沼肥與化肥配施對春玉米生長性狀的影響

劉德堯　趙金璽　劉小　王學芬　韓守良　孫輝　劉新程

摘要：為探究不同比例沼肥與化肥配合施用對春玉米（Zea mays L.）生長性狀的影響，選擇春玉米品種金海5號作為試驗材料，設置6個不同施肥處理，分別為CK（不施肥）、HF（化肥）、ZH20（20%沼肥+80%化肥）、ZH50（50%沼肥+50%化肥）、ZH80（80%沼肥+20%化肥）、ZF100（100%沼肥），5個施肥處理以施氮352.5 kg/hm2為基準。試驗采用隨機區組設計，研究了不同施肥處理對春玉米在拔節期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗吐絲期和收獲期5個關鍵生育期的葉片發育、株高、結穗性狀及光合作用的影響。結果表明，100%沼肥處理在拔節期和大喇叭口期時促進葉片生長效果最明顯;大喇叭口期之前，化肥比例越高的處理可顯著提高玉米葉片葉綠素含量，大喇叭口期之后差異不明顯。

關鍵詞：沼肥;化肥;春玉米（Zea mays L.）;生長性狀

中圖分類號：S513;S147.34 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）05-0063-04

Abstract： The purpose of this experiment is to study the effects of combined application of biogas manure and chemical fertilizer in different proportions on the growth traits of spring maize （Zea mays L.）. Spring maize variety Jinhai No.5 was selected as experimental material and 6 different fertilizer treatments were set up， labelled as CK（no fertilizer）， ZH20（20% biogas manure+80% chemical fertilizer）， ZH50（50% biogas manure+50% chemical fertilizer）， ZH80（80% biogas manure+20% chemical fertilizer）， ZF100（100% biogas manure）. The nitrogen application of the 5 fertilization treatments were all 352.5 kg/hm2. Filed trails were conducted in randomized block design to study the effects on leaf development， plant height， earing traits and photosynthesis in five key growth stages （jointing stage， small bell-mouthing stage， big bell-mouthing stage， tasseling and silking stage and physiological maturity）. The results showed the application of 100% biogas promoted leaf growth most obviously at jointing stage and big bell-mouthing stage; Before big bell-mouth stage， the treatments with higher proportion of chemical fertilizer significantly improved the contents of chlorophyll， and there was no significant difference after big bell-mouth stage.

Key words： biogas manure; chemical fertilizer; spring maize（Zea mays L.）; growth traits

玉米（Zea mays L.）作為中國重要的糧食作物之一，生產歷史悠久，種植面積廣大，在東北、華北、西北和西南山區都有較大的種植面積。作為糧食、經濟、飼料兼用的作物，玉米對整個農業生產的擴大和國民經濟的發展發揮著越來越重要的作用。為提高玉米產量，合理的肥料施用是一條重要的途徑[1]。

張福鎖等[2]的研究表明，中國大部分糧食主產區存在施肥模式單一，化肥施用過量的問題?；试谏a中大量甚至超量施用，造成肥料利用率低、土壤肥力下降、糧食產量增長緩慢等負面影響，導致能源浪費、環境污染，最終影響農業的可持續發展。有統計顯示[3]，中國每年損失的氮素相當于2 050多萬噸尿素。將無機肥與有機肥按照一定的配施比例混合施用可以有效地緩解上述狀況[4，5]。

沼肥是生物質經沼氣池厭氧發酵的產物，由沼液和沼渣組成，是一種具有綠色、高效、緩速兼備的優質有機肥料。同時沼肥含有豐富的有機質、粗蛋白質、腐殖酸、氨基酸、微生物、氮、磷、鉀及多種微量元素。研究表明，施用沼肥對提高作物品質、產量和抗病性，促進生長代謝，改善土壤理化性質均有明顯的作用[6-10]。近年來，隨著農村對沼氣能源利用的普及，產生的沼肥也廣泛地應用于農業生產。但單一施用沼肥與單一施用化肥相比，又存在產量降低等問題[11，12]。雍山玉等[13]研究了沼肥和化肥配施對玉米產量的影響，結果表明，與沼肥單施相比，沼肥和化肥配施對玉米有明顯的增產效果，增產幅度可達20.6%。艾俊國等[14]的研究表明，沼肥與化肥合理配施有利于玉米植株的光合作用。多數學者在研究沼肥利用時大多注重某單一肥效，而對沼肥施肥工藝及沼肥施用后作物不同生育期的生長發育、生物學性狀較少有系統的研究。

因此，為充分發揮化肥與沼肥的優點，探究二者配合施用的最佳模式，本試驗以春玉米為研究對象，將沼肥與化肥按不同配比施用，旨在系統地研究其對春玉米生長性狀的影響，為化肥、沼肥的合理配施以實現春玉米增產提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗材料

試驗地點設在中國農業大學煙臺研究院試驗田。該地區屬溫帶季風氣候，年平均氣溫為12.0～12.6 ℃，年平均降水量為750 mm。試驗區域土壤為棕壤，地力均一。試驗日期為2018年5月1日至9月20日。

供試春玉米品種為金海5號。試驗所用沼肥由當地養殖場提供。

1.2 ?試驗設計

本試驗共6個處理，3次重復，共計18個小區，小區面積2 m×6 m，各小區布置采取隨機區組設計。每小區等行距種植，行距66 cm，株距25 cm，栽培管理按照當地高產春玉米田標準進行，滿足肥水供應。

6個處理包括不施任何肥料的對照（CK）;單施化肥（HF），按照每公頃施氮352.5 kg、磷165.0 kg、鉀375.0 kg的標準進行施肥;其余處理以施氮352.5 kg/hm2為基準，按照特定施肥比例進行施肥。各處理具體施肥比例及施肥量見表1?；试诓シN前5 d施入，追肥在小喇叭口期至大喇叭口期施入。

1.3 ?測定項目及方法

在玉米拔節期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗吐絲期、收獲期5個關鍵生育期測定總葉片數、株高、單株光合作用面積和葉綠素含量。單片葉光合作用面積（mm2）=葉長（mm）×葉寬（mm）×0.7，單株玉米光合作用面積為其所有葉片面積之和;葉綠素含量采用丙酮提取法測定。

玉米成熟后，于收獲期選取各組有代表性的植株測定平均結穗數，并統計其中病蟲穗與發育不良穗。

1.4 ?數據處理

采用Microsoft Excel、SPSS 19.0統計軟件進行數據分析及處理。

2 ?結果與分析

2.1 ?沼肥與化肥配施對玉米葉片發育的影響

葉片是玉米進行光合作用的主要場所。有研究表明[15]，玉米葉片總數與產量具有一定的相關性。根據玉米生長特性可知，幼苗發育過程中1～3片葉的營養來源主要為種子的胚乳，4～7片葉的營養來源主要為萌發的幼苗根系從土壤中吸收的營養物質，7片葉后根系開始發大，葉片的營養同樣來源于土壤養分。定苗期玉米植株葉片數剛過3片，根系開始吸收土壤養分，各施肥處理間差異不明顯;拔節期開始大量吸收土壤養分，各組葉片數開始出現差異。

表2為5個生育期各施肥處理總葉片數和枯萎葉片數的統計數據。由表2可以看出，在收獲期前的4個生育期，5個施肥處理總葉片數均明顯多于CK。拔節期時，總體上沼肥比例越高的施肥處理總葉片數越多，以處理ZF100最多。推測由于拔節期時根系大量吸收土壤中沼肥的養分以供葉片發育，表明此時期沼肥比例越高更有助于葉片發育。大喇叭口期時，處理ZF100枯萎葉片數顯著多于其他處理，推測由于100%沼肥處理中沼肥促進葉片生長最明顯，使其提前衰老所致。本試驗所有處理選用的都是同一品種的玉米種子，存在相對穩定的遺傳特性，試驗收獲期時總葉片數6個處理間差異均不顯著，符合理論預期。

2.2 ?沼肥與化肥配施對玉米株高的影響

玉米株高對其抗倒伏能力影響明顯[16]。相關研究表明[17]，在玉米群體中，倒伏率每增加1%，大約減產108 kg/hm2。由表3可知，在抽穗吐絲期5個施肥處理的玉米單株平均株高都明顯高于CK，除處理ZF100外，其他處理均與CK差異顯著。在抽穗吐絲期后，CK植株還有增高，而其他5個施肥處理玉米植株高度反而有所下降。玉米生長中抽穗吐絲期前為營養生長，之后為生殖生長，但CK玉米抽穗吐絲后植株仍有長高的現象，即營養生長仍未結束，表明CK的玉米生長最慢。而其他組株高下降原因是雄穗傳粉完成后植株受風折斷。

2.3 ?沼肥與化肥配施對玉米產量性狀的影響

表4為成熟期各施肥處理結穗數、病蟲穗數和發育不良穗數的統計數據。由表4可知，不同處理結穗數和病蟲穗數并無明顯差異，而發育不良穗數存在較大差異。CK發育不良穗數明顯多于其他各施肥處理。這表明不施肥處理導致的結穗發育不良現象可以通過施肥來改善。從結穗角度來看，不施肥對玉米的產量性狀影響較大，通過施用化肥或沼肥可以提高玉米的產量性狀，不同施肥比例之間無顯著差異。

2.4 ?沼肥與化肥配施對玉米葉片光合作用的影響

玉米產量直接或間接來自光合產物，而光合面積和葉綠素含量是衡量葉片光合作用的重要指標[18，19]。由表5可知，比較5個時期的葉綠素含量，所有施肥處理均高于CK。大喇叭口期之前，施化肥比例越高的處理玉米葉片中葉綠素含量越高，大喇叭口期之后差異開始不顯著，推測沼肥的肥力開始發揮作用。

圖1為定苗期、拔節期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗吐絲期和成熟期共6個生育時期各施肥處理光合作用面積的測定數據。由圖1可知，前5個時期施肥處理間光合作用面積差異均不顯著，但大部分都顯著高于CK。收獲期6個處理玉米植株葉片光合作用面積均有所下降，為枯萎葉片增多所致。推斷沼肥與化肥不同配施比例對玉米葉片生長光合作用面積沒有影響。綜合來看，大喇叭口期之前，化肥比例越高的施肥處理增強玉米葉片光合作用效果越明顯。

3 ?結論

通過施肥可以提高春玉米不同時期葉片數、光合作用面積和株高，但不同施肥比例間無顯著差異。拔節期時，100%沼肥處理可顯著提高春玉米葉片數;大喇叭口期后，100%沼肥處理會加快春玉米葉片枯萎。大喇叭口期前，100%化肥處理提高玉米葉片葉綠素含量最顯著。化肥和沼肥配合施用與單施沼肥或化肥相比可以有效改善春玉米的結穗性狀，但不同施肥處理間無顯著差異。綜合考慮，春玉米種植可提倡采用沼肥和化肥配合施用的施肥方式，以起到改善生長性狀、增加產量、節約成本、提高肥料利用率等作用。

參考文獻：

[1] 曾繁星，魏 ?湜，顧萬榮，等.沼肥與化肥配施對東北不同株型玉米葉片光合特性及產量的影響[J].西北農業學報，2016，25（1）：16-24.

[2] 張福鎖，王激清，張衛峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J].土壤學報，2008，45（5）：915-924.

[3] 閆 ?湘，金繼運，何 ?萍，等.提高肥料利用率技術研究進展[J].中國農業科學，2008，41（2）：450-459.

[4] 李本銀，黃紹敏，張玉亭，等.長期施用有機肥對土壤和糙米銅、鋅、鐵、錳和鎘積累的影響[J].植物營養與肥料學報，2010，16（1）：129-135.

[5] 徐志強，代繼光，于向華，等.長期定位施肥對作物產量及土壤養分的影響[J].土壤通報，2008，45（4）：766-769.

[6] 段 ?然.沼肥肥力和施用后潛在污染風險研究與土壤安全性評價[D].蘭州：蘭州大學，2008.

[7] 孫廣輝.沼液灌溉對蔬菜產量和品質以及土壤質量影響的研究[D].杭州：浙江大學，2006.

[8] 郭 ?強，柴曉利，程海靜，等.沼液的綜合利用[J].再生資源研究，2005（6）：37-41.

[9] 喬 ?鋒，肖 ?洋，趙淑蘋.海林農場沼肥連年施用對玉米產量和土壤化學性質的影響[J].中國農學通報，2018，34（36）：93-98.

[10] 蔡阿興，蔣其鰲，常運誠，等.沼氣肥改良堿土及其增產效果研究[J].土壤通報，1999（1）：4-6.

[11] 楊合法，范聚芳，郝晉珉，等.沼肥對保護地番茄產量、品質和土壤肥力的影響[J].中國農學通報，2006，22（7）：369-372.

[12] 方海寶.沼液在作物上的綜合應用技術[J].安徽農學通報（上半月刊），2009，15（13）：51-52.

[13] 雍山玉，王友生.沼肥與化肥配施對玉米產量及防病效果的影響[J].中國沼氣，2012，30（6）：61-62.

[14] 艾俊國，孟 ?瑤，于 ?琳，等.沼肥與化肥配施對東北春玉米光合生理特性及產量品質的影響[J].中國土壤與肥料，2015（4）：59-65.

[15] 孟 ?彥，陳 ?輝，湯其寧.夏玉米葉片數與產量的相關性初步研究[J].農業科技通訊，2013（11）：63-65.

[16] 王文頗，李彥生，周印富.玉米倒伏及其影響因素（綜述）[J].河北農業技術師范學院學報，1998（3）：60-64.

[17] 孫世賢，顧慰連，戴俊英.密度對玉米倒伏及其產量的影響[J].沈陽農業大學學報，1989（4）：413-416.

[18] 鹿紅衛，王昌亮，盧瑞乾，等.種植密度對玉米生長期葉片葉綠素含量和產量的影響[J].安徽農業科學，2013，41（35）：13503-13505.

[19] 王友華，許海濤，熊衛東.玉米不同層位葉片對穗粒性狀的影響[J].中國種業，2013（2）：43-44.