不同施肥模式对玉米叶面积·干物质积累及产量的影响

摘要  ［目的］探究威海地区玉米种植中不同施肥模式的应用效果。［方法］通过田间试验，设置6个处理，分别为不施肥（T1）、不施用氮肥（T2）、施用有机肥（T3）、无机肥（T4）、缓控释肥（T5）和缓控释氮肥（T6），研究不同施肥模式对玉米种植中叶面积、干物质积累及产量的影响。［结果］大口期除T2处理外，其他施肥处理的叶面积均高于T1，分别增加12.6%、17.3%、19.2%和28.1%；施肥可促进玉米的干物质量积累，缓控释肥处理在灌浆期表现突出，有机肥影响玉米干物质的积累及分配；缓控释氮肥玉米产量可达9 871.35 kg/hm2，比无机肥（T4）和缓控释复合肥（T5）分别高7.7%和15.4%。［结论］威海市玉米种植中推荐缓控释氮肥配施常规磷钾肥。

关键词  施肥模式；缓控释肥；玉米产量

中图分类号  S513  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）21-0137-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.029

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Different Fertilization Modes on Leaf Area， Dry Matter Accumulation and Yield of Maize

DU  Jun-hui1， ZHANG Qiang2， YU Xiao-yu2 et al

（1.Lingang Economy & Technology Development Area Social Undertaking Department， Weihai， Shandong  264200;2.Agriculture and Rural Affairs Bureau of Rushan City，Weihai， Shandong  264500）

Abstract  ［Objective］To explore the application effect of fertilization modes in maize planting in Weihai area. ［Method］Six different fertilization treatments were designed to conduct field experiments： no fertilizer （T1）， no nitrogen fertilizer （T2）， organic fertilizer （T3）， inorganic fertilizer （T4）， slow-release fertilizer （T5） and slow-release nitrogen fertilizer （T6）.The effects of different fertilization modes on leaf area， dry matter accumulation and yield of maize were studied. ［Result］Except T2 treatment， the leaf area of other fertilization treatments was higher than T1， increasing by 12.6%， 17.3%， 19.2% and 28.1%， respectively in corn opening stage. Fertilizer could promote accumulating the dry matter of maize， slow-release fertilizer treatment was prominent in the filling stage， organic fertilizer affected the accumulation and distribution of dry matter of maize. The yield of slow-release nitrogen fertilizer was 9 871.35 kg/hm2， 7.7% and 15.4% higher than that of inorganic fertilizer （T4） and slow-release compound fertilizer （T5）， respectively. ［Conclusion］Slow-release nitrogen fertilizer combined with conventional phosphate and potassium fertilizer is recommended for maize planting in Weihai City.

Key words  Fertilization pattern;Slow-release fertilizer;Maize yield

作者简介  杜军辉（1986—），男，山东高青人，农艺师，硕士，从事农业技术推广工作。

*通信作者，农艺师，硕士，从事农业技术推广工作。

收稿日期  2024-06-18

玉米是我国重要的经济作物之一，具有很重要的生态价值、饲用价值及营养价值，因此提升玉米产量及质量对保障粮食安全具有重大意义［1-3］。随着我国农业的不断发展，对作物需求量的不断增加，化肥施用已经成为必要的农艺措施。尤其氮肥的施用对玉米生长具有重要影响，不合理的氮肥施用，不仅会导致资源的浪费，也会造成土壤无机氮淋湿从而加剧面源污染问题［4］。有机肥经微生物作用，缓慢释放出多种营养元素，可源源不断地将养分供给作物，且能促进土壤团聚体的形成［5］。研究表明，有机肥不同比例替代化肥能提高玉米籽粒、秸秆生物量，玉米籽粒产量［2］。此外，缓控释肥作为一种新型复合肥，具有养分高效、环境友好的特点，释放养分速度与作物吸收需求保持基本同步，提高肥料利率用，符合农业低碳发展的需求［6-8］。目前缓控释肥对水稻、小麦、花生等多种作物均有研究。与传统施肥相比，缓控释肥能提高水稻叶片的光合效率，增加群体干物质量及叶面积指数等［9］，对玉米生长的影响表现在促进氮素积累，增加千粒重和产量［10］。目前，基于当前不同作物肥效研究的背景下，笔者应用不同施肥模式，明确玉米干物质量积累与产量的变化规律，以期为玉米种植中合理用肥提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验地概况

试验于2020—2022年在威海临港经济技术开发区东杨格村进行，122°02′10″E，37°18′20″N。试验地土壤为棕壤，播种前0～20 cm土层土壤养分状况：pH 6.34；有机质10.11 g/kg，碱解氮56.32 mg/kg，有效磷25.53 mg/kg，速效钾85.18 mg/kg。试验地地处中纬度，属于北温带季风型大陆性气候，四季变化和季风进退都较明显，与同纬度的内陆地区相比，具有雨水丰富、年温适中、气候温和的特点，平均气温13.3 ℃，平均降水量1 074.2 mm，平均总日照时数2 142.7 h。

1.2  试验材料

供试材料选用耐密、高产、紧凑型玉米品种登海605，此品种为中晚熟品种，生育期为112 d左右。供试肥料：商品有机肥，有机质含量≥40%，养分含量≥5%；尿素，N≥46%；过磷酸钙，P2O5≥16%；氯化钾，K2O≥60%；硫包衣缓／控释复合肥，N≥20%，P2O5≥12%，K2O≥12%；树脂包衣缓/控释尿素，N≥46%，缓释时间为90 d。

1.3  试验设计

采用随机区组设计，共设6个处理，分别为不施肥（T1）、不施用氮肥（T2）、施用有机肥（T3）、施用无机肥（T4）、缓控释复合肥（T5）和缓控释氮肥（T6）。每个处理3次重复，随机区组试验设计，小区面积60 m2，玉米种植密度为65 000株/hm2，施肥处理肥料用量以养分计，N为150 kg/hm2，P2O5为90 kg/hm2，K2O为90 kg/hm2（表1）。除T4处理30%尿素在拔节期至大喇叭口期作追肥外，其他肥料随播施肥，管理同常规玉米田管理措施，于2022年玉米种植期采样分析。

1.4  测定项目与方法

1.4.1  叶面积与干物质量。

各处理分别在大口期、抽雄期、灌浆期和成熟期选择具有代表性的植株15株，测量各株叶片的长和宽，通过“长×宽×系数0.75”计算得单株叶面积，叶片未展开的系数按0.5计算。采集各株的茎、叶片、苞叶、籽粒等部位，105 ℃杀青30 min，75 ℃烘干至恒重。

1.4.2  考种与产量。

各处理在成熟期选取具代表性果穗15个，测定穗粗、穗长、行粒数、穗行数等指标，脱粒后称重并折合为14%含水量的产量。

1.5  数据统计与分析

用Microsoft Excel 2010、 SPPS 25.0 软件和Origin 2018对试验数据进行统计分析与做图。

2  结果与分析

2.1  不同施肥处理对玉米叶面积的影响

不同施肥处理对玉米叶面积的影响呈先增加后降低的趋势（图1），在抽雄期达到高峰。其中，大口期除T2处理外，其他施肥处理的叶面积均高于T1，分别增加12.6%、17.3%、19.2%和28.1%。抽雄期不同处理叶面积为T3＜T1＜T4＜T6＜T2＜T5。随后灌浆期开始下降，T1下降幅度为10.65%，T2下降幅度为25.3%。收获期以施用缓控肥T5处理最佳，其次为缓控肥T6处理。

2.2  不同施肥处理对玉米干物质积累的影响

随着玉米生育期的推进，各处理的干物质量呈上升趋势（图2）。大口期各处理的干物质量表现为T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1；相比大口期，各处理在抽雄期都有明显的提高，T1增加2.29倍，T5增加1.68倍；灌浆期以T5处理最优，达316.32 g/株，其次为T6处理。T1与T3处理间无显著差异，分别比T4处理高22.37%和23.02%。收获期快速增长，施肥处理增加幅度均高于空白不施肥处理，缓控肥处理T5增加幅度达2.7倍。

2.3  不同施肥处理对玉米不同器官干物质积累分配的影响

由表2可知，玉米地上部不同器官干物质分配比例在不断变化。随着生育期的推进，玉米茎和叶的干物质分配比例分别呈先增加后减少和持续下降的趋势。玉米茎在抽雄期达到最大，具体表现为T6＞T4＞T5＞T2＞T1＞T3。大口期叶片的干物质占比为48.90%～53.71%，收获期为5.67%～7.39%。灌浆期苞叶占比中以T1最大，T6最小，在收获期T1与T6基本持平。从抽雄期到收获期，玉米穗干物质积累表现出T1和T6处理呈递增，其他处理呈先增后减的趋势，在灌浆期达到峰值。收获期，玉米籽粒除T2处理外，其他处理均低于T1，分别比T1处理低11.95%、3.30%、3.77%和2.83%。

2.4  不同施肥处理对玉米灌浆的影响

不同施肥处理对玉米灌浆的影响见图3。由图3可知，随着时间的推进，各处理呈上升趋势。10 d时，T4处理最高，T1处理最低。20 d的灌浆表现为T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1。30～60 d，施用缓控肥的处理T5均大于T6，分别为1.86%、4.94%、7.86%和1.92%。

2.5  不同施肥处理对玉米农艺性状及产量的影响

从表3可以看出，不同处理穗粗的表现以T4最高，其次为T6，显著高T2处理5.45%和4.94%（P＜0.05）。行粒数中，施肥处理除T2外，其他处理均显著高于T1（P＜0.05），分别高于T1 7.16%、9.57%、8.00%和7.89%。施肥处理的千粒重均不同程度高于T1，T4、T5和T6处理间差异不显著。产量表现为T6＞T4＞T5＞T3＞T2＞T1。

3  结论与讨论

叶面积的大小反映了植物截获光能的能力，稳定的光合能力能促进有机产物的积累，进而提高作物产量［11］。该研究结果表明，在大口期减氮处理相比其他施肥处理明显降低了玉米叶面积，这与前人的研究结果一致［12］。大口期是玉米一生中需肥最多的时期，尤其是氮肥［13］。氮素作为叶绿素的主要构成元素，缺乏时抑制叶片发育，进而限制作物产量。随着玉米生育期的推进，氮素也逐渐被吸收利用，有机无机肥处理表现在后期不足，而凸显出缓控释肥的优势。养分释放根据作物生长需求持续供给，在收获期能维持较高的叶面积，增强光合物质合成能力，为作物高产夯实基础。