氮肥用量與基追比例對瀏陽玉米產量形成與抗倒伏性狀的互作效應

吳旺嬪，孫君玥，王 賽，唐玉鳳，葛 帥，李 茜，易鎮(zhèn)邪

(湖南農業(yè)大學農學院，長沙 410128)

玉米(ZeamaysL.)是我國重要的糧食作物之一。氮素是玉米生長的必需營養(yǎng)元素，是限制產量的重要因素[1，2]，合理施用氮肥能促進玉米的器官發(fā)育及干物質積累[3]。在生產上，不合理施用氮肥會導致氮肥利用效率降低或產量下降[4]，過量施用氮肥使殘留在土壤中的氮素增加，從而污染水資源與大氣生態(tài)環(huán)境[5，6]。因此，合理施用氮肥對植物及環(huán)境具有重要作用，且氮肥的施用時期和施用量對作物產量及氮肥利用率有顯著的影響[7，8]。因此，合理利用氮肥是玉米種植推廣、提高肥料利用率和建設環(huán)境友好型社會的必然要求。

有研究發(fā)現，氮肥以1/3基施+1/3大喇叭口期追施+1/3抽雄期追施時利用效率最高[9]；適當時期追施氮肥能顯著提高作物產量和肥料利用效率[10]。玉米施用緩釋氮肥較施等量普通氮肥具有明顯增產效果，其中緩釋氮肥和速效氮肥以45%∶55%配比處理的綜合表現最好[11]。在玉米生產上，確定合理的氮肥基追比例具有重要意義，不僅可節(jié)約生產成本，還有利于保護環(huán)境及合理資源利用。

近年來，湖南各地玉米生產發(fā)展較為迅速，但多缺乏高產高效栽培技術的指導。本研究以湖南省瀏陽市推廣面積較大的玉米品種登海605為材料，研究不同氮肥用量和基追比例對瀏陽玉米產量和抗倒伏性狀的影響，以期明確當地玉米的適宜氮肥用量和基追比例，為瀏陽玉米高產高效生產提供理論與技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及地點

供試玉米品種為登海605。氮肥為尿素(含N46%)，磷肥為鈣鎂磷肥(含P2O56%)，鉀肥為硫酸鉀(含K 52%)。試驗地點為湖南農業(yè)大學瀏陽河東農場實習基地。土壤地力中等，排灌方便。

1.2 試驗設計

開展氮肥用量與基追比例雙因素試驗。設2個氮肥(N)用量水平：273 kg/hm2(A1)和205 kg/hm2(A2，減氮25%)，3個氮肥基追比例：5∶5(B1)、6∶4(B2)和7∶3(B3)；同時，設1個不施氮肥處理為對照(CK)。各處理磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)用量均為150 kg/hm2。氮肥分基肥+1次追肥(10葉展期)施用，磷肥和鉀肥均作基肥施用。

試驗共設2×3+1=7個處理，隨機區(qū)組設計，3次重復，共21個小區(qū)，小區(qū)面積19.8 m2(寬3.3 m，長6 m)，等行距種植，每小區(qū)種植5行，行距66 cm，株距20 cm，密度75 000株/hm2。小區(qū)之間開排水溝。4月10日播種，7月17日收獲。2～3葉期間苗，4～5葉期定苗。其他田間管理措施同一般大田。

1.3 測定項目及方法

葉面積動態(tài)。在玉米6葉展、12葉展、吐絲后20 d和成熟期，每小區(qū)取代表性植株3株，帶回室內，用長寬系數法測定葉面積(LA)，全展葉系數定為 0.75，最上面一片非全展葉系數定為 0.5，其他非全展葉系數按出葉先后順序(即由下至上) 在 0.75～0.5之間等額遞減。根據 LA 計算葉面積指數(LAI)。

抗倒伏性狀。株高與穗位高：在玉米成熟期，每個小區(qū)選擇連續(xù)的10株，測量株高和穗位高；莖粗：在玉米成熟期，每個小區(qū)選擇連續(xù)的10株，測量地上部第3節(jié)扁平面的直徑；基部節(jié)間長度：成熟期，每個小區(qū)選擇連續(xù)的10株，測量基部第1～5節(jié)間的總長度；倒伏率與倒折率：在玉米收獲前，調查每小區(qū)倒伏與倒折株數，倒伏率(%)=倒伏株數/總株數×100，倒折率(%)=倒折株數/總株數×100。

產量及其構成因素。于成熟期考察實際密度、空稈率、雙穗率、產量和產量構成等。在收獲前，調查小區(qū)中間2行，記錄總株數、空稈株數、雙穗株數，然后，記錄實收穗數，稱鮮重，按大小穗比例和平均鮮穗重取10穗帶回室內考種，考察穗行數、行粒數、百粒重，計算理論產量；根據10穗籽粒質量與含水量折算實際產量(14%水分)。空稈率(%)=空稈株數/總株數×100，雙穗率(%)=雙穗株數/總株數×100。

1.4 數據處理

采用Excel進行數據整理，Origin9.0制圖，DPS進行Ducan’s新復極差法方差分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量與基追比例對葉面積的互作效應

由圖1可見，6葉展期，各施氮處理葉面積指數與CK均無顯著性差異，但A1B3較A1B2顯著降低。12葉展期，各施氮處理葉面積指數較CK顯著提高，提高幅度在40%～86%之間；各施氮處理表現A1B3>A1B2>A2B1>A1B1>A2B2>A2B3，且A1B3顯著高于后3個處理。吐絲后20 d，各施肥處理葉面積指數均顯著高于CK，施氮處理間表現與前一時期不同，呈現A1B1>A1B2>A1B3>A2B1>A2B2>A2B3趨勢，但差異均不顯著。成熟期，各施氮處理葉面積指數均顯著高于CK，表現為A1B2>A1B3>A2B1>A2B2>A1B1>A2B3，前3個處理葉面積指數顯著高于后2個處理。綜合來看，總施氮量與追肥比例較高的處理生育中后期葉面積指數較大。

圖1 玉米4個時期葉面積指數

2.2 氮肥用量與基追比例對抗倒伏性狀的互作效應

由表1可見，各施氮處理株高均顯著高于CK，但施氮處理間無顯著差異，其中，以A2B2和A1B2處理株高較矮。各施氮處理穗位高均顯著高于CK(A2B2除外)，但施氮處理間無顯著差異，其中，以A2B2和A1B2處理穗位高較矮。各施氮處理莖粗均顯著高于CK，施氮處理中以A1B1處理最大，A2B2和A2B3處理相對較小。各施氮量處理基部節(jié)間長度無顯著差異，A1B2、A2B1、A2B3處理基部節(jié)間長度顯著長于CK。整體來看，氮肥用量對株高、穗位高、基部節(jié)間總長度無顯著影響，但施氮量較大有利于提高莖粗；氮肥基追比例對株高、穗位高有明顯影響，以B2處理(基追肥比例6∶4)株高、穗位高較低，倒伏風險相對較低。

氮肥用量與基追比例對玉米的倒伏率影響較小，各處理均沒有倒伏現象發(fā)生。玉米倒折率有隨施氮量增大而提高的趨勢，各基追比例處理中以B2處理倒折率相對較小，其中A1B2處理顯著低于A1B1處理(表2)。可見，氮肥用量與基追比例對玉米倒折率有顯著影響，基追肥比例6∶4處理有利于降低倒折率。

表1 各處理成熟期株高、穗位高、莖粗及基部節(jié)間總長度比較

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。下同。

表2 各處理倒伏率和倒折率比較

2.3 氮肥用量與基追比例對產量及產量構成因素的互作效應

2.3.1 雙穗率、空稈率和有效穗數

由表3可見，氮肥用量與基追比例對玉米空稈率影響較小，對雙穗率影響相對較大。A2B1和A2B3處理的雙穗率較A2B2分別減少了62.5%和75%，差異顯著；各處理的有效穗數無顯著差異。

表3 各處理空稈率、雙穗率和有效穗數比較

2.3.2 產量及其構成因素

由表4可見，各施氮處理產量及其構成因素均高于CK，且多達顯著差異。各施氮處理產量均顯著高于CK，各施氮處理產量表現為A1B2>A1B1>A2B2>A2B1>A1B3>A2B3，其中A1B2與A1B1處理間差異不顯著，A1B2處理產量顯著高于后4個處理，A1B1、A2B2顯著高于A2B3處理。比較各施氮處理的產量構成因素，發(fā)現各施氮處理穗行數差異不顯著，行粒數以A1B2處理最高，其余處理間差異不顯著；百粒重一般表現為B1>B2>B3的趨勢。

可見，玉米產量隨施氮量增大而提高，且以基追比例B2處理(基追肥比例6∶4)產量最高。本試驗中最佳組合為A1B2處理。

表4 各處理產量及構成因素比較

3 討論

施用氮肥可提高作物葉綠素含量、葉面積指數及光合效率，進而促進作物生長發(fā)育。劉劍釗等[12]研究發(fā)現，合理施用氮肥可顯著提高玉米葉面積指數、SPAD值和葉片凈光合速率。王帥等[13]研究證明，施氮240 kg/hm2能夠顯著提高玉米葉片的凈光合速率、葉綠素含量和可溶性蛋白含量。本試驗發(fā)現，A1施氮量處理下，玉米生育前期葉面積指數隨基施氮肥增加而增大；但生育中后期葉面積指數以追肥比例較大的處理較高。整體來看，總施氮量較大、追肥比例較高的處理生育中后期葉面積指數較大，從而為高產奠定了基礎。

氮肥施用與玉米抗倒伏能力密切相關。葉德練等[14]研究表明，氮肥通過提高基部節(jié)間半纖維素、纖維素和木質素的含量從而提高玉米植株基部節(jié)間抗折斷力。本試驗發(fā)現，施氮量增大有利于提高莖粗，但施氮量對株高、穗位高、基部節(jié)間總長度無顯著影響；氮肥基追比例對株高、穗位高有顯著影響，B2處理(基追肥比例6∶4)株高、穗位高較低，抗倒伏能力提高。本研究還發(fā)現，氮肥用量與基追比例對玉米倒折率有顯著影響，其隨施氮量增大而提高，基追肥比例6∶4處理有利于降低倒折率。

氮肥施用的時期和方式能夠顯著影響玉米產量，進而影響經濟效益[15，16]。李偉等[17]試驗表明，氮肥基追比例顯著影響玉米籽粒的灌漿啟動速度及灌漿活躍期，玉米產量隨氮素基追比例增大表現先增后降趨勢。本試驗發(fā)現，A1施氮量條件下，玉米穗行數、行粒數和產量均以A1B2處理最大；A2施氮量條件下，A2B2產量最高。可見基追比例B2處理(基追肥比例6∶4)最有利于玉米產量提高。此結果與韓小偉等[18]、張偉納等[19]和胡迎春等[20]的研究一致。張杰等[21]認為玉米施氮量以240～280 kg/hm2為宜，可以實現較好的產量水平，且氮素利用率較高。

4 結論

氮肥用量對株高、穗位高、基部節(jié)間總長度無顯著影響，但施氮量較大有利于提高莖粗；氮肥基追比例對玉米抗倒伏性狀有一定影響，基追比例為6∶4時，玉米株高、穗位高、倒折率最低；施氮量較高、追肥比例較大有利于提高玉米生育中后期葉面積指數，為提高產量奠定了基礎；玉米產量隨施氮量增大而提高，以基追比例6∶4處理產量最高。因此，綜合產量與抗倒伏性狀，瀏陽玉米適宜氮肥用量和基追比例分別為273 kg/hm2與6∶4。考慮到本研究僅設了兩個施氮水平，且沒有考察其氮素利用效率，因此，瀏陽玉米適宜施氮量與基追比例問題，還有待進一步研究與驗證。