多功能有機(jī)肥在制種玉米生產(chǎn)中最佳施肥量研究

閆 剛 李 婷 常曙光 高樹財(cái) 殷學(xué)云 田興云 張正珍 趙蕓晨

（1 酒泉農(nóng)輝農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司，甘肅 酒泉 735000；2 河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000；3 秦皇島市渤海灣玉米研究所，河北 秦皇島 066000；4 甘肅省酒泉市肅州區(qū)土肥站，酒泉 735000；5 甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)業(yè)局，酒泉 735000；6 甘肅省酒泉市肅州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，酒泉 735000）

張掖市位于甘肅省西北部，河西走廊西部，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，干旱少雨，有利于制種玉米光合產(chǎn)物的形成積累及果穗晾曬[1]，是國(guó)家級(jí)玉米雜交制種基地，生產(chǎn)的玉米種子籽粒飽滿、品質(zhì)純正、色澤鮮艷，面積長(zhǎng)年穩(wěn)定在6666.7hm2以上[2]。當(dāng)前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人們已逐漸認(rèn)識(shí)到化肥與有機(jī)物料配合施用對(duì)土壤肥力與作物產(chǎn)量的提升作用，國(guó)內(nèi)外關(guān)于化肥配施有機(jī)物料對(duì)土壤理化特征與作物生長(zhǎng)發(fā)育方面已開展了大量的研究。秦嘉海等[3]認(rèn)為長(zhǎng)期單施化肥會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)、含水量降低，土壤養(yǎng)分流失。徐士庫等[4]研究表明，化肥養(yǎng)分含量高、肥效快，可滿足作物即時(shí)生長(zhǎng)的需要，但長(zhǎng)期單一施用化肥會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和導(dǎo)致作物病害的發(fā)生，最終使得作物減產(chǎn)。李國(guó)山等[5]通過生物有機(jī)肥玉米生產(chǎn)效果試驗(yàn)證明，施用有機(jī)肥不僅可有效改善耕地土壤結(jié)構(gòu)，還可以減輕農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)農(nóng)田造成的污染。目前，有機(jī)肥在農(nóng)作物上應(yīng)用較多，種類也層出不窮，肥效差異較大，其中，農(nóng)輝有機(jī)肥對(duì)張掖市甘州區(qū)制種玉米農(nóng)藝性狀的研究報(bào)道較少。

農(nóng)輝多功能有機(jī)肥是利用高寒山區(qū)無污染的畜禽糞便和油餅等為原料，采用當(dāng)今世界先進(jìn)的生物技術(shù)，添加有益微生物菌和土壤活化劑及增效劑，含氮、磷、鉀、微量元素的多功效有機(jī)肥。本研究試驗(yàn)以鄭單958（父本為昌7-2、母本為鄭58）為材料，研究農(nóng)輝有機(jī)肥不同用量對(duì)制種玉米農(nóng)藝性狀的影響，明確施用有機(jī)肥的作用效果和最適用量，為張掖制種玉米生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地位于張掖市甘州區(qū)明永鎮(zhèn)，38°55′N、100°28′E，海拔1420m。試驗(yàn)地地勢(shì)狀況一致、肥力一致。前茬作物為制種玉米，其中有機(jī)質(zhì)含量14.7g/kg，速效氮含量39.22g/kg，速效磷含量13.88g/kg，速效鉀含量172.43g/kg。

1.2 供試材料供試肥料：農(nóng)輝多功能有機(jī)肥由酒泉農(nóng)輝農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)并提供。磷酸二氫銨（N：11%，P2O5：52%）由黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，尿素（N：46%）由甘肅劉化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)，硫酸鉀（K2O：50%）由阿康國(guó)際化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，上述3 種肥料采購自市場(chǎng)。

供試玉米品種：鄭單958（母本鄭58、父本昌7-2），由張掖市的中儲(chǔ)糧張掖金象種業(yè)公司提供，種子凈度為99%，發(fā)芽率為99%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3 種有機(jī)肥施肥水平處理，施肥量分別為：1800kg/hm2、3600kg/hm2、5400kg/hm2，以不施有機(jī)肥為對(duì)照（0kg/hm2），每個(gè)處理3 次重復(fù)。共12 個(gè)小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)7m，寬5.4m。母本株距20cm，行距40cm。父本株距50cm，父本采用滿天星模式播種，父本在母本播種后5d 及10d 分別進(jìn)行一期及二期父本播種，為了保證發(fā)芽率，采取雙粒點(diǎn)播。

有機(jī)肥作為底肥在旋土覆膜前一次性施入，同時(shí)每小區(qū)施磷酸二氫銨2kg。4 月20 日膜上點(diǎn)播，拔節(jié)期每小區(qū)追施尿素1kg 和硫酸鉀1kg，在抽雄期每小區(qū)追施尿素2kg。全生育期灌水4 次，9 月20 日收獲，試驗(yàn)其他管理同大田制種玉米。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 作物株高和莖粗的測(cè)定分別在制種玉米生長(zhǎng)的大喇叭口期、抽雄期和乳熟期，從小區(qū)中選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的連續(xù)10 株母本玉米測(cè)量株高和莖粗，用刻度卷尺和游標(biāo)卡尺分別測(cè)量植株的生理株高和莖粗，用烘干法測(cè)定玉米干重。

1.4.2 葉綠素含量測(cè)定分別在玉米拔節(jié)期、抽雄期、乳熟期采用SPAD-502（Konica Minolta Sensing公司，北京）測(cè)定葉綠素含量，測(cè)定部位是玉米植株最大展開葉的中部，每小區(qū)隨機(jī)選取15 株母本進(jìn)行測(cè)定。

1.4.3 光合特性測(cè)定分別在玉米拔節(jié)期、抽雄期、乳熟期，選擇天氣晴朗的時(shí)候在11：00 左右采用LI-6800 型號(hào)的便攜式光合儀測(cè)定玉米葉片光合速率（A）、蒸騰速率（E）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間隙CO2濃度（Ci）。每小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性的10 株母本植株進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定部位是玉米植株最大展開葉的中部。

1.4.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素收獲期每小區(qū)選取具有代表性的植株15 株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，在自然風(fēng)干后考察百粒重、穗長(zhǎng)、行粒數(shù)和小區(qū)產(chǎn)量。

1.4.5 數(shù)據(jù)處理采用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，并用Excel 2010 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥水平下制種玉米的農(nóng)藝性狀

2.1.1 株高和莖粗不同施肥水平下制種玉米株高變化如圖1a 所示，各處理株高隨生育期的進(jìn)程推進(jìn)而增加，株高的變化與施肥量呈正相關(guān)。在大喇叭口期、抽雄期和乳熟期3 個(gè)生育時(shí)期中，3 個(gè)施肥水平處理的株高均高于不施有機(jī)肥對(duì)照（0kg/hm2），其中5400kg/hm2處理在3 個(gè)生育時(shí)期的株高分別為0.811m、1.500m 和1.530m，相比對(duì)照株高分別增加了8.0%、9.5%和7.7%；1800kg/hm2株高增加相對(duì)較低，分別為0.772m、1.423m 和1.444m，比對(duì)照分別提升了6.7%、7.3%和7.3%。3 個(gè)生育時(shí)期，3 個(gè)施肥水平處理?xiàng)l件下株高與對(duì)照株高差異均達(dá)顯著水平，但3600kg/hm2與5400kg/hm2兩處理之間差異不顯著。

圖1 不同施肥量對(duì)植株生長(zhǎng)的影響

由圖1b 可知，不同施肥量下，制種玉米的莖粗隨生育期的延后呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)。在大喇叭口期5400kg/hm2處理莖粗最高，為1.963cm，顯著高于不施有機(jī)肥對(duì)照（0kg/hm2），相比對(duì)照提升了2.5%；3600kg/hm2處理莖粗相對(duì)較低，為1.891cm，相比對(duì)照提升了1.1%，但提升不顯著；1800kg/hm2處理和對(duì)照相比差異也不顯著。在抽雄期3 個(gè)施肥水平處理的玉米莖粗均高于對(duì)照，5400kg/hm2處理提高顯著。乳熟期3 個(gè)施肥水平處理間差異顯著，乳熟期5400kg/hm2處理莖粗最高，為2.477cm，比同時(shí)期不施有機(jī)肥對(duì)照提升了6.3%，提升顯著；1800kg/hm2處理莖粗為2.384cm，相比對(duì)照提升相對(duì)較少，為2.5%，未達(dá)到顯著水平。由此可見，玉米莖粗的變化與施肥量成正比。

2.1.2 植株干重由圖1c 可知，植株干重隨生育期的延后呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，乳熟期達(dá)到最大值。在整個(gè)生育期，玉米植株干重均表現(xiàn)為：5400kg/hm2處理＞3600kg/hm2處理＞1800kg/hm2處理＞0kg/hm2處理（對(duì)照）。大喇叭口期5400kg/hm2處理干重為0.129kg，相比對(duì)照增加了9.3%，顯著高于其他處理；1800kg/hm2處理干重為0.120kg，相比對(duì)照增加了1.7%，增產(chǎn)不顯著；5400kg/hm2、3600kg/hm2兩個(gè)處理植株干重均顯著高于對(duì)照。在抽雄期和乳熟期，各處理間差異均顯著，其中以乳熟期5400kg/hm2處理干重最多，為0.661kg，相比對(duì)照增加了13.6%；1800kg/hm2處理乳熟期干重為0.597kg，相比對(duì)照增加了2.6%。由此可見，玉米植株干重的變化與施肥量成正比。

2.2 不同施肥水平下制種玉米的植株SPAD值

SPAD 值是反映葉綠素含量的指標(biāo)之一，與玉米植株光合作用強(qiáng)度有關(guān)。由圖1d 可見，制種玉米葉片SPAD 值隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在抽雄期達(dá)到最高值。在3 個(gè)生育時(shí)期中，以抽雄期5400kg/hm2處理的SPAD 值最高，為53.00，相比對(duì)照增加了12.8%，1800kg/hm2處理的SPAD 值相對(duì)較低，相比對(duì)照增加了1.7%。不同處理?xiàng)l件下玉米的SPAD 值變化規(guī)律為5400kg/hm2處理＞3600kg/hm2處理＞1800kg/hm2處理＞0kg/hm2處理（對(duì)照）。在整個(gè)生育期，5400kg/hm2、3600kg/hm2處理的SPAD 值均顯著高于對(duì)照，且二者間差異顯著；1800kg/hm2處理與對(duì)照相比差異不顯著。從試驗(yàn)結(jié)果來看，施有機(jī)肥有利于葉綠素含量的提高。

2.3 不同施肥水平下制種玉米的植株光合特性由表1 可見，制種玉米凈光合速率隨生育期進(jìn)程推進(jìn)呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，在抽雄期達(dá)到最大值，不同施肥量處理之間凈光合速率變化規(guī)律為5400kg/hm2處理＞3600kg/hm2處理＞1800kg/hm2處理＞0kg/hm2處理（對(duì)照）。玉米抽雄期，5400kg/hm2處理凈光合速率最高，為41.00μmol CO2/m2·s，比對(duì)照提升了25.0%，1800kg/hm2處理的凈光合速率相對(duì)較低，為34.52μmol CO2/m2·s，比對(duì)照提升了5.2%。從試驗(yàn)結(jié)果來看，施有機(jī)肥有助于玉米凈光合速率的提高。

表1 不同施肥水平條件下制種玉米的光合特性

制種玉米氣孔導(dǎo)度隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，在抽雄期達(dá)到最大值。在拔節(jié)期、抽雄期和乳熟期，3 個(gè)施肥量處理與對(duì)照相比均具有顯著差異，其中以抽雄期5400kg/hm2處理的氣孔導(dǎo)度最大，為0.98mol H2O/m2·s，相比對(duì)照提升了15.3%，抽雄期1800kg/hm2處理的氣孔導(dǎo)度相對(duì)較小，為0.89mol H2O/m2·s，相比對(duì)照提升了4.7%。

制種玉米的蒸騰速率隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，在抽雄期達(dá)到最大值。其中以抽雄期處理的蒸騰速率最高，5400kg/hm2處理抽雄期蒸騰速率最高，為13.66mmol H2O/m2·s，相比對(duì)照提升了32.4%，以抽雄期1800kg/hm2處理的蒸騰速率相對(duì)較低，為10.44mmol H2O/m2·s，相比對(duì)照提升了1.2%。在拔節(jié)期和乳熟期，各處理間差異均達(dá)顯著水平；抽雄期5400kg/hm2處理、3600kg/hm2處理與對(duì)照相比均有顯著差異，3600kg/hm2和5400kg/hm2處理間有顯著差異，1800kg/hm2處理與對(duì)照相比差異不顯著。制種玉米的胞間CO2濃度隨生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在乳熟期達(dá)最小值。其中以乳熟期5400kg/hm2處理的胞間CO2濃度最低，為52.05μmol CO2/m2·s，比對(duì)照降低了14.7%，以乳熟期1800kg/hm2處理最高，為58.23μmol CO2/m2·s，比對(duì)照降低了4.5%。在拔節(jié)期和抽雄期，3 個(gè)施肥水平處理與對(duì)照相比均具有顯著差異，3600kg/hm2和5400kg/hm2處理間無顯著差異；乳熟期各處理間差異均達(dá)顯著水平。

2.4 不同施肥水平下制種玉米的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量

2.4.1 穗長(zhǎng)由表2 可知，3 個(gè)施肥水平處理的玉米穗長(zhǎng)分別為16.50cm、17.30cm 和17.40cm，穗長(zhǎng)隨施肥量增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，以5400kg/hm2處理最長(zhǎng)，相比對(duì)照增加了7.2%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，1800kg/hm2處理與對(duì)照之間無顯著差異，3600kg/hm2和5400kg/hm2處理均較對(duì)照顯著增加，但二者之間無顯著差異。從試驗(yàn)結(jié)果來看，各處理均能提高玉米穗長(zhǎng)。

表2 不同施肥水平條件下制種玉米的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量

2.4.2 行粒數(shù)由表2 可知，3 個(gè)不同施肥水平處理的玉米行粒數(shù)分別為34.80 粒、35.90 粒和36.00粒，與對(duì)照相比分別增加了0.60 粒、1.70 粒和1.80粒。其中，5400kg/hm2處理的行粒數(shù)最多，相比對(duì)照增加了5.3%，1800kg/hm2處理的行粒數(shù)增加相對(duì)較少，相比對(duì)照增加了1.8%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，不同施肥水平處理行粒數(shù)均較對(duì)照顯著增加，3600kg/hm2、5400kg/hm2處理效果最佳，且二者間差異不顯著。

2.4.3 百粒重由表2 可知，3 個(gè)不同施肥水平處理的玉米百粒重均高于對(duì)照，但各處理間均無顯著差異。由此可知，千粒重為品種本身特性，不同施肥量雖可提高粒重，但對(duì)玉米粒重提高較小。

2.4.4 產(chǎn)量由表2 可知，3 個(gè)不同施肥水平處理產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照，其中，5400kg/hm2處理產(chǎn)量最高，為9900.36kg/hm2，相比對(duì)照產(chǎn)量增加了12.1%；1800kg/hm2處理產(chǎn)量增加相對(duì)較少，為9383.04kg/hm2，比對(duì)照增加了6.3%；3600kg/hm2處理較對(duì)照增產(chǎn)11.5%，與5400kg/hm2處理無顯著差異。說明施用有機(jī)肥有利于產(chǎn)量的提高。

3 結(jié)論與討論

黃亞萍[6]研究表明，不同施肥水平下，隨著有機(jī)肥用量的減少，莖粗、株高、凈光合速率、葉綠素含量、干物質(zhì)積累量逐漸降低。閆百瑩[7]研究表明，深松結(jié)合施用有機(jī)肥，隨施肥量的增加可顯著提升玉米植株氮磷鉀含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用農(nóng)輝有機(jī)肥可顯著提升玉米株高、莖粗和干物質(zhì)含量，其中以施肥量5400kg/hm2處理的表現(xiàn)最好，分別比對(duì)照提升了7.7%、6.3%和13.6%。施用農(nóng)輝有機(jī)肥能顯著提高制種玉米葉綠素含量和光能利用率，其中5400kg/hm2處理的SPAD 值比對(duì)照增加了12.8%，凈光合速率提升了25.0%。本試驗(yàn)研究結(jié)果與前人研究結(jié)果相一致，制種玉米農(nóng)藝性狀表現(xiàn)與有機(jī)肥用量成正比。

溫延臣等[8]研究表明，商品有機(jī)肥代替化肥可提高氮素利用率，提升土壤肥力，進(jìn)而提升玉米產(chǎn)量。李鳴雷等[9]報(bào)道，在單株粒重、產(chǎn)量中，生物有機(jī)肥處理與不施肥處理的差異均顯著，生物有機(jī)肥處理均高于不施肥處理。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用農(nóng)輝有機(jī)肥可以促進(jìn)制種玉米產(chǎn)量的增加。其中，5400kg/hm2處理玉米穗長(zhǎng)比對(duì)照增加了7.2%，行粒數(shù)增加了5.3%，產(chǎn)量增加了12.1%，但5400kg/hm2與3600kg/hm2處理結(jié)果相近，差異不顯著。

綜上所述，從玉米農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量綜合分析，施肥量5400kg/hm2和3600kg/hm2的施肥效果較好，但兩者之間差異不顯著，考慮到施肥成本因素，建議在張掖市甘州區(qū)農(nóng)輝有機(jī)肥的最佳施肥量采用3600kg/hm2。