北疆膜下滴灌玉米氮磷配施效應研究

梁飛曾 勝 和 王國棟 張 磊 陳 云

(新疆農墾科學院農田水利與土壤肥料研究所/新疆生產建設兵團植物營養與肥料學會，新疆石河子83200)

我國的化肥的生產量和消費量已居于世界第一[1]，占全世界化肥產量的三分之一，而且每年以2－3%消耗量進行增加[2]。自2006年，我國的氮肥消費量已經占據了世界氮肥消費量的40%[3]，磷肥消費量約占世界消費量的25%[4]。我國分別于1997年和2006年基本滿足了國內氮肥和磷肥的自給自足;但是我國的磷礦石的存儲量僅為7億噸，只能維持30～40年得國內磷肥需求[2];另外，2009年我國氮肥的施用量是1990年的2倍，但糧食產量僅增加22%[3]。在化肥的生產和施用中，氮磷的消費比例普遍受到世界各國的關注[5]。因此，如何提高肥料利用率、充分發揮化肥的作用，對中國農業可持續發展具有極其重要的意義。

玉米在我國是列于稻谷之后的第二大主要糧食作物，產量占我國糧食總產量的26.9%，總產量居世界第二位[6]，而北疆玉米膜下滴灌技術的應用也剛剛起步，其膜下滴灌施肥技術相應參數和規范模式亟待完善。在膜下滴灌玉米施肥過程中存在的主要問題是:農民在施肥習慣上為獲得較高產量，過量或不合理施用肥料，往往注重偏施氮肥，而忽視了磷、鉀肥配合施用對玉米生長發育、產量構成和養分吸收的促進作用[7]。這些問題不僅限制了滴灌玉米產量的提高，也增加了肥料投入成本，影響了經濟效益。為此，本研究在膜下滴灌條件下研究了氮磷平衡施肥對玉米生長的影響，以期找出北疆膜下滴灌玉米生產的最適合氮磷配比，為膜下滴灌玉米節水高效栽培提高理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2011年在新疆兵團農八師石河子市總場進行。土壤為灰漠土，質地壤質，肥力中上，前茬棉花，耕層有機質含量9.4～12.2 g/kg、堿解氮130.00 mg/kg左右、速效磷(P2O5)25.00 mg/kg左右、速效鉀(K2O)300.00 mg/kg左右、有效鋅0.9～1.1 mg/kg、有效錳8.1～8.4 mg/kg、有效硼2.8～3.1 mg/kg、土壤容重1.21～1.24 g/cm3。供試玉米品種鄭單958，供試肥料為尿素(N46%)、磷酸一銨(12－60－0)、硫酸鉀(K2O 50%)。

1.2 試驗設計

試驗采用氮磷比例與施肥時期二因素設計，處理9個(見表2)，重復3次，共計27個小區，小區面積48 m2(2.4×20 m)，總面積0.129 6 hm2。每個處理施氮300 kg/hm2，施鉀60 kg/hm2，各生育期氮、磷比例1:0.2或0.4(見表2)，氮磷鉀全部隨水滴施。

灌溉方式采用滴灌，設1個灌水量水平，總灌水量5 400 m3/hm2。每個處理采用單獨施肥裝置，基本設施可滿足試驗要求。播種采用30+80 cm等行距，2行1管。全生育期灌水8次，隨水施肥6次;灌水時間、灌水量和肥料施用比例及次數按照生育期進行分配(見表1)。其它管理同大田生產。

表1 不同時期氮磷分配比例表

表2 氮鉀肥用量與灌水量分配及磷肥施用時期劃分表

1.3 測定項目及方法

整株干物質取樣:每個小區隨機取10株，在實驗室洗凈烘干，按器官(籽粒、莖稈、穗軸和苞葉)分類，105℃殺青，80℃烘干，稱取生物量;在玉米成熟期調查其有效株數、穗數、穗粒數、千粒重等;另外收獲時每個小區分別取3個2 m2測產。

1.4 數據處理與分析

數據均采用SPSS16.0與Excel 2003進行分析，Sigma Plot進行繪圖，用LSD進行多重比較確定差異的顯著性。

2 結果分析

2.1 不同處理對滴灌玉米產量構成因素的影響

不同處理玉米產量結構構成因素變化見表3所示。根據考種分析，在本試驗條件下，除空白對照處理外，其它各施肥處理玉米穗長、穗行數、穗數、千粒重與產量結果基本一致，穗長15.07～16.25 cm，千粒重67.54～70.81 g，穗列數12.70～15.65，穗行數28.70～30.20，有效穗數105 915～110 895萬株/hm2、每公頃株數各處理差異不大，均在11.5萬株左右。

表3 不同處理對滴灌玉米產量構成因素的影響

2.2 不同處理對滴灌玉米產量的影響

圖1 不同處理對滴灌玉米產量的影響

試驗結果表明，在本試驗條件下，氮磷鉀肥隨水滴施不同配比均有較好的增產效果，較空白對照每公頃增產4 110.15～5 088.75 kg，增產率在43.74%～54.16%之間，各施肥處理平均為49.21%。從生育期氮磷養分不同配比處理對比來看，第3處理即氮磷配比前期為1:0.2、中期0.4、后期0.2處理產量最高，每公頃較空白對照增產5 089.2 kg，增產率為54.16%。其次是第4處理即氮磷配比前期為1:0.2、中期0.4、后期0.4處理每公頃較空白對照增產4 940.25 kg，增產率為52.57%。再次為第7處理即氮磷配比前期為1:0.4、中期0.4、后期0.2處理，每公頃較空白對照增產4 849.8 kg，增產率為51.60%。第5處理即氮磷配比前期為1:0.4、中期0.2、后期0.2處理產量最低，每公頃較空白對照增產4 110.15 kg，增產率為43.7%(表3－2)。經方差分析，各施肥處理與空白對照處理產量差異極顯著F值為6.48(F0.01=3.14)。經多重比較，施肥處理之間第3、4、7處理與第5處理產量差異顯著。這說明適宜的氮磷比例與時期提高滴灌玉米產量促進玉米增產。

2.3 產量構成因素對籽粒產量的影響

相關分析(表4)表明，產量與單位有效穗數、穗長、穗行數呈極顯著線正相關，與穗列數、千粒重呈線性正相關;千粒重與穗長、穗行數呈極顯著線正相關，與有效穗數、穗列數呈線性正相關;穗長與有效穗數、穗行數呈極顯著線正相關，與穗列數呈正相關，但均未達顯著水平。

表4 滴灌玉米產量與產量構成因素的相關系數

3 小結與討論

3.1 氮磷比例對滴灌玉米產量的影響

氮磷平衡施肥對滴灌玉米的生長有著重要的作用。陳祥等[7]研究發現，氮磷鉀平衡施肥能夠提高夏玉米的穗長及千粒重，對增產有明顯作用。本實驗條件下，氮磷施用比例前中后期分別為1:0.2、1:0.4、1:0.2的時候產量最高，增產54.16%。表明適宜的氮磷配比對滴灌玉米增產具有很好的作用。其主要機理在于，適宜的氮磷鉀配比能有效的促進玉米植株生育前期總生物量的累積，以及生育后期干物質從營養體向籽粒的轉移，在生育后期達到較高的粒重增長速率與較高的營養體干重下降速率，從而獲得較高的籽粒產量和收獲指數。

3.2 不同時期滴灌玉米氮磷需求比例分析

養分積累是作物產量形成的基礎。宋海星[9]、趙營[10]等研究認為，夏玉米生物量積累曲線與N、P、K養分積累曲線基本一致，都呈“S”形。本研究表明，氮磷施用比例前中后期分別為1:0.2、1:0.4、1:0.2的時產量最高，氮磷施用比例前中后期分別為1:0.2、1:0.4、1:0.4的時候產量次之，與養分累積的“S”型理論相一致。其主要機理可能在于:氮肥用量對玉米株高、穗位的影響較顯著，磷肥和鉀肥對玉米籽粒的發育及產量的形成有重要影響[8]。因此，玉米生育前期氮磷配比較小，中后期氮磷比例較大;以前中后期氮磷鉀配比1:0.2:0.2、1:0.4:0.2、1:0.2:0.2最佳。

3.3 最佳氮磷配比及施肥時期推薦

綜上所述，在該肥力的土壤上，氮磷平衡施肥有顯著增產和提高氮肥利用率的作用，氮肥與磷、鉀肥的配合施用應該得到足夠的重視。在本實驗條件下，氮磷鉀的比例前期以1:0.2，中后期以1:04左右為最佳。綜合本研究結果和當地土壤條件，為保證穩定的土壤肥力，建議在中高產田滴灌玉米生產實踐中適量施用氮肥，按玉米生育時期控施磷肥，配施鋅等微量元素肥料，以保證在取得高產，同時取得較好的經濟效益。有關滴灌玉米配方肥的關鍵技術有待進一步研究優化。

[1] 張衛峰，季明秀，馬驥，等.中國化肥消費需求影響因素及走勢分析——Ⅰ化肥供應.[J] 資源科學，2007，29(6):162－169.

[2] Chen Fang，Wan Kai－yuan，Liu Yi，et al.China＇s grain relies on foreign fertilizer[J] .Nature，2011，476:33.

[3] Peng Gong，Lu Liang，Qiang Zhang.China must reduce fertilizer use too[J] .Nature，2011，473:284－285.

[4] 魯如坤.我國的磷礦資源和磷肥生產消費Ⅱ.磷肥消費和需求[J] .土壤，2004，36(2):113－116.

[5] 陳同斌，陳世慶，徐鴻濤，等.中國農用化肥氮磷鉀需求比例的研究[J] .地理學報，1998，53(1):32－41.

[6] 武際，郭熙盛，王文軍，等.磷鉀肥配合施用對玉米產量及養分吸收的影響[J] .玉米科學，2006，14(3):147－150.

[7] 陳祥，同延安，楊倩.氮磷鉀平衡施肥對夏玉米產量及養分吸收和累積的影響[J] .中國土壤與肥料2008，(6):19－22.

[8] 肖萬欣，趙海巖，劉晶，等.不同氮、磷、鉀肥料組合對玉米雜交種‘遼單527’產量和農藝性狀的影響[J] .中國農學通報，2011，27(12):196－200.

[9] 宋海星，李生秀.玉米生長量、養分吸收量及氮肥利用率的動態變化[J] .中國農業科學，2003，36(1):71－76.

[10] 趙營，同延安，趙護兵.不同供氮水平對夏玉米養分累積、轉運及產量的影響[J] .植物營養與肥料學報，2006.12(5):622－627.