蒋玉兰 刘晶晶 陈嫘 尹月皓 刘禹含
摘 要 玉米在生长发育过程中需要吸收大量营养元素,其中氮、磷、钾三元素需求量最多,其次是钙、镁、硫、硼、锌、硅等元素。玉米的施肥原则是:施足基肥、轻施苗肥、重施拨节肥、巧施粒肥。基于此,通过分析玉米生育特性和需肥规律,对氮、磷、钾、锌按土壤养分含量和作物目标产量需要量进行玉米推荐施肥,土壤本身供肥能力较强,对应的最佳施肥量减少,反之,施肥量增加。
关键词 玉米;生育特性;推荐施肥技术
中图分类号:S513 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.08.005
1 研究背景
玉米為禾本科,黍亚科,玉蜀黍属一年生草本植物[1]。玉米是世界上分布较广的作物之一,从北纬58°到南纬40°地区均有大量种植。20世纪80年代以来,玉米总产量、播种面积和单产不断上升。肥料是粮食的“粮食”[2],农谚说“有收无收在于水,收多收少在于肥”。但肥料也是一把“双刃剑”,科学合理施用不仅能促进农业增产,改善农产品品质,而且能改良土壤、培肥地力,促进作物持续高产稳产;反之,不仅浪费肥料资源,提高生产成本,降低农业效益,而且造成作物生理失调,抗性下降,产量降低,地力衰退,环境污染,直接影响农产品质量安全和农业生态安全。我国人多地少,耕地复种指数高,人口承载压力大,协调作物高产与环境保护的矛盾任重道远。
玉米在生长发育过程需要吸收大量营养元素,需肥较多,其中氮、磷、钾元素需要量最多;根据玉米生育特性科学合理地施肥是确保玉米稳产高产的首要条件,科学合理施肥对于提高耕地质量、保护农业生态、增加农民收入等方面起到非常关键的作用。玉米推荐施肥技术,是在测土配方施肥的基础上,合理采集土壤、玉米植株样品进行养分测试,再综合玉米肥料田间试验数据,根据土壤实际的供肥特征与玉米生长的需肥规律,在施用充足有机肥的前提下,根据作物需要科学计算氮磷钾及其他微量元素的施用量,进行科学施肥的一种农业生产技术。
2 玉米生育特性
2.1 营养器官的生长与功能
2.1.1 玉米根的形态与生长
玉米属须根系,由胚根与节根组成[3]。胚根又称种子根或初生根,由主胚根和次生胚根组成,是玉米幼苗期的主要根系。节根又叫次生根或永久根,包括不定根、地下节根和地上节根。不定根是着生在玉米茎的节间分生组织基部的根;地下节根是着生在地下茎节上的根,一般有4~8层;地上节根是着生在地上茎节上的根,为又称气生根、支持根,一般2~3层。
2.1.2 玉米茎的形态与生长
茎是由胚轴分化发育形成,由节和节间组成。玉米节间数一般有15~24个,一般3~7个位于地下部,不伸长茎节。
2.1.3 叶的形态与生长
玉米的叶由叶鞘、叶片和叶舌组成,着生在茎节上。叶鞘有保护茎秆和增强茎秆抗倒抗折的作用,它紧包茎秆,质地坚硬,有防止病虫进入叶鞘内侧的作用,它着生在叶片与叶鞘交接的内侧。玉米的叶数为14~24片,叶身宽而长,叶缘常呈波浪型。不同节位叶对产量的贡献不同,一般贡献率下部叶片最小,上部叶片次之,中部叶片最大。
2.2 玉米生殖器官的形成与发育
2.2.1 花序与花
玉米属雌雄同株异花,异形异位的异花授粉作物。雄花着生的植株顶部,雌花着生在植株中上部茎节上。雄花序为圆锥花序,由主轴和若干分枝组成,主轴上着生若干行成对小穗,分枝较细。一般是主花序穗轴中上部小花首先开放,然后从靠近主轴分枝开始向下部分枝依次开放。
雌花序由茎节上叶腋中的腋芽形成,为1个变态的侧枝形成肉穗状花序,由穗柄、苞叶和果穗组成。穗柄由多个短的茎节组成,果穗着生于穗柄上,包叶包住果穗,相互重叠,玉米果穗籽粒行数呈偶数,一般多为14~18行。玉米雌穗花丝一般在雄花始花的1~5 d开始伸长,最先伸长的是果穗中下部花丝,然后是果穗下部和顶部花丝伸长。玉米花丝受精能力一般保持7 d左右。
2.2.2 雌雄穗分化与发育
雄穗分化与发育包括以下5个阶段。1)生长锥突起期。生长锥突起,表面光滑呈半球状圆锥体,长宽相近,基部由叶原基包围,植株尚未拔节。2)生长锥伸长期。生长锥已明显伸长,表面仍为光滑的圆锥体,长度约为宽度的1倍,随着生长锥分化,其下部形成叶原基突起,中部开始分节,节上着生小穗原基。3)小穗分化期。生长锥的基部出现分枝原基,中部出现小穗原基(裂片),以后每个小穗原基形成2个小穗突起,小的在下成为无柄小穗,大的在上发育为有柄小穗,以后在小穗基部可以形成颖片原基。同时,生长锥基部的分枝原基迅速发育成分枝,在分枝上又分化为成对排列的小穗。4)小花分化期。每个小穗的颖片原基上方又分化出2个大小不等的小花原基,随后小花原基形成3个雄蕊原始体,中央为1个雌蕊原始体,表现为两性花。5)性器官形成期。雄蕊迅速生长并产生花药,花粉囊中花粉母细胞进入四分体期。
雌穗的分化与发育包括以下5个阶段。1)生长锥突起期。生长锥表面光滑,体积很小,宽度大于长度。2)生长锥伸长期。生长锥已明显伸长,长度大于宽度,其后基部出现分节和叶原基突起。此期是争取大穗的关键时期。3)小穗分化期。生长锥继续伸长,在叶原基突起的叶腋间出现小穗原基(裂片)。4)小花分化期。小穗原基分化出上下2个大小不等的小花原基,上方较大的发育为结实花,下方较小的退化为不孕花。5)性器官形成期。雌蕊柱头渐长,基部遮盖胚珠并形成柱头通道,顶部分杈。同时,子房膨大,果穗急剧增长,花丝抽出苞叶。
2.3 生长发育对温、光的要求和反应
2.3.1 温度
玉米发芽最适宜的温度为25~35 ℃,10~12 ℃时即可发芽,表土温度稳定在10~12 ℃时是适宜播种的时期。在抽雄开花期,在25~28 ℃时授粉良好,温度高于32~35 ℃时,花粉易失水而丧失生命力,即所谓的高温杀雄。在子粒形成和灌浆期,20~24 ℃为宜,温度低于16 ℃或高于25 ℃,对养分的转运与累积均不利[4]。
2.3.2 光照
玉米是短日照作物,喜光,全生育期都要求强烈的光照。出苗后在8~12 h的日照下,发育快、开花早,生育期缩短,反之则延长。玉米的光补偿点较低,故不耐阴。玉米的光饱和点较高,因此,要求适宜的密度,一播全苗、要匀留苗、留匀苗,否则会出现光照不足、大苗吃小苗的现象,造成严重减产。
2.4 玉米对土壤的适应性
玉米在砂壤、壤土、黏土中均可生长。玉米适宜的土壤pH值为5~8,以6.5~7.0最适宜,耐盐碱能力差,特别是氯离子对玉米为害大。
3 玉米对养分的需求
玉米是需肥较多的作物,在生长发育过程需要吸收大量营养元素,其中氮、磷、钾3元素的需要量最多,然后是钙、镁、硫、硼、锌、硅等元素。玉米不同生育时期对氮、磷、钾3要素的吸收总趋势是:苗期生长量小,吸收量也少;穗期增加,到开花达最高峰;开花到灌浆有机养分集中向籽粒输送,吸收量仍较多,以后养分的吸收减少,一般每生产100 kg籽粒需纯氮(N)2.2~4.2 kg,纯磷(P2O5)0.5~1.5 kg,纯钾(K2O)1.5~4 kg(见表1、表2)。
据安化县土壤肥料工作站2006—2008年在江南、马路、东坪、大福等乡镇分高、中、低3个地力水平等级的9个玉米“3415”田间肥效试验和9个玉米测土配方施肥肥料配方田间肥效校正试验[4],并对试验结果进行分析,用来指导玉米的推荐施肥技术。
4 推荐施肥技术
4.1 氮肥推荐
土壤的供肥能力会直接影响玉米的产量,地力产量较高的土壤,由于土壤本身供肥能力较强,对应的最佳施氮量减少。反之,肥力低的土壤,对应相同的目标产量,施氮量增加(见表3)。
4.2 磷肥推荐
用函數法推荐磷肥施用量,将不同肥力水平下的磷肥最佳施用量与对应的土壤有效磷含量作散点图,拟合推荐施肥量函数,通过函数和土壤养分丰缺指标,求得不同肥力水平下的推荐施肥量(见表4)。
4.3 钾肥推荐
用函数法推荐钾肥施用量,将不同肥力水平下的钾肥最佳施用量与对应的土壤速效钾含量作散点图,拟合推荐施肥量函数,通过函数和土壤养分丰缺指标,求得不同肥力水平下的推荐施肥量(见表5)。
4.4 锌肥施肥推荐
一般土壤有效锌含量低于0.6~0.8 mg·kg-1时,玉米生产出现缺锌症状。锌肥作基肥每667 m2用1~2 kg硫酸锌拌细土10~15 kg混匀,在播种前开沟条施,锌肥施入土壤后具有后效,一般2年施用1次。
5 施肥指导意见
5.1 增施有机肥
直播露地春玉米每667 m2应施优质腐熟有机肥1 000 kg以上,同时与所需的磷、钾、锌肥和部分氮素肥料混匀作基肥1次施入。基肥可全部深施,也可在播种前通过翻耕施入。
5.2 玉米的施肥原则
施足基肥、轻施苗肥、重施拨节肥、巧施粒肥。具体来说,砂性土壤玉米基肥一般占总施肥量的40%~60%,玉米追肥一般占总施肥量的30%~60%,黏性土壤玉米基肥一般占总施肥量的50%~70%,追肥占30%~40%。玉米生长发育快,需肥较多,其吸收量是氮大于钾、钾大于磷,且随产量的提高,需肥量明显增加,特别是钾的需求增加较多。根据土壤肥力条件,坚持大量元素与中、微量元素相结合,平衡施肥。同时,为了达到高产高效,玉米生产必须坚持科学施肥与玉米高产栽培技术相结合。
参考文献:
[1] 陈志辉.玉米栽培与利用实用技术[M].长沙:中南大学出版社,2011.
[2] 谢卫国.测土配方施肥理论与实践[M].长沙:湖南科学技术出版社,2006.
[3] 刁操铨.作物栽培学各论[M].北京:中国农业出版社,1994.
[4] 王培秋,蒋超球,殷求明,等.安化县玉米测土配方施肥技术指标体系研究[J].现代农业科学,2009(9):45.
(责任编辑:刘昀)