高溫條件下玉米增產(chǎn)施肥技術(shù)研究

謝 波

（茂名市茂南區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，525000，廣東茂名）

玉米是我國(guó)重要的糧食作物，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位[1]。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2020 年玉米播種面積為4 126.4 萬(wàn)hm2，產(chǎn)量達(dá)2.6 億t，對(duì)全國(guó)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率達(dá)95%[1-2]。在耕地資源日益緊張的情況下，穩(wěn)步提升玉米產(chǎn)量尤為重要。隨著工業(yè)的發(fā)展，溫室效應(yīng)問(wèn)題導(dǎo)致全球氣溫持續(xù)上升，尤其夏季光照充足、熱量充沛，極易受到熱帶高壓控制出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間晴熱天氣，持續(xù)高溫現(xiàn)象明顯，而一般進(jìn)入7—8 月時(shí)，正處于夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，高溫?zé)岷Τ蔀橄拗破洚a(chǎn)量的主要自然災(zāi)害之一。

作為喜溫作物，玉米能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的高溫，但過(guò)高的溫度會(huì)產(chǎn)生高溫?zé)岷Γ瑢?dǎo)致玉米植株生長(zhǎng)量減少、生育期縮短，果穗畸形，甚至空稈無(wú)粒，籽粒產(chǎn)量顯著下降[2]。廣東省屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，玉米高溫?zé)岷?wèn)題尤為突出，緩解高溫脅迫傷害對(duì)實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量提升意義重大。以往研究表明，通過(guò)優(yōu)化選擇施肥種類、濃度、時(shí)間等，能緩解作物熱害。因此，在前人研究基礎(chǔ)上，本文通過(guò)設(shè)置不同施肥處理，研究施肥對(duì)高溫條件下玉米生長(zhǎng)的影響，以期揭示施肥在緩解玉米高溫?zé)岷χ械淖饔茫瑸楦邷丨h(huán)境條件下玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)施肥技術(shù)體系構(gòu)建提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)大田位于廣東茂名市茂南區(qū)，地處北回歸線以南，屬熱帶亞熱帶季風(fēng)溫和氣候，熱量豐富，雨量充沛，夏長(zhǎng)冬短，年均溫為23 ℃，6—9 月白天均溫為33℃，年內(nèi)≥10 ℃的積溫為7 857～8 413 ℃，持續(xù)時(shí)間達(dá)337～355 d，基本無(wú)霜，平均年日照時(shí)長(zhǎng)為1 939.3～2 161.4 h，日照百分率為47%，太陽(yáng)輻射總量為446.27～489.81 kJ/cm2。供試玉米為廣東市售的優(yōu)良玉米品種。供試肥料種類包括復(fù)合肥（有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%，mNO2∶mP2O5∶mK2O=14∶15∶16）、尿素（氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%）、鉀肥（硫酸鉀、磷酸二氫鉀）、腐殖酸鈣、微肥（1∶1 螯合態(tài)硼鋅微量肥）。

1.2 試驗(yàn)方法

6 月中下旬，采用等行距種植方式，以株行距30 cm×55 cm、種植密度約60 000 株/hm2進(jìn)行種植。根據(jù)玉米全生育期的劃分，分別在苗期（7 月25 日）、穗期（8 月25 日）和花粒期（9 月15 日）進(jìn)行不同施肥試驗(yàn)處理。其中，苗期、穗期均采用根際追肥方式，前者施肥量為450 kg/hm2復(fù)合肥，后者450 kg/hm2復(fù)合肥+75 kg/hm2尿素；花粒期采用葉面噴施方式，噴施0.5%腐殖酸鈣+0.1%磷酸二氫鉀+0.05%微肥。對(duì)照處理采用生產(chǎn)上常用的施肥方法：苗期、穗期為根際追肥方式，施肥量分別為150、225 kg/hm2尿素；花粒期噴施0.2%硫酸鉀。試驗(yàn)選擇面積1 000 m2左右、地勢(shì)平整、肥力較為一致的大田3 塊，每塊為1 個(gè)區(qū)組，3 個(gè)區(qū)組即3 重復(fù)。除追肥外，整地、基肥（525 kg/hm2復(fù)合肥）、除草、病蟲害防治等其他田間管理，均采用常規(guī)玉米栽培技術(shù)措施。

對(duì)施肥試驗(yàn)和對(duì)照處理的每個(gè)生育期進(jìn)行田間觀察。每個(gè)處理小區(qū)采用五點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)取10 株，考查株高、莖粗、高徑比，采收時(shí)統(tǒng)計(jì)空稈率、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗直徑、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，兩個(gè)處理間指標(biāo)差異性采用t-test 進(jìn)行檢驗(yàn)，而同一處理不同玉米生育期間各指標(biāo)差異性采用Duncan’s 多重比較進(jìn)行分析（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 高莖生長(zhǎng)量變化

根據(jù)表1 不同生育期玉米株高和莖粗生長(zhǎng)觀測(cè)結(jié)果，可以看出施肥方式對(duì)玉米高莖生長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著影響。在苗期施肥試驗(yàn)中，試驗(yàn)組株高、莖粗度大于對(duì)照組，高莖比低于對(duì)照組。穗期玉米需氮量大。與苗期施肥方法相比，穗期除施用苗期等量的復(fù)合肥外，還額外追施了75 kg/hm2尿素，同時(shí)對(duì)照組穗期施肥量也較苗期增加了75 kg/hm2尿素，達(dá)到225 kg/hm2尿素的施肥量。但從穗期施肥結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)組株高、莖粗度均大于對(duì)照組，高莖比小于對(duì)照組，表明復(fù)合肥+尿素的組合施肥方式明顯優(yōu)于純尿素的，氮含量較高的氮、磷、鉀復(fù)合肥更利于穗期玉米生長(zhǎng)。本試驗(yàn)供試玉米生育周期約為110 d，為進(jìn)一步促進(jìn)玉米灌漿，提升結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量，花粒期采用葉面噴施有機(jī)肥+鉀肥+微肥的方式。與傳統(tǒng)噴施0.2%硫酸鉀的對(duì)照處理相比，采收時(shí)試驗(yàn)組玉米株高、莖粗度均明顯大于對(duì)照組，高莖比低于對(duì)照組。高莖比反映植株生長(zhǎng)質(zhì)量，高莖比大小與植株健壯程度成反相關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明，相較對(duì)照組的施肥方法，采用試驗(yàn)組施肥方式既能促進(jìn)地上部分生長(zhǎng)，又能增大莖粗度，植株生長(zhǎng)健壯。

表1 施肥方式對(duì)不同生育苗玉米生長(zhǎng)的影響

2.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)變化

由表2 結(jié)果可知，施肥試驗(yàn)組與對(duì)照組玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)差異顯著。其中，試驗(yàn)組空稈率顯著低于對(duì)照組，其空稈率為0。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組穗長(zhǎng)增加了31.0%，禿尖長(zhǎng)減少了61.5%，穗直徑、穗行數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量分別增大了26.2%、9.4%、20.4%和14.2%。該試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用450 kg/hm2復(fù)合肥（苗期）、450 kg/hm2復(fù)合肥+75 kg/hm2尿素（穗期）、0.5%腐殖酸鈣+0.1%磷酸二氫鉀+0.05%微肥（花粒期）的施肥方法顯著提升了玉米產(chǎn)量。

表2 施肥對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)的影響

3 結(jié)論與討論

施肥能有效促進(jìn)高溫條件下玉米的生長(zhǎng)，提升產(chǎn)量。從整個(gè)生育周期玉米的生長(zhǎng)情況來(lái)看，對(duì)照組穗期、花粒期的株高、莖粗及高莖比均無(wú)明顯變化，而試驗(yàn)組穗期、花粒期的莖粗、高莖比差異不明顯，但花粒期株高顯著高于穗期。這說(shuō)明，相較對(duì)照組，試驗(yàn)組施肥方法延長(zhǎng)了高溫環(huán)境下玉米株高發(fā)育時(shí)間。綜合每一生育時(shí)期，對(duì)照組的株高與莖粗均低于試驗(yàn)組的觀測(cè)結(jié)果，表明本試驗(yàn)施肥方法有效提升了高溫條件下玉米的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。而從玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)來(lái)看，試驗(yàn)組空稈率低、結(jié)實(shí)量高，產(chǎn)量達(dá)18 051.0 kg/hm2，較對(duì)照增加了2 245.5 kg/hm2。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，通過(guò)優(yōu)化施肥方法能有效緩解玉米在高溫條件下受到的熱害，從而提升玉米產(chǎn)量。

玉米是高氮需求作物。在玉米整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，氮素是最重要的營(yíng)養(yǎng)元素[3]。一般情況下，如果在生長(zhǎng)期尤其是苗期和穗期不能充分保障該營(yíng)養(yǎng)成分的供給，不僅會(huì)導(dǎo)致植株生長(zhǎng)速度受到抑制，還會(huì)導(dǎo)致植株葉片出現(xiàn)黃化，甚至開(kāi)始枯萎、脫落，最后植株干枯死亡，造成玉米大面積絕收。因此，在生產(chǎn)上常使用尿素作為主要肥料，進(jìn)行玉米的施肥管理。然而長(zhǎng)期單一的施用氮素存在很多問(wèn)題：一是植株徒長(zhǎng)，空稈較多，結(jié)實(shí)量下降；二是營(yíng)養(yǎng)不平衡，產(chǎn)生缺素征狀，如磷元素、鉀元素缺乏，進(jìn)而導(dǎo)致植株發(fā)育不良；三是土壤pH值降低，土壤酸化嚴(yán)重，出現(xiàn)嚴(yán)重板結(jié)，不利于玉米對(duì)水肥的吸收，植株產(chǎn)量不高。本試驗(yàn)在苗期與穗期采用氮、磷、鉀復(fù)合肥取代單一尿素的施用，既兼顧解決了營(yíng)養(yǎng)平衡導(dǎo)致的缺素問(wèn)題，又有效抑制了地上部分徒長(zhǎng)、高莖比過(guò)大、植株細(xì)弱等問(wèn)題的發(fā)生。

鉀對(duì)花粒期玉米的灌漿與成熟至關(guān)重要，鉀元素的補(bǔ)充對(duì)提升玉米產(chǎn)量起到關(guān)鍵性作用。然而，花粒期的玉米由于植株葉片中磷元素向籽粒中轉(zhuǎn)移，因此極易出現(xiàn)磷素缺乏，從而影響玉米進(jìn)一步生長(zhǎng)發(fā)育。因此，在花粒期本試驗(yàn)采用0.1%磷酸二氫鉀取代0.2%硫酸鉀進(jìn)行鉀素供給與磷素的補(bǔ)充。與對(duì)照組相比，未發(fā)現(xiàn)明顯的植株葉片由于磷素缺乏產(chǎn)生的葉緣紫紅色的現(xiàn)象，植株生長(zhǎng)健康，產(chǎn)量增加。值得一提的是，硫酸鉀在生產(chǎn)中作為玉米生長(zhǎng)發(fā)育中鉀素的補(bǔ)充來(lái)源已有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，但近年來(lái)有大量研究指出，應(yīng)最大限度減少硫酸鉀的用量，這可能與硫酸鉀會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)程度加劇有關(guān)。

前人研究證實(shí)，施用腐殖酸肥料能有效提升土壤pH值，改善土壤酸化板結(jié)問(wèn)題，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收。腐殖酸肥料的施用作為促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)增收的有效經(jīng)濟(jì)措施，具有廣闊的應(yīng)用前景[4]。傳統(tǒng)腐殖酸是以褐煤、泥炭、風(fēng)化煤為主要原料，將大分子聚合物形式的原生腐殖酸經(jīng)氨化、酸解、氧化等活化處理后加入到肥料中。腐殖酸大都可溶性大，因此能與各種中微量元素、生物刺激素等進(jìn)行復(fù)配。鈣素作為生理代謝活動(dòng)中的第二信使，是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的中心調(diào)控因子。研究發(fā)現(xiàn)，鈣素能調(diào)節(jié)氮、磷、鉀元素吸收、運(yùn)輸、利用間的平衡，施用鈣肥能提高玉米對(duì)肥料的吸收利用率，改善玉米生育性狀及提高產(chǎn)量[5]。本試驗(yàn)以中量元素鈣與腐殖酸進(jìn)行復(fù)配，再配合施用螯合態(tài)的硼鋅微量元素肥，從而取代生產(chǎn)中常用的腐殖酸鈉、腐殖酸鋅取得了較好的試驗(yàn)效果。

綜上所述，玉米在整個(gè)生育期都需要科學(xué)、合理地施肥。高溫環(huán)境條件下高效的施肥措施能促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)與顯著提升產(chǎn)量。