不同施鉀量對中單509玉米植株性狀及產(chǎn)量的影響

馬志強++黃智謀++劉偉++文玲梅++楊漢++王軍蘭

摘要 以玉米品種中單509為試驗材料，在天津靜海地區(qū)采取田間試驗方法，單因素隨機區(qū)組設計，設5個施鉀水平，分別為22.5、45.0、67.5、90.0、112.5 kg/hm2。研究結果表明：施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，玉米株高、穗位高、百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)、產(chǎn)量隨施鉀量的增加而增加，當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，玉米株高、穗位高、百粒重、行粒數(shù)、穗行數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)、產(chǎn)量隨施鉀量增加呈降低趨勢。因此，中單509的較適施鉀量在67.5 kg/hm2左右。經(jīng)過分析，在天津地區(qū)中單509為代表的春玉米較適宜施鉀量為67.5 kg/hm2。

關鍵詞 玉米；中單509；施鉀量；產(chǎn)量；植株性狀

中圖分類號 S513；S143.3；S147.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）01-0001-03

Effect of Different Potash Levels on Yield and Plant Traits of Maize Zhongdan 509

MA Zhi-qiang HUANG Zhi-mou LIU Wei WEN Ling-mei YANG Han WANG Jun-lan

（Xianning Academy of Agricultural Agricultural Science in Hubei Province，Xianning Hubei 437100）

Abstract Taking maize Zhongdan 509 as test material，field test methods were adopted in Jinghai region.The five levels of potash were 22.5 kg/hm2，45.0 kg/hm2，67.5 kg/hm2，90.0 kg/hm2，112.5 kg/hm2 respectively. The results showed that the amount of potash was in the range of 22.5～67.5 kg/hm2，corn plant height，ear height，kernel weight，kernels per row，rows per ear，ear length，ear diameter，rows per ear and yield were increased with the increased amount of potash，when potash was more than 67.5 kg/hm2，corn plant height，ear height，kernel weight，kernels per row，rows per ear，ear length，ear diameter，rows per ear，yield were with decreased. So，appropriate potash application of Zhongdan 509 was 67.5 kg/hm2.

Key words maize；Zhongdan 509；potash levels；yield；plant traits

糧食問題始終是關系我國國民經(jīng)濟發(fā)展和全面建設小康社會的重大戰(zhàn)略問題，玉米是中國乃至全世界最重要的糧食、飼料、經(jīng)濟兼用作物，因此玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是關系到我國糧食安全的問題[1]。我國是人口大國，所以一定要有足夠的糧食儲備。玉米作為我國第一大糧食作物，到現(xiàn)在已經(jīng)有400多年的種植歷史，產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的1/4，隨著養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)的發(fā)展，玉米在糧食生產(chǎn)中的地位也越來越重要，重視和發(fā)展玉米生產(chǎn)是國家發(fā)展和改善人民生活的重要途徑[2]。近幾年，由于氣候變化、旱澇等因素，對玉米的總產(chǎn)量產(chǎn)生了一定的影響，而且我國玉米的種植面積雖然很大，但是單產(chǎn)卻不高，對玉米的總產(chǎn)量也會產(chǎn)生很大影響。因此，提高玉米的總產(chǎn)量，使玉米種植業(yè)得到發(fā)展，成為人們關注的重要問題[3]。

我國是世界玉米生產(chǎn)第二大國，玉米種植占世界總面積的17.2%。玉米不僅是重要的糧食作物，而且是畜牧業(yè)的優(yōu)良飼料和重要的工業(yè)原料。研究表明，在農(nóng)作物生長過程中，對各種礦質元素的需求以N、P、K居多，其中，鉀素有“品質元素”之稱，是土壤中含量最高的大量元素，在地殼所有礦質元素中居第7位。目前我國玉米生產(chǎn)上，N、P、K肥施用不平衡，利用率低。隨著糧食產(chǎn)量的不斷提高，土壤中鉀素營養(yǎng)不能滿足作物生長發(fā)育的需要，已成為限制糧食產(chǎn)量的重要因素。近年來，玉米出現(xiàn)早衰現(xiàn)象越來越重，對品質和產(chǎn)量影響極大，成為當前生產(chǎn)的大難題。

近年來，隨著施肥水平的增加，玉米單產(chǎn)也不斷提高，除農(nóng)家肥外，全年施用氮素化肥525 kg/hm2以上，磷肥600 kg/hm2左右。但是，在這樣的施肥水平下，卻仍有一些玉米地塊從出苗至拔節(jié)期間生長遲緩，下部葉片葉尖、葉緣呈燒灼狀，農(nóng)民稱之為“老弱苗”[4]。

鉀素能增強植物的光合作用，碳水化合物的合成，使農(nóng)作物莖稈健壯，籽粒飽滿。還可以提高作物的品質[5]。從多點試驗看，在高產(chǎn)條件下，各試驗地雖然土質不同，增施鉀肥均比純施氮肥、氮磷肥的增產(chǎn)[6]。因此，合理施用鉀肥對玉米產(chǎn)量有很大影響。一直以來，很多專家學者都試驗研究了不同施鉀水平對玉米產(chǎn)量的影響。結果表明，鉀肥施用量在0～180 kg/hm2范圍內(nèi)，玉米單產(chǎn)隨鉀肥施用量增加而提高，當鉀肥用量超過240 kg/hm2時玉米產(chǎn)量則下降。在該試驗土壤肥力條件下，180 kg/hm2施鉀肥水平玉米產(chǎn)量最高[7]。

此外，在較高施肥條件下，玉米產(chǎn)量的形成與葉片的光合生理特性等密切相關[8]。對這些問題的研究，可進一步明確玉米高產(chǎn)的機理，豐富玉米高產(chǎn)理論?？茖W的施肥模式是玉米高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，不同氮、磷、鉀肥料用量和配比對玉米產(chǎn)量和各項生理生化指標都有很大影響[9]。曾有相關文章報道，以春玉米為研究對象，采用“3414”二次回歸田間小區(qū)試驗設計，對春玉米光合、衰老特性及產(chǎn)量進行系統(tǒng)研究，結果表明：在試驗設計范圍內(nèi)，株高、莖粗、葉面積和干物質積累量隨氮肥用量的增加而提高，適宜磷、鉀用量有利于玉米的株高、莖粗、葉面積和干物質積累量的生長，磷、鉀過量抑制玉米植株生長[10]。

在天津地區(qū)，研究鉀肥不同施用量對玉米產(chǎn)量構成因素及其品質的影響，旨為該區(qū)玉米生產(chǎn)中科學施用鉀肥提供科學依據(jù)。本課題以中單509為試驗材料，在5個鉀肥水平條件下，研究其對春玉米中單509產(chǎn)量特征變化規(guī)律和植株性狀的影響，從而找到最優(yōu)施鉀水平，達到提高玉米產(chǎn)量和獲得優(yōu)良植株性狀的目標。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013年在天津市靜?？h良種場進行，試驗田內(nèi)土壤的基本理化性質：有機質14.5 g/kg，全磷0.50 g/kg，速效磷14.0 mg/kg，速效鉀65.5 mg/kg，堿解氮28.5 mg/kg，pH值7.0。

1.2 試驗材料

供試玉米品種：春玉米中單509。肥料種類為過磷酸鈣、尿素和氯化鉀。

1.3 試驗設計

試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設5個施鉀水平，分別為22.5、45.0、67.5、90.0、112.5 kg/hm2。3次重復，小區(qū)面積10.8 m2。K肥和N、P肥全部作底肥一次性施入。整個生育期施純氮135 kg/hm2、純磷75 kg/hm2。試驗小區(qū)長4 m，每區(qū)5行，每行栽植16株，種植密度6萬株/hm2。5月播種，進行人工點播，田間管理實行常規(guī)管理，9月收獲。

1.4 收獲測產(chǎn)及室內(nèi)考種

玉米收獲后，干燥至標準水分以下，進行室內(nèi)考種，從每個施鉀處理里隨機選出10株，測量株高、穗位高、穗干重、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖長、穗軸粗、穗粒重、百粒重和含水量，3次重復，測定產(chǎn)量[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用Excel、DPS軟件進行方差分析和差異顯著性測驗，得到較適施鉀量，從而達到高產(chǎn)的目的，并為玉米高產(chǎn)栽培技術的實施提供理論支撐。

2 結果與分析

2.1 施鉀水平對株高和穗位高的影響

對不同施鉀水平下的株高和穗位高結果進行顯著性分析。從表1可以看出，施鉀量對株高和穗位高的影響表現(xiàn)一致，施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，隨著施鉀量的增加，株高和穗位高呈上升趨勢，當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，株高和穗位高隨施鉀量增加呈降低趨勢。并且從顯著性上可以看出，不同施鉀量的處理對玉米株高和穗位高的差異不顯著。

2.2 施鉀水平對產(chǎn)量性狀的影響

2.2.1 施鉀水平對百粒重、行粒數(shù)、穗長和穗粗的影響。不同施鉀量處理下百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗的顯著性分析（表2）可知，施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗隨施鉀量的增加而增加。施鉀量為67.5 kg/hm2時，百粒重達最大值33.09 g，行粒數(shù)達最大值34.75粒，穗長達最大值194.66 mm，穗粗達最大值46.00 mm。當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗隨施鉀量增加呈降低趨勢。從顯著性上可以看出，不同施鉀量的處理對玉米百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗的效應差異不顯著。因此，不同施鉀量對百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗的影響表現(xiàn)一致，在不同施鉀量條件下百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗的變化不明顯。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對百粒重（y）與施鉀量（x）進行回歸模擬，得出回歸方程：

y=25.230 0+0.217 822x-0.001 551x2（R=0.968 6）

在本試驗不同施鉀水平處理范圍內(nèi)，百粒重的改變是因為不適的施鉀量會影響玉米的灌漿結實，使百粒重下降。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，當施鉀量為67.5 kg/hm2時，行粒數(shù)最大為34.75粒，然后隨著施鉀量增加而降低。對行粒數(shù)（y）與施鉀量（x）進行回歸模擬，得出回歸方程：

y=26.980 0+0.171 289x-0.001 106x2（R=0.830 4）

不在較優(yōu)施鉀量時，植株營養(yǎng)不良，雌蕊的發(fā)育和結實會受到不同程度的影響，所以施鉀量為67.5 kg/hm2時，為較優(yōu)施鉀量。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，穗長（y）與施鉀量（x）進行回歸模擬，得出回歸方程：

y=171.428 0+0.725 003x-0.006 265x2（R=0.873 2）

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，穗粗（y）與施鉀量（x）進行回歸模擬，得出回歸方程：

y=42.832 0+0.104 660x-0.000 923x2（R=0.943 1）

穗長、穗粗受影響不明顯是由品種特性決定的。

2.2.2 施鉀水平對穗行數(shù)的影響。表3是不同施鉀水平對穗行數(shù)的方差分析，處理間的P值小于0.05，說明差異性顯著。

不同施鉀處理下穗行數(shù)的數(shù)據(jù)如表4所示，施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)穗行數(shù)隨施鉀量的增加而增加，當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，穗行數(shù)隨施鉀量增加呈降低趨勢?？梢钥闯?，施鉀量為67.5 kg/hm2時，與施鉀量為22.5、112.5 kg/hm2時差異不顯著。

2.2.3 施鉀水平對禿尖的影響。表5是不同施鉀水平對禿尖的方差分析，處理間P值小于0.01，說明差異極顯著。

從表6可以看出，施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，禿尖長度呈不斷減小的趨勢；當施鉀量在67.5～112.5 kg/hm2范圍內(nèi)，禿尖長隨施鉀量增加而增長。

分析其原因可能是因為施鉀量的增加導致玉米雌蕊頂端的花絲伸出的較晚甚至不能伸出，從而影響玉米的雌蕊發(fā)育、授粉以及灌漿結實。施鉀量增加也會導致個體間水分和養(yǎng)分的競爭，導致個體不能正常發(fā)育，進而形成禿尖，影響玉米的結實率。

2.3 施鉀水平對產(chǎn)量的影響

對不同施鉀量處理的測產(chǎn)結果進行顯著性分析（表7）可以看出，不同施鉀水平對玉米產(chǎn)量的效應差異顯著，以施鉀量67.5 kg/hm2處理產(chǎn)量最高，并且與其他4個處理均呈5%水平的顯著差異。表明施鉀量為67.5 kg/hm2時可以顯著提高玉米產(chǎn)量。從產(chǎn)量結果可以初步判定，本試驗條件下，施鉀量在45.0～90.0 kg/hm2范圍內(nèi)，產(chǎn)量均可達到8 475.51 kg/hm2以上水平，但從經(jīng)濟角度看，施鉀量為45.0～67.5 kg/hm2效果較好，而最高產(chǎn)量出現(xiàn)在施鉀量為67.5 kg/hm2左右（表8）。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對產(chǎn)量（y）與施鉀量（x）進行回歸模擬，得出回歸方程：

y=5 297.476 0+121.476 8x-0.879 268x2（R=0.872 6）

當x=-121.476 8/2x（-0.879 268）≈69.08 kg/hm2產(chǎn)量有最大值ymax=9 493.185 7 kg/hm2，此時的施鉀水平可認為是較適施鉀量，即69.08 kg/hm2。

因此，當鉀肥用量為69.08 kg/hm2時玉米產(chǎn)量較高。因此，在類似條件下，適當施用鉀肥，不僅能夠保證玉米產(chǎn)量，具有較高的肥料利用率，還可以有效防止鉀肥的損失及因過量施用鉀肥帶來的環(huán)境問題，具有經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙重性。

3 結論與討論

試驗結果表明，施鉀量對株高和穗位高的影響表現(xiàn)一致，施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，隨著施鉀量的增加，株高和穗位高呈上升趨勢，當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，株高和穗位高隨施鉀量增加呈降低趨勢。從顯著性可以看出，不同施鉀量的處理對玉米株高和穗位高的效應差異不顯著。隨著施鉀量的提高，百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗差異不顯著，要看玉米品種自身的特性，單一從某一性狀角度研究的可靠性不高，所以根據(jù)不同品種的特性，選擇適宜的施鉀量，才能有效地挖掘品種的潛力，實現(xiàn)高產(chǎn)的目的。

施鉀量是影響產(chǎn)量的關鍵因素，不同的地區(qū)不同的品種對施鉀量的要求也不同，只有在適宜的施鉀量下才能得到高產(chǎn)。本試驗結果表明，施鉀量與產(chǎn)量有較大的相關性，中單509玉米最適施鉀量為67.5 kg/hm2左右。由于試驗條件限制等外界因素，使得試驗中的問題沒有得到很好地解決，在具體的栽培實踐中還要考慮播期、栽培技術、管理技術以及品種自身的特性等，如果試驗中能考慮這些因素的影響，能排除外界因素的干擾，盡可能地減小誤差，可能會得到更好的結果。

施鉀量在22.5～67.5 kg/hm2范圍內(nèi)，隨著施鉀量的增加，株高、穗位高、百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)呈上升趨勢，禿尖呈減小趨勢，當施鉀量超過67.5 kg/hm2時，隨施鉀量增加株高、穗位高、百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)呈降低趨勢，禿尖呈上升趨勢。研究結果表明，提高鉀肥施用量可以增強玉米長勢，株高、穗位高、百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗粗、穗行數(shù)、禿尖均以施鉀量67.5 kg/hm2處理較優(yōu)。表明只有適量施用鉀肥才可以改善玉米產(chǎn)量構成因子，提高產(chǎn)量水平。

本次試驗結果表明，不同的施鉀量處理對中單509產(chǎn)量的影響有顯著差異，在67.5 kg/hm2的施鉀量處理時中單509產(chǎn)量最高，為10 115.50 kg/hm2，所以中單509的較優(yōu)施鉀量在67.5 kg/hm2左右。在本試驗研究的施鉀量范圍內(nèi)，玉米中單509的產(chǎn)量隨施鉀量的增加而增加，當施鉀量增加到一定程度時，隨著施鉀量的增加，產(chǎn)量反而下降，說明施鉀量對玉米的產(chǎn)量具有一定的影響。

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