施肥处理对玉米生育期生理性状及产量的影响

马娟娟，杨珍平，苏琳琳，薛建福，孙敏，高志强，杜天庆，宗毓铮

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

施肥处理对玉米生育期生理性状及产量的影响

马娟娟，杨珍平，苏琳琳，薛建福，孙敏，高志强，杜天庆，宗毓铮

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

以联创808为试验材料，对比分析了小麦季2种不同播种技术条件下，玉米季施加NPK复合肥及NPK缓释肥+生物菌肥2种施肥处理对玉米生育期生理状况、农艺性状及产量的影响。结果表明，玉米出苗拔节期、抽雄吐丝期、籽粒灌浆期，3个生育时期玉米叶片叶绿素含量均为施加NPK复合肥处理高于施加NPK缓释肥+生物菌肥处理，而根系活力则是施加NPK缓释肥+生物菌肥处理高于施加NPK复合肥处理；施加NPK复合肥的玉米地上部分的株高、单株绿叶数都高于施加NPK缓释肥+生物菌肥的玉米，而地下部分的侧根数、根长却是施加NPK缓释肥+生物菌肥处理大于施加NPK复合肥处理，相对于干物质积累量，3个生育时期，2个肥料处理均出现施加NPK复合肥的干物质累积量较多，且出苗拔节期到抽雄吐丝期玉米干物质累积量增长率大于玉米抽穗吐丝期到籽粒灌浆期；玉米成熟收获后，施加NPK复合肥处理的籽粒产量高于施加NPK缓释肥+生物菌肥处理。

肥料；玉米；生育期；生理状况；农艺性状；产量

玉米是世界第三大作物，其播种量和产量仅次于小麦和水稻[1]，在我国农业生产中占有重要的地位[2]。我国玉米育种专家通过多年的育种实践已经使玉米产量有了较大幅度的提高，但有时受种植地气候条件及土壤养分的影响，可能达不到预期的产量目标。随着经济的发展和社会的进步，化肥施用逐渐代替了传统的农家肥，全球的耕作经验证明，施用化肥对粮食增产具有不可替代的作用[3-4]。但是化肥的过量施用，不仅会使农作物生长缓慢及产量降低，而且还会使土地富营养化，对周边的环境造成不良的影响[5-6]。所以，应通过合理高效的的简化施肥求，技术来改善土壤养分以及时补充作物生长需求为农作物生长提供良好的生长条件，以达到高产高效的目的。因此，寻求目标产量、经济效益与生态环境效益兼顾的化肥施用量及养分配比是我国农业生产一直关注的课题[3]。

本研究以联创808为试验材料，设置高浓度NPK复合肥及NPK缓释肥+生物菌肥2种施肥处理，拟比较玉米在2种施肥处理条件下生育期生理状况、农艺性状及产量的变化，旨在寻求与试验地环境条件相适应的、有利于土壤水分可持续利用的合理施肥水平，为提高晋南地区夏玉米生长状况及产量提供科学的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为联创808。

供试肥料为高浓度NPK复合肥（湖北新洋丰肥业股份有限公司）、NPK缓释肥（施可丰化工股份有限公司）和生物菌肥（沈阳海乐斯生物科技有限公司）。

1.2 试验地概况

试验在山西省垣曲县长直乡晋垣惠农种植专业合作社进行。试验地位于东经111°31′～112°10′，北纬35°00′～35°39′，属暖温带半湿润大陆性季风气候，年均气温约14℃，年降水630 mm左右。试验田连续多年实施冬小麦/夏玉米种植制度。

1.3 试验设计

试验于2015年6月20日播种，10月15日收获。前茬作物为冬小麦，冬小麦种植分别采用垄盖沟播和小麦宽窄行探墒沟播播种技术，小麦收获后采用硬茬直播+种肥同穴的方式种植夏玉米。试验设2个施肥处理：处理1.在采用垄盖沟播技术种植冬小麦的田里施加1 500 kg/hm2高浓度复合肥（70%N，15%P，15%K）（Y1）；处理2.在采用小麦宽窄行沟播技术种植冬小麦的田里施加600 kg/hm2NPK缓释肥+150 kg/hm2生物菌肥（Y2）。2个施肥处理采用相同的田间管理措施，分别在不同生育期随机取样测定，成熟期随机设置1.0 m×1.0 m的小区3个进行测产。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 叶绿素含量的测定分别在玉米出苗拔节期、抽雄吐丝期、籽粒灌浆期随机取3株玉米的叶片，称取2.0 g绿叶，利用叶绿素溶于有机溶剂的原理，采用Arnon法[7]测定叶绿素含量。

1.4.2 根系活力的测定分别在玉米出苗拔节期、抽雄吐丝期、籽粒灌浆期随机取3株玉米的根部，清洗干净后，各取0.5 g根尖部分，采用TTC法[8]测定根活力，TTC还原量能表示脱氢酶活性，因此，可作为根系活力的指标。

1.4.3 农艺性状及产量的测定玉米3个生育期内定期取样，分别选取5株，测定植株株高、穗位高、茎粗、单株绿叶数、侧根数、根长及植株地上部分的鲜质量和干质量。玉米成熟期收获固定区段（1.00 m×1.00 m）的玉米穗，分别测定玉米穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数及百粒质量。

1.5 数据处理

采用Excel 2007进行数据整理，采用SAS 9.1.3进行方差分析[9]及多重比较。

2 结果与分析

2.1 施用不同肥料对玉米生育期叶绿素含量及根系活力的影响

由表1可知，Y1处理的玉米叶片叶绿素含量和根系活力均随玉米生育期的递进呈逐渐递增的趋势，在籽粒灌浆期达到最大值，分别是3.47 mg/g和0.017 mg/（g·h）；而Y2处理的玉米叶片叶绿素含量及根系活力最大值均出现在抽雄吐丝期，分别是2.96 mg/g和0.038 7 mg/（g·h）。Y1处理的玉米叶片叶绿素含量在玉米3个生育期均高于Y2处理，且在玉米出苗期和抽雄吐丝期2种施肥处理的玉米叶片叶绿素含量差异不显著，而在籽粒灌浆期叶绿素含量差异显著，在籽粒灌浆期，Y1处理的玉米叶片叶绿素含量显著高于Y2处理，Y1处理比Y2处理高出0.85 mg/g；然而根系活力却与叶绿素含量恰恰相反，表现出Y2处理的玉米根系活力在3个生育期内均高于Y1处理，且在玉米出苗拔节期和抽雄吐丝期2个处理间差异显著，Y2处理比Y1处理分别高出0.026 2，0.030 3 mg/（g·h）。

表1 不同施肥处理在玉米不同生育期叶片叶绿素含量及根系活力比较

2.2 不同施肥处理对玉米农艺性状的影响

由表2可知，2种施肥处理的玉米株高、穗位高、茎粗、根长、植株鲜质量和干质量均随玉米生育期的递进而逐渐增加，玉米穗位高还不足株高的1/2。各生育期2种施肥处理的株高、穗位高、鲜质量与干质量之间的差距均不显著，而茎粗表现出显著差异，且各生育期Y1处理均高于Y2处理，Y1处理比Y2处理分别高出0.12，0.03，0.52 cm；玉米单株绿叶数在玉米出苗拔节期和抽雄吐丝期2个施肥处理间差异不显著，而在籽粒灌浆期差异显著，Y2处理单株绿叶数显著低于Y1处理，Y2比Y1少3.5个叶片；根长方面，在出苗拔节期，Y1处理比Y2处理长0.20 cm，而在抽雄吐丝期和籽粒灌浆期，则是Y2处理分别比Y1处理长9.70，6.00 cm。单独看2个施肥处理的性状表现，在玉米出苗拔节期Y2处理的株高、侧根数、鲜质量均高于Y1处理，因此，拔节期Y2处理的玉米长势较好；玉米抽雄吐丝期，除侧根数、根长及植株鲜质量外，其他性状均表现出Y1处理较好，干物质积累量高出Y2处理15.52 g；玉米籽粒灌浆期，除侧根数和根长外，其他农艺性状均为Y1处理较高，干物质积累量达到203.10 g，高出Y2处理21.17 g。

表2 不同施肥处理玉米生育期内农艺性状比较

2.3 不同施肥处理对成熟期玉米穗性状及产量的影响

从表3可以看出，2种施肥处理的行粒数、籽粒水分含量及籽粒产量间差异显著，均表现出Y1处理较高，分别比Y2处理高出0.99粒，1.40百分点和959.33 kg/hm2；而穗长、穗粗、穗行数、穗粒数和百粒质量在2种施肥处理下差异不显著，且差异较小，Y1处理玉米穗穗长、穗行数和百粒质量均高于Y2处理，分别高出0.24 cm，1.34行和0.39 g，Y2处理的穗粗、穗粒数分别比Y1处理高出0.16 cm和7.67粒。

表3 不同施肥处理玉米成熟期性状及产量的比较

3 结论与讨论

玉米的生长状况及产量差异与许多复杂的生理生化变化相关，除了受自身基因的影响，环境条件[10-11]、栽培措施[12]及肥料利用[13]也起到至关重要的作用[14]。本试验通过研究施加NPK复合肥和施加NPK缓释肥+生物菌肥2种肥料处理对夏玉米品种联创808生育期生理特性、生长状况及产量的影响，结果表明，玉米出苗拔节期、抽雄吐丝期，籽粒灌浆期3个生育时期的叶片叶绿素含量均为施加NPK复合肥处理高于施加NPK缓释肥+生物菌肥处理，然而，根系活力情况却相反；施加NPK复合肥处理的玉米地上部分的株高、单株绿叶数都高于施加NPK缓释肥，而地下部分的侧根数、根长却是施加NPK缓释肥+生物菌肥处理大于施加NPK复合肥处理；3个生育期的干物质积累量均出现施加NPK复合肥的处理较多，且出苗拔节期到抽雄吐丝期玉米干物质累积量增长率大于玉米抽穗吐丝期到籽粒灌浆期。

本研究结果还表明，玉米成熟收获后，籽粒产量则为施加NPK复合肥的处理较高。施加NPK复合肥的试验地前茬是采用垄盖沟播技术播种的小麦，该技术是垄上覆膜，沟内播种，覆膜方式改善了土壤的温度及水分状况[15]，因此，土壤微生物活动力强，提高了土壤中蔗糖酶及碱性磷酸酶活性，为玉米季玉米根部提供了更多的营养物质，配合NPK复合肥的施用，促进玉米植株的生长，且玉米叶片生长好，可以更好地进行光合作用，所以叶片叶绿素含量较高。

本试验中，施加NPK缓释肥+生物菌肥的试验地前茬作物是采用小麦宽窄行探墒沟播技术种植的小麦，小麦宽窄行探墒沟播技术是深施肥、浅覆土播种，该技术有利于肥力及水分的保持，充分吸收保存雨季的降水，有利于干旱促长，是肥水合理利用的关键技术，因此，即使在小麦收获后，种植玉米也会利用小麦季储存在地下的水分。利用缓控释肥养分缓慢释放的特点，改变普通速溶肥料养分供应过于集中，使肥料利用率得到提高[16-17]；而且生物菌肥是以微生物的生命活动使作物得到特定肥料效应的一种制品，微生物的活动促进了玉米根系的生长，使玉米根部发达，所以，侧根数多，根系较长，根系活力旺盛。玉米的干物质累积量都是随着生育进程的不断上升，在出苗拔节期到抽雄吐丝期增长速度最快。玉米3个生育期干物质累积量均表现为施加NPK复合肥的处理较高，而且产量也较高，高出施加NPK缓释肥+生物菌肥处理959.33 kg/hm2。

综上所述，小麦季采用垄盖沟播播种技术的土地配合施加1 500 kg/hm2的NPK复合肥，有利于夏玉米生长期壮苗、成熟期高产稳产的形成；小麦季采用小麦宽窄行探墒沟播技术的土地配合施加600 kg/hm2NPK缓释肥+150 kg/hm2生物菌肥，有利于夏玉米根系的发育，但是对于玉米干物质的积累还有些不足，由于玉米籽粒产量的高低与植株生育期内干物质的累积量有直接关系，所以，提高玉米生育期内干物质积累量对提高玉米产量至关重要。冬小麦—夏玉米轮作，冬小麦的播种方式对夏玉米的生长状况以及产量有着一定的关联，仍然需要通过多年的轮作经验总结出更有利于2种作物生长的播种方式。玉米季的施肥种类及施肥量对玉米生长及产量也有关系，曲均峰等[18-19]的研究结果证明，缓释肥料和玉米专用肥在同等的施肥量情况下，缓释肥的N，K，P利用率均提高了4.00%左右[20]。相关研究表明，玉米是需肥较多的高产作物，高产玉米必须将N，P，K配合施用，使肥料相互促进，才能提高供肥能力[20]。因此，NPK复合肥、缓释肥的合理施用量及合理配施其他肥料还有待进一步研究验证。

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Effects of Fertilization Treatments on Physiological Characters and Yield of Maize in Growing Period

MAJuanjuan，YANGZhenping，SULinlin，XUE Jianfu，SUNMin，GAOZhiqiang，DUTianqing，ZONGYuzheng
（College ofAgronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Lianchuang 808,the variety ofmaize was applied to compare and analyze the effects of two fertilizer treatments in maize season of applying NPK compound fertilizer and NPK slow-release fertilizer+biological fertilizer on agronomic traits and yield of maize, the physiological condition under the condition of two kinds of different sowing techniques in wheat season.The results showed that the three development stages ofmaize were seedlingjointing,tasselingsilkingand grain fillingperiod,the leafchlorophyll content ofapplying NPK compound fertilizer was higher than applyingNPK slow-release fertilizer+biological fertilizer,but the root activity ofapplying NPK slow-release fertilizer+biological fertilizer was higher than applying NPK compound fertilizer.Applying NPK compound fertilizer of the aerial parts of the maize plant height,leaf number per was above applying NPK compound fertilizer maize,and the underground part of lateral root number,root length was applying NPK slow-release fertilizer+bio-bacterial manure above applying NPK compound fertilizer,compared with the dry matter accumulation,accumulation of dry matter of applying NPK compound fertilizer was more in three periods,compared tothe ground part ofthe plant height and stem diameter growth condition,learned that dry matter accumulation growth rate was corn elonggation stage to tasseling stage fast than tasseling stage to grain filling stage.Maize grain yield after harvest,applying NPKcompound fertilizer was higher than that ofapplyingNPKslow-release fertilizer+biological fertilizer.

fertilizer;maize;growth period;physical activity;agronomic traits;yield

S513.062

A文献标识码：1002-2481（2017）02-0230-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.02.22

2016-10-21

国家科技计划课题（2015BAD23B04-02）；国家公益性行业科研专项（201503120）；国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-03-01-24）；山西省科技攻关计划项目（20110311001-4）；山西省回国留学人员重点科研资助项目（2015-重点4）

马娟娟（1991-），女，山西太原人，在读硕士，研究方向：植物资源。杨珍平为通信作者。