施用不同復合肥對輪作玉米農藝性狀和產量的影響

許竹溦， 雷俊， 邵曉偉， 石子建， 陳潤興

(衢州市農業林業科學研究院， 浙江 衢州 324000)

玉米作為中國主要糧食作物之一，用途廣泛[1]，鮮食玉米是在乳熟期采收鮮果穗食用或加工的一類特用玉米[2]，又稱蔬菜玉米，種植區廣泛且生物量大、產量高，其富含營養，風味俱佳，能有效預防“三高”，且易于消化，對腸道疾病及癌癥等多種病癥具有醫療保健功效，深受消費者青睞[3]。

中國是全球最大的鮮食玉米生產國和消費國，鮮食玉米生產周期偏短，部分地區可一年三熟，市場價格較高，經濟效益顯著[4]，鮮食玉米已成為作物種植結構調整的主力軍和提高農民收入的重要途徑[5]。近年來，浙江省鮮食玉米種植面積快速增長，據統計浙江省甜糯玉米年種植面積已達2.33萬hm2[6]，玉米連作面積與日俱增[7]，且人們為了追求高產而獲得更高的經濟效益，不斷加大復合肥的投入，研究表明，大量的肥料施入導致土壤嚴重污染，逐漸酸化，肥料利用率也隨之降低[5]，且玉米連作會出現作物發育不良，品質變劣，病蟲害加劇，土壤微生物群落結構變化以致作物減產[8]。豆科作物和禾本科作物的輪作是傳統農業的精華，合理的輪作能減少化肥的大規模使用，作物間相互促進[9]，在保證玉米高質、高產、穩產的情況下，通過控制化肥的施用量，降低對環境土壤的負面作用，相對精準肥料投入是關鍵性問題，也是當前農業發展中提質增效的必然要求。

本研究以農戶常用三元復合肥為供試肥料，不同復合肥水平下，對輪作下玉米各農藝性狀及產量進行測定，研究不同施肥模式對鮮食玉米各性狀的影響，以期為浙江省鮮食玉米生產和科學管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選擇鮮食玉米甜糯品種鮮糯366，浙江省引進品種(浙引種〔2020〕第002號)一年兩季種植；試驗盆栽體積為27 L(50 cm×34 cm×26.3 cm)，盆栽基質為泥炭和蛭石2∶1混合，復合肥選用“丹王”硫酸鉀型復合肥料(N 17%、P2O517%、K2O 17%、)。

1.2 試驗設計

試驗地點為浙江省衢州市衢江區蓮花東湖基地，為保證試驗精準控制肥力，采用盆栽處理，2021年7月22日盆栽內播種，出苗后保證盆栽內2株玉米，每個肥料處理6個重復，設4個肥力水平，總計處理為8個；T處理前茬種植大豆，K處理前茬種植玉米，T0和K0處理為不施肥處理，T1和K1處理施肥量為600 kg·hm-2，T2和K2處理為 1 200 kg·hm-2，T3和K3處理為1 800 kg·hm-2，按照盆栽面積計算每個盆栽內不同時期施入復合肥量(表1)，其他栽培管理同大田。

表1 不同施肥處理下盆栽施肥量 單位：g

1.3 測定項目及方法

1.3.1 測量株高和穗位高

9月27日玉米乳熟期采收后每個處理取6株測量株高、莖粗、地面莖節數和穗位高。

1.3.2 穗部性狀及產量

根據試驗各處理方案，記錄各處理面積、株數、穗數。連續取6穗室內考種，測量玉米穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重和單果重，結合單果重和剩余盆栽內玉米生物量計算產量。

1.4 數據分析

試驗所得數據使用WPS和SPSS 23.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥量對玉米農藝性狀的影響

由表2可知，隨著復合肥施入量的增加，輪作和連作下的玉米株高、莖粗、地面莖節數和穗位高等指標均呈現逐漸增加的趨勢。施肥的所有處理(T1～T3和K1～K3)株高均顯著高于對照處理，其中T3株高為最高值182.30 cm，其次為K3處理為169.83 cm，兩者差異顯著，較對照T0和K0顯著增加了34.41%和24.81%，且輪作下相同施肥量(除1 200 kg·hm-2外)處理均高于連作處理(T3>K3, T2>K2)。大豆與玉米輪作下T3處理莖粗顯著高于其他施肥處理和對照，連作處理下K3處理為最大值1.87 cm，顯著高于K1和對照K0，相同肥料處理下輪作T處理整體莖粗高于K處理，且對照T0顯著高于K0，莖粗范圍在1.43～1.93 cm，變化幅度小，T0～T2處理間均無顯著差異。不同施肥處理下輪作最大施肥量T3處理地面莖節數為最大值14.10個，施肥量與T3處理一致的連作處理K3地面莖節數低于T3，但兩者差異不顯著，除T3外K3較其他施肥處理均差異顯著，較對照K0顯著增加了9.47%。不同施肥量處理之間和對照穗位高均差異顯著，但相同施肥量(除1 800 kg·hm-2外)輪作和連作處理間均無顯著差異，T3處理較對照T0顯著增加了45.80%，K3處理較對照K0顯著增加了35.95%。

表2 輪作和連作下不同施肥量對玉米農藝性狀的影響

2.2 不同施肥量對玉米穗相關性狀的影響

由表3可知，不同施肥量對玉米穗相關性狀有顯著的影響，隨著施肥量的增加，玉米穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單果重等6個指標均呈現出逐漸增加的趨勢，不同肥料和對照處理間除禿尖值外均差異顯著。輪作T3處理穗長、穗行數、行粒數、百粒重和單果重均為最大值，分別為17.77 cm、14.10個、27.57個、18.67 g和204.27 g，但較同一施肥量連作K3處理穗相關5個指標均無顯著差異，T0-T3和K0-K3間差異顯著。不同施肥量處理下穗粗差異顯著，且均顯著高于對照，K3處理為最大值4.80 cm，稍高于T3處理穗粗值，但兩者僅相差0.03 cm且無顯著差異，穗粗變幅在4.03～4.80 cm。輪作和連作下不同施肥量對玉米的禿尖長無顯著影響，但隨著施肥量的增加，禿尖逐漸減少，對照T0和K0分別為輪作和連作處理的最大值，T0為1.57 cm低于連作對照K0處理1.77 cm。輪作處理相同施肥量下穗行數、行粒數和單果重均高于連作處理，但無顯著增加，輪作處理下T1百粒重為16.53 g，低于K1處理0.1 g，T2與K2處理百粒重相同，結合玉米表型性狀和穗相關性狀表明輪作處理整體優于連作處理，但兩者差異不大，隨著施肥量的增加玉米產量性狀逐漸變優。

表3 不同施肥量對玉米穗相關性狀的影響

2.3 不同施肥量下對玉米產量的影響

由圖1可知，不同施肥量處理間差異均顯著，隨著施肥量的增加，玉米產量也隨之升高。輪作T3處理為產量最高值11 918.40 kg·hm-2，其次為連作K3處理11 793.41 kg·hm-2，兩者無顯著差異，但兩者標準差較其他施肥處理和對照均較大；對照處理T0和K0處理分別為輪作T和連作K處理最小值8 031.60 kg·hm-2和7 897.61 kg·hm-2，T0較K0處理標準差較高，兩者也無顯著差異；輪作T3處理較對照T0顯著增加了48.39%，連作K3處理較對照K0顯著增加了49.33%。隨著施肥量的增加，玉米產值逐漸增加，穗相關性狀中如穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單果重等相同施肥量間輪作和連作處理均無顯著差異，但輪作最大施肥量T3均為最大值，且除穗粗外T3均高于連作K3處理，結合玉米農藝性狀等指標，施肥量投入最大處理1 800 kg·hm-2(T3和K3)為最適處理，且輪作栽培方式優于連作。

同組柱上無相同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖1 不同施肥量下玉米產量

2.4 不同施肥量下玉米農藝性狀和穗相關性狀的影響

不同施肥投入對玉米農藝性狀、穗相關性狀和產量均有一定影響，由表4可知，玉米4個農藝性狀和7個穗相關性狀及產量大部分存在相關性。株高、莖粗、地面莖節數和穗位高與穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重、單果重和產量7個指標均呈極顯著相關(P<0.01)，禿尖與株高、地面莖節數和穗位高均呈顯著負相關(P<0.05)；莖粗與禿尖呈負相關但兩者無顯著相關，可能是莖粗各施肥處理下變幅較小的結果。

表4 不同施肥量下玉米農藝性狀和產量的相關性

3 小結與討論

鮮食玉米種植水平和產值是直接影響南方地區農業生產結構、糧食生產能力和專業種植戶經濟來源的重要因素，南方春玉米種植區鮮食玉米一年兩熟種植，可以在充分利用土地及光熱資源的基礎上，獲得較高的產量與經濟效益[10]。化肥對增加作物產量、提高土壤肥力具有十分重要的作用[11]，在發展中國家的糧食增產中，有55%來自化肥的作用[12-13]；我國當前肥料品種繁多，肥效差異大[14]，且隨著化肥投入量逐年加大，出現了化肥利用率低及糧食產出下降的現象；農戶施肥方式多以分期施肥和一次性施肥為主[15]，提高肥料利用率，降低勞動強度，探尋適應農業生產輕簡化的施肥途徑是目前研究的重中之重。

前人研究表明，與氮磷鉀肥均衡施用相比，不均衡施肥會導致某些器官中某種養分的含量(濃度)異常升高，存在養分奢侈積累或轉移受阻滯留的現象[16]，減少基肥施用比例，增加追肥次數可改善玉米養分狀況，提高產量和肥料利用率[17-18]，不同的施肥制度對土壤微生物數量、群落結構影響差異顯著[19]。長期玉米連作的農田受土壤理化性質、物理結構和生物變化等因素的綜合影響較大[20]。本試驗中在輪作和連作的不同施肥總量處理上均采用施基肥和兩次追肥的方式進行，施肥各處理較對照均提高了株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單果重等農藝性狀和穗相關產量性狀，其中輪作和連作施肥最大處理T3和K3效果較為顯著，且除穗粗外各性狀T3均高于K3，但兩者無顯著差異。高生物量是獲得高產的物質基礎[21]，而玉米產量的高低與穗數、穗粒數、百粒質量密切相關[22-24]，研究發現，產量和穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒重和單果重等穗相關性狀呈極顯著相關。本研究表明，施肥最大處理(T3和K3)農藝性狀、穗相關性狀與產量均高于施肥第二大處理(T2和K3)，除禿尖值外均差異顯著，且輪作處理各性狀普遍優于連作處理，從產值考慮1 800 kg·hm-2投入量且結合輪作栽培模式為最優處理，但結合肥料和勞動力成本，還需進一步細化復合肥投入梯度，現階段農戶偏愛施足有機肥做基肥，后續追肥撒播復合肥的施肥方式，最優施肥模式與肥料種類還需要深入研究。