在天津市静海良种场试验田进行。供试土壤为潮土，其基本理化性状：pH值为8.1，有机质18.32 g·kg-1;碱解氮80.48 mg·kg-1;速效钾159.23 mg·kg-1;有效磷17.27 mg·kg-1。
　　1.1 试验材料
　　玉米品种：“天塔1号”。
　　尿素（总氮 ≥ 46%）由陕西化肥厂生产;过磷酸钙（P2O5 ≥ 12%）由浙江嘉善化肥有限责任公司生产;钾肥为氯化钾（K2O≥50%）由中农集团控股股份有限公司经销。
　　1.2 试验方法
　　试验于5月4日播种，采用随机区组排列，每个小区种植5行，行长5 m，株距28 cm，行距55 cm，试验地施氮量和施磷量见表1和表2，组成N1P1、N1P2、N1P3、N1P4、N1P5、N2P1、N2P2、N2P3、N2P4、N2P5、N3P1、N3P2、N3P3、N3P4、N3P5、N4P1、N4P2、N4P3、N4P4、N4P5、N5P1、N5P2、N5P3、N5P4、N5P5，总共25个处理，每个处理3次重复，每小区都施用钾肥（K2O）75.0 kg·hm-2（表1和表2）。
　　尿素40%以底肥施入，60%在拔节期以追肥施入，磷肥和钾肥以基肥方式一次性施入。
　　1.3 测定项目
　　成熟期在各小区的中间行从第6株开始连续取3株的果穗，自然风干后进行考种，测定穗行数、行粒数、穗粒质量、百粒质量。各小区对第2和3行果穗全部收获，自然风干后测定小区产量，最后产量计算包含取的3株果穗。
　　1.4 数据分析
　　试验数据采用EXCEL和SPSS统计软件进行分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 氮磷配施對玉米产量及相关性状的影响
　　从表3可知，在氮磷配施的所有处理中，“天塔1号”玉米穗行数，除了N4P4、N5P3和N5P5处理外，其他处理间的穗行数均没达到显著差异;氮磷配施的“天塔1号”玉米行粒数排在前5位的是，N2P3、N3P2、N1P2、N3P1和N2P5，N3P2处理的行粒数显著高于其他处理的行粒数，N3P2、N1P2和N3P1处理的行粒数间差异不显著，但是显著高于除N3P2处理外的其他处理的行粒数;氮磷配施“天塔1号”玉米百粒质量排在前5位的是：N3P3（31.63 g）>N3P2（29.75 g）>N3P1（29.74 g）>N2P5（29.07 g）>N2P4（28.97 g），N3P3显著高于其他处理的百粒重，后4位的百粒重间差异不显著;氮磷配施天塔1号玉米穗粒质量排在前5位的是：N3P4、N2P3、N2P4、N3P3、N3P2，N2P3和N2P4处理的穗粒重间差异不显著，N3P3和N3P2处理的穗粒重间差异也没达显著水平，但前3位处理的穗粒重均显著高于其他处理的穗粒重;氮磷配施“天塔1号”玉米产量排在前5位的是，N3P4>N3P3>N2P4>N2P3>N3P5，这5个处理的产量均显著高于其他处理的产量，N3P4、N3P3和N2P4处量间的产量存在显著差异。从排前5位的百粒重数据可以看出，在相同施氮量下，增加磷的施用量对增加粒质量有利，施氮量降低的条件下，增施磷量有利于玉米百粒质量的增加。从排前5位的产量数据可以看出，在相同施氮量下，增加磷肥施用量能增加产量，但过多会影响产量的增加。综合以上分析，N3P4 （施氮量 160.0 kg·hm-2，施磷量112.5 kg·hm-2） 有利于“天塔1号”玉米穗粒质量和产量的增加。
　　2.2 不同施氮量对玉米产量及相关性状的影响
　　以天津地区玉米生产的常用施磷量（P3）为基础，对不同施氮量的玉米产量和相关性状进行分析。由表3可以看出，除N5处理，其他不同施氮量下的穗行数间无显著差异，过多氮肥对穗行数有一定的影响;不同施氮量下行粒数从高到低的排列顺序是N2>N3>N5>N4=N1，除N4和N1处理间，其他处理间的行粒数均达显著差异水平，氮肥对行粒数有显著影响;不同施氮量下玉米百粒质量的大小顺序是N3>N5>N2>N4>N1，N3处理的百粒质量显著高于其他处理的百粒质量;不同施氮量下穗粒质量从高到低的排列顺序是N2>N3>N5>N1>N4，穗粒质量在5种不同氮肥处理间均达显著差异;不同施氮量下产量的高低顺序为N3（12 011.82 kg·hm-2）>N2（11 075.20 kg·hm-2）>N5（9 950.76 kg·hm-2）>N4（9 821.40 kg·hm-2）>N1（9 325.12 kg·hm-2），产量在5种氮肥处理之间均达显著差异，氮肥对玉米产量有显著的影响。天塔1号玉米产量在施氮为N3（160 kg·hm-2）处理时最高。
　　2.3 不同施磷量对玉米产量及相关性状的影响
　　以天津地区玉米生产的常用施氮量（N3）为基础，对不同施磷量的玉米产量和相关性状进行分析。由表3可以看出，不同施磷量下穗行数无显著差异;不同施磷量下行粒数从高到低的排列顺序是P2>P1>P3>P4>P5，P3处理的行粒数显著高于其他处理的行粒数，适宜的磷肥有利于行粒数的增加;不同施磷量下百粒质量从高到低的排列顺序是P3>P2>P1>P4>P5，P3处理的百粒质量显著高于其他处理的百粒质量，适宜的磷肥也有利于玉米百粒质量的增加;不同施磷量下穗粒质量从高到低的排列顺序是P4>P3>P2>P1>P5，除P3和P2处理间的穗粒重差异不显著，各处理间的穗粒质量均达显著差异;不同施磷量下产量从高到低的排列顺序是P4（12 292.74 kg·hm-2）>P3（12 011.82 kg·hm-2）>P5（10 394.40 kg·hm-2）>P2（9 321.00 kg·hm-2）>P1（9 253.26 kg·hm-2），产量在5种磷肥处理之间差异均达显著水平，适量高的磷肥有利于玉米产量的提高。从表现趋势上可以看出，P4处理的穗粒重和产量均显著高于其他处理，“天塔1号”玉米产量以施磷量112.5 kg·hm-2最高。施氮量一定的条件下，增施磷肥有利于玉米产量的增加。 　　3 结论与讨论
　　在农作物不同的成长阶段都需要大量吸收氮素，因此氮素对农作物的生长有着重要影响。氮肥可以有效地提高玉米的产量，对玉米的穗粒质量和百粒质量有一定的影响。在150 kg·hm-2的施氮量下，能提升玉米籽粒的质量和产量[14]，在其施氮量达到240 kg·hm-2的状态下时，其作用便不再明显[15]。这一结果与本研究结果表现趋势相一致，在施氮量160 kg·hm-2的处理下，“天塔1号”玉米产量达最高值，进一步增施氮肥，玉米产量略有下降。磷是玉米高产必需的营养元素之一，施磷量过多或不足都会影响玉米产量[15]。由本次试验得出结论，在一定同等的施氮量下，适量增施磷肥可以提高玉米的产量，但是，玉米产量并未随施磷量的加大而持续上涨，而是呈现为先涨后落的趋势。要想使得玉米高产，就要适量施用磷肥。多施磷肥虽都有一些的增收效果，但并不一定能提升经济效益[16]。随着施磷量的增多，农民种植成本增加会造成经济收益下滑。其次，磷在土壤中积累会造成环境污染，而且大量施磷也会造成磷酸盐资源的浪费。本研究结果表明“天塔1号”玉米在施磷量75～112.5 kg·hm-2范围内已达高产，从经济和对环保角度考虑，应在此范围内采用低施用量。施用氮肥对玉米百粒质量的作用效应大于施用磷肥[17]，王旭刚等[18]在陕西长武县对旱地小麦进行的氮磷配施试验表明，相比较单一施肥作用下，在氮磷配施处理下产量增产水平要高于单一条件下。本研究中“天塔1号”玉米的增产效果表现出明显的氮、磷肥的配施效果，氮磷配施在一定范围内具有协同作用，当超出这个范围时表现为拮抗作用[19-20]，本试验研究结果与以上研究结果表现一致。
　　在施用磷肥（P2O5 75.0 kg·hm-2）和钾肥（K2O 75.0 kg·hm-2）的条件下，“天塔1号”玉米高产的施氮量为80.0 kg·hm-2;在施用氮肥（160.0 kg·hm-2）和钾肥（K2O 75.0 kg·hm-2）的条件下，“天塔1号”玉米高产的施磷量为75.0～112.5 kg·hm-2;“天塔1号”玉米高产的氮磷肥配施量为，施氮160.0 kg·hm-2，施磷112.5 kg·hm-2。“天塔1号”玉米产量最高值并不是氮磷配施量最大的处理，进一步表明合理运筹肥料对不同玉米品种产量的影响极大。
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