施肥對玉米籽粒和秸稈產量、粗蛋白含量的影響

羅 峰，白曉倩，劉海學，周永浩，趙承超，孫守鈞

（天津農學院農學與資源環境學院，天津 300384）

作物秸稈是農作物生產系統中一項重要的生物資源。近年來，隨著農作物單位面積產量的提高，秸稈產量隨之增加，從而導致農業主產區秸稈資源嚴重過剩。因此，充分合理利用秸稈資源，對于提高資源利用率，保護環境，實現農業可持續發展具有重要意義。秸稈綜合利用的途徑之一就是秸稈飼料化，因為秸稈飼料是畜牧業粗飼料的重要來源。

我國是玉米種植大國，2005年玉米秸稈產量達2億t，僅次于水稻秸稈產量，占全國秸稈總產量的24%［1］。在以往傳統農業中，玉米秸稈主要用作農村的生活能源和牲畜飼料，其余大部分被露天焚燒，既浪費資源又污染環境［2］，是東北、華北地區霧霾天氣形成的主要原因之一。

玉米秸稈含有豐富的可利用營養成分［3］。鼓正榮等認為，利用秸稈飼料發展奶牛業具有節約糧食、提高奶牛生產力的優點，經過處理的玉米秸稈消化率提高20.7%，有機物質消化率提高20%左右［4］。劉德軍等研究表明，玉米秸稈果穗以上部分適口性和營養成分均好于下部秸稈，進而提出，將玉米秸稈用作飼料時應優先選擇果穗以上部分莖稈，果穗以下部分可以適當還田［5］。楊耀剛等認為，通過適當添加不同的營養物質，玉米秸稈可作為反芻家畜的粗飼料［6］。目前，制約玉米秸稈飼用的主要瓶頸因素是其秸稈的營養價值較低［7］。因此，增加玉米秸稈的飼用營養品質尤其是粗蛋白含量，是解決玉米秸稈飼用的關鍵問題。

玉米秸稈產量和飼用營養品質的增加，可通過有效施肥實現。張雪彪等研究了不同氮肥施用量對甜糯玉米秸稈生物量的調控作用，結果表明，甜糯玉米秸稈生物量的最佳施氮量為363 kg/hm2［8］。總之，關于施肥對玉米生長及籽粒產量影響的研究報道較多［9-14］，但關于施肥對玉米秸稈產量及粗蛋白含量影響的研究報道較少。本試驗就此展開研究，探討施肥對玉米籽粒和秸稈產量、粗蛋白含量的影響，旨在為高產、優質玉米生產及秸稈飼用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料

本試驗于2016年在內蒙古自治區通遼市錢家店鎮和舍伯吐鎮2個地點進行。試驗地地勢平坦，土壤為灰色草甸土，海拔高度為178 m。氣候特點為溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫為6.4℃左右，作物生長期間（5—9月）日照時數為1 554.5 h，≥10℃活動積溫為3 210.0℃，無霜期為150 d。試驗地土壤理化性質見表1。選用當地主栽品種京科968為供試材料。

表1 試驗點土壤基礎理化性質

1.2 試驗設計

試驗設8個施肥處理，具體見表2。采用隨機區組設計，3次重復。每小區7行，行長10 m，行距0.58 m，小區面積40.7 m2。京科968于2016年5月2日播種，5月17日出苗。拔節期追肥時間為6月21日，大喇叭口期追肥時間為7月5日，雌穗開花期追肥時間為7月23日，于9月29日收獲。其他管理同大田生產。

表2 施肥試驗設計

1.3 測定內容及方法

成熟時每小區收獲中間3行進行測產，包括籽粒產量和秸稈產量。每小區隨機選取代表性植株3株，將果穗取下，烘干、脫粒；秸稈在105℃下殺青30 min，再在65℃下烘至恒質量，所用樣品粉碎過40目樣品篩，采用凱氏定氮法測定籽粒和秸稈粗蛋白含量。

1.4 數據處理

利用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 施肥對玉米籽粒產量的影響

由圖1可知，錢家店鎮試驗點N2～N8處理玉米籽粒產量均高于對照N1處理，其中N8處理籽粒產量最高（12 487.51 kg/hm2），與N1處理相比，增產幅度最大，增產率達到66.78%。由此可見，合理施用氮肥能提高玉米籽粒產量。多重比較結果表明，N8處理與其他7個處理的籽粒產量間差異達顯著水平，N2～N7處理與N1處理間差異均達顯著水平。舍伯吐鎮試驗點與錢家店鎮試驗點的結果相同，N8處理籽粒產量最高（12 189.97 kg/hm2），較N1處理增產率達59.90%，且與其他處理間差異達顯著水平。由此可以看出，施用底肥加追施氮肥的施肥方式對玉米籽粒的增產效果最顯著。

2.2 施肥對玉米秸稈產量的影響

由圖2可見，錢家店鎮試驗點不同施氮處理玉米秸稈的生物產量表現為N8處理＞N2處理＞N5處理＞N7處理＞N6處理＞N3處理＞N4處理＞N1處理。分析比較N2、N3、N4處理以及N5、N6、N7處理可知，拔節期施氮肥的N2、N5處理，秸稈生物產量較高，說明在氮肥用量相同的條件下，拔節期施氮有利于提高玉米秸稈的生物產量。多重比較結果顯示，N8處理的的秸稈生物產量與對照間差異達顯著水平。舍伯吐鎮試驗點各處理秸稈生物產量表現為N8處理＞N6處理＞N3處理＞N7處理＞N5處理＞N2處理＞N4處理＞N1處理，其中N6、N3處理秸稈生物產量較高，說明氮肥用量相同時，大喇叭口期追施氮肥有利于提高該試驗點秸稈的生物產量。多重比較結果顯示，N8處理的秸稈生物產量與N4、N1處理間差異均達顯著水平。綜合分析2個試驗點結果可得，在氮肥用量相同的條件下，拔節期或大喇叭口期施用氮肥可獲得較高的秸稈生物產量，雌穗開花期施肥秸稈生物產量較低。這可能是由于雌穗開花期主要進行生殖生長，施用氮肥對其秸稈生物產量的積累作用不明顯。

2.3 施肥對玉米籽粒粗蛋白含量的影響

粗蛋白含量是衡量玉米籽粒品質的重要指標。從表1可以看出，錢家店鎮和舍伯吐鎮2個試驗點均是N7處理籽粒粗蛋白含量最高，分別為8.28%和8.21%，N1處理含量最低，分別為6.15%和5.94%，N7處理分別比N1處理提高了34.63%和38.22%。多重比較結果表明，錢家店鎮試驗點N7、N3處理的籽粒粗蛋白含量與N2、N1、N4處理間差異顯著，舍伯吐鎮試驗點N7處理的籽粒粗蛋白含量與N3、N4、N8、N1處理間差異顯著。說明在雌穗開花期追施尿素750 kg/hm2，可顯著提高玉米籽粒粗蛋白含量。玉米籽粒灌漿時，營養物質從其他部位向穗部運輸，因此在雌穗開花期追施尿素有利于增加籽粒中氮含量，從而增加籽粒粗蛋白含量。

2.4 施肥對玉米秸稈粗蛋白含量的影響

粗蛋白含量的多少直接反映了玉米秸稈飼用品質的優劣，由圖4可見，錢家店鎮試驗點各處理秸稈粗蛋白含量的表現為N4處理＞N3處理＞N8處理＞N7處理＞N6處理＞N2處理＞N5處理＞N1處理，其中N4處理秸稈粗蛋白含量最高，為6.74%，比對照提高了3.74百分點；舍伯吐鎮試驗點各處理秸稈粗蛋白含量表現為N4處理＞N8處理＞N7處理＞N3處理＞N6處理＞N2處理＞N5處理＞N1處理，N4處理秸稈粗蛋白含量也達最高，為6.38%，比對照提高了3.89百分點。多重比較結果表明，2個試驗點N4處理的秸稈粗蛋白含量都與N1處理間差異達顯著水平。

2個試驗點玉米秸稈粗蛋白含量均表現為N4處理＞N3處理＞N2處理以及N7處理＞N6處理＞N5處理，說明玉米秸稈粗蛋白含量隨著施肥時期的推遲而增加，即晚施氮肥有利于增加秸稈粗蛋白的含量。從施肥用量的角度進一步分析，用量較低的3個處理（N2、N3、N4處理）的秸稈粗蛋白含量總體高于用量較高的3個處理（N2、N3、N4處理），說明秸稈粗蛋白含量并不隨著施氮量的增加而增加。

3 結論與討論

玉米生產的首要任務是獲得籽粒高產。隨著玉米單位面積產量的提高，其秸稈產量也隨之增加［15］。充分合理利用玉米秸稈資源，使其飼料化，可解決我國畜牧業飼料短缺問題［16］。因此，本研究的主要目的為在滿足玉米籽粒高產的前提下，通過合理施肥提高其秸稈的生物產量和粗蛋白含量，以滿足畜牧生產對玉米粗飼料的用量及品質要求。為篩選出最優施肥方案，本研究針對施肥種類、用量和施用時期等方面設置了8個處理，結果表明，N2～N7處理的產量和粗蛋白含量均高于對照，且大部分處理與對照間差異達顯著水平，即通過施肥可同時提高玉米籽粒和秸稈的產量及粗蛋白含量，與張雪彪等關于不同施氮量對甜糯玉米秸稈生物量影響的研究結果［9］一致。

本研究中，與對照相比，N8處理對玉米籽粒和秸稈的增產效果均最顯著，平均增產率分別達到63.31%和17.50%。說明在相同條件下，N8處理對籽粒的增產作用要大于秸稈。在錢家店鎮和舍伯吐鎮試驗點，N7處理玉米籽粒粗蛋白含量最高，分別為8.28%和8.21%，N4處理玉米秸稈粗蛋白含量最高，分別為為6.74% 和6.38%，和對照間差異均達顯著水平。由此可見，就2個試驗點而言，雌穗開花期追肥氮肥不僅可以提高玉米籽粒的粗蛋白含量，而且可以提高其秸稈粗蛋白含量，為施肥的關鍵時期。比較各施肥處理可得，玉米秸稈粗蛋白含量隨著施肥時期的延后而增加，但并不隨著施氮量的增加而遞增，可為生產上合理施肥提供參考。

綜上所述，底肥施用氮磷鉀復合肥375 kg/hm2，并在拔節期追施尿素375 kg/hm2，可使玉米籽粒和秸稈產量同時達到最高值，是最優增產方案。為獲得最高的籽粒和秸稈粗蛋白含量，生產上可根據不同需要合理施肥，即雌穗開花期追施尿素750 kg/hm2時，籽粒粗蛋白含量可達最高值，雌穗開花期追施尿素375 kg/hm2時，秸稈粗蛋白含量達到最高值。