拔節期不同施氮量對夏玉米產量及產量構成因素的影響

摘要 [目的]在玉米（Zea mays L.）拔節期施用不同量氮肥，研究玉米產量與產量構成因素，以提高玉米產量。[方法]試驗于2012年6～11月在菏澤學院農場進行。拔節期玉米氮肥施用量分別為0、20、45 kg/hm2，測定玉米莖部性狀、穗部性狀和干物質質量，分析夏玉米收獲指數，找到既適合夏玉米生長又能夠降低生產成本的氮素施用量區間。[結果]氮肥施用量并不是越多越好，施用量過多不僅會減小莖粗，降低玉米抗倒伏能力，減少葉干重，從而影響產量，而且會增加玉米生產成本。從產量因素和經濟效益角度考慮，拔節期夏玉米氮肥施用量在20 ～45 kg/hm2時，既有利于提高玉米產量，又能夠降低玉米生產成本。[結論]菏澤地區，玉米拔節期氮肥適宜施用量為20 ～45 kg/hm2。

關鍵詞 氮素施用量；玉米；拔節期；產量因素

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）17-05393-03

Abstract [Objective] The aim was to apply different amount of nitrogen on maize at jointing stage to study its yield and its components， then to improve its yield. [Method] The test was conducted at Heze College in June November， 2012. The nitrogen application amount at jointing stage was 0， 20， 45 kg/hm2， resp.， the stem traits， spike traits and dry matter weight of maize were determined， and the harvest index of summer maize was analyzed， to find out the suitable nitrogen application amount range which not only was suitable for summer maize growth but also decreased the production cost. [Result] The nitrogen application amount was not the more the better， the excessive nitrogen not only reduced the stem diameter， decreased resistance to lodging of maize， cut down the dry leaf weight， then influenced its yield， but also increased its production cost. Considering from yield factors and economic benefits of summer maize， 20 45 kg/hm2 nitrogen application amount at jointing stage not only improved maize yield， but also decreased its production cost. [Conclusion] The suitable nitrogen application amount of maize at jointing stage was 20 45 kg/hm2 in Heze Area.

Key words Nitrogen application amount； Maize； Jointing stage； Yield； Yield components

自我國加入世界貿易組織后，玉米成為我國糧食作物中受影響最大的作物，目前我國已經承諾取消玉米農產品出口補貼，同時玉米進口配額也超過歷史最高進口量。通過近幾年種植業的結構調整，玉米已成為了我國第二大糧食作物。隨著我國畜牧業發展和玉米精加工業新技術的應用，玉米直接影響到畜牧、醫藥以及其他行業的發展和國家糧食安全。因此，我國研究玉米產業發展問題顯得非常迫切。改革開放以后，我國的玉米生產雖然經歷了很大的發展[1]，但是總體上與發達國家仍有很大的差距，這也充分說明我國玉米生產存在巨大的潛力。大量研究表明，氮素作為農作物生產過程中不可缺少的元素之一，對夏玉米具有重要的影響[2-8]。為此，筆者在玉米拔節期進行不同氮素施用量處理，研究玉米拔節期不同施氮量對玉米產量及產量構成因素的影響，以期通過調節拔節期氮肥施用量提高玉米產量。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2012年6～11月在菏澤學院農場進行。試驗地為壤土，0～20 cm耕層土壤有機質含量12.2 g/kg，堿解氮含量66.9 mg/kg，速效磷含量13.45 mg/kg，速效鉀含量138.3 mg/kg[9]。

1.2 試驗設計

試驗設氮肥低、中、高3個水平處理，每個處理3次重復。各處理基施純氮45 kg/hm2，低氮處理在拔節期不追肥（T1），中氮處理在拔節期追施純氮20 kg/hm2（T2），高氮處理在拔節期追施純氮45 kg/hm2（T3）。磷、鉀肥用量相同，將全部磷、鉀肥和50%氮肥作基肥，其余50%氮肥作追肥。6月播種，其基本苗數為4萬～5萬/hm2，行距26 cm，壟距60 cm。其余管理同大田。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 產量。在玉米成熟期分別在每個小區隨機選10株玉米，進行測產考種。

1.3.2 產量構成因素。在作物收獲期，每個小區選取10株玉米，對農藝性狀進行檢測，主要包括株高、莖粗、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、干物質、莖干重、葉干重、子粒干物質含量、穗干重、生物產量、子粒產量、千粒重、收獲指數。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥施用量對夏玉米莖部生長的影響

隨著氮肥用量的增加，株高逐漸提升，并且T2水平后，增加的幅度降低。從表1可以看出，與T1、T2相比，T3株高分別增加了10.03和2.03 cm，增幅分別為5.16%和1.00%；與T1相比，T2株高增加了7.89 cm，增幅約為4.06%。通過方差分析可知，T1處理與T2、T3處理之間差異極顯著，T2與T3處理之間差異不顯著。莖粗隨著施氮量的增加逐漸減少，與T2、T1相比，T3減少了0.08和0.05 cm，減幅約6.72%和4.20%，與T1相比，T2減少了0.03 cm，減幅約2.42%，且T3與T1、T2之間差異顯著，分析原因，可能是由于氮肥的增加，引起了夏玉米的徒長或者是不合適的氮肥對莖粗產生了抑制。綜合兩方面考慮，T2水平有益于夏玉米的生長和生產成本的降低。

2.2 不同氮肥施用量對夏玉米穗部性狀的影響

從表2可以看出，氮肥施用量對夏玉米穗長的影響明顯，T3處理穗長分別比T1、T2增加4.87和2.81 cm，增幅分別約為30.0%和15.35%，處理之間差異極顯著；在穗周長方面，T2、T3分別比T1增加了2.53和3.12 cm，增幅分別約為16.63%和20.51%，T1與T2、T3之間差異極顯著，T2與T3之間差異不顯著；在穗行數方面，T1與T2之間差異不顯著，T2與T3之間差異不顯著，T1與T3之間差異顯著；穗粒數隨著氮肥施用量的增加而逐漸提高，與T2、T1相比，T3分別增加了11.12和23.04粒，增幅分別約為2.08%和4.41%，T3與T2、T1處理之間差異顯著，T1與T2之間差異不顯著。所以，不同施氮量對夏玉米穗部性狀的影響巨大，隨著施氮量的增加，玉米穗長、穗周長、穗粒數都有所增加，其中穗周長的增加幅度在T2處理后放緩，增加幅度減小，而穗長和穗粒數的增加幅度增加，所以，T3水平有利于提高夏玉米產量。

2.3 不同氮肥施用量對夏玉米干物質的影響

從表3可以看出，隨著施氮量的增加，莖干重逐步增加，T3、T2與T1相比分別增加了17.57和14.46 g，增幅分別約為46.42%和38.20%，T1與T2、T3之間差異極顯著，同時也可以看到，T2與T3之間差距很小，T3比T2增加了3.11 g，增幅約為5.59%，差異顯著。葉干重隨著施氮量的增加逐漸減少，與T1相比，T2、T3分別減少了4.14和10.11 g，下降幅度約為6.25%和15.25%，T3和T2相比，葉干重減少了5.97 g，減幅約為9.61%，各處理之間差異極顯著。在單株粒重方面，與T1、T2相比，T3分別增加了6.86和3.41 g，增幅約為3.39%和1.66%，與T1相比，T2增加了3.45 g，增幅約為1.71%，處理之間差異不顯著，但是可以看出，單株粒重隨著氮肥施用量的增加而增加，但是增加的幅度減少。隨著施氮量的增加，莖干重和單株粒重有所增加，莖干重在T2處理后增加幅度降低，單株粒重也是在T2處理后增加幅度幾乎不變，同時，隨著施氮量的增加，葉干重逐漸減少并且處理之間差異明顯，因此，T2處理為最優。

2.4 不同氮肥施用量對夏玉米產量和收獲指數的影響

從表4可以看出，施氮量對夏玉米生物產量影響明顯，與T1、T2相比較，T3分別增加了5 756.85和3 058.80 kg/hm2，增幅約為23.02%和11.04%，T2與T1相比增加了約2 698.05 kg/hm2，增幅約為10.79%，各處理之間差別明顯。子粒產量方面，與T2、T1相比，T3分別增加約2 713.95和4 335.15 kg/hm2，增幅約為19.94%和34.85%，T2與T1相比，增加約1 621.2 kg/hm2，增幅約為13.03%，各處理之間差異明顯。千粒重方面，與T2、T1相比，T3分別增加了12.80和28.05 g，增幅約為3.19%和7.26%，T2和T1相比，增加了15.25 g，增幅約為3.95%，各處理之間差異極顯著，但是，T3與T2較T2與T1相比，氮素對千粒重的影響變小。收獲指數方面，T3比T2和T1增加約0.378和0.437 g，處理之間差異極顯著，施氮量的增加有利于夏玉米收獲指數的提高。隨著施氮量的增加，玉米產量一直在提升，并且增加幅度一直在增加；子粒產量一直增加，并且增加幅度一直增加；千粒重一直在增加，且增加幅度明顯；但是玉米的收獲指數之間差異不是很明顯。所以，T3處理有利于產量的提高。

2.5 產量與產量構成因素之間的關系分析

通過對試驗數據的對比分析可以得出，生物產量的提高隨著夏玉米的株高、穗長、穗周長、穗粒數、莖干重的提高而增加，要提高夏玉米產量應主攻夏玉米的株高、穗長、穗周長、穗粒數和莖干重，其中，主要矛盾為夏玉米穗長、穗周長、穗粒數都與穗長呈正相關。

從結果分析可以得出，夏玉米產量隨著葉干重的增加而降低，此外，如果植株的莖部過高但是又很細的話，容易引起倒伏，產生災害。葉干重的降低又會引起作物產量的形成，因此要想獲得較大的經濟產量與生物產量，需要在一定程度上控制株高，增加莖粗和葉干重。

3 結論與討論

3.1 討論 氮素對夏玉米生育過程中有重大影響，具體體現在以下3個方面。

3.1.1 對農藝性狀的影響。在玉米生長周期中易感氮不足，被稱為氮指示植物，玉米農藝性狀受氮肥影響非常明顯。如果缺氮，將導致植株細弱，葉色黃綠，底部葉片逐漸向上變黃而干枯，雄穗發育延遲或雌穗不能發育，成穗少，子粒少，產量明顯下降。當氮肥施用充足時，植株枝葉繁茂，軀體高大。同時，施氮肥量過多也會影響植株生長，如植株徒長、根冠比小、營養生長過剩進而影響生殖生長等[2]。氮肥對增加夏玉米株高、莖粗、穗長、行粒數、穗粒數、千粒重有顯著作用。增加氮的供應對根系生長的影響表現為促進和抑制作用。當氮素缺乏時，相對較多的光合產物會被根系利用，形成較大的根系，以便于吸收更多的氮素；在高氮肥供應條件下，根系生長量降低，從而降低根對深層養分、水分利用的能力[3]。

3.1.2 對光合生產的影響。氮肥與光合作用的關系主要表現在光合葉面積的大小、光合持續時間的長短和葉片衰老等方面。葉綠素含量與整株含氮率呈極顯著線性相關。氮素能促進葉綠素、蛋白質和酶的合成，并使光合產物能夠及時地被利用，避免積累過多而抑制光合作用，所以當氮素供應充足時，光合增強。營養體中過量的氮素會被轉移，進而導致葉片早衰及光合能力下降，而氮肥施用量的增加卻會減少夏玉米葉片碳水化合物的積累，如果供氮過少，使葉片C/N值過低，葉片的氮代謝旺盛，光合產物的輸出率會降低，造成光合產物對光合器官的反饋抑制作用[4]。夏玉米開花時植株的生物量和含氮量與子粒產量呈正相關關系。在維持葉片較高含氮量進而維持較高光合活性的同時，保證有足夠的根系氮素和營養體氮素向子粒轉移，是玉米高產再高產的關鍵點。

3.1.3 對氮代謝過程的影響。玉米產量對氮素肥料的反應隨著施氮量和氮素形態而發生變化，氮肥施用對提高夏玉米產量和品質以及提高生產效率是極其重要的。子粒產量與利用效率呈顯著正相關關系，施氮和不施氮時的相關系數分別為0.72和0.85[5]。適宜的氮鉀肥配比以及施肥技術可以促進玉米生育前期總生物產量的積累以及后期干物質向子粒的轉移，從而獲得較高的子粒產量[6]。研究發現，在適宜氮鉀肥用量的情況下，玉米葉片的可溶性蛋白含量較高，RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性較強，適宜的氮鉀施用量可促進夏玉米營養體碳氮向子粒運輸，同時提高生長后期葉片的光合能力和根系對氮素的吸收[7]。氮肥施用量對硝酸還原酶活性有很大的影響，同時過量的氮肥施用量可能導致子粒充實期氮素代謝過旺[8]。

3.2 結論 由施氮量與夏玉米性狀關系可以得出，氮肥可以通過影響夏玉米的穗長、穗周長和穗粒數、莖干重進而影響產量，增加氮肥的施用量可以提高夏玉米的穗長、穗周長、千粒重，從而提高夏玉米產量，同時也可以提高夏玉米的莖干重，來提高夏玉米抗倒伏的能力。但是，由于施氮量的增加可以促進株高和葉干重的增加，株高的增加，加大了夏玉米倒伏的危機，葉干重的不足也限制了夏玉米產量的增加。

根據不同處理之間的分析，T2水平的氮肥施用量有利于夏玉米穗部性狀的優化；T3水平有利于提高夏玉米穗部穗長、穗周長和穗粒數；T2水平有利于夏玉米干物質的生成；T3水平有利于夏玉米產量和夏玉米收獲指數的提高。

因此，并不是盲目地增加氮肥施用量便可以增加夏玉米產量，從分析中可以得出，拔節期氮肥水平在20～45 kg/hm2時，氮肥影響能力小于0～20 kg/hm2的氮肥效力，但是，氮肥施用量在20～45 kg/hm2時，生物產量得到優化，夏玉米的產量得到提高。從產量因素和經濟效益角度考慮，拔節期夏玉米氮肥施用量應該在20～45 kg/hm2。

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