不同氮肥梯度下甜玉米株高和莖粗變化規律研究

張善炫 黃影華 張華杰 周麗燕 趙麗君 夏麗莎 洪瑞霞 陳秋玉 陳青春

摘要：為明確不同氮肥梯度對甜玉米株高和莖粗的影響，于仲愷農業工程學院作物研究所梅田村基地開展早晚造甜玉米6個氮肥梯度小區試驗，測量不同生育期的株高和莖粗。結果表明，甜玉米植株株高和莖粗均隨其生育期推進而增加，并于灌漿期達到最大值;兩造的自然株高和生理株高與氮肥量均呈極顯著正相關關系;早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關，晚造莖粗與氮肥量呈正相關;不同生育期內，兩造莖粗與自然株高或生理株高都呈正相關，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關，晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關。

關鍵詞：甜玉米;氮肥;株高;莖粗

中圖分類號：S143.1

文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020）12-0017-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.004

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

甜玉米的發展歷史悠久，最早來源于美洲大陸[1]，近十幾年來，中國甜玉米迅速發展，產量和品質大大提高。中國玉米單產水平逐年提高主要得益雜交種子的推廣和應用，同時，肥料的投入也是增產的因素之一，其中合理使用氮肥不僅能促進玉米的生長發育還能提高玉米的產量和品質，且作用顯著[2]。合理利用氮肥，不僅節省成本，還削弱對環境的污染[3-5]。Montemayor等[6]研究表明過多使用氮肥，會造成嚴重的環境問題。且氮肥對植物生長變化具有雙重效應，劉志恒等[7]研究表明過多施加氮肥，利用效率會隨著其增加而降低。氮肥對植物的生長發育有著至關重要的影響，前人對氮肥的研究中發現，適當的氮肥量對胡麻、燕麥等的株高有顯著表現，利于其農藝性狀的改善[8.9]。氮肥量的適量投入對植物生長發育和產量變化的作用均較顯著。段宏凱等[10]研究發現不同時期追加氮肥，對谷子穗分化株高也有顯著的影響。投入適量氮肥作為基肥的同時，在不同時期補充氮肥，對作物生長發育作用效果顯著。朱鐵霞等[11]對菊芋的不同氮肥研究中發現，植物的生殖階段，在氮肥的促進作用下，光合產物優先供給生長旺盛部位，地上器官營養向地下運輸，促進植物生長加快，株高增長。

水分是植物維持生長發育的最基本因素之一。李樹軍[12]研究玉米生長指標時發現，水分對玉米的株高等農藝性狀也有一定的影響。水分對玉米生長發育以及產量的影響具有顯著效果[13 ，14]。缺水會導致玉米品質改變，產量降低，嚴重缺水時，植株會枯萎。張馨月等[15]研究表明土壤的水分缺少或過量均抑制植株生長和氮素吸收。本次試驗在廣東省廣州市開展，早造水稻種植期間由于廣州多雨，肥水充足，光照少，病蟲害多等因素，因此在種植時，要控制好水分，及時澆、排水，避免玉米植株對氮素的吸收不充分，影響試驗結果。

玉米的抗倒伏能力影響其生長發育乃至產量和品質。玉米倒伏大多數是受暴風雨天氣影響，特別是在廣東省，降水量大，時常有臺風干擾，造成玉米倒伏，給人們帶來巨大的經濟損失[16-18]。楊國虎[19]研究表明莖粗與穗長、穗粗、單株產量存在極顯著的正相關。豐光等[20]研究表明莖粗可以作為衡量玉米倒伏的指標。合理密植和施加氮肥對玉米植株的抗倒伏能力有一定的作用。李明等[21]研究表明玉米植株莖粗和株高都隨著其生育期推進而增加并在抽雄期達到最大，隨后保持不變;同一生育期內，莖粗和株高都隨著施鉀量增加而增加;同時，施鉀量、莖粗和株高三者之間分別呈顯著正相關關系。

本課題通過在南方地區開展一系列的氮肥梯度研究氮肥對甜玉米株高和莖粗的影響，并開展早造和晚造兩造;株高細分生理株高和自然株高，研究不同氮肥梯度與甜玉米生長指標的變化規律。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗共開展兩造，分別于2018年3-6月、9-1 1月在仲愷農業工程學院作物研究所梅田村基地進行，土壤類型為黏土，早造前茬為休閑田，晚造前茬為玉米。早造供試品種為仲甜5號（甜），晚造供試品種為仲鮮甜102。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，3次重復。共設6個氮肥處理，0、150、225、300、375、450 kg/hm2分別記為NO、Nl、N2、N3、N4、N5，施用比例為基肥占22%，苗肥占l0%，拔節肥占30%，攻苞肥30%，粒肥8%，前、中、后期比例為32：60：8，氮肥為尿素，N含量為46%。鉀肥用量為360 kg/hm2，施用比例與氮肥相同，鉀肥為氯化鉀，K20含量為52%。磷肥（P205160 kg/hm2）作基肥一次性施人，磷肥為過磷酸鈣，P205含量為13.5%。玉米種植采用一壟雙行，壟寬60 cm，株距為30 cm，小區面積為10m2，早造3月28日播種，6月3日收獲，晚造9月23日播種，1月4日收獲。整個生育期不噴施農藥，其他管理同常規高產田。

1.3 數據測量

早造測量時間在2018年4月1日至6月3日，為期9周，每周1次。晚造測量時間是2018年9月29日至11月15日，為期9周，每周1次。

1.3.1株高的測量

1）自然株高測量：選取確定的5株代表性植株，使用標尺每周測量其自然株高。

2）生理株高測量：選取確定的5株代表性植株，使用標尺每周測量其生理株高。

1.3.2 莖粗的測量

選取確定的5株代表性植株，定期測量基部第二與第三節間中部節間莖粗，測橢圓形寬邊。

1.4 數據統計與分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2010與SPSS22.0進行處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥梯度甜玉米生長指標變化規律

2.1.1 不同氮肥梯度甜玉米自然株高的變化規律圖1表明，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，自然株高均在拔節前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長，并在抽雄期增長最快。同一生育期內，早造的自然株高生長隨著氮肥用量的增加先增加后有下降趨勢，而晚造的自然株高生長隨著氮肥用量的增加先增加隨后趨于穩定。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節前期到抽雄期前的自然株高生長速度變化差異不大，但在灌漿期N2氮肥梯度下的自然株高最高，可能原因是，N2氮肥梯度肥料利用率較高;對比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節前期到抽雄期前的生長高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下自然株高生長較高。

2.1.2 不同氮肥梯度甜玉米生理株高的變化規律由圖2可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，生理株高均在拔節前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長，并在抽雄期增長最快。同一生育期內，不同氮肥處理的早晚造生理株高生長變化趨勢與自然株高的基本一致。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔節前期到抽雄期前，3個時期的生理株高生長速度變化差異不大，但在灌漿期N2氮肥梯度下的生理株高最高，可能原因是N2氮肥梯度下氮肥利用率較高;對比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔節前期到抽雄期前，3個時期的生長高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下生理株高生長較高。

2.1.3 不同氮肥梯度甜玉米莖粗的變化規律 由圖3可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，莖粗均在拔節前期到抽雄期前快速增長，并在抽雄期達到最大增長速率，抽雄期之后莖粗的增長速率下降，在灌漿期達到最大值。同一生育期內，莖粗隨著氮肥用量的增加而增大，且N5處理組的早晚造玉米的莖粗平均值最大。

2.2不同氮肥梯度與株高及莖粗的關系

2.2.1 不同氮肥梯度與自然株高的關系 由圖4可知，在各個生育期內，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株自然株高（各個處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關系數低于晚造，原因可能是，早造的栽培時間正處于多雨季節，光照少，肥料利用率不高，整體植株相對矮小;而晚造的栽培時間，晴朗天氣比較多，光照充足，肥料利用率高，整體植株相對較高。

2.2.2 不同氮肥梯度與生理株高的關系 由圖5可知，在各個生育期內，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株生理株高（各個處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關系數高于晚造，原因可能是早造的栽培時間正處于多雨季節，降水充足，肥料利用率高，但光照少，整體植株相對矮小;而晚造的栽培時間，晴朗天氣比較多，溫度高，雨水少，肥料利用率不高，但光照充足，整體植株相對較高。

2.2.3 不同氮肥梯度與莖粗的關系 由圖6可知，在各個生育期內，隨著氮肥量的增加，早造植株的莖粗（各個處理平均值）都隨之而增加，兩者呈顯著正相關（r>0.8，0.01

2.3 不同生育期株高與莖粗的關系

2.3.1 不同生育期自然株高與莖粗的關系 由圖7可知，甜玉米在各個生育期內，早晚造的自然株高與莖粗都呈正相關，其中，早造的自然株高與莖粗呈顯著正相關（r>0.8，0.01

2.3.2 不同生育期生理株高與莖粗的關系 由圖8可知，甜玉米在各個生育期內，早晚造的生理株高和莖粗都呈正相關，其中，早造的生理株高與莖粗呈顯著正相關（r>0.8 0.01

3 討論與小結

3.1 討論

作物株高及莖粗與作物抗倒伏能力密切相關，適宜的株高、莖粗，有利于作物的豐產。陳曉光[22]研究表明，高施氮量處理降低了莖稈木質素合成相關酶的活性和木質素含量，莖稈抗倒伏能力降低，但未明確氮肥用量與莖稈粗細的關系。馬躍等[23]研究表明，在適宜的范圍內，氮肥、磷肥和鉀肥用量對番茄株高的影響都呈正相關。張正等[24]研究表明，氮肥的施用量與株高、工藝長度、莖粗和單株莖重呈顯著正相關，增施氮肥可以有效促進亞麻株高、工藝長度、莖粗和單株莖重的生長發育。在本研究中，隨著施氮量的增加，株高和莖粗亦隨之增加，但N2氮肥用量條件下，自然株高和生理株高在灌漿期達到最高，而對比晚造時，N2氮肥梯度下，自然株高和生理株高在灌漿期株高表現不突出。史振聲等[25]研究降水量對玉米的影響，表明株高成長期降水量是影響株高變化的根本原因，特別是在廣州這樣的南方地區，早造期間多雨季節，水分分布不均，導致株高生長變化差異大;晚造氮肥量與莖粗的相關系數遠低于早造，呈正相關，未達到顯著正相關，與預期結果有偏差。

由于試驗條件限制，每季僅選用一個品種開展試驗，試驗數據相對有限，且測量工具和方法也受限制，測量數據時，因測量人員不同，測量標準難以精確統一，獲取數據質量相對較差;因此，在今后的試驗測量中，需選用更合理的方法、更精密的儀器，定期檢查試驗器材，以滿足試驗要求[26-29]，在后續研究中，尚需根據本次試驗的氮肥梯度繼續開展多品種氮肥梯度試驗，以便獲得更可信的結果。

3.2小結

1）在早晚兩造的試驗中，在不同氮肥梯度下，甜玉米的株高和莖粗都隨著生育期的推進而增加。并在灌漿期達到最大，其中，在拔節前期到抽雄期生長速度較快，與李明等[21]研究鉀肥對糯玉米株高和莖粗的變化規律相似。

2）在同一生育期內，早晚兩造甜玉米的自然株高和生理株高都隨著氮肥量的增加而增加，株高與氮肥量呈極顯著正相關（r>0.9，P< 0.01）。

3）在同一生育期內，早晚造的甜玉米莖粗都隨著氮肥量的增加而增大，早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關（r>0.8，P< 0.05），晚造莖粗與氮肥量呈正相關。

4）不同生育期內，兩造莖粗和自然株高或生理株高都呈正相關，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關（r> 0.8，P<0.05），晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關。

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基金項目：廣東省教育廳青年創新人才項目（2016KQNCX078）;廣東省農業廳鄉村振興戰略專項（2018IM2165）;大學生創新訓練項目（201811347006）;廣東省鮮食玉米遺傳育種T程中心項目（粵科產學研[20161176號）

作者簡介：張善炫（1993-），男，廣東茂名人，在讀本科生，農學專業，（電話）13602894614（電子信箱）l184696795@qq.com;通信作者，陳青春，男，江蘇連云港人，副教授，博士，主要從事作物精確管理與資源高效利用的研究，（電話）15818115414（電子信箱）chenqingchun0414@163.com。