拔節(jié)期不同施氮量對(duì)夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

摘要 [目的]在玉米（Zea mays L.）拔節(jié)期施用不同量氮肥，研究玉米產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素，以提高玉米產(chǎn)量。[方法]試驗(yàn)于2012年6～11月在菏澤學(xué)院農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。拔節(jié)期玉米氮肥施用量分別為0、20、45 kg/hm2，測(cè)定玉米莖部性狀、穗部性狀和干物質(zhì)質(zhì)量，分析夏玉米收獲指數(shù)，找到既適合夏玉米生長(zhǎng)又能夠降低生產(chǎn)成本的氮素施用量區(qū)間。[結(jié)果]氮肥施用量并不是越多越好，施用量過(guò)多不僅會(huì)減小莖粗，降低玉米抗倒伏能力，減少葉干重，從而影響產(chǎn)量，而且會(huì)增加玉米生產(chǎn)成本。從產(chǎn)量因素和經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，拔節(jié)期夏玉米氮肥施用量在20 ～45 kg/hm2時(shí)，既有利于提高玉米產(chǎn)量，又能夠降低玉米生產(chǎn)成本。[結(jié)論]菏澤地區(qū)，玉米拔節(jié)期氮肥適宜施用量為20 ～45 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 氮素施用量；玉米；拔節(jié)期；產(chǎn)量因素

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）17-05393-03

Abstract [Objective] The aim was to apply different amount of nitrogen on maize at jointing stage to study its yield and its components， then to improve its yield. [Method] The test was conducted at Heze College in June November， 2012. The nitrogen application amount at jointing stage was 0， 20， 45 kg/hm2， resp.， the stem traits， spike traits and dry matter weight of maize were determined， and the harvest index of summer maize was analyzed， to find out the suitable nitrogen application amount range which not only was suitable for summer maize growth but also decreased the production cost. [Result] The nitrogen application amount was not the more the better， the excessive nitrogen not only reduced the stem diameter， decreased resistance to lodging of maize， cut down the dry leaf weight， then influenced its yield， but also increased its production cost. Considering from yield factors and economic benefits of summer maize， 20 45 kg/hm2 nitrogen application amount at jointing stage not only improved maize yield， but also decreased its production cost. [Conclusion] The suitable nitrogen application amount of maize at jointing stage was 20 45 kg/hm2 in Heze Area.

Key words Nitrogen application amount； Maize； Jointing stage； Yield； Yield components

自我國(guó)加入世界貿(mào)易組織后，玉米成為我國(guó)糧食作物中受影響最大的作物，目前我國(guó)已經(jīng)承諾取消玉米農(nóng)產(chǎn)品出口補(bǔ)貼，同時(shí)玉米進(jìn)口配額也超過(guò)歷史最高進(jìn)口量。通過(guò)近幾年種植業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，玉米已成為了我國(guó)第二大糧食作物。隨著我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展和玉米精加工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，玉米直接影響到畜牧、醫(yī)藥以及其他行業(yè)的發(fā)展和國(guó)家糧食安全。因此，我國(guó)研究玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題顯得非常迫切。改革開放以后，我國(guó)的玉米生產(chǎn)雖然經(jīng)歷了很大的發(fā)展[1]，但是總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有很大的差距，這也充分說(shuō)明我國(guó)玉米生產(chǎn)存在巨大的潛力。大量研究表明，氮素作為農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的元素之一，對(duì)夏玉米具有重要的影響[2-8]。為此，筆者在玉米拔節(jié)期進(jìn)行不同氮素施用量處理，研究玉米拔節(jié)期不同施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，以期通過(guò)調(diào)節(jié)拔節(jié)期氮肥施用量提高玉米產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2012年6～11月在菏澤學(xué)院農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)地為壤土，0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量12.2 g/kg，堿解氮含量66.9 mg/kg，速效磷含量13.45 mg/kg，速效鉀含量138.3 mg/kg[9]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)氮肥低、中、高3個(gè)水平處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。各處理基施純氮45 kg/hm2，低氮處理在拔節(jié)期不追肥（T1），中氮處理在拔節(jié)期追施純氮20 kg/hm2（T2），高氮處理在拔節(jié)期追施純氮45 kg/hm2（T3）。磷、鉀肥用量相同，將全部磷、鉀肥和50%氮肥作基肥，其余50%氮肥作追肥。6月播種，其基本苗數(shù)為4萬(wàn)～5萬(wàn)/hm2，行距26 cm，壟距60 cm。其余管理同大田。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1 產(chǎn)量。在玉米成熟期分別在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選10株玉米，進(jìn)行測(cè)產(chǎn)考種。

1.3.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素。在作物收獲期，每個(gè)小區(qū)選取10株玉米，對(duì)農(nóng)藝性狀進(jìn)行檢測(cè)，主要包括株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、干物質(zhì)、莖干重、葉干重、子粒干物質(zhì)含量、穗干重、生物產(chǎn)量、子粒產(chǎn)量、千粒重、收獲指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥施用量對(duì)夏玉米莖部生長(zhǎng)的影響

隨著氮肥用量的增加，株高逐漸提升，并且T2水平后，增加的幅度降低。從表1可以看出，與T1、T2相比，T3株高分別增加了10.03和2.03 cm，增幅分別為5.16%和1.00%；與T1相比，T2株高增加了7.89 cm，增幅約為4.06%。通過(guò)方差分析可知，T1處理與T2、T3處理之間差異極顯著，T2與T3處理之間差異不顯著。莖粗隨著施氮量的增加逐漸減少，與T2、T1相比，T3減少了0.08和0.05 cm，減幅約6.72%和4.20%，與T1相比，T2減少了0.03 cm，減幅約2.42%，且T3與T1、T2之間差異顯著，分析原因，可能是由于氮肥的增加，引起了夏玉米的徒長(zhǎng)或者是不合適的氮肥對(duì)莖粗產(chǎn)生了抑制。綜合兩方面考慮，T2水平有益于夏玉米的生長(zhǎng)和生產(chǎn)成本的降低。

2.2 不同氮肥施用量對(duì)夏玉米穗部性狀的影響

從表2可以看出，氮肥施用量對(duì)夏玉米穗長(zhǎng)的影響明顯，T3處理穗長(zhǎng)分別比T1、T2增加4.87和2.81 cm，增幅分別約為30.0%和15.35%，處理之間差異極顯著；在穗周長(zhǎng)方面，T2、T3分別比T1增加了2.53和3.12 cm，增幅分別約為16.63%和20.51%，T1與T2、T3之間差異極顯著，T2與T3之間差異不顯著；在穗行數(shù)方面，T1與T2之間差異不顯著，T2與T3之間差異不顯著，T1與T3之間差異顯著；穗粒數(shù)隨著氮肥施用量的增加而逐漸提高，與T2、T1相比，T3分別增加了11.12和23.04粒，增幅分別約為2.08%和4.41%，T3與T2、T1處理之間差異顯著，T1與T2之間差異不顯著。所以，不同施氮量對(duì)夏玉米穗部性狀的影響巨大，隨著施氮量的增加，玉米穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)、穗粒數(shù)都有所增加，其中穗周長(zhǎng)的增加幅度在T2處理后放緩，增加幅度減小，而穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)的增加幅度增加，所以，T3水平有利于提高夏玉米產(chǎn)量。

2.3 不同氮肥施用量對(duì)夏玉米干物質(zhì)的影響

從表3可以看出，隨著施氮量的增加，莖干重逐步增加，T3、T2與T1相比分別增加了17.57和14.46 g，增幅分別約為46.42%和38.20%，T1與T2、T3之間差異極顯著，同時(shí)也可以看到，T2與T3之間差距很小，T3比T2增加了3.11 g，增幅約為5.59%，差異顯著。葉干重隨著施氮量的增加逐漸減少，與T1相比，T2、T3分別減少了4.14和10.11 g，下降幅度約為6.25%和15.25%，T3和T2相比，葉干重減少了5.97 g，減幅約為9.61%，各處理之間差異極顯著。在單株粒重方面，與T1、T2相比，T3分別增加了6.86和3.41 g，增幅約為3.39%和1.66%，與T1相比，T2增加了3.45 g，增幅約為1.71%，處理之間差異不顯著，但是可以看出，單株粒重隨著氮肥施用量的增加而增加，但是增加的幅度減少。隨著施氮量的增加，莖干重和單株粒重有所增加，莖干重在T2處理后增加幅度降低，單株粒重也是在T2處理后增加幅度幾乎不變，同時(shí)，隨著施氮量的增加，葉干重逐漸減少并且處理之間差異明顯，因此，T2處理為最優(yōu)。

2.4 不同氮肥施用量對(duì)夏玉米產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響

從表4可以看出，施氮量對(duì)夏玉米生物產(chǎn)量影響明顯，與T1、T2相比較，T3分別增加了5 756.85和3 058.80 kg/hm2，增幅約為23.02%和11.04%，T2與T1相比增加了約2 698.05 kg/hm2，增幅約為10.79%，各處理之間差別明顯。子粒產(chǎn)量方面，與T2、T1相比，T3分別增加約2 713.95和4 335.15 kg/hm2，增幅約為19.94%和34.85%，T2與T1相比，增加約1 621.2 kg/hm2，增幅約為13.03%，各處理之間差異明顯。千粒重方面，與T2、T1相比，T3分別增加了12.80和28.05 g，增幅約為3.19%和7.26%，T2和T1相比，增加了15.25 g，增幅約為3.95%，各處理之間差異極顯著，但是，T3與T2較T2與T1相比，氮素對(duì)千粒重的影響變小。收獲指數(shù)方面，T3比T2和T1增加約0.378和0.437 g，處理之間差異極顯著，施氮量的增加有利于夏玉米收獲指數(shù)的提高。隨著施氮量的增加，玉米產(chǎn)量一直在提升，并且增加幅度一直在增加；子粒產(chǎn)量一直增加，并且增加幅度一直增加；千粒重一直在增加，且增加幅度明顯；但是玉米的收獲指數(shù)之間差異不是很明顯。所以，T3處理有利于產(chǎn)量的提高。

2.5 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系分析

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析可以得出，生物產(chǎn)量的提高隨著夏玉米的株高、穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)、穗粒數(shù)、莖干重的提高而增加，要提高夏玉米產(chǎn)量應(yīng)主攻夏玉米的株高、穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)、穗粒數(shù)和莖干重，其中，主要矛盾為夏玉米穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)、穗粒數(shù)都與穗長(zhǎng)呈正相關(guān)。

從結(jié)果分析可以得出，夏玉米產(chǎn)量隨著葉干重的增加而降低，此外，如果植株的莖部過(guò)高但是又很細(xì)的話，容易引起倒伏，產(chǎn)生災(zāi)害。葉干重的降低又會(huì)引起作物產(chǎn)量的形成，因此要想獲得較大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量，需要在一定程度上控制株高，增加莖粗和葉干重。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論 氮素對(duì)夏玉米生育過(guò)程中有重大影響，具體體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

3.1.1 對(duì)農(nóng)藝性狀的影響。在玉米生長(zhǎng)周期中易感氮不足，被稱為氮指示植物，玉米農(nóng)藝性狀受氮肥影響非常明顯。如果缺氮，將導(dǎo)致植株細(xì)弱，葉色黃綠，底部葉片逐漸向上變黃而干枯，雄穗發(fā)育延遲或雌穗不能發(fā)育，成穗少，子粒少，產(chǎn)量明顯下降。當(dāng)?shù)适┯贸渥銜r(shí)，植株枝葉繁茂，軀體高大。同時(shí)，施氮肥量過(guò)多也會(huì)影響植株生長(zhǎng)，如植株徒長(zhǎng)、根冠比小、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)剩進(jìn)而影響生殖生長(zhǎng)等[2]。氮肥對(duì)增加夏玉米株高、莖粗、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重有顯著作用。增加氮的供應(yīng)對(duì)根系生長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為促進(jìn)和抑制作用。當(dāng)?shù)厝狈r(shí)，相對(duì)較多的光合產(chǎn)物會(huì)被根系利用，形成較大的根系，以便于吸收更多的氮素；在高氮肥供應(yīng)條件下，根系生長(zhǎng)量降低，從而降低根對(duì)深層養(yǎng)分、水分利用的能力[3]。

3.1.2 對(duì)光合生產(chǎn)的影響。氮肥與光合作用的關(guān)系主要表現(xiàn)在光合葉面積的大小、光合持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短和葉片衰老等方面。葉綠素含量與整株含氮率呈極顯著線性相關(guān)。氮素能促進(jìn)葉綠素、蛋白質(zhì)和酶的合成，并使光合產(chǎn)物能夠及時(shí)地被利用，避免積累過(guò)多而抑制光合作用，所以當(dāng)?shù)毓?yīng)充足時(shí)，光合增強(qiáng)。營(yíng)養(yǎng)體中過(guò)量的氮素會(huì)被轉(zhuǎn)移，進(jìn)而導(dǎo)致葉片早衰及光合能力下降，而氮肥施用量的增加卻會(huì)減少夏玉米葉片碳水化合物的積累，如果供氮過(guò)少，使葉片C/N值過(guò)低，葉片的氮代謝旺盛，光合產(chǎn)物的輸出率會(huì)降低，造成光合產(chǎn)物對(duì)光合器官的反饋抑制作用[4]。夏玉米開花時(shí)植株的生物量和含氮量與子粒產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。在維持葉片較高含氮量進(jìn)而維持較高光合活性的同時(shí)，保證有足夠的根系氮素和營(yíng)養(yǎng)體氮素向子粒轉(zhuǎn)移，是玉米高產(chǎn)再高產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)。

3.1.3 對(duì)氮代謝過(guò)程的影響。玉米產(chǎn)量對(duì)氮素肥料的反應(yīng)隨著施氮量和氮素形態(tài)而發(fā)生變化，氮肥施用對(duì)提高夏玉米產(chǎn)量和品質(zhì)以及提高生產(chǎn)效率是極其重要的。子粒產(chǎn)量與利用效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，施氮和不施氮時(shí)的相關(guān)系數(shù)分別為0.72和0.85[5]。適宜的氮鉀肥配比以及施肥技術(shù)可以促進(jìn)玉米生育前期總生物產(chǎn)量的積累以及后期干物質(zhì)向子粒的轉(zhuǎn)移，從而獲得較高的子粒產(chǎn)量[6]。研究發(fā)現(xiàn)，在適宜氮鉀肥用量的情況下，玉米葉片的可溶性蛋白含量較高，RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性較強(qiáng)，適宜的氮鉀施用量可促進(jìn)夏玉米營(yíng)養(yǎng)體碳氮向子粒運(yùn)輸，同時(shí)提高生長(zhǎng)后期葉片的光合能力和根系對(duì)氮素的吸收[7]。氮肥施用量對(duì)硝酸還原酶活性有很大的影響，同時(shí)過(guò)量的氮肥施用量可能導(dǎo)致子粒充實(shí)期氮素代謝過(guò)旺[8]。

3.2 結(jié)論 由施氮量與夏玉米性狀關(guān)系可以得出，氮肥可以通過(guò)影響夏玉米的穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)和穗粒數(shù)、莖干重進(jìn)而影響產(chǎn)量，增加氮肥的施用量可以提高夏玉米的穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)、千粒重，從而提高夏玉米產(chǎn)量，同時(shí)也可以提高夏玉米的莖干重，來(lái)提高夏玉米抗倒伏的能力。但是，由于施氮量的增加可以促進(jìn)株高和葉干重的增加，株高的增加，加大了夏玉米倒伏的危機(jī)，葉干重的不足也限制了夏玉米產(chǎn)量的增加。

根據(jù)不同處理之間的分析，T2水平的氮肥施用量有利于夏玉米穗部性狀的優(yōu)化；T3水平有利于提高夏玉米穗部穗長(zhǎng)、穗周長(zhǎng)和穗粒數(shù)；T2水平有利于夏玉米干物質(zhì)的生成；T3水平有利于夏玉米產(chǎn)量和夏玉米收獲指數(shù)的提高。

因此，并不是盲目地增加氮肥施用量便可以增加夏玉米產(chǎn)量，從分析中可以得出，拔節(jié)期氮肥水平在20～45 kg/hm2時(shí)，氮肥影響能力小于0～20 kg/hm2的氮肥效力，但是，氮肥施用量在20～45 kg/hm2時(shí)，生物產(chǎn)量得到優(yōu)化，夏玉米的產(chǎn)量得到提高。從產(chǎn)量因素和經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，拔節(jié)期夏玉米氮肥施用量應(yīng)該在20～45 kg/hm2。

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