液體磷肥用量對玉米生長?產量及品質的影響

陳煜林 胡義熬 楊永勝 楊依凡 涂攀峰 薛鑫海 鄭宇程 鄧蘭生

摘要 在田間液體配肥站模式下，根據玉米的養分需求規律，探究液體肥料全部追施時砂壤土玉米適宜的液體磷肥投入量。在田間設置了3個等級的磷投入量，純磷投入量分別為15.0 kg/hm2（MP1）、29.4 kg/hm2（MP2）、58.2 kg/hm2（MP3），研究了不同液體磷肥投入量對玉米農藝性狀、磷素吸收、產量及玉米籽粒品質的影響。結果表明，MP3的產量、穗數和穗粗均最高;與MP1相比，MP3的光合色素（葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素）顯著增加了21.82%～37.76%;不同生育期MP3干物質重的增加幅度為14.59%～39.09%;此外，MP3的籽粒含糖量最高，MP2的籽粒脯氨酸和蛋白質含量最高。當純磷投入量為58.2 kg/hm2時，有利于提高玉米的產量、干物質積累、葉綠素含量和籽粒含糖量;當純磷投入量為29.4 kg/hm2時，有利于提高籽粒的脯氨酸和蛋白質含量;當純磷投入量為15.0 kg/hm2時，磷肥偏生產力最高。

關鍵詞 液體配肥站;滴灌;液體磷肥;玉米;追施;生長發育

中圖分類號 S513? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）10-0129-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.029

Effect of Liquid Phosphate Fertilizer on Growth，Yield and Quality of Maize

CHEN Yu-lin1，HU Yi-ao1，YANG Yong-sheng2 et al （1.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong? 510642;2.Agricultural Technology Extension Center of Urat Front Banner，Inner Mongolia，Urat Front Banner，Inner Mongolia 014400）

Abstract Under the mode of liquid fertilizer station in the field，according to the nutrient demand law of maize，the suitable liquid phosphorus fertilizer input for maize in sandy loam soil was explored when all liquid fertilizers were applied.Three levels of phosphorus input were set up in the field.The pure phosphorus input was 15.0 kg/hm2 （MP1），29.4 kg/hm2 （MP2） and 58.2 kg/hm2 （MP3），respectively.The effects of different liquid phosphorus input on agronomic traits，phosphorus absorption，yield and grain quality of maize were studied.The yield，panicle number and panicle diameter of MP3 were the highest;compared with MP1，the photosynthetic pigments （chlorophyll a，chlorophyll b，total chlorophyll and carotenoids） of MP3 were significantly increased by 21.82%-37.76%;the increase of dry matter weight of MP3 at different growth stages was 14.59%-39.09%;in addition，the sugar content of MP3 was the highest，and the proline and protein content of MP2 was the highest.The yield，dry matter accumulation，chlorophyll content and grain sugar content of maize were improved when the pure phosphorus input was 58.2 kg/hm2;the proline and protein content of maize were improved when the pure phosphorus input was 29.4 kg/hm2;when the pure phosphorus input was 15.0 kg/hm2，the partial factor productivity of applied P was the highest.

Key words Liquid fertilizer station;Drip irrigation;Liquid phosphate fertilizer;Corn;Topdressing;Growth and development

基金項目 國家重點研發計劃項目（2016YFD0200404）;東莞市引進創新創業領軍人才計劃項目（東人函〔2018〕736號）。

作者簡介 陳煜林（1997—），男，廣東汕頭人，碩士研究生，研究方向：水肥一體化技術和新型肥料。通信作者，副教授，從事作物營養與灌溉施肥教學、研究和推廣應用工作。

收稿日期 2021-06-30;修回日期 2021-07-21

玉米是禾本科一年生草本植物，是我國重要的糧食作物之一。與傳統的水稻、小麥等糧食作物相比，玉米具有較強的耐旱性、耐寒性和良好的環境適應性[1]。玉米營養價值高，是我國高產糧食作物，是畜牧業、水產養殖業等的重要飼料來源，也是食品、保健品、輕工、化工等不可缺少的原料之一，玉米資源豐富、價廉、易得，還具有多種生物活性，如抗氧化、抗腫瘤、降血糖、提高免疫力、抗菌殺菌等，具有廣闊的發展和應用前景。而磷作為植物的必需元素之一，不僅是植物中許多重要化合物的組成部分，還以多種方式參與植物的代謝過程，從而影響植物的生長發育[2]。磷肥也是3種最重要的農業肥料之一，在農業生產中發揮重要作用[3]，但磷肥往往作為基肥進行施用，磷肥利用率一般只有10%～25%。提高磷肥的利用率，不僅可以減少種植玉米的投入成本，增加產出，而且也是保障我國有限磷肥資源的重要措施，對保障我國糧食安全具有重要意義[4]。磷酸一銨與傳統磷肥過磷酸鈣相比，其具有優良的水溶性，可以很好地應用于田間水肥一體化灌溉設施中，對提高磷肥利用率具有重要意義，也是田間液體配肥站磷源的主要選擇之一。北方土壤多為堿性土壤，而磷酸一銨作為酸性肥料，有利于作物生長發育，土壤中磷酸一銨的NH+4比其他銨鹽更容易被土壤吸收，因為在中性條件下容易解離，形成的NH+4被土壤膠體（負電荷）吸收，形成的H2PO4-也是作物可以吸收和利用的形式[5]。此外，與銨離子共存的磷離子特別容易被作物根系吸收[6]。張皓禹等[7]研究表明，新疆北疆當地磷肥以25%作基肥，75%作追肥最有利于玉米生長。相比磷肥作為基肥施用，磷肥通過滴灌的追施可以顯著提高磷肥利用率、磷素積累量和磷肥偏生產力[8]。此外，滴施液體肥可以提高玉米氮磷鉀的積累量，最終提高其產量及品質[9]。水肥一體化設施在我國農業上大面積推廣應用，但在實際生產應用中，并未很好地發揮水肥一體化設施的優勢，而且以往的研究主要揭示玉米對磷的吸收機理、磷肥利用率等方面[10]的內容;而且大多數研究雖然應用了水肥一體化設施，但磷還是主要作為基肥施用，追肥所占比例較少，而這不能發揮水肥一體化條件下磷素的高效利用[11]。因此，筆者以磷酸一銨作為磷原料，通過田間液體配肥站，配制3個不同磷含量的配方肥，并以不施底肥、全程追肥的方式，探討不同液體磷肥用量對玉米生長、產量及品質的影響，旨在為玉米生產中液體磷肥合理施用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年5—9月在內蒙古自治區巴彥淖爾烏拉特前旗大佘太鎮馬卜子村（108°58′33.54″E，41°06′5.43″N）進行。該區屬溫帶大陸性氣候，平均海拔1 100 m，年降雨量220 mm，年蒸發量2 500 mm，年日照時數3 002.5 h，其中4—9月1 733.6 h，初霜在9月中旬，終霜在5月中旬，霜期120 d。土壤為砂壤土，有機質為7.11 g/kg，速效氮26.30 mg/kg，速效磷5.35 mg/kg，速效鉀84.30 mg/kg，土壤pH為7.77，EC值為0.44 mS/cm。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為MC670，氮肥用尿素硝銨溶液（N 28%），磷肥用磷酸一銨（N 12%，P2O5 61%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%）。

1.3 試驗設計 試驗不施基肥，全程通過田間液體配肥站配制的液體配方肥進行追施，根據磷投入量的不同，共設置MP1（純磷投入量為15.0 kg/hm2）、MP2（純磷投入量為29.4 kg/hm2）、MP3（純磷投入量為58.2 kg/hm2）3個處理，每個處理3次重復，共9個小區，每個小區面積500 m2，隨機區組排列。各處理的純氮投入量均為220.5 kg/hm2，純鉀投入量均為48.0 kg/hm2，整個生育期共施肥8次，具體施肥情況見表1。

于2019年5月12日進行播種，前茬作物為玉米，寬行75 cm，窄行40 cm，株距23 cm，理論密度為75 645 株/hm2，出苗率為91%。灌溉方式采用膜下滴灌，在前8次滴水時將8次肥帶下，總灌水量4 078.5 m3/hm2。其他農藝措施，如病蟲害管理和雜草控制，按照該省建議的指導方針和標準，在所有處理中都是相同的。

1.4 測定項目與方法

在苗期（播種后38 d）、穗期（播種后58 d）和花粒期（播種后85 d）于田間測定株高、莖粗，每個小區取植株3株，將各器官分開后，105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘干至恒重，測定植株地上部生物量。而后粉碎過2 mm篩，通過鉬銻抗比色法測定各器官含磷量，并計算磷肥偏生產力[12]（計算公式為PFPP=Y/PF，其中，PFPP為磷肥偏生產力，Y為施肥后獲得的作物產量，PF為磷肥的投入量）。在成熟期（播種后126 d）進行田間調查，測定產量以及收獲后室內考種，測定穗長、穗粗和百粒重等指標，并通過近紅外谷物分析儀測定玉米籽粒的蛋白質含量、含油量、淀粉含量。可溶性糖測定采用蒽酮法;游離脯氨酸含量測定采用磺基水楊酸法[13]。總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量參考He等[14]的方法檢測。將磨碎的葉樣品（約0.1 g）與95%無水乙醇一起放置，然后在黑暗中保持直到樣品變白。在紫外可見分光光度計上分別在645、652和663 nm處測定葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量。

1.5 數據處理

數據使用Microsoft Office Excel 2016進行處理，采用軟件Statistix 8.1進行方差分析和多重比較，多重比較采用LSD法，結果采用字母標記法標記。作圖通過Sigma Plot 14.0進行。

2 結果與分析

2.1 液體磷肥施用量對玉米地上部生長的影響

由表2可知，不同時期施用不同量的液體磷肥對玉米生長發育有一定

的影響。在苗期，MP2和MP3均顯著提高了株高、莖粗和地上部生物量;在穗期，MP3的株高和地上部生物量均顯著高于MP1，而莖粗在3個處理間差異不顯著;在花粒期，MP2和MP3的莖粗和地上部生物量均高于MP1，但3個處理的株高和莖粗差異不顯著，MP3處理的地上部生物量顯著高于MP1和MP2處理;成熟期，MP3處理的株高和地上部生物量高于MP1和MP2處理，3個處理的株高和莖粗差異不顯著，MP2和MP3處理的地上部生物量均顯著高于MP1處理。

2.2 液體磷肥施用量對玉米磷素吸收的影響

液體磷肥不同施用量對玉米植株地上部磷的累積存在一定的影響，但影響不顯著（圖1）。在不同生育時期，玉米植株地上部生物量隨液體磷肥施用量的增加而增加，MP3處理的含磷量始終高于MP1處理，但二者之間不存在顯著差異。

2.3 液體磷肥施用量對玉米產量及相關指標的影響

不同施用量的液體磷肥對玉米產量形成有顯著影響（表3）。MP3的產量顯著高于MP1和MP2，MP1與MP2間無顯著差異。在穗粒數和穗粗方面也表現出類似的趨勢。因此，推測是由于液體磷肥施用量的增加可以促進穗粗的增粗，而在穗粗增粗的情況下，穗軸表面積增大，有利于結更多的籽粒，從而提高穗粒數，最終提高產量。玉米籽粒百粒重MP1最低，為

32.89 g，MP2顯著高于MP1，為37.19 g，在3個處理中最高，MP3為35.78 g，處于二者之間，但與MP1和MP2均不存在顯著差異。在穗數、穗長方面，3個處理之間差異不顯著。磷肥偏生產力是指單位面積的作物產量與單位面積所投入的磷肥純養分的比例。雖然隨著液體磷肥施用量的增加，玉米產量也顯著增加，但玉米產量的增加幅度并沒有液體磷肥用量的增加幅度大，因此MP1的磷肥偏生產力最高，顯著高于MP2和MP3處理（圖2）。

2.4 液體磷肥施用量對玉米葉綠素含量的影響

不同施用量的液體磷肥對玉米葉綠素含量的影響不同（圖3）。在苗期、穗期和花粒期，MP3處理的葉綠素a含量分別比MP1顯著增加32.53%、37.07%和21.82%;在苗期、穗期和花粒期，

MP3處理的葉綠素b含量分別比MP1處理高33.05%、37.76%和23.10%;在類胡蘿卜素含量方面，MP3處理在苗期、穗期和花粒期分別比MP1處理高27.07%、32.91%和27.81%;在總葉綠素含量方面，MP3處理比MP1處理在苗期、穗期和花粒期分別高32.71%、37.32%和22.29%。MP1和MP2的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素（穗期除外）和總葉綠素含量在各時期差異不顯著。

2.5 液體磷肥施用量對玉米籽粒品質的影響 由圖4可知，不同施用量的液體磷肥對玉米籽粒品質的影響不同。與MP1相比，MP2和MP3顯著提高了籽粒游離脯氨酸含量，分別提高了18.60%和8.89%;在籽粒可溶性蛋白含量方面，MP1和MP3差異不顯著，MP2的蛋白質含量顯著高于MP1和MP3;在籽粒可溶性糖含量方面，MP1和MP2之間差異不顯著，MP3含量最高。3個處理間籽粒含油量和籽粒淀粉含量均不存在顯著差異。

3 結論與討論

該試驗研究了不同用量的磷酸一銨以液體肥的形式進行多次追施對玉米生長和產量形成的影響。結果表明，液體磷肥施用量對玉米產量有顯著影響。在所有處理中，磷投入量為58.2 kg/hm2的MP3處理的產量最高，主要是由于粒重、粒數和穗粗較高。Van Der Eijk等[15]也進行了類似的研

究，結果表明磷對玉米產量能產生很好的效果，尤其是在缺

磷土壤上。早期研究表明，磷肥用量對玉米產量形成有顯著影響[16]。在此基礎上，玉米產量的增加可以用干物質積累的增加來解釋，尤其是苗期。結果表明，玉米苗期干物質重隨液體磷肥施用量的增加而增加。產量與苗期生長狀況呈顯著正相關，苗期磷營養需求對玉米產量形成有顯著影響[17]。

Zhu等[18]研究表明，幼苗根系對磷的吸收顯著影響玉米幼苗的生長發育。此外，Sacaa等[19]指出，磷水平會誘導玉米幼苗對鹽脅迫的抗性調節。此外還觀察到，增加磷酸一銨溶液追施的用量會增加葉綠素含量，這可能是玉米產量形成差異的原因之一。葉綠體是植物和其他光合作用生物進行光合作用的場所，因此葉綠素含量將直接影響光合作用的強度[20]。該研究結果表明，液體磷肥的施用量可能通過影響葉綠素的生物合成來影響光合作用，調節玉米產量的形成。

研究表明不同施用量的磷酸一銨溶液追施會影響玉米的某些品質特性。在3個不同施用量的處理中，磷投入量為29.4 kg/hm2 MP2處理的營養價值最高，因為蛋白質和脯氨酸含量最高[21-22]，而液體磷肥施用量最高的MP3處理會產生甜度更高的籽粒，因為MP3處理的籽粒可溶性糖含量在3個處理中最高。結合籽粒品質和產量表現，當液體磷肥純投入量為15.0 kg/hm2時，磷肥偏生產力最高;當液體磷肥純投入量為29.4 kg/hm2時，玉米籽粒的品質更佳;當液體磷肥純投入量為58.2 kg/hm2時，玉米產量最高，玉米籽粒的甜度也更佳。所以，在實際生產過程中，通過不施底肥全程液體追肥的方式，調節磷的投入量，可以獲得不同的田間效果;可以投入較少（15.0 kg/hm2）的磷素營養獲得較高的產量，做到極大程度地利用磷，從而減少磷的浪費，但并不建議長期投入較少的磷肥，使土壤缺磷，另外研究表明，施磷量過高或過低都不利于植物根系和土壤微生物等的正常生命活動[23];如果在生產實踐中追求更高的玉米品質，可以適當加大磷肥投入量;如果追求更高的產量或者甜度，可以繼續加大磷肥的投入量。在實際生產過程中，建議根據目標需求選擇合適的磷肥施用量，可以在獲得預期目標的同時，高效地利用磷肥，減少資源的浪費，獲得更好的收益。

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