施用不同复合肥对轮作玉米农艺性状和产量的影响

许竹溦， 雷俊， 邵晓伟， 石子建， 陈润兴

(衢州市农业林业科学研究院， 浙江 衢州 324000)

玉米作为中国主要粮食作物之一，用途广泛[1]，鲜食玉米是在乳熟期采收鲜果穗食用或加工的一类特用玉米[2]，又称蔬菜玉米，种植区广泛且生物量大、产量高，其富含营养，风味俱佳，能有效预防“三高”，且易于消化，对肠道疾病及癌症等多种病症具有医疗保健功效，深受消费者青睐[3]。

中国是全球最大的鲜食玉米生产国和消费国，鲜食玉米生产周期偏短，部分地区可一年三熟，市场价格较高，经济效益显著[4]，鲜食玉米已成为作物种植结构调整的主力军和提高农民收入的重要途径[5]。近年来，浙江省鲜食玉米种植面积快速增长，据统计浙江省甜糯玉米年种植面积已达2.33万hm2[6]，玉米连作面积与日俱增[7]，且人们为了追求高产而获得更高的经济效益，不断加大复合肥的投入，研究表明，大量的肥料施入导致土壤严重污染，逐渐酸化，肥料利用率也随之降低[5]，且玉米连作会出现作物发育不良，品质变劣，病虫害加剧，土壤微生物群落结构变化以致作物减产[8]。豆科作物和禾本科作物的轮作是传统农业的精华，合理的轮作能减少化肥的大规模使用，作物间相互促进[9]，在保证玉米高质、高产、稳产的情况下，通过控制化肥的施用量，降低对环境土壤的负面作用，相对精准肥料投入是关键性问题，也是当前农业发展中提质增效的必然要求。

本研究以农户常用三元复合肥为供试肥料，不同复合肥水平下，对轮作下玉米各农艺性状及产量进行测定，研究不同施肥模式对鲜食玉米各性状的影响，以期为浙江省鲜食玉米生产和科学管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选择鲜食玉米甜糯品种鲜糯366，浙江省引进品种(浙引种〔2020〕第002号)一年两季种植；试验盆栽体积为27 L(50 cm×34 cm×26.3 cm)，盆栽基质为泥炭和蛭石2∶1混合，复合肥选用“丹王”硫酸钾型复合肥料(N 17%、P2O517%、K2O 17%、)。

1.2 试验设计

试验地点为浙江省衢州市衢江区莲花东湖基地，为保证试验精准控制肥力，采用盆栽处理，2021年7月22日盆栽内播种，出苗后保证盆栽内2株玉米，每个肥料处理6个重复，设4个肥力水平，总计处理为8个；T处理前茬种植大豆，K处理前茬种植玉米，T0和K0处理为不施肥处理，T1和K1处理施肥量为600 kg·hm-2，T2和K2处理为 1 200 kg·hm-2，T3和K3处理为1 800 kg·hm-2，按照盆栽面积计算每个盆栽内不同时期施入复合肥量(表1)，其他栽培管理同大田。

表1 不同施肥处理下盆栽施肥量 单位：g

1.3 测定项目及方法

1.3.1 测量株高和穗位高

9月27日玉米乳熟期采收后每个处理取6株测量株高、茎粗、地面茎节数和穗位高。

1.3.2 穗部性状及产量

根据试验各处理方案，记录各处理面积、株数、穗数。连续取6穗室内考种，测量玉米穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重和单果重，结合单果重和剩余盆栽内玉米生物量计算产量。

1.4 数据分析

试验所得数据使用WPS和SPSS 23.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量对玉米农艺性状的影响

由表2可知，随着复合肥施入量的增加，轮作和连作下的玉米株高、茎粗、地面茎节数和穗位高等指标均呈现逐渐增加的趋势。施肥的所有处理(T1～T3和K1～K3)株高均显著高于对照处理，其中T3株高为最高值182.30 cm，其次为K3处理为169.83 cm，两者差异显著，较对照T0和K0显著增加了34.41%和24.81%，且轮作下相同施肥量(除1 200 kg·hm-2外)处理均高于连作处理(T3>K3, T2>K2)。大豆与玉米轮作下T3处理茎粗显著高于其他施肥处理和对照，连作处理下K3处理为最大值1.87 cm，显著高于K1和对照K0，相同肥料处理下轮作T处理整体茎粗高于K处理，且对照T0显著高于K0，茎粗范围在1.43～1.93 cm，变化幅度小，T0～T2处理间均无显著差异。不同施肥处理下轮作最大施肥量T3处理地面茎节数为最大值14.10个，施肥量与T3处理一致的连作处理K3地面茎节数低于T3，但两者差异不显著，除T3外K3较其他施肥处理均差异显著，较对照K0显著增加了9.47%。不同施肥量处理之间和对照穗位高均差异显著，但相同施肥量(除1 800 kg·hm-2外)轮作和连作处理间均无显著差异，T3处理较对照T0显著增加了45.80%，K3处理较对照K0显著增加了35.95%。

表2 轮作和连作下不同施肥量对玉米农艺性状的影响

2.2 不同施肥量对玉米穗相关性状的影响

由表3可知，不同施肥量对玉米穗相关性状有显著的影响，随着施肥量的增加，玉米穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单果重等6个指标均呈现出逐渐增加的趋势，不同肥料和对照处理间除秃尖值外均差异显著。轮作T3处理穗长、穗行数、行粒数、百粒重和单果重均为最大值，分别为17.77 cm、14.10个、27.57个、18.67 g和204.27 g，但较同一施肥量连作K3处理穗相关5个指标均无显著差异，T0-T3和K0-K3间差异显著。不同施肥量处理下穗粗差异显著，且均显著高于对照，K3处理为最大值4.80 cm，稍高于T3处理穗粗值，但两者仅相差0.03 cm且无显著差异，穗粗变幅在4.03～4.80 cm。轮作和连作下不同施肥量对玉米的秃尖长无显著影响，但随着施肥量的增加，秃尖逐渐减少，对照T0和K0分别为轮作和连作处理的最大值，T0为1.57 cm低于连作对照K0处理1.77 cm。轮作处理相同施肥量下穗行数、行粒数和单果重均高于连作处理，但无显著增加，轮作处理下T1百粒重为16.53 g，低于K1处理0.1 g，T2与K2处理百粒重相同，结合玉米表型性状和穗相关性状表明轮作处理整体优于连作处理，但两者差异不大，随着施肥量的增加玉米产量性状逐渐变优。

表3 不同施肥量对玉米穗相关性状的影响

2.3 不同施肥量下对玉米产量的影响

由图1可知，不同施肥量处理间差异均显著，随着施肥量的增加，玉米产量也随之升高。轮作T3处理为产量最高值11 918.40 kg·hm-2，其次为连作K3处理11 793.41 kg·hm-2，两者无显著差异，但两者标准差较其他施肥处理和对照均较大；对照处理T0和K0处理分别为轮作T和连作K处理最小值8 031.60 kg·hm-2和7 897.61 kg·hm-2，T0较K0处理标准差较高，两者也无显著差异；轮作T3处理较对照T0显著增加了48.39%，连作K3处理较对照K0显著增加了49.33%。随着施肥量的增加，玉米产值逐渐增加，穗相关性状中如穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单果重等相同施肥量间轮作和连作处理均无显著差异，但轮作最大施肥量T3均为最大值，且除穗粗外T3均高于连作K3处理，结合玉米农艺性状等指标，施肥量投入最大处理1 800 kg·hm-2(T3和K3)为最适处理，且轮作栽培方式优于连作。

同组柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。图1 不同施肥量下玉米产量

2.4 不同施肥量下玉米农艺性状和穗相关性状的影响

不同施肥投入对玉米农艺性状、穗相关性状和产量均有一定影响，由表4可知，玉米4个农艺性状和7个穗相关性状及产量大部分存在相关性。株高、茎粗、地面茎节数和穗位高与穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重、单果重和产量7个指标均呈极显著相关(P<0.01)，秃尖与株高、地面茎节数和穗位高均呈显著负相关(P<0.05)；茎粗与秃尖呈负相关但两者无显著相关，可能是茎粗各施肥处理下变幅较小的结果。

表4 不同施肥量下玉米农艺性状和产量的相关性

3 小结与讨论

鲜食玉米种植水平和产值是直接影响南方地区农业生产结构、粮食生产能力和专业种植户经济来源的重要因素，南方春玉米种植区鲜食玉米一年两熟种植，可以在充分利用土地及光热资源的基础上，获得较高的产量与经济效益[10]。化肥对增加作物产量、提高土壤肥力具有十分重要的作用[11]，在发展中国家的粮食增产中，有55%来自化肥的作用[12-13]；我国当前肥料品种繁多，肥效差异大[14]，且随着化肥投入量逐年加大，出现了化肥利用率低及粮食产出下降的现象；农户施肥方式多以分期施肥和一次性施肥为主[15]，提高肥料利用率，降低劳动强度，探寻适应农业生产轻简化的施肥途径是目前研究的重中之重。

前人研究表明，与氮磷钾肥均衡施用相比，不均衡施肥会导致某些器官中某种养分的含量(浓度)异常升高，存在养分奢侈积累或转移受阻滞留的现象[16]，减少基肥施用比例，增加追肥次数可改善玉米养分状况，提高产量和肥料利用率[17-18]，不同的施肥制度对土壤微生物数量、群落结构影响差异显著[19]。长期玉米连作的农田受土壤理化性质、物理结构和生物变化等因素的综合影响较大[20]。本试验中在轮作和连作的不同施肥总量处理上均采用施基肥和两次追肥的方式进行，施肥各处理较对照均提高了株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单果重等农艺性状和穗相关产量性状，其中轮作和连作施肥最大处理T3和K3效果较为显著，且除穗粗外各性状T3均高于K3，但两者无显著差异。高生物量是获得高产的物质基础[21]，而玉米产量的高低与穗数、穗粒数、百粒质量密切相关[22-24]，研究发现，产量和穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单果重等穗相关性状呈极显著相关。本研究表明，施肥最大处理(T3和K3)农艺性状、穗相关性状与产量均高于施肥第二大处理(T2和K3)，除秃尖值外均差异显著，且轮作处理各性状普遍优于连作处理，从产值考虑1 800 kg·hm-2投入量且结合轮作栽培模式为最优处理，但结合肥料和劳动力成本，还需进一步细化复合肥投入梯度，现阶段农户偏爱施足有机肥做基肥，后续追肥撒播复合肥的施肥方式，最优施肥模式与肥料种类还需要深入研究。