多功能有机肥在制种玉米生产中最佳施肥量研究

闫 刚 李 婷 常曙光 高树财 殷学云 田兴云 张正珍 赵芸晨

（1 酒泉农辉农业科技开发有限公司，甘肃 酒泉 735000；2 河西学院农业与生态工程学院，甘肃 张掖 734000；3 秦皇岛市渤海湾玉米研究所，河北 秦皇岛 066000；4 甘肃省酒泉市肃州区土肥站，酒泉 735000；5 甘肃省酒泉市肃州区农业局，酒泉 735000；6 甘肃省酒泉市肃州区农业技术推广中心，酒泉 735000）

张掖市位于甘肃省西北部，河西走廊西部，日照时间长，昼夜温差大，干旱少雨，有利于制种玉米光合产物的形成积累及果穗晾晒[1]，是国家级玉米杂交制种基地，生产的玉米种子籽粒饱满、品质纯正、色泽鲜艳，面积长年稳定在6666.7hm2以上[2]。当前，在农业生产中人们已逐渐认识到化肥与有机物料配合施用对土壤肥力与作物产量的提升作用，国内外关于化肥配施有机物料对土壤理化特征与作物生长发育方面已开展了大量的研究。秦嘉海等[3]认为长期单施化肥会导致土壤酸化、板结、含水量降低，土壤养分流失。徐士库等[4]研究表明，化肥养分含量高、肥效快，可满足作物即时生长的需要，但长期单一施用化肥会破坏土壤结构和导致作物病害的发生，最终使得作物减产。李国山等[5]通过生物有机肥玉米生产效果试验证明，施用有机肥不仅可有效改善耕地土壤结构，还可以减轻农业废弃物对农田造成的污染。目前，有机肥在农作物上应用较多，种类也层出不穷，肥效差异较大，其中，农辉有机肥对张掖市甘州区制种玉米农艺性状的研究报道较少。

农辉多功能有机肥是利用高寒山区无污染的畜禽粪便和油饼等为原料，采用当今世界先进的生物技术，添加有益微生物菌和土壤活化剂及增效剂，含氮、磷、钾、微量元素的多功效有机肥。本研究试验以郑单958（父本为昌7-2、母本为郑58）为材料，研究农辉有机肥不同用量对制种玉米农艺性状的影响，明确施用有机肥的作用效果和最适用量，为张掖制种玉米生产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验地位于张掖市甘州区明永镇，38°55′N、100°28′E，海拔1420m。试验地地势状况一致、肥力一致。前茬作物为制种玉米，其中有机质含量14.7g/kg，速效氮含量39.22g/kg，速效磷含量13.88g/kg，速效钾含量172.43g/kg。

1.2 供试材料供试肥料：农辉多功能有机肥由酒泉农辉农业科技开发有限公司生产并提供。磷酸二氢铵（N：11%，P2O5：52%）由黑龙江北大荒农业股份有限公司生产，尿素（N：46%）由甘肃刘化（集团）有限责任公司生产，硫酸钾（K2O：50%）由阿康国际化工集团有限公司生产，上述3 种肥料采购自市场。

供试玉米品种：郑单958（母本郑58、父本昌7-2），由张掖市的中储粮张掖金象种业公司提供，种子净度为99%，发芽率为99%。

1.3 试验设计试验采用单因素随机区组设计，设3 种有机肥施肥水平处理，施肥量分别为：1800kg/hm2、3600kg/hm2、5400kg/hm2，以不施有机肥为对照（0kg/hm2），每个处理3 次重复。共12 个小区，小区长7m，宽5.4m。母本株距20cm，行距40cm。父本株距50cm，父本采用满天星模式播种，父本在母本播种后5d 及10d 分别进行一期及二期父本播种，为了保证发芽率，采取双粒点播。

有机肥作为底肥在旋土覆膜前一次性施入，同时每小区施磷酸二氢铵2kg。4 月20 日膜上点播，拔节期每小区追施尿素1kg 和硫酸钾1kg，在抽雄期每小区追施尿素2kg。全生育期灌水4 次，9 月20 日收获，试验其他管理同大田制种玉米。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 作物株高和茎粗的测定分别在制种玉米生长的大喇叭口期、抽雄期和乳熟期，从小区中选择长势均匀一致的连续10 株母本玉米测量株高和茎粗，用刻度卷尺和游标卡尺分别测量植株的生理株高和茎粗，用烘干法测定玉米干重。

1.4.2 叶绿素含量测定分别在玉米拔节期、抽雄期、乳熟期采用SPAD-502（Konica Minolta Sensing公司，北京）测定叶绿素含量，测定部位是玉米植株最大展开叶的中部，每小区随机选取15 株母本进行测定。

1.4.3 光合特性测定分别在玉米拔节期、抽雄期、乳熟期，选择天气晴朗的时候在11：00 左右采用LI-6800 型号的便携式光合仪测定玉米叶片光合速率（A）、蒸腾速率（E）、气孔导度（Gs）和胞间隙CO2浓度（Ci）。每小区随机选取具有代表性的10 株母本植株进行测定，测定部位是玉米植株最大展开叶的中部。

1.4.4 产量及其构成因素收获期每小区选取具有代表性的植株15 株进行测产，在自然风干后考察百粒重、穗长、行粒数和小区产量。

1.4.5 数据处理采用SPSS 26.0 统计分析软件对数据进行差异显著性分析，并用Excel 2010 绘图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥水平下制种玉米的农艺性状

2.1.1 株高和茎粗不同施肥水平下制种玉米株高变化如图1a 所示，各处理株高随生育期的进程推进而增加，株高的变化与施肥量呈正相关。在大喇叭口期、抽雄期和乳熟期3 个生育时期中，3 个施肥水平处理的株高均高于不施有机肥对照（0kg/hm2），其中5400kg/hm2处理在3 个生育时期的株高分别为0.811m、1.500m 和1.530m，相比对照株高分别增加了8.0%、9.5%和7.7%；1800kg/hm2株高增加相对较低，分别为0.772m、1.423m 和1.444m，比对照分别提升了6.7%、7.3%和7.3%。3 个生育时期，3 个施肥水平处理条件下株高与对照株高差异均达显著水平，但3600kg/hm2与5400kg/hm2两处理之间差异不显著。

图1 不同施肥量对植株生长的影响

由图1b 可知，不同施肥量下，制种玉米的茎粗随生育期的延后呈现出不断增长趋势。在大喇叭口期5400kg/hm2处理茎粗最高，为1.963cm，显著高于不施有机肥对照（0kg/hm2），相比对照提升了2.5%；3600kg/hm2处理茎粗相对较低，为1.891cm，相比对照提升了1.1%，但提升不显著；1800kg/hm2处理和对照相比差异也不显著。在抽雄期3 个施肥水平处理的玉米茎粗均高于对照，5400kg/hm2处理提高显著。乳熟期3 个施肥水平处理间差异显著，乳熟期5400kg/hm2处理茎粗最高，为2.477cm，比同时期不施有机肥对照提升了6.3%，提升显著；1800kg/hm2处理茎粗为2.384cm，相比对照提升相对较少，为2.5%，未达到显著水平。由此可见，玉米茎粗的变化与施肥量成正比。

2.1.2 植株干重由图1c 可知，植株干重随生育期的延后呈现出不断增长趋势，乳熟期达到最大值。在整个生育期，玉米植株干重均表现为：5400kg/hm2处理＞3600kg/hm2处理＞1800kg/hm2处理＞0kg/hm2处理（对照）。大喇叭口期5400kg/hm2处理干重为0.129kg，相比对照增加了9.3%，显著高于其他处理；1800kg/hm2处理干重为0.120kg，相比对照增加了1.7%，增产不显著；5400kg/hm2、3600kg/hm2两个处理植株干重均显著高于对照。在抽雄期和乳熟期，各处理间差异均显著，其中以乳熟期5400kg/hm2处理干重最多，为0.661kg，相比对照增加了13.6%；1800kg/hm2处理乳熟期干重为0.597kg，相比对照增加了2.6%。由此可见，玉米植株干重的变化与施肥量成正比。

2.2 不同施肥水平下制种玉米的植株SPAD值

SPAD 值是反映叶绿素含量的指标之一，与玉米植株光合作用强度有关。由图1d 可见，制种玉米叶片SPAD 值随生育期的推进呈现先升高后降低的趋势，在抽雄期达到最高值。在3 个生育时期中，以抽雄期5400kg/hm2处理的SPAD 值最高，为53.00，相比对照增加了12.8%，1800kg/hm2处理的SPAD 值相对较低，相比对照增加了1.7%。不同处理条件下玉米的SPAD 值变化规律为5400kg/hm2处理＞3600kg/hm2处理＞1800kg/hm2处理＞0kg/hm2处理（对照）。在整个生育期，5400kg/hm2、3600kg/hm2处理的SPAD 值均显著高于对照，且二者间差异显著；1800kg/hm2处理与对照相比差异不显著。从试验结果来看，施有机肥有利于叶绿素含量的提高。

2.3 不同施肥水平下制种玉米的植株光合特性由表1 可见，制种玉米净光合速率随生育期进程推进呈现先升高后降低趋势，在抽雄期达到最大值，不同施肥量处理之间净光合速率变化规律为5400kg/hm2处理＞3600kg/hm2处理＞1800kg/hm2处理＞0kg/hm2处理（对照）。玉米抽雄期，5400kg/hm2处理净光合速率最高，为41.00μmol CO2/m2·s，比对照提升了25.0%，1800kg/hm2处理的净光合速率相对较低，为34.52μmol CO2/m2·s，比对照提升了5.2%。从试验结果来看，施有机肥有助于玉米净光合速率的提高。

表1 不同施肥水平条件下制种玉米的光合特性

制种玉米气孔导度随生育期的推进呈现先升高后降低趋势，在抽雄期达到最大值。在拔节期、抽雄期和乳熟期，3 个施肥量处理与对照相比均具有显著差异，其中以抽雄期5400kg/hm2处理的气孔导度最大，为0.98mol H2O/m2·s，相比对照提升了15.3%，抽雄期1800kg/hm2处理的气孔导度相对较小，为0.89mol H2O/m2·s，相比对照提升了4.7%。

制种玉米的蒸腾速率随生育期的推进呈现先升高后降低趋势，在抽雄期达到最大值。其中以抽雄期处理的蒸腾速率最高，5400kg/hm2处理抽雄期蒸腾速率最高，为13.66mmol H2O/m2·s，相比对照提升了32.4%，以抽雄期1800kg/hm2处理的蒸腾速率相对较低，为10.44mmol H2O/m2·s，相比对照提升了1.2%。在拔节期和乳熟期，各处理间差异均达显著水平；抽雄期5400kg/hm2处理、3600kg/hm2处理与对照相比均有显著差异，3600kg/hm2和5400kg/hm2处理间有显著差异，1800kg/hm2处理与对照相比差异不显著。制种玉米的胞间CO2浓度随生育期的推进呈现先升高后降低的趋势，在乳熟期达最小值。其中以乳熟期5400kg/hm2处理的胞间CO2浓度最低，为52.05μmol CO2/m2·s，比对照降低了14.7%，以乳熟期1800kg/hm2处理最高，为58.23μmol CO2/m2·s，比对照降低了4.5%。在拔节期和抽雄期，3 个施肥水平处理与对照相比均具有显著差异，3600kg/hm2和5400kg/hm2处理间无显著差异；乳熟期各处理间差异均达显著水平。

2.4 不同施肥水平下制种玉米的经济产量

2.4.1 穗长由表2 可知，3 个施肥水平处理的玉米穗长分别为16.50cm、17.30cm 和17.40cm，穗长随施肥量增加呈现上升趋势，以5400kg/hm2处理最长，相比对照增加了7.2%。经统计分析，1800kg/hm2处理与对照之间无显著差异，3600kg/hm2和5400kg/hm2处理均较对照显著增加，但二者之间无显著差异。从试验结果来看，各处理均能提高玉米穗长。

表2 不同施肥水平条件下制种玉米的经济产量

2.4.2 行粒数由表2 可知，3 个不同施肥水平处理的玉米行粒数分别为34.80 粒、35.90 粒和36.00粒，与对照相比分别增加了0.60 粒、1.70 粒和1.80粒。其中，5400kg/hm2处理的行粒数最多，相比对照增加了5.3%，1800kg/hm2处理的行粒数增加相对较少，相比对照增加了1.8%。统计分析结果表明，不同施肥水平处理行粒数均较对照显著增加，3600kg/hm2、5400kg/hm2处理效果最佳，且二者间差异不显著。

2.4.3 百粒重由表2 可知，3 个不同施肥水平处理的玉米百粒重均高于对照，但各处理间均无显著差异。由此可知，千粒重为品种本身特性，不同施肥量虽可提高粒重，但对玉米粒重提高较小。

2.4.4 产量由表2 可知，3 个不同施肥水平处理产量均显著高于对照，其中，5400kg/hm2处理产量最高，为9900.36kg/hm2，相比对照产量增加了12.1%；1800kg/hm2处理产量增加相对较少，为9383.04kg/hm2，比对照增加了6.3%；3600kg/hm2处理较对照增产11.5%，与5400kg/hm2处理无显著差异。说明施用有机肥有利于产量的提高。

3 结论与讨论

黄亚萍[6]研究表明，不同施肥水平下，随着有机肥用量的减少，茎粗、株高、净光合速率、叶绿素含量、干物质积累量逐渐降低。闫百莹[7]研究表明，深松结合施用有机肥，随施肥量的增加可显著提升玉米植株氮磷钾含量。本试验结果表明，施用农辉有机肥可显著提升玉米株高、茎粗和干物质含量，其中以施肥量5400kg/hm2处理的表现最好，分别比对照提升了7.7%、6.3%和13.6%。施用农辉有机肥能显著提高制种玉米叶绿素含量和光能利用率，其中5400kg/hm2处理的SPAD 值比对照增加了12.8%，净光合速率提升了25.0%。本试验研究结果与前人研究结果相一致，制种玉米农艺性状表现与有机肥用量成正比。

温延臣等[8]研究表明，商品有机肥代替化肥可提高氮素利用率，提升土壤肥力，进而提升玉米产量。李鸣雷等[9]报道，在单株粒重、产量中，生物有机肥处理与不施肥处理的差异均显著，生物有机肥处理均高于不施肥处理。本试验结果表明，施用农辉有机肥可以促进制种玉米产量的增加。其中，5400kg/hm2处理玉米穗长比对照增加了7.2%，行粒数增加了5.3%，产量增加了12.1%，但5400kg/hm2与3600kg/hm2处理结果相近，差异不显著。

综上所述，从玉米农艺性状及经济产量综合分析，施肥量5400kg/hm2和3600kg/hm2的施肥效果较好，但两者之间差异不显著，考虑到施肥成本因素，建议在张掖市甘州区农辉有机肥的最佳施肥量采用3600kg/hm2。