氮肥深施對玉米產(chǎn)量及氮素積累和轉(zhuǎn)運的影響

摘要：本文研究了不同氮肥施用深度對玉米產(chǎn)量、氮素積累、分配及轉(zhuǎn)運的影響。發(fā)現(xiàn)相比于施氮深度10 cm，施氮深度15 cm、20 cm和25 cm均提高了各器官的氮素積累量，同時促進(jìn)了花后氮素積累向籽粒的轉(zhuǎn)運，增加了穗粒數(shù)和百粒重，從而提高了產(chǎn)量。其中施氮深度20 cm處理表現(xiàn)最優(yōu)，是本地區(qū)玉米生產(chǎn)上最適氮肥施用深度。

關(guān)鍵詞：氮肥深施；分配；轉(zhuǎn)運

氮肥是提高玉米籽粒產(chǎn)量最關(guān)鍵的養(yǎng)分，在作物整個生育期都發(fā)揮著重要作用[1]。目前，本地區(qū)主要施氮方式為表層施氮或淺層施氮，常年表層或淺層施氮會導(dǎo)致氮以NH3和N2O的形式流失[2]。已有研究報道深施氮肥可有效減少氮素?fù)p失，促進(jìn)根系生長，提高作物產(chǎn)量[3]。但深施氮肥對玉米氮素積累、分配和轉(zhuǎn)運的影響機(jī)理尚不清楚。

因此，本試驗研究了不同施氮深度對玉米植株氮素積累特性和產(chǎn)量的影響，以期明確本地區(qū)玉米生產(chǎn)上最適氮肥施用深度，以及氮素積累和轉(zhuǎn)運對產(chǎn)量的調(diào)控機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

本試驗于2022—2023年在羅莊區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局示范戶基地進(jìn)行，設(shè)置4個不同氮肥施用深度處理，分別為10 cm（CK）、15 cm（N1）、20 cm（N2）和25 cm（N3）。氮、磷（105 kg/hm2）、鉀（210 kg/hm2）肥均作為基肥一次性施用，氮肥采用人工施用，人工開溝至相應(yīng)深度，將氮肥均勻撒施于溝底后人工覆土；磷、鉀肥采用機(jī)器施用。小區(qū)行長10 m，行距0.6 m，小區(qū)面積60 m2，設(shè)置3次重復(fù)。供試玉米品種為‘登海605’，種植密度67 500株/hm2，每年均于6月6日播種，10月6日收獲。生育期進(jìn)行田間病蟲草害防治。

1.2 測定項目與方法

各小區(qū)取中間4行進(jìn)行收獲，記錄穗數(shù)、總鮮重和平均10穗重，根據(jù)計算結(jié)果選10個均勻果穗于室內(nèi)考種，分別測定穗粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重和籽粒含水量，并折算14%含水量的玉米產(chǎn)量。在開花期、成熟期分別于各小區(qū)選取3株具有代表性的植株進(jìn)行取樣，按葉片+葉鞘、莖稈、苞葉+穗軸、籽粒進(jìn)行分類，將植株樣品放置于105℃烘箱中進(jìn)行殺青30 min，之后在90℃條件下烘干至恒重，用1%天平進(jìn)行稱重并記錄。將各器官烘干樣品粉碎后過60目篩，供室內(nèi)測定各器官的氮素含量，氮含量測定采用半微量凱氏定氮法[2]。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

試驗數(shù)據(jù)運用Excel 2016整理并計算，運用SPSS Statistics 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，運用Origin 2017軟件繪圖。

2 試驗結(jié)果

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

由表1可知，氮肥深施均提高了玉米產(chǎn)量，與CK相比，N1、N2和N3處理在2022年產(chǎn)量分別增加7.8%、10.7%和4.2%，2023年分別增加7.5%、11.6%和4.9%；其中，N2處理兩年均顯著高于CK處理。與CK處理相比，N1、N2和N3處理穗數(shù)兩年平均增加0.5%、1.2%、0.5%，穗粒數(shù)兩年平均增加4.5%、5.9%、2.6%，百粒重兩年平均增加2.5%、3.8%、1.4%；N2處理穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重兩年均顯著高于CK，N1、N3處理穗粒數(shù)顯著高于CK。

2.2 氮素分配

由表2可知，與CK相比，N1、N2和N3處理吐絲期葉片+葉鞘氮素積累量兩年平均提高8.50%、15.30%和6.49%，莖稈氮素積累量提高2.54%、4.55%和3.17%，地上部氮素積累量提高6.00%、10.78%和5.10%。氮肥深施促進(jìn)了開花期各器官氮素的積累，施氮深度15 cm（N1）、20 cm（N2）、25 cm（N3）各器官氮素積累量均高于10 cm（CK），其中，施氮深度20 cm處理各器官氮素積累量最高，兩年均顯著高于10 cm處理。同時，氮肥深施促進(jìn)了吐絲期氮素向葉片的分配，CK、N1、N2和N3處理葉片氮素積累量占全株氮素積累量比例分別為57.96%、59.32%、60.32%和58.72%。

深施氮肥促進(jìn)了成熟期各器官的氮素積累。與CK相比，N1、N2和N3處理成熟期葉片+葉鞘的氮素積累量兩年平均提高10.93%、16.61%和8.62%，莖稈氮素積累量提高2.65%、8.61%和0.81%，苞葉+穗軸氮素積累量提高2.73%、8.53%和2.14%，籽粒氮素積累量提高13.14%、20.10%和10.64%，地上部氮素積累量提高10.96%、17.43%和8.71%。深施氮肥促進(jìn)了成熟期氮素向籽粒的分配，CK、N1、N2和N3處理籽粒氮素積累量占全株氮素積累量比例分別為59.29%、60.46%、60.64%和60.35%。

2.3 氮素轉(zhuǎn)運

由表3可知，氮肥深施提高了氮素轉(zhuǎn)運量和花后氮素積累量，并提高了花后氮素積累對籽粒氮素積累的貢獻(xiàn)率。與CK相比，N1、N2和N3處理氮素轉(zhuǎn)運量分別增加2.1%、5.7%和2.9%；花后氮素積累量分別增加17.9%、26.8%和13.8%；花后氮素積累對籽粒氮素積累貢獻(xiàn)率分別增加7.4%、9.1%和5.3%；N2處理氮素轉(zhuǎn)運量、花后氮素積累量、花后氮素積累對籽粒氮素積累的貢獻(xiàn)率均顯著高于CK處理。氮肥深施提高了氮收獲指數(shù)，但各處理間差異不大。N1、N2和N3處理與CK相比，氮肥偏生產(chǎn)力分別提高7.7%、11.2%和4.6%；其中N2處理顯著高于CK處理。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同氮肥施用深度對玉米產(chǎn)量的影響

氮作為植株生長發(fā)育的基本營養(yǎng)物質(zhì)，對玉米產(chǎn)量的提高具有重要作用 [4]。本試驗中，氮肥深施處理玉米產(chǎn)量提高4.2%～11.6%。產(chǎn)量的提高是產(chǎn)量構(gòu)成因子間相互協(xié)調(diào)的結(jié)果，穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重對產(chǎn)量均有顯著影響 [4]。與施氮深度10 cm相比，施氮深度15 cm、20 cm、25 cm處理均提高了穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重。其中，施氮深度20 cm處理產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)和百粒重均顯著高于施氮深度10 cm，說明施氮深度20 cm是本地區(qū)玉米生產(chǎn)上最適氮肥施用深度。

3.2 不同氮肥施用深度對植株氮素積累特性的影響

氮肥深施既可以減少氮肥流失，又可以促進(jìn)根系生長，提高植株對氮肥的吸收能力[5]。本研究表明，氮肥深施提高了各器官的氮素積累量，促進(jìn)了吐絲期氮素向葉片以及成熟期氮素向籽粒的分配，提高了花后各器官氮素的積累量，并促進(jìn)了花后氮素積累向籽粒的轉(zhuǎn)運。施氮深度15 cm、20 cm、25 cm處理在各項指標(biāo)上均優(yōu)于施氮深度10 cm，其中，施氮深度20 cm處理間各指標(biāo)均顯著高于施氮深度10 cm，說明施氮深度20 cm對氮素積累、分配和轉(zhuǎn)運的作用效果最明顯。

參考文獻(xiàn)

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