黏性土壤不同覆蓋方式和不同施氮量對玉米產(chǎn)量及氮肥利用的影響

馮定明　蔣志成　李鴻　田紅琳　肖世會(huì)　周茂林

摘? ?要? ?以地膜覆蓋、秸稈覆蓋、不覆蓋方式配合三個(gè)施氮量，研究在黏性土壤下種植玉米，氮肥吸收運(yùn)轉(zhuǎn)分配及對產(chǎn)量的影響。結(jié)果：隨著施氮水平增加，玉米株高、穗位高、穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重等性狀，葉綠素含量、葉片含氮量、凈光合率，產(chǎn)量均呈現(xiàn)增長;地膜覆蓋效果最明顯，秸稈覆蓋略低于地膜，但植株性狀、光合性能指標(biāo)、穗部特征性狀、產(chǎn)量差異不大，明顯優(yōu)于露地生產(chǎn)。施肥以N16 kg/667 m2綜合利用好，N收獲指數(shù)、干物質(zhì)生產(chǎn)效率高，N素流失相對較少，偏生產(chǎn)力、表觀吸收率、氮肥利用率適中;覆蓋方式則以全地膜覆蓋最好，各項(xiàng)N運(yùn)轉(zhuǎn)、利用指標(biāo)都偏優(yōu)良，這與產(chǎn)量測定結(jié)果吻合。綜合推薦施用純N12～16 kg/667 m2+地膜覆蓋，土壤肥力高于本試驗(yàn)地力時(shí)施肥量可選擇至下限。

關(guān)鍵詞? ?黏性土壤;玉米;覆蓋方式;施肥量;產(chǎn)量;氮肥利用

中圖分類號(hào)：S513? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.22.004

重慶丘陵旱地多，地形地貌復(fù)雜，氣候特殊，玉米生長的土壤環(huán)境多黏重，生產(chǎn)季節(jié)又面臨前期低溫倒春寒、中期陰雨寡日、后期高溫伏旱諸多不良?xì)庀笥绊懀蚨獙?shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)，勢必需要研發(fā)與生產(chǎn)條件相適宜的配套技術(shù)措施。本文主要研究在黏性土壤下覆蓋與施氮措施對玉米生長、產(chǎn)量形成性狀、產(chǎn)量形成生理指標(biāo)及N物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)、N利用率的影響，以便通過分析優(yōu)化提出適宜本區(qū)域生產(chǎn)的節(jié)本高效玉米技術(shù)措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)地選擇在銅梁區(qū)侶俸鎮(zhèn)，位于北緯29°51′41″、東經(jīng)105°59′53″，海拔311 m。丘陵地貌，土地較平整，土質(zhì)黃壤，屬國家六級(jí)分級(jí)中2級(jí)土（高肥力）。土壤pH值為7.6，含有機(jī)質(zhì)26.9 g·kg-1，全氮、全磷、全鉀含量分別為1.21、0.467、3.41 g·kg-1，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為139.0、27.8、306 mg·kg-1。

1.2 參試因素

施氮因素：設(shè)正常施用量N20、N16、N12共3個(gè)水平，每667 m2純氮施用量分別為20 kg、16 kg、12 kg。

覆蓋因素：設(shè)露地不覆蓋、地膜全覆蓋和秸稈覆蓋3個(gè)水平。

以CK，即不覆蓋不施氮為空白對照。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及田間管理

玉米品種為渝單30，采用兩因素完全實(shí)施的隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共10個(gè)處理（包括對照），重復(fù)3次，30個(gè)小區(qū)，小區(qū)長8 m，4行區(qū)，小區(qū)面積22.4 m2。

2018年4月3日，按密度3 200株/667 m2播種;氮肥按試驗(yàn)方案進(jìn)行，底肥、拔節(jié)肥、攻苞肥之比為4∶2∶4;氮肥用尿素，各處理（包括空白對照）均底施P2O5、K2O各6 kg/667 m2;4月12日出苗;其他栽管措施同當(dāng)?shù)卮竺娣e生產(chǎn)。

1.4 主要調(diào)查測定項(xiàng)目

播前和收獲期分小區(qū)取樣測定0～20 cm土層土壤養(yǎng)分、容重和水分，觀測生育進(jìn)程、植株性狀、穗部性狀、實(shí)際產(chǎn)量、莖葉穗重和灌漿期葉片葉綠素含量、含氮量、凈光合率等。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米生育進(jìn)程、植株性狀的影響

由表1可見，玉米生育進(jìn)程不同施肥與覆蓋方式?jīng)]有差異。但在植株性狀上差異明顯，表現(xiàn)為：隨氮肥施用量增加，穗位、株高、苞葉重、莖稈重、葉重均有增加趨勢，N16與N12差異相對較小些，也明顯高于不施氮肥處理。覆蓋的效果稍好于露地，差異極小，但均與CK有極大差異，綜合來看地膜覆蓋效果最優(yōu)。

2.2 不同處理對玉米葉片光合特性的影響

從施氮量來看，施肥處理各項(xiàng)指標(biāo)均高于無肥露地對照處理，葉綠素含量指標(biāo)、葉片含氮量、凈光合率普遍具有隨施氮增加而增加趨勢[1]，其中以葉綠素含量變化最大，3個(gè)施氮量處理分別比CK（無肥露地）增長18.57%、19.54%、22.00%;N20處理效果最好（見表2）。

從覆蓋方式來看，以凈光合率增長最為明顯（覆蓋方式分別增長10.03%、8.25%，見表2）。已有研究表明，葉綠素含量、含氮量、凈光合率指標(biāo)差異大，有一致變化規(guī)律性，即地膜覆蓋≈秸稈覆蓋>露地>>不施肥露地生產(chǎn)[2-3]。

2.3 不同處理對玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從不同施氮水平來看，隨施氮量增加，產(chǎn)量構(gòu)成因素中穗長、穗粗、百粒重、行粒數(shù)均表現(xiàn)增加，其中對穗長、行粒數(shù)、百粒重影響大些，這與盛耀輝等的報(bào)道結(jié)果一致[4];667 m2施純N12～20 kg顯著優(yōu)于不施氮處理，而施純N12 kg、16 kg、20 kg之間，以N16和N20差異較?。ㄒ姳?）。

從不同覆蓋方式來看，地膜覆蓋對穗長、穗粗、行粒數(shù)、百粒重的效果均比秸稈覆蓋、露地好，并都顯著優(yōu)于CK;秸稈覆蓋，僅行粒數(shù)與露地沒有差異，其余指標(biāo)約高于露地，不過優(yōu)勢不明顯（見表3）。本文結(jié)果與湯文光等[2]報(bào)道的覆蓋效果基本一致。

2.4 不同處理玉米的N吸收運(yùn)轉(zhuǎn)情況

2.4.1 N的器官分配

玉米全株各器官的N積累量列于表4。可以看出，以籽粒最多，其次是秸稈，第三是葉片，苞葉和軸積累最少，這與楊大威[5]的研究結(jié)果一致。隨著施肥量的增加，植株吸收氮素營養(yǎng)呈增加趨勢，N12與N16間差異小，與N20差異大，各器官則以莖稈差異最大。

N運(yùn)轉(zhuǎn)情況見表5?？梢钥闯觯宰蚜?、莖稈N存在較多，成熟時(shí)，物質(zhì)向這兩個(gè)器官運(yùn)轉(zhuǎn)量較大，特別是籽粒平均占全株55.84%。從施氮水平來看，運(yùn)轉(zhuǎn)比例隨施肥量增加葉片與苞葉軸器官變化不大，但在莖稈、籽粒尚有差異，表現(xiàn)為籽粒器官隨施氮增加雖然吸收增量，但籽粒含N占比在超過N16時(shí)呈下降，施肥N12、N16處理間沒有差異。高N處理N運(yùn)轉(zhuǎn)更多集中在莖稈，即促進(jìn)生長上。

覆蓋方式對N吸收差異不大，兩種覆蓋各器官N吸收均明顯高于CK（見表4）。從不同覆蓋方式來看，各器官含N占比在葉片、苞葉軸、莖稈上變化不大，而在籽粒含N占比上差異大，表現(xiàn)為地膜覆蓋有利于促進(jìn)更多N向生殖器官運(yùn)轉(zhuǎn)（見表5），這與楊大威報(bào)道的結(jié)果一致[5]。

2.4.2 表觀吸收率、氮肥利用率

由表6可以看出，表觀吸收率、氮肥利用率，隨著施肥量的減少逐漸增加，其中N20與N16差異不大，均與N12差異大;不同覆蓋方式之間幾乎沒有差異。

2.4.3 N吸收量

每667 m2 N吸收量，施氮各處理以N20最高，N16與N12間差異極小;覆蓋方式各處理基本沒有差異。

2.4.4 肥料流失量

隨施肥量增加肥料流失量增大，高氮處理氮素流失嚴(yán)重，N20流失量高達(dá)N12的6.81倍，N16與N12差異相對較小;覆蓋能有效減少肥料流失，地膜覆蓋流失最少，地膜覆蓋、秸稈覆蓋分別比露地減少流失19.21%、14.46%。從肥料流失角度考慮，N12、N16和地膜覆蓋效果明顯。

2.4.5 干物質(zhì)生產(chǎn)效率

干物質(zhì)積累隨著施氮量增加而增加，達(dá)到一定峰值后，又隨著氮的增加而下降;覆蓋方式以全膜覆蓋最高，秸稈覆蓋、露地低且差異小。

2.4.6 偏生產(chǎn)力

偏生產(chǎn)力隨著施肥量的減少逐漸增加，覆蓋方式之間沒有多大差異。

2.4.7 N收獲指數(shù)

N收獲指數(shù)，施肥處理間N16、N12沒有差異，均高于N20處理;覆蓋方式露地、秸稈差異不明顯，以全膜覆蓋N收獲指數(shù)較高。

綜合N運(yùn)轉(zhuǎn)、利用分析來看，施氮有利于物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)增加，但在本試驗(yàn)高肥力土壤與施肥水平下，667 m2施氮16 kg最為有利，既有利于促進(jìn)物質(zhì)向生殖生長運(yùn)轉(zhuǎn)，N收獲指數(shù)、干物質(zhì)生產(chǎn)效率高，又能保持較低肥料流失和適中的偏生產(chǎn)率、氮肥利用率。從覆蓋方式來看，地膜覆蓋在物質(zhì)向生殖生長運(yùn)轉(zhuǎn)，在降低流失量、提高N收獲指數(shù)、干物質(zhì)生產(chǎn)率均有明顯優(yōu)勢。

2.5 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

不同施肥量和覆蓋方式處理的玉米產(chǎn)量見表7。從表8產(chǎn)量方差分析結(jié)果可知，施氮與覆蓋兩因素產(chǎn)量差異均未達(dá)5%顯著水平，兩因素交互作用也不顯著。其中施氮12～20 kg/667 m2，產(chǎn)量呈相應(yīng)增長，但氮肥偏生產(chǎn)力下降;覆蓋方式則以地膜覆蓋產(chǎn)量最高，露地產(chǎn)量最低。從10個(gè)處理的多重比較來看，雖然施肥、覆蓋各處理間產(chǎn)量差異不顯著，但與CK相比，差異均達(dá)極顯著，施氮12～20 kg/667 m2的蓋膜組合增產(chǎn)效果明顯。

3 小結(jié)與建議

在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，隨著施氮水平增加，玉米株高、穗位高、穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重等性狀，葉綠素含量、葉片含氮量、凈光合率，產(chǎn)量均呈現(xiàn)增長，其中N16與N20處理差異較小。覆蓋方式，地膜覆蓋效果最明顯，秸稈覆蓋略低于地膜，但植株性狀、光合性能指標(biāo)、穗部特征性狀、產(chǎn)量差異不大，明顯優(yōu)于露地生產(chǎn)。

從N積累利用、運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)分析看，低氮處理各項(xiàng)指標(biāo)偏向優(yōu)良，高氮處理指標(biāo)偏劣明顯。試驗(yàn)各處理中施肥以N16綜合利用情況好，N收獲指數(shù)、干物質(zhì)生產(chǎn)效率高，N素流失相對較少，偏生產(chǎn)力、表觀吸收率、氮肥利用率適中;覆蓋方式則以全地膜覆蓋最好，各項(xiàng)N運(yùn)轉(zhuǎn)、利用指標(biāo)都偏優(yōu)良，這與產(chǎn)量測定結(jié)果吻合。

在試驗(yàn)黏性高肥土壤下，隨施肥量增加玉米總產(chǎn)量增加，但不顯著，而偏生產(chǎn)力、邊際產(chǎn)量均下降，從產(chǎn)量方差分析來看，施氮三個(gè)水平在統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒有顯著性差異，說明N 20 kg/667 m2施肥過量。綜合分析，推薦施用純N12～16 kg/667 m2+地膜覆蓋，當(dāng)土壤肥力高于本試驗(yàn)地力時(shí)施肥量可選擇至下限。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳亞男，齊華，盛耀輝，等.密度、氮肥對春玉米光合特性、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響[J].玉米科學(xué)，2011，19（5）：124-127.

[2] 湯文光，唐海明，肖小平，等.不同保水措施對南方季節(jié)性干旱區(qū)春玉米的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2011，13（3）：102-107.

[3] 李洪勛，吳伯志.地膜覆蓋對玉米生理指標(biāo)的影響研究綜述[J].玉米科學(xué)，2014，12（S）：66-69.

[4] 盛耀輝，王慶祥，齊華，等.種植密度和氮肥水平對春玉米產(chǎn)量及氮素效率的影響[J].作物雜志，2010（6）：58-61.

[5] 楊大威.地膜覆蓋對玉米產(chǎn)量及生理機(jī)制影響的研究[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2014（6）：76.

（責(zé)任編輯：丁志祥）