氮肥用量与基追比例对浏阳玉米产量形成与抗倒伏性状的互作效应

吴旺嫔，孙君玥，王 赛，唐玉凤，葛 帅，李 茜，易镇邪

(湖南农业大学农学院，长沙 410128)

玉米(ZeamaysL.)是我国重要的粮食作物之一。氮素是玉米生长的必需营养元素，是限制产量的重要因素[1，2]，合理施用氮肥能促进玉米的器官发育及干物质积累[3]。在生产上，不合理施用氮肥会导致氮肥利用效率降低或产量下降[4]，过量施用氮肥使残留在土壤中的氮素增加，从而污染水资源与大气生态环境[5，6]。因此，合理施用氮肥对植物及环境具有重要作用，且氮肥的施用时期和施用量对作物产量及氮肥利用率有显著的影响[7，8]。因此，合理利用氮肥是玉米种植推广、提高肥料利用率和建设环境友好型社会的必然要求。

有研究发现，氮肥以1/3基施+1/3大喇叭口期追施+1/3抽雄期追施时利用效率最高[9]；适当时期追施氮肥能显著提高作物产量和肥料利用效率[10]。玉米施用缓释氮肥较施等量普通氮肥具有明显增产效果，其中缓释氮肥和速效氮肥以45%∶55%配比处理的综合表现最好[11]。在玉米生产上，确定合理的氮肥基追比例具有重要意义，不仅可节约生产成本，还有利于保护环境及合理资源利用。

近年来，湖南各地玉米生产发展较为迅速，但多缺乏高产高效栽培技术的指导。本研究以湖南省浏阳市推广面积较大的玉米品种登海605为材料，研究不同氮肥用量和基追比例对浏阳玉米产量和抗倒伏性状的影响，以期明确当地玉米的适宜氮肥用量和基追比例，为浏阳玉米高产高效生产提供理论与技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

供试玉米品种为登海605。氮肥为尿素(含N46%)，磷肥为钙镁磷肥(含P2O56%)，钾肥为硫酸钾(含K 52%)。试验地点为湖南农业大学浏阳河东农场实习基地。土壤地力中等，排灌方便。

1.2 试验设计

开展氮肥用量与基追比例双因素试验。设2个氮肥(N)用量水平：273 kg/hm2(A1)和205 kg/hm2(A2，减氮25%)，3个氮肥基追比例：5∶5(B1)、6∶4(B2)和7∶3(B3)；同时，设1个不施氮肥处理为对照(CK)。各处理磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)用量均为150 kg/hm2。氮肥分基肥+1次追肥(10叶展期)施用，磷肥和钾肥均作基肥施用。

试验共设2×3+1=7个处理，随机区组设计，3次重复，共21个小区，小区面积19.8 m2(宽3.3 m，长6 m)，等行距种植，每小区种植5行，行距66 cm，株距20 cm，密度75 000株/hm2。小区之间开排水沟。4月10日播种，7月17日收获。2～3叶期间苗，4～5叶期定苗。其他田间管理措施同一般大田。

1.3 测定项目及方法

叶面积动态。在玉米6叶展、12叶展、吐丝后20 d和成熟期，每小区取代表性植株3株，带回室内，用长宽系数法测定叶面积(LA)，全展叶系数定为 0.75，最上面一片非全展叶系数定为 0.5，其他非全展叶系数按出叶先后顺序(即由下至上) 在 0.75～0.5之间等额递减。根据 LA 计算叶面积指数(LAI)。

抗倒伏性状。株高与穗位高：在玉米成熟期，每个小区选择连续的10株，测量株高和穗位高；茎粗：在玉米成熟期，每个小区选择连续的10株，测量地上部第3节扁平面的直径；基部节间长度：成熟期，每个小区选择连续的10株，测量基部第1～5节间的总长度；倒伏率与倒折率：在玉米收获前，调查每小区倒伏与倒折株数，倒伏率(%)=倒伏株数/总株数×100，倒折率(%)=倒折株数/总株数×100。

产量及其构成因素。于成熟期考察实际密度、空秆率、双穗率、产量和产量构成等。在收获前，调查小区中间2行，记录总株数、空秆株数、双穗株数，然后，记录实收穗数，称鲜重，按大小穗比例和平均鲜穗重取10穗带回室内考种，考察穗行数、行粒数、百粒重，计算理论产量；根据10穗籽粒质量与含水量折算实际产量(14%水分)。空秆率(%)=空秆株数/总株数×100，双穗率(%)=双穗株数/总株数×100。

1.4 数据处理

采用Excel进行数据整理，Origin9.0制图，DPS进行Ducan’s新复极差法方差分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量与基追比例对叶面积的互作效应

由图1可见，6叶展期，各施氮处理叶面积指数与CK均无显著性差异，但A1B3较A1B2显著降低。12叶展期，各施氮处理叶面积指数较CK显著提高，提高幅度在40%～86%之间；各施氮处理表现A1B3>A1B2>A2B1>A1B1>A2B2>A2B3，且A1B3显著高于后3个处理。吐丝后20 d，各施肥处理叶面积指数均显著高于CK，施氮处理间表现与前一时期不同，呈现A1B1>A1B2>A1B3>A2B1>A2B2>A2B3趋势，但差异均不显著。成熟期，各施氮处理叶面积指数均显著高于CK，表现为A1B2>A1B3>A2B1>A2B2>A1B1>A2B3，前3个处理叶面积指数显著高于后2个处理。综合来看，总施氮量与追肥比例较高的处理生育中后期叶面积指数较大。

图1 玉米4个时期叶面积指数

2.2 氮肥用量与基追比例对抗倒伏性状的互作效应

由表1可见，各施氮处理株高均显著高于CK，但施氮处理间无显著差异，其中，以A2B2和A1B2处理株高较矮。各施氮处理穗位高均显著高于CK(A2B2除外)，但施氮处理间无显著差异，其中，以A2B2和A1B2处理穗位高较矮。各施氮处理茎粗均显著高于CK，施氮处理中以A1B1处理最大，A2B2和A2B3处理相对较小。各施氮量处理基部节间长度无显著差异，A1B2、A2B1、A2B3处理基部节间长度显著长于CK。整体来看，氮肥用量对株高、穗位高、基部节间总长度无显著影响，但施氮量较大有利于提高茎粗；氮肥基追比例对株高、穗位高有明显影响，以B2处理(基追肥比例6∶4)株高、穗位高较低，倒伏风险相对较低。

氮肥用量与基追比例对玉米的倒伏率影响较小，各处理均没有倒伏现象发生。玉米倒折率有随施氮量增大而提高的趋势，各基追比例处理中以B2处理倒折率相对较小，其中A1B2处理显著低于A1B1处理(表2)。可见，氮肥用量与基追比例对玉米倒折率有显著影响，基追肥比例6∶4处理有利于降低倒折率。

表1 各处理成熟期株高、穗位高、茎粗及基部节间总长度比较

注：同列数据后不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。下同。

表2 各处理倒伏率和倒折率比较

2.3 氮肥用量与基追比例对产量及产量构成因素的互作效应

2.3.1 双穗率、空秆率和有效穗数

由表3可见，氮肥用量与基追比例对玉米空秆率影响较小，对双穗率影响相对较大。A2B1和A2B3处理的双穗率较A2B2分别减少了62.5%和75%，差异显著；各处理的有效穗数无显著差异。

表3 各处理空秆率、双穗率和有效穗数比较

2.3.2 产量及其构成因素

由表4可见，各施氮处理产量及其构成因素均高于CK，且多达显著差异。各施氮处理产量均显著高于CK，各施氮处理产量表现为A1B2>A1B1>A2B2>A2B1>A1B3>A2B3，其中A1B2与A1B1处理间差异不显著，A1B2处理产量显著高于后4个处理，A1B1、A2B2显著高于A2B3处理。比较各施氮处理的产量构成因素，发现各施氮处理穗行数差异不显著，行粒数以A1B2处理最高，其余处理间差异不显著；百粒重一般表现为B1>B2>B3的趋势。

可见，玉米产量随施氮量增大而提高，且以基追比例B2处理(基追肥比例6∶4)产量最高。本试验中最佳组合为A1B2处理。

表4 各处理产量及构成因素比较

3 讨论

施用氮肥可提高作物叶绿素含量、叶面积指数及光合效率，进而促进作物生长发育。刘剑钊等[12]研究发现，合理施用氮肥可显著提高玉米叶面积指数、SPAD值和叶片净光合速率。王帅等[13]研究证明，施氮240 kg/hm2能够显著提高玉米叶片的净光合速率、叶绿素含量和可溶性蛋白含量。本试验发现，A1施氮量处理下，玉米生育前期叶面积指数随基施氮肥增加而增大；但生育中后期叶面积指数以追肥比例较大的处理较高。整体来看，总施氮量较大、追肥比例较高的处理生育中后期叶面积指数较大，从而为高产奠定了基础。

氮肥施用与玉米抗倒伏能力密切相关。叶德练等[14]研究表明，氮肥通过提高基部节间半纤维素、纤维素和木质素的含量从而提高玉米植株基部节间抗折断力。本试验发现，施氮量增大有利于提高茎粗，但施氮量对株高、穗位高、基部节间总长度无显著影响；氮肥基追比例对株高、穗位高有显著影响，B2处理(基追肥比例6∶4)株高、穗位高较低，抗倒伏能力提高。本研究还发现，氮肥用量与基追比例对玉米倒折率有显著影响，其随施氮量增大而提高，基追肥比例6∶4处理有利于降低倒折率。

氮肥施用的时期和方式能够显著影响玉米产量，进而影响经济效益[15，16]。李伟等[17]试验表明，氮肥基追比例显著影响玉米籽粒的灌浆启动速度及灌浆活跃期，玉米产量随氮素基追比例增大表现先增后降趋势。本试验发现，A1施氮量条件下，玉米穗行数、行粒数和产量均以A1B2处理最大；A2施氮量条件下，A2B2产量最高。可见基追比例B2处理(基追肥比例6∶4)最有利于玉米产量提高。此结果与韩小伟等[18]、张伟纳等[19]和胡迎春等[20]的研究一致。张杰等[21]认为玉米施氮量以240～280 kg/hm2为宜，可以实现较好的产量水平，且氮素利用率较高。

4 结论

氮肥用量对株高、穗位高、基部节间总长度无显著影响，但施氮量较大有利于提高茎粗；氮肥基追比例对玉米抗倒伏性状有一定影响，基追比例为6∶4时，玉米株高、穗位高、倒折率最低；施氮量较高、追肥比例较大有利于提高玉米生育中后期叶面积指数，为提高产量奠定了基础；玉米产量随施氮量增大而提高，以基追比例6∶4处理产量最高。因此，综合产量与抗倒伏性状，浏阳玉米适宜氮肥用量和基追比例分别为273 kg/hm2与6∶4。考虑到本研究仅设了两个施氮水平，且没有考察其氮素利用效率，因此，浏阳玉米适宜施氮量与基追比例问题，还有待进一步研究与验证。