不同覆膜栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响.pdf

2023 年 6 月第 3 期5766甘肃农业大学学报 JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY第5 8卷双 月 刊不同覆膜栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响葛仲显1，卢晶2，宋展树2（1.甘肃省庆阳市畜牧水产技术推广中心，甘肃 庆阳 745000；2.甘肃省庆阳市农业技术推广中心，甘肃 庆阳 745000）摘要：【目的】为研究不同栽培方式和施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响，【方法】设2种栽培方式（全膜双垄沟播R、全膜平作T）和3个氮肥梯度（N1 225 kg/hm2、N2 275 kg/hm2、N3 325 kg/hm2），通过田间试验，研究了不同栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累、转运特征及籽粒产量的影响。【结果】R栽培方式增加了玉米干物质积累，提高了茎鞘和叶片干物质转运量，转运率以及对籽粒的贡献率，最终提高籽粒产量。R较T籽粒产量平均高出3.93%（2019）和3.93%（2020）。玉米干物质积累，茎鞘和叶片干物质转运量，转运率以及对籽粒的贡献率随施氮量的增加而升高，N 325较N 225分别显著高出27.20%（2019）和26.83%（2020）。RN 325处理玉米穗数、穗粒数和籽粒产量最高，2019年11.20 t/hm2，2020年11.21 t/hm2。【结论】R栽培方式结合施氮325 kg/hm2可作为陇东旱塬区春玉米适宜栽培方式。关键词：栽培方式；施氮量；春玉米；干物质；籽粒产量中图分类号：S513 文献标志码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：文章编号：1003-4315（2023）03-0057-10The effects of dry matter accumulation and yield formation of spring maize under different film mulching cultivation and nitrogen application rateGE Zhongxian1，LU Jing2，SONG Zhanshu2（1.Gansu Qingyang Animal Husbandry and Aguaculture Technology Promotion Center，Qingyang 745000，China；2.Gansu Qingyang Agricultural Technology Promotion Center，Qingyang 745000，China）Abstract：【Objective】The effects of different cultivation and N application on dry matter accumulation and yield formation of spring maize was studied.【Method】The effects of N application on dry matter accumulation，transport characteristics and grain yield of spring maize under different cultivation modes were investigated in a field experiment with two mulching modes(Ridge-furrow with fuly plastic film mulching R and Flat planting with fully plastic film mulching T)and three N application rates(N1 225 kg/hm2，N2 275 kg/hm2，N3 325 kg/hm2).【Result】R cultivation mode increased the dry matter accumulation of maize，improved stem sheath and leaf dry matter translocation，translocation rate and contribution to grain，and ultiDOI：10.13432/ki.jgsau.2023.03.008第一作者：葛仲显，硕士研究生。E-mail：通信作者：宋展树，高级农艺师，硕士，主要从事农业技术推广。E-mail：基金项目：甘肃省民生科技专项：脱贫攻坚专题（2019-0306-NCC-0135）。收稿日期：2022-03-14；修回日期：2022-04-02甘肃农业大学学报2023 年mately increased the grain yield of maize.The average grain yield of R increased by 3.93%(2019)and 3.93%(2020)compared with T.The dry matter accumulation，stem sheath and leaf dry matter translocation，translocation rate and contribution to grain increased with the increasing of N application，and N325 was significantly higher than N225 by 27.20%(2019)and 26.83%(2020)，respectively.The RN325 treatment had the highest spike numbers，grains per spike and grain yield of maize，the grain yield was 11.20 t/hm2 in 2019 and 11.21 t/hm2 in 2020.【Conclusion】The R cultivation mode combined with N application of 325 kg/hm2 can be considered as a suitable cultivation method for spring maize on the drought area of the eastern Gansu Province.Key words：cultivation pattern；nitrogen application；spring maize；dry matter；grain yield玉米（Zea mays L.）作为粮饲兼用作物遍布世界各地，在保障粮饲供应安全方面发挥着重要作用1，不同种植方式、播种密度和施肥量及施肥方式对玉米产量均有很大的影响2，同时玉米又是需肥量较大的作物，合理栽培措施和施肥对其高产也十分重要3。干旱是我国北方地区玉米生产最主要的限制因素，严重影响玉米产量，特别是在我国西北干旱半干旱地区，一般干旱使玉米减产25%左右，大旱年减产 30%35%，严重旱灾年部分地区几乎绝收4。为了抵御干旱，地膜覆盖栽培技术已成为我国西北干旱、半干旱及半湿润易旱地区抗旱减灾，实现农业増产增收的重要途径之一5。而全膜双垄沟播栽培技术，是兼顾高产和可持续发展的旱地集雨栽培技术，不仅能够提高玉米的出苗率，缩短玉米的生育进程，扩大栽培区域6，而且有效提升旱区的玉米生产能力7，明显改善土壤的温湿状况8。氮素是影响玉米产量和品质的关键营养元素，国内外学者针对全膜双垄沟播种植模式对土壤水盐分布、土壤温度时空变化和作物水分利用效率等的影响已做了大量研究9-12，目前，全膜双垄沟播玉米普遍存在施肥过量、肥料全部基施、有机肥投入不足等问题，而且在地膜覆盖显著改善土壤水热的状况下，玉米前期生长速率加快13-14，后期干旱、脱氮，水氮供需错位影响了玉米生长并降低了氮肥利用率15-16。鉴于此，通过优化种植模式和施氮量，减少化肥用量，进而提高玉米籽粒产量和水肥利用效率，建立半干旱区全膜双垄沟播玉米养分管理模式，是实现该区玉米高产高效种植、环境友好和绿色发展目标的有效途径。通过系统比较陇东旱塬区不同覆膜栽培方式下氮肥梯度对春玉米干物质积累、产量形成、产量构成因子及籽粒产量与其产量构成因素的相关性及关联度分析的影响，探索不同栽培模式以及氮肥梯度下春玉米籽粒产量差异，并探明能否以全膜双垄沟播中氮处理代替平作高氮处理以达到减氮的目的，以期为半干旱区全膜双垄沟播种植模式进一步实现作物高产高效提供科学依据和理论支持。1材料与方法1.1试验区概况试验于20182019年49月在甘肃省庆阳市镇原县（N 3530，E 10729）进行，该区地处陇中黄土高原丘陵沟壑区，海拔1 772.3 m，年均气温8.3，无霜期155 d，10 的有效活动积温2 664 左右，多年年均降雨量500 mm左右。土壤属黄绵土，平均土壤容重为1.23 g/cm3。试验地030 cm土层土壤基本理化性状为：全氮0.98 g/kg，碱解氮89.1 mg/kg，速效磷 12.8 mg/kg，速效钾 233.1 mg/kg，有机质11.4 g/kg，pH 值7.4。1.2试验材料与设计试验以先玉335玉米品种为供试材料，采用完全随机区组试验设计，试验因素为2种栽培方式和3个施氮水平，具体处理如下：垄作施氮225 kg/hm2（RN 225），垄作施氮275 kg/hm2（RN 275），垄作施氮325 kg/hm2（RN 325），平作施氮225 kg/hm2（TN 225），平作施氮 275 kg/hm2（TN 75），平作施氮325 kg/hm2（TN 325）。共6各处理，3次重复。氮肥1/3作基肥，1/3大喇叭口期追施，1/3吐丝期追施。氮 肥 品 种 为 尿 素（含 N 46%），施 磷（P2O5）150 kg/hm2，全部基施，磷肥品种为过磷酸钙（含P2O5 16%）。垄作为全膜双垄沟播，大垄宽70 cm，58第 3 期葛仲显等：不同覆膜栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响小垄宽40 cm，大、小垄间自然形成播种沟，沟内打孔点播，株距25 cm，种植密度75 000 株/hm2，全膜平作不起垄，打孔点播，其他同垄作。试验小区长6 m，宽5.5 m，小区面积33 m2。小区间间隔50 cm，重复间间隔80 cm，四周设1 m保护行。2019年5 月2日播种，10月3日收获，生育期157 d；2020年5 月5日播种，10月9日收获，生育期160 d。1.3测定指标和方法1.3.1干物质测定分别于苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期，每小区选取标记的相似株10株，取其地上部分，于105 烘箱中杀青30 min，而后将温度降至80 烘干至恒质量，分别称取叶片、茎、苞叶、穗的干物质质量17。干物质积累速率（g d-1）=干物质积累量（g）/干物质积累时间（d）17采用 Logistic 方程通过回归分析拟合胡麻地上干物质积累动态，计算其最大干物质积累速率及平均积累速率18-19。Y=K1+E(r(t50-t)式中：Y为单位土地面积上春玉米地上部干物质积累量（kg/hm2），t为玉米出苗后的天数，K为最大地上部干物质积累量（kg/hm2），r为最初的增长速率（d-1），t50 为玉米出苗后最大增长速率出现的天数（d）。当Y=K/2时，增长率达最大值，因此，最大增长率Vmax=（rK）/4出现在t50。K=2N1N2N3-N22(N1+N3)N1N3-N22式中：N1、N2、N3分别表示在实测数据的始点（t1）、中点（t2）、终点（t3）测定时间对应的干物质积累量。r=ln()KN1+1-ln()KN2+1t2-t1a=ln()KN1-1+rt11.3.2籽粒产量测定20产量及产量构成因素：成熟期每个小区随机取20株进行考种，测定穗粒数、百粒质量。按小区统计有效穗数