寧夏膜下滴灌玉米不同施肥模式的試驗研究

張興風，劉澤人，黃興法，楊建國，李光永(.中國農業大學水利與土木工程學院，北京 00083；.寧夏農林科學院農業資源與環境研究所，銀川 75000)

0 引 言

科學合理施肥多年來一直是農業領域的熱門研究課題。世界肥料利用效率為15%～55%，我國的化肥利用效率更低：氮肥當季利用率為30%～35%，磷肥為10%～20%，鉀肥為35%～50%，低于發達國家15%～20%[1]。肥料利用率低的原因之一是傳統施肥方式在作物生育前期施用大量肥料，養分施用與作物需求不同步[2]。但在滴灌條件下可以解決這個問題，實現“何時需，何時滴”的目標。

膜下滴灌是一項工程節水(滴灌、管道輸配水技術)同農藝節水(地膜覆蓋栽培技術)集成的一項高效節水灌溉新技術，該技術可以控制灌水量、施肥量和灌溉施肥時間，并且可以利用滴灌系統把肥料輸送到作物根部周圍，提高肥料利用率，減少化肥消耗量[3,4]。

寧夏地處國內最佳玉米生產氣候帶，其每年的玉米產量占寧夏所有糧食作物總產量的45.7%[5]。但西北地區肥料施用不盡科學，耕地生產用肥超量，施肥結構不合理(多以氮肥為主，復合肥次之，鉀肥較少)[6]，這些問題導致作物產量低，農民生產成本提高。本試驗通過研究膜下滴灌條件下玉米主要生育期內不同施肥比例對玉米產量的影響，來確定寧夏地區適宜玉米生長的最佳施肥配比，為在寧夏地區推廣滴灌高產技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2015年4-9月在寧夏回族自治區永寧縣國營黃羊灘農場農二隊進行。試驗區屬于西干渠引黃揚水灌區，地處銀川市西南30 km，北緯38°05′、東經106°05′。年降水量185～223 mm，且分布不均、年際變化大，7-9月份降水量占全年降水量的60%左右，夏作物生育期有效降水僅30 mm；秋作物生育期有效降水也只有50～70 mm，年蒸發量1 811.8 mm，無霜期約130 d左右，年日照時數為2 800～3 100 h。試驗地區0～100 cm土壤質地為壌質砂土，平均土壤干密度為1.61 g/cm3，0～20 cm的土壤密度為1.61 g/cm3，20～40 cm的土壤密度為1.53 g/cm2，40～60 cm的土壤密度為1.71 g/cm3。土壤養分含量為：水解氮47 mg/kg，有效磷10.1 mg/kg，速效鉀80 mg/kg。

玉米品種為迪卡519和正大12號，采用寬窄行種植，寬行距60 cm、窄行距30 cm、株距25 cm，按照“一管兩行”鋪設滴灌帶并覆蓋地膜。播種日期為2015年4月16日，4月24日出苗，試驗期間同一水肥管理，加強田間管理，適時進行除草和噴藥殺蟲。

1.2 試驗處理設置

試驗設置玉米品種和施肥模式兩個試驗因素。兩個玉米品種為迪卡519和正大12；6個施肥模式見表2，當地農民施肥處理(CK)和2014年試驗施肥處理(F1P1)作為對照。試驗共12個處理，每個處理設置3組重復，共36個試驗小區，每個處理設置3組重復，各試驗小區隨機布置，每個小區面積為4.8 m×6 m=28.8 m2。2015年寧夏春玉米試驗施肥總量見表1，試驗處理設置即施肥比例設置見表2。

表1 2015年試驗處理施肥水平

表2 2015年試驗處理設置

注：對照處理(CK)50%的氮肥和全部的磷鉀肥作為底肥一次性施入，拔節期分兩次追施50%的氮肥；P1、P2中將5%的氮肥、24%的磷肥和5%的鉀肥作為底肥一次性施入，剩余的肥在每個生育期按比例追施；P3無底肥，全部按比例追施。

1.3 測試項目和方法

在玉米的每個主要生育期內，每個小區隨機選取五株，測定植株各器官的鮮重、干重，求其平均值。當玉米成熟時，每個小區選取樣本測定穗長、穗周長、禿尖長并數其穗行數和穗粒數；收獲脫粒后測定玉米籽粒的質量，以此計算出玉米每公頃的產量為最終產量。

2 結果與分析

2.1 各處理的玉米鮮重、干重

在春玉米的每個生育期內，從每個試驗小區隨機選取5株玉米植株，取下植株后立即測定其地上部分各器官(玉米葉、玉米稈、玉米穗)鮮重，置于105 ℃烘箱內殺青后在80 ℃下烘干至恒重并測其各器官干重，其單株鮮重見表3、單株干重見表4。

表3 不同處理下春玉米在不同生育期的單株鮮重 g/株

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統計顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統計顯著性。

表4 不同處理下春玉米在不同生育期的單株干重 g/株

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統計顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統計顯著性。

由表3看出：迪卡519：苗期整株鮮重有底肥處理F1P1與無底肥處理F1P3和F2P3有顯著性差異且極其顯著，而有底肥處理(F1P1、F1P2、F2P2、CK)之間的顯著性不明顯，這說明有無底肥影響玉米苗期的整株鮮重；拔節期，CK處理的整株鮮重較其他處理顯著性低；抽穗期，F1P3處理的整株鮮重較F1P1、F2P3、CK顯著性高；灌漿和成熟期，這兩個生育期內玉米整株鮮重增加緩慢，F1P3處理的優勢已經顯現，灌漿期F1P3的鮮重較F1P1、F2P2、F2P3顯著性高，而成熟期F1P3的鮮重較其他處理的鮮重均顯著性高。

正大12：苗期，整株鮮重有底肥處理F1P2與無底肥處理F1P3有顯著性差異，而處理F1P1、F2P2、F2P3、CK之間的顯著性不明顯；拔節期，F1P2和F1P3與F1P1處理之間顯著性差異較大；抽穗期，F1P3處理的整株鮮重較CK顯著性高且極其顯著；灌漿期，F2P2、F1P3、F2P3之間有顯著差異，而成熟期F1P2和F1P3與F2P2之間有顯著性差異且極其顯著。

經過顯著性統計分析：迪卡519：苗期F2P3處理的玉米整株干重較F1P1和F1P2處理的整株干重顯著性低；拔節期CK處理與F1P2、F1P3處理之間有顯著性差異；抽穗期和灌漿期，F1P3處理的整株干重較F1P1、F2P3、CK顯著性高；成熟期F1P3處理的整株干重均高于其他處理，且顯著高于F2P2、F2P3、CK處理。從施肥總量來看：成熟期施肥量F1各處理的整株干重均大于施肥量F2處理的，這說明在一定范圍內，玉米整株干重與施肥量正相關；從施肥比例來看：施肥總量相同的前提下，除苗期外，F1P3處理的整株干重均高于F1P1、F1P2處理，在拔節、抽穗、灌漿期F1P3顯著高于F1P1處理，這說明對于迪卡519來說，在施肥總量相同時，不施底肥(全部追肥)比施底肥的整株干重積累要高。

正大12：苗期和拔節期F1P2處理的玉米整株干重較F1P1、F2P3、CK處理的干重顯著性高；抽穗期F1P1和F1P3之間差異不明顯， F1P2與CK之間有顯著性差異；灌漿期F1P2、F1P3、F1P1之間差異不大；成熟期正大12各處理的玉米整株干重之間沒有顯著性差異。從施肥總量來看：成熟期時施肥量F1各處理的干物質積累均大于施肥量F2；從施肥比例來看：施肥總量相同的前提下，苗期、拔節和抽穗期時F1P2處理的整株干重均高于其他處理，灌漿和成熟期F1P3處理的干物質積累大于其他處理，這說明對于正大12來說，是否有底肥對干物質積累的影響不明顯。

2.2 各處理的產量及其組成

各處理玉米產量及產量構成因子見表5。

通過表5可以看出：除對照處理外，兩個品種各處理之間的穗長、禿尖和穗粒行數之間沒有顯著性差異。兩個品種各處理都有不同程度的禿尖，是因為禿尖與當地溫度和空氣濕度密切相關，7月下旬-8月上旬的高溫對受粉和籽粒形成不利，易加重玉米禿尖[7]；正大12的禿尖要大于迪卡519，主要原因是因為不同品種間生育期長的品種受影響較大[8]。

表5 各處理產量及其組成因素

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統計顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統計顯著性。

迪卡519：不同施肥處理對穗周長的影響不顯著；F1施肥水平下，P3施肥比例下的穗粒數較優，相同施肥比例下的處理之間顯著性不明顯；F2施肥水平下的產量均低于F1。P2施肥比例下，不同施肥量之間的百粒重和產量沒有顯著性差異；P3施肥比例下的產量要高于P1、P2，F1施肥水平下的百粒重和產量顯著高于F2。

正大12：不同施肥處理對百粒重的影響不顯著；F1施肥水平下，P2和P3之間顯著性差異不明顯，但P2比例下的產量略高于P3；F2施肥水平下的產量均低于F1。P1和P2比例下，不同施肥量之間的穗周長沒有顯著性差異；P2和P3施肥比例下，F1施肥水平的產量均顯著高于F2施肥水平，P3比例下，F1施肥水平下的穗周長顯著大于F2水平。

綜上分析可得，產量大小關系為：F1施肥水平大于畦灌大于F2施肥水平，因此，對于寧夏地區的玉米種植，推薦使用F1施肥水平，青儲玉米推薦使用P2施肥比例，籽粒玉米推薦使用P3施肥比例。

3 結 語

通過玉米膜下滴灌田間試驗，研究不同生育期內不同施肥比例對滴灌玉米生理指標及產量的影響，得出以下結論。

(1)肥料對玉米干鮮重和產量至關重要。適當增加肥料總量和合理分配每個生育期的施肥比例可以提高干物質積累量和產量。

(2)兩個玉米品種的最高產量均是在施肥量F1(N：285 kg/hm2、P：120 kg/hm2、K：128 kg/hm2)水平下得到的。迪卡519：CK產量為14 987 kg/hm2，F1水平下的產量為15 684～16 536 kg/hm2，均高于對照組，增產4.7%～10.3%、節水26%左右，2014年施肥模式下的產量是15 684 kg/hm2，低于2015年的最優處理，說明2015年的施肥模式優于2014年；正大12：CK產量為13 930 kg/hm2，F1水平下的產量為14 362～15 075 kg/hm2均高于對照組，增產3.1%～8.2%、節水23.5%左右，2014年施肥模式下的產量是14 361 kg/hm2，低于F1P2處理，這說明對于兩個玉米品種來說2015年的施肥模式均優于2014年。

(3)迪卡519的最優處理是F1P3，即當施肥量是N：285 kg/hm2、P：120 kg/hm2、K：128 kg/hm2，無基肥，所有肥料全部追施時，產量最高；正大12的最優處理是F1P2，即施肥量和迪卡519的最優處理的施肥量一致，但是施肥比例不同，肥料部分基施時產量最高。F1施肥量相對對照來說氮肥節約：27.7%，磷肥節約：24.1%，鉀肥節約：11.1%。對于寧夏地區的籽粒玉米推薦的施肥模式是F1P3；青儲玉米推薦F1P2。

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