3种一次性施肥方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响.pdf

大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 3 期收稿日期：2023-01-29；修回日期：2023-05-30基金项目：国家重点研发计划（2016YFD0300209）。作者简介：严旖旎（1996），女，硕士，研究实习员，研究方向为农业生态、耕作栽培及农作制度。Email:。*通信作者：杨美英（1966），女，副研究员，主要从事农业生态、耕作栽培及农作制度研究。Email:。大麦与谷类科学2023,40(3)：41-46Barley and Cereal Scienceshttp:/微信公众号：damkx19843 种一次性施肥方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响严旖旎，单海勇，刘旭杰，张晋，石晓旭，刘海翠，李赢，刘建，杨美英*（江苏沿江地区农业科学研究所/南通循环农业重点实验室，江苏 南通 226001）摘要院针对江苏省夏玉米生产过程中劳动力短缺、肥料施用过频且不合理的现状，通过明确不同的一次性施肥方式较常规施肥方式下玉米株高、干物质量和氮素含量的变化，为江苏省夏玉米高效稳产栽培技术的推广提供理论依据。以江苏省推广品种苏玉 30 为材料，研究夏玉米株高、有效叶面积、干物质量及氮素含量等在 3 种不同施肥方式（带施、条施和穴施）间的差异。结果表明，3 种一次性施肥方式与常规施肥方式相比，苏玉 30 的株高、穗位高、茎粗、单株有效叶面积、单株干物质量、单株氮素质量和单株氮素分配比率间的差异均无统计学意义。一次性穴施条件下，苏玉 30 籽粒充实期的株高、穗位高、茎粗相对较低，与对照相比分别低 1.9%、2.4%、5.0%；苏玉 30 成熟期的籽粒产量、干物质量、单株氮素质量和籽粒中的氮素分配比率均相对较高，与对照相比分别高 2.5%、9.7%、33.0%、2.5%。而条施处理下，苏玉 30 籽粒充实期的单株有效叶面积相对较高，与对照相比高了 11.3%。因此，在夏玉米生产中，可采用一次性穴位基施施肥方式替代常规的基施+追施施肥方式，既减少了施肥次数，又适宜机械作业，省工节本，对夏玉米绿色宜机化推广具有重要意义。关键词院玉米；产量；干物质量；氮素含量；施肥方式中图分类号院S184；S513文献标志码院A文章编号院1673-6486-20230153严旖旎,单海勇,刘旭杰,等.3 种一次性施肥方式对夏玉米生长发育及氮素利用的影响J/OL.大麦与谷类科学,2023,40(3):41-46.https:/doi.org/10.14069/ki.32-1769/s.2023.03.007.当前，由于城市化和人口老龄化，农业生产过程中的劳动力投入大幅减少了1。作物高产供肥必须与作物的养分吸收规律相吻合，这就要求在作物生产中必须使用劳动力进行多次施肥，这与当前我国农业劳动力短缺的社会现实是相矛盾的2。因此，我国农业生产迫切需要一种绿色高效的简化施肥技术，在满足作物营养所需的前提下，减少劳动力的投入，以达到高产高效的目的。Yang 等研究表明，水稻施用控释尿素（CRU）可以提高氮肥的利用效率，减少氮肥施用的频率，节省劳动力成本3。周昌明等研究发现，在垄沟全降解膜覆盖种植方式下，一次性穴施有助于夏玉米产量的提高和干物质的累积，同时能够有效改善氮素的释放环境，提高作物对氮素的利用效率4。杨岩等研究发现，一次性减量施用氮肥处理能够保证黄淮海夏玉米的稳产增产，并有效提高氮素利用效率5。前人研究多注重产量及氮素利用效率，而对于一次性施肥对玉米整个生育期的影响则研究较少。本研究通过比较玉米 4个生长时期的株高、有效叶面积、干物质量和氮素含量的动态变化，探究一次性施肥方式对玉米生长发育的影响，以期为肥料的简化施用方式提供理论依据，为机械“种肥管”一体化提供技术指导，对保障国家粮食安全以及农业的可持续发展具有重大意义。1材料与方法1.1试验地概况试验于 2021 年 6 月 24 日在江苏沿江地区农业科学研究所薛窑基地（120 37 E、32 23 N）进行。土质为砂壤土，020 cm 土层有机质含量（质量分数，下同）为 20.2 g/kg，全氮含量为 1.30 g/kg，碱解氮含量为 103.92 mg/kg，有效磷含量为 50.97 mg/kg，速效钾含量为 91.83 mg/kg，pH 值为 7.16。逐日气象资料由气象站获取，试验期间的气温与降水如图 1 所示，2021 年玉米生育期降水量为 978.9 mm，其中有效降水量（日降雨量5 mm）为 943.5 mm。平均气温为 26.0。41-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 3 期1.4测定项目与方法1.4.1株高、穗位高、茎粗及产量测定。每个小区各取 5 株具有代表性的玉米植株，分别于拔节期、大喇叭口期和籽粒充实期测量其株高，并且在籽粒充实期测量其穗位高和茎粗。收获后统计其产量。1.4.2单株有效叶面积测定。按每个小区各取 5 株具有代表性的玉米植株，分别于拔节期、大喇叭口期和籽粒充实期测量其每片绿叶的长、宽，单株有图 1玉米生育期气象条件图 2一次性施肥方式示意图1.2试验材料选用普通玉米品种苏玉 30（国审玉 2011022）为试验材料，由江苏沿江地区农业科学研究所选育，幼苗叶鞘紫色，叶片绿色，叶缘紫色，花药黄色，颖壳紫色，属中早熟半紧凑型品种。该品种适宜在江苏中南部种植，是江苏省大面积推广品种。1.3试验设计2021 年 6 月 24 日播种，密度为 67 500 株/hm2。株距 20 cm，行距：窄行 30 cm，宽行 103 cm。设置 3种一次性施肥方式，即带施、条施和穴施，均为一次性基施，施肥方法如图 2 所示。每个处理设置 3 次重复，每次重复为一个小区，小区面积约 92.05 m2（长 13.8 m、宽 6.67 m）。缓释掺混肥（N、P2O5、K2O 质量比为 2299）1 364 kg/hm2。设置常规施肥方式为对照（CK），基肥、拔节期追肥、开花期追肥质量比为 3.02.54.5，作为对照，2 次追肥分别在 7 月19 日和 8 月 9 日。玉米于 9 月 27 日统一收获。80706050403020100降水量平均气温日期（月-日）35302520151050玉米植株施肥方式播种行30 cm30 cm30 cm1.03 m穴施条施带施42-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 3 期2.2一次性施肥方式对苏玉 30 单株有效叶面积的影响由表 2 可知，在拔节期和大喇叭口期，条施、带施、穴施处理夏玉米单株有效叶面积与 CK 相比，差异均无统计学意义，而在这 2 个时期带施处理单株有效叶面积均最低，分别比 CK 低 7.1%和 2.3%；条施处理均最高，分别比 CK 高 14.3%和 15.9%。籽粒充实期条施处理单株有效叶面积与 CK 相比显著增加了 11.3%，而其他处理与 CK 间的差异均无统计学意义。效绿叶面积=max ，式中max为单叶叶片的长度最大值，cm；为单叶叶片的宽度最大值，cm；单叶伸展系数为 0.75。1.4.3单株干物质量测定。分别于拔节期、大喇叭口期、籽粒充实期和成熟期于各小区取 5 株具有代表性的玉米植株，在 105 下杀青 30 min，而后在80 下烘干至恒质量并称质量。1.4.4单株氮素含量测定。分别于拔节期、大喇叭口期、籽粒充实期和成熟期在各小区取 5 株具有代表性的玉米植株，拔节期和大喇叭口期分茎秆和叶片 2部分，籽粒充实期分茎秆、叶片和苞叶 3 部分，成熟期分茎秆、叶片、苞叶、穗轴和籽粒 5 部分，测定其氮素含量（mg/g）；单株氮素质量=/1 000，式中：为植株各部分氮素含量，mg/g；为植株各部分干物质量，g。1.4.5玉米成熟期单株各部分氮素分配比率计算。氮素分配比率=/(1 000)100%。1.5统计分析采用 Excel 2010 处理数据。用 DPS 7.05 软件统计分析，在 0.05 水平进行显著性检验（LSD）。用SPSS 17.0 对数据进行相关分析。2结果与分析2.1一次性施肥方式对苏玉 30 株高、穗位高、茎粗及产量的影响由表 1 可知，在拔节期、大喇叭口期和籽粒充实期，条施、带施、穴施处理与对照间的差异均无统计学意义，而带施处理在 3 个时期株高均最高，分别比 CK 高 5.3%、4.4%、1.2%。穴施处理在籽粒充实期株高最低，与 CK 相比低 1.9%；条施处理在拔节期株高最低，与 CK 相比低 1.1%。籽粒充实期株高已经定型，穴施处理的籽粒充实期穗位高和茎粗均最低，与 CK 相比分别低 2.4%和 5.0%，但与 CK 间的差异均无统计学意义。3 个处理与对照在玉米籽粒产量间的差异均无统计学意义，但都高于对照处理，而一次性穴施处理的籽粒产量相对较高，比 CK高 2.5%。施肥方式拔节期株高/cm大喇叭口期株高/cm籽粒充实期籽粒产量/（kg/hm2）株高/cm穗位高/cm茎粗/cmCK82.3 a128.1 a236.0 a96.7 a2.0 a8 274.3 a带施86.7 a133.7 a238.8 a99.3 a2.0 a8 452.0 a条施穴施81.4 a82.9 a126.4 a130.3 a237.4 a231.4 ab96.5 a94.4 a2.0 a1.9 a8 365.0 a8 484.3 a表 1一次性施肥方式对苏玉 30 株高尧穗位高尧茎粗及产量的影响注：同列数据后不同小写字母表示差异有统计学意义（0.05）。下同。施肥方式单株有效叶面积/m2拔节期大喇叭口期籽粒充实期CK1.4 ab4.4 ab5.3 b带施1.3 b4.3 b5.5 ab条施1.6 a5.1 a5.9 a穴施1.5 ab4.8 ab5.5 ab表 2一次性施肥方式对苏玉 30 单株有效叶面积的影响43-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 3 期2.3一次性施肥方式对苏玉 30 单株干物质量的影响由表 3 可知，在拔节期、大喇叭口期、籽粒充实期和成熟期，条施、带施、穴施处理单株干物质量与对照间的差异均无统计学意义，而在 4 个时期穴施处理的单株干物质量均最高，分别比 CK 高 15.4%、12.1%、5.8%、9.7%；拔节期和籽粒充实期单株干物质量 CK 处理最低，大喇叭口期和成熟期带施处理最低，与 CK 相比分别低 2.1%、3.2%。2.4一次性施肥方式对苏玉 30 单株氮素质量的影响由表 4 可知，在 4 个时期，条施、带施、穴施处理单株氮素质量与对照相比差异均无统计学意义，而在拔节期、大喇叭口期和成熟期，穴施处理的单株氮素质量均最高，分别比 CK 高 25.0%、5.1%、33.0%；带施处理的单株氮素质量在籽粒充实期最高，比 CK 高 9.5%。2.5一次性施肥方式对苏玉 30 成熟期单株氮素分配比率的影响由表 5 可知，条施、带施、穴施处理在玉米茎秆、叶片、苞叶、穗轴和籽粒的氮素分配比率上与对照相比差异均无统计学意义。4 个处理中，穴施处理在籽粒中的氮素分配比率最高，比 CK 高 2.5%；条施处理在茎秆和穗轴中的氮素分配比率较高，分别比 CK 高 19.0%、11.1%；带施处理在叶片中的氮素分配比率最高，比 CK 高 9.4%；CK 处理在苞叶中氮素分配比率最高。施肥方式单株干物质量/g拔节期大喇叭口期籽粒充实期成熟期CK24.7 a102.4 a116.2 a231.6 a带施26.3 a100.3 a122.8 a224.2 a条施25.1 a106.2 a116.8 a246.2 a穴施28.5 a114.8 a122.9 a254.1 a表 3一次性施肥方式对苏玉 30 单株干物质量的影响施肥方式单株氮素质量/g拔节期大喇叭口期籽粒充实期成熟期CK0.8 a7.8 a4.2 a9.1 a带施0.8 a7.6 a4.6 a10.7 a条施0.8 a6.1 a3.8 a9.0 a穴施1.0 a8.2 a4.3 a12.1 a表 4一次性施肥方式对苏玉 30 单株氮素质量的影响施肥方式氮素分配比率/%茎秆叶片苞叶穗轴籽粒CK10.5 a21.2 a3.5