有機(jī)肥與化肥配施對青貯玉米產(chǎn)量及不同層位葉片光合特性的影響

王海燕 崔超 王靖

摘 要：以青貯玉米寧玉218（NY218）與晉單42（JD42）為試驗材料，設(shè)置有機(jī)肥與化肥配施A（TF）、有機(jī)肥與化肥配施B（FF）、高產(chǎn)施氮（HY）、農(nóng)民習(xí)慣施氮（FP）與對照（CK）共5個處理，測定了青貯玉米生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成、花粒期不同層位葉片光合特性變化規(guī)律。結(jié)果表明：FF較FP與HY能顯著提高青貯玉米籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，NY218與JD42的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量分別為17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2;FF籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量較HY分別增產(chǎn)5.34%和6.27%，9.16%和8.94%;FF處理對青貯玉米籽粒產(chǎn)量的提升主要通過提高穗粒數(shù)和千粒重來實現(xiàn)的;FF可有效保持花粒期葉片光合能力，延緩不同層位葉片SPAD值與凈光合速率的下降速率，其中以上部葉片效果更為明顯，有效延長了青貯玉米葉片光合功能期，促進(jìn)了群體干物質(zhì)的積累，增加群體生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：青貯玉米;有機(jī)肥;化肥;產(chǎn)量;光合特性

中圖分類號 S513;S147.34文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）04-0026-04

Abstract： Silage maize cultivars Ningyu218 and Jindan42 were used in these experiments.There were 5 treatments： FF（organic manure replacing 50% chemical N）、TF（organic manure replacing 30% chemical N）、HY（high yield）、FP （farmerspractice） and CK（non-N fertilization）.In this research，the changes of yield and yield compositions， leaf photosynthetic characteristics anthesis stages of silage maize were studied.The results showed that，compared with FP and HY， FF could significantly increase grain yield and biomass of silage maize， NY218 and JD42 were 17298.31kg/hm2 and 17624.89kg/hm2， 21314.77kg/hm2 and 21682.69kg/hm2， respectively. Compared with HY， FF increased grain yield and biomass of silage maize were 5.34% and 6.27%， 9.16% and 8.94%， respectively.The grain yield components， FF increased grain number per ear and 1000-Kernel weight. FF could effectively increase the photosynthetic capacity of leaves at anthesis stages， delay the decline rate of SPAD value and net photosynthetic rate of leaves， prolong the period of photosynthetic function of leaves， and increased grain number per ear and 1000-Kernel weight， increasing population biomass and grain yield.

Key words： Silage maize; Manure; Chemical fertilizer; Yield; Photosynthetic characteristics

有機(jī)肥與化肥配合施用，既能彌補(bǔ)有機(jī)肥前期養(yǎng)分不足的缺點(diǎn)，又能延長化肥的肥效，平衡作物生育期對養(yǎng)分的需求。研究表明，有機(jī)肥與化肥長期配合施用可以改善土壤理化性狀，提高肥料利用效率，顯著增加農(nóng)作物產(chǎn)量，提高光合能力，提升產(chǎn)品品質(zhì)等[1-4]，是一種優(yōu)質(zhì)高效的施肥方法。目前，關(guān)于有機(jī)肥與化肥配施對植株生理特性的影響研究較多[5-7]，但有關(guān)光合特性方面的研究主要集中在葉綠素含量、熒光特性、光合速率等[8-10]方面，關(guān)于有機(jī)肥與化肥長期配合施用條件下不同青貯玉米不同層位葉片光合特性的響應(yīng)與產(chǎn)量研究鮮見報道。為此，筆者以寧玉218和晉單42為試驗材料，在不同有機(jī)肥與化肥配施條件下，研究了肥料配施對青貯玉米花粒期不同層位葉片葉面積、SPAD值、光合特性的影響，探討青貯玉米不同層位葉片光合特性對肥料配施的響應(yīng)規(guī)律，以期為無機(jī)肥減量、有機(jī)肥科學(xué)配施提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗于2017年在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河農(nóng)場八分場進(jìn)行。試驗地屬中溫帶半干旱大陸性氣候，云霧少，降水少，風(fēng)大，氣候干燥，年降雨量138.8mm，平均氣溫6.8℃，晝夜溫差大，日照時間長，無霜期約130d。供試土壤為淤灌土，播前試驗地0～30cm耕層土壤基本肥力狀況為：有機(jī)質(zhì)17.8g/kg、全氮1.16mg/kg、有機(jī)磷19mg/kg，速效鉀190mg/kg，土壤容量1.5g/cm2，總孔隙度44.46%，pH 8.2，含鹽量0.8%。

1.2 供試材料 試驗材料為當(dāng)?shù)刂髟郧噘A玉米品種寧玉218與晉單42，青貯玉米種子購于當(dāng)?shù)胤N子市場。

1.3 試驗設(shè)計 試驗采用裂區(qū)設(shè)計，品種為主區(qū)，分別為寧玉218（NY218）與晉單42（JD42）;不同氮肥配比為副區(qū)，分別為農(nóng)民習(xí)慣施氮（N 225kg/hm2，氮肥運(yùn)籌為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥=3∶2∶5;FP）、高產(chǎn)施氮（N 300kg/hm2，氮肥運(yùn)籌為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;HY）、有機(jī)肥與化肥配施A（N 300kg/hm2，化肥占70%，有機(jī)肥占30%，氮肥運(yùn)籌為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;TF）、有機(jī)肥與化肥配施B（N 300kg/hm2，化肥占50%，有機(jī)肥占50%，氮肥運(yùn)籌為基肥∶拔節(jié)肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;FF），并設(shè)置不施氮（CK）為對照處理，共計10個處理組合，3次重復(fù)，共30個小區(qū)。小區(qū)面積30m2，行長5m，行距50cm，種植密度7.5萬株/hm2。各處理P2O5與K2O用量均相同，分別為105kg/hm2和97.5kg/hm2;磷肥施用重過磷酸鈣（含P2O5 46%），鉀肥施用硫酸鉀（K2O 50%），均作為種肥一次施入;全生育期灌水4次，每次灌水量為750m3/hm2，其他管理措施同大田栽培。播種時間為2017年4月22日，收獲時間為2017年9月25日。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成 于成熟期分別測定試驗小區(qū)面積，數(shù)出株數(shù)、穗數(shù)、空稈數(shù)、雙穗數(shù)、倒伏數(shù);選取代表性樣株5株，帶回實驗室進(jìn)行室內(nèi)考種，分別測量其穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、突尖長、穗粗、軸粗、百粒重及含水量，并計算籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量。

1.4.2 光合特性 葉面積：于吐絲期選取代表性樣株，測定上位葉、穗上葉、穗位葉、穗下葉、下位葉的長和寬，計算葉面積。單葉葉面積=長×寬×系數(shù)（系數(shù)為 0.75）。葉綠素相對含量（SPAD值）：采用日本美能達(dá)公司產(chǎn)手持式SPAD-502型葉綠素計，分別于吐絲期、灌漿期和蠟熟期測定各小區(qū)上位葉、穗上葉、穗位葉、穗下葉、下位葉葉綠素相對含量（SPAD值），在葉片長度1/2處避開其葉脈位置測定10點(diǎn)取平均值。光合速率：分別于吐絲期、灌漿期和蠟熟期，選擇晴朗無云天氣9：00—12：00，用美國LI-COR公司產(chǎn)LI-6400XT光合測定系統(tǒng)，采用開放式氣路，測定各小區(qū)上位葉、穗上葉、穗位葉、穗下葉、下位葉凈光合速率（Pn）。測定時采用內(nèi)置光源，光強(qiáng)設(shè)為1500μmol CO2 m2/s。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，采用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥與化肥配施對青貯玉米產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響 由表1可知，與農(nóng)民習(xí)慣施氮處理相比，高產(chǎn)施氮和有機(jī)肥與化肥配施處理均能顯著提高青貯玉米籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，且NY218和JD42均表現(xiàn)為FF最高，分別為17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2。NY218和JD42籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為FF>HY>TF>FP>CK，F(xiàn)F、HY、TF較FP分別增產(chǎn)32.02%和29.34%，25.32%和21.72%，23.83%和15.41%，F(xiàn)F較HY和TF分別增產(chǎn)5.34%和6.61%，6.27%和12.07%;生物產(chǎn)量表現(xiàn)為FF>TF>HY>FP>CK，F(xiàn)F、TF、HY較FP分別增產(chǎn)27.57%和20.63%，19.70%和11.49%，16.87%和10.73%，F(xiàn)F較TF和HY分別增產(chǎn)6.58%和8.20%，9.16%和8.94%。

產(chǎn)量構(gòu)成因素方面，總穗數(shù)除各個施氮處理與對照，NY218的FF與HY，JD42的FF與TF處理差異顯著外，其他各處理間無顯著性差異;穗粒數(shù)表現(xiàn)為FF、TF、HY顯著高于FP和CK，且FF、TF與HY處理間除JD42的TF顯著低于HY處理外，其他各處理間無顯著性差異;千粒重方面，F(xiàn)F處理顯著高于其他處理，施氮處理高于CK，其他各處理間無顯著性差異（表1）。

2.2 有機(jī)肥與化肥配施對青貯玉米不同層位葉片光合特性的影響

2.2.1 不同層位葉片綠葉面積 由表2可知，不同品種青貯玉米不同層位單葉最大綠葉面積表現(xiàn)為由上向下依次先增加后減小，穗位葉葉面積達(dá)到最大，并向上向下減少;不同層位葉片均表現(xiàn)為施氮處理顯著高于CK，其他各處理間差異不大;JD42的FF、HY、TF處理的穗上葉和穗下葉顯著高于FP，穗位葉FF、TF顯著高于FP，其他各品種處理間均未達(dá)到顯著性差異。

2.2.2 不同層位葉片SPAD值 由圖1可知，花粒期不同品種、不同處理、不同層位葉片SPAD值均隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈下降趨勢，施氮處理均顯著高于對照處理，各施氮處理間表現(xiàn)差異顯著。NY218各施氮處理的葉片花粒期SPAD值下降速率表現(xiàn)為：上位葉FF

2.2.3 不同層位葉片凈光合速率 玉米產(chǎn)量主要由吐絲期至乳熟期群體葉片光合特性，尤其是中上部葉片光合能力及較高光合能力持續(xù)的時間所決定。通過對各處理不同層位葉片花粒期光合能力的分析可知（圖2），施氮可以有效提升不同層位葉片凈光合速率，不同施氮處理及不同品種對葉片凈光合速率的影響存在較大差異。NY218各施氮處理葉片花粒期凈光合速率下降速率表現(xiàn)為：上位葉FF

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明：與農(nóng)民習(xí)慣施氮及高產(chǎn)施氮處理相比，有機(jī)肥與化肥配施處理能顯著提高不同品種青貯玉米籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，其中以FF處理為最高，NY218與DJ42的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量分別達(dá)到了17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2。其中FF處理對青貯玉米籽粒產(chǎn)量的提升主要通過提高穗粒數(shù)和千粒重來實現(xiàn)。

白偉等[11]研究表明，秸稈還田配施氮肥條件下，隨著施氮量的增加，春玉米穗位葉葉綠素含量持續(xù)增加，并且吐絲期至乳熟期群體葉片光合能力得到提升，尤其是中上部葉片能夠保持較高的光合能力及較長持續(xù)時間。本研究表明，花粒期不同品種、不同處理、不同層位葉片SPAD值均隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈下降趨勢，施氮處理均顯著高于對照處理，各施氮處理間表現(xiàn)差異顯著;不同品種不同層位葉片花粒期SPAD值變化規(guī)律基本相同，表現(xiàn)為施氮可減緩葉片SPAD值的下降速率，延長葉片功能期，且有機(jī)肥與化肥配施效果更好，其中以FF處理效果最好。Parijat Saikia，Mei hua Zhang等[12，13]研究表明，有機(jī)肥與化肥配施可有效增加作物特別是籽粒形成期功能葉片的光合速率。本研究中，有機(jī)肥與化肥配施處理下花粒期各層位葉片凈光合速率下降速率顯著減緩，有效延長了葉片功能期，特別是上部葉與棒三葉凈光合速率下降幅度更小。

綜上所述，合理的有機(jī)肥與化肥配施比例可有效提升花粒期葉片光合能力，延緩不同層位葉片SPAD值和凈光合速率的下降速率，其中以上部葉片效果更為明顯，可有效延長青貯玉米葉片光合功能期，促進(jìn)群體干物質(zhì)的積累，增加群體生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量。

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（責(zé)編：徐世紅）