張興風(fēng)，劉澤人，黃興法，楊建國，李光永(.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京 00083；.寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，銀川 75000)

0 引 言

科學(xué)合理施肥多年來一直是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的熱門研究課題。世界肥料利用效率為15%～55%，我國的化肥利用效率更低：氮肥當(dāng)季利用率為30%～35%，磷肥為10%～20%，鉀肥為35%～50%，低于發(fā)達(dá)國家15%～20%[1]。肥料利用率低的原因之一是傳統(tǒng)施肥方式在作物生育前期施用大量肥料，養(yǎng)分施用與作物需求不同步[2]。但在滴灌條件下可以解決這個(gè)問題，實(shí)現(xiàn)“何時(shí)需，何時(shí)滴”的目標(biāo)。

膜下滴灌是一項(xiàng)工程節(jié)水(滴灌、管道輸配水技術(shù))同農(nóng)藝節(jié)水(地膜覆蓋栽培技術(shù))集成的一項(xiàng)高效節(jié)水灌溉新技術(shù)，該技術(shù)可以控制灌水量、施肥量和灌溉施肥時(shí)間，并且可以利用滴灌系統(tǒng)把肥料輸送到作物根部周圍，提高肥料利用率，減少化肥消耗量[3,4]。

寧夏地處國內(nèi)最佳玉米生產(chǎn)氣候帶，其每年的玉米產(chǎn)量占寧夏所有糧食作物總產(chǎn)量的45.7%[5]。但西北地區(qū)肥料施用不盡科學(xué)，耕地生產(chǎn)用肥超量，施肥結(jié)構(gòu)不合理(多以氮肥為主，復(fù)合肥次之，鉀肥較少)[6]，這些問題導(dǎo)致作物產(chǎn)量低，農(nóng)民生產(chǎn)成本提高。本試驗(yàn)通過研究膜下滴灌條件下玉米主要生育期內(nèi)不同施肥比例對玉米產(chǎn)量的影響，來確定寧夏地區(qū)適宜玉米生長的最佳施肥配比，為在寧夏地區(qū)推廣滴灌高產(chǎn)技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2015年4-9月在寧夏回族自治區(qū)永寧縣國營黃羊?yàn)┺r(nóng)場農(nóng)二隊(duì)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)屬于西干渠引黃揚(yáng)水灌區(qū)，地處銀川市西南30 km，北緯38°05′、東經(jīng)106°05′。年降水量185～223 mm，且分布不均、年際變化大，7-9月份降水量占全年降水量的60%左右，夏作物生育期有效降水僅30 mm；秋作物生育期有效降水也只有50～70 mm，年蒸發(fā)量1 811.8 mm，無霜期約130 d左右，年日照時(shí)數(shù)為2 800～3 100 h。試驗(yàn)地區(qū)0～100 cm土壤質(zhì)地為壌質(zhì)砂土，平均土壤干密度為1.61 g/cm3，0～20 cm的土壤密度為1.61 g/cm3，20～40 cm的土壤密度為1.53 g/cm2，40～60 cm的土壤密度為1.71 g/cm3。土壤養(yǎng)分含量為：水解氮47 mg/kg，有效磷10.1 mg/kg，速效鉀80 mg/kg。

玉米品種為迪卡519和正大12號，采用寬窄行種植，寬行距60 cm、窄行距30 cm、株距25 cm，按照“一管兩行”鋪設(shè)滴灌帶并覆蓋地膜。播種日期為2015年4月16日，4月24日出苗，試驗(yàn)期間同一水肥管理，加強(qiáng)田間管理，適時(shí)進(jìn)行除草和噴藥殺蟲。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)置

試驗(yàn)設(shè)置玉米品種和施肥模式兩個(gè)試驗(yàn)因素。兩個(gè)玉米品種為迪卡519和正大12；6個(gè)施肥模式見表2，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施肥處理(CK)和2014年試驗(yàn)施肥處理(F1P1)作為對照。試驗(yàn)共12個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置3組重復(fù)，共36個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)處理設(shè)置3組重復(fù)，各試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)布置，每個(gè)小區(qū)面積為4.8 m×6 m=28.8 m2。2015年寧夏春玉米試驗(yàn)施肥總量見表1，試驗(yàn)處理設(shè)置即施肥比例設(shè)置見表2。

表1 2015年試驗(yàn)處理施肥水平

表2 2015年試驗(yàn)處理設(shè)置

注：對照處理(CK)50%的氮肥和全部的磷鉀肥作為底肥一次性施入，拔節(jié)期分兩次追施50%的氮肥；P1、P2中將5%的氮肥、24%的磷肥和5%的鉀肥作為底肥一次性施入，剩余的肥在每個(gè)生育期按比例追施；P3無底肥，全部按比例追施。

1.3 測試項(xiàng)目和方法

在玉米的每個(gè)主要生育期內(nèi)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取五株，測定植株各器官的鮮重、干重，求其平均值。當(dāng)玉米成熟時(shí)，每個(gè)小區(qū)選取樣本測定穗長、穗周長、禿尖長并數(shù)其穗行數(shù)和穗粒數(shù)；收獲脫粒后測定玉米籽粒的質(zhì)量，以此計(jì)算出玉米每公頃的產(chǎn)量為最終產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理的玉米鮮重、干重

在春玉米的每個(gè)生育期內(nèi)，從每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選取5株玉米植株，取下植株后立即測定其地上部分各器官(玉米葉、玉米稈、玉米穗)鮮重，置于105 ℃烘箱內(nèi)殺青后在80 ℃下烘干至恒重并測其各器官干重，其單株鮮重見表3、單株干重見表4。

表3 不同處理下春玉米在不同生育期的單株鮮重 g/株

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性。

表4 不同處理下春玉米在不同生育期的單株干重 g/株

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性。

由表3看出：迪卡519：苗期整株鮮重有底肥處理F1P1與無底肥處理F1P3和F2P3有顯著性差異且極其顯著，而有底肥處理(F1P1、F1P2、F2P2、CK)之間的顯著性不明顯，這說明有無底肥影響玉米苗期的整株鮮重；拔節(jié)期，CK處理的整株鮮重較其他處理顯著性低；抽穗期，F(xiàn)1P3處理的整株鮮重較F1P1、F2P3、CK顯著性高；灌漿和成熟期，這兩個(gè)生育期內(nèi)玉米整株鮮重增加緩慢，F(xiàn)1P3處理的優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)，灌漿期F1P3的鮮重較F1P1、F2P2、F2P3顯著性高，而成熟期F1P3的鮮重較其他處理的鮮重均顯著性高。

正大12：苗期，整株鮮重有底肥處理F1P2與無底肥處理F1P3有顯著性差異，而處理F1P1、F2P2、F2P3、CK之間的顯著性不明顯；拔節(jié)期，F(xiàn)1P2和F1P3與F1P1處理之間顯著性差異較大；抽穗期，F(xiàn)1P3處理的整株鮮重較CK顯著性高且極其顯著；灌漿期，F(xiàn)2P2、F1P3、F2P3之間有顯著差異，而成熟期F1P2和F1P3與F2P2之間有顯著性差異且極其顯著。

經(jīng)過顯著性統(tǒng)計(jì)分析：迪卡519：苗期F2P3處理的玉米整株干重較F1P1和F1P2處理的整株干重顯著性低；拔節(jié)期CK處理與F1P2、F1P3處理之間有顯著性差異；抽穗期和灌漿期，F(xiàn)1P3處理的整株干重較F1P1、F2P3、CK顯著性高；成熟期F1P3處理的整株干重均高于其他處理，且顯著高于F2P2、F2P3、CK處理。從施肥總量來看：成熟期施肥量F1各處理的整株干重均大于施肥量F2處理的，這說明在一定范圍內(nèi)，玉米整株干重與施肥量正相關(guān)；從施肥比例來看：施肥總量相同的前提下，除苗期外，F(xiàn)1P3處理的整株干重均高于F1P1、F1P2處理，在拔節(jié)、抽穗、灌漿期F1P3顯著高于F1P1處理，這說明對于迪卡519來說，在施肥總量相同時(shí)，不施底肥(全部追肥)比施底肥的整株干重積累要高。

正大12：苗期和拔節(jié)期F1P2處理的玉米整株干重較F1P1、F2P3、CK處理的干重顯著性高；抽穗期F1P1和F1P3之間差異不明顯， F1P2與CK之間有顯著性差異；灌漿期F1P2、F1P3、F1P1之間差異不大；成熟期正大12各處理的玉米整株干重之間沒有顯著性差異。從施肥總量來看：成熟期時(shí)施肥量F1各處理的干物質(zhì)積累均大于施肥量F2；從施肥比例來看：施肥總量相同的前提下，苗期、拔節(jié)和抽穗期時(shí)F1P2處理的整株干重均高于其他處理，灌漿和成熟期F1P3處理的干物質(zhì)積累大于其他處理，這說明對于正大12來說，是否有底肥對干物質(zhì)積累的影響不明顯。

2.2 各處理的產(chǎn)量及其組成

各處理玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子見表5。

通過表5可以看出：除對照處理外，兩個(gè)品種各處理之間的穗長、禿尖和穗粒行數(shù)之間沒有顯著性差異。兩個(gè)品種各處理都有不同程度的禿尖，是因?yàn)槎d尖與當(dāng)?shù)販囟群涂諝鉂穸让芮邢嚓P(guān)，7月下旬-8月上旬的高溫對受粉和籽粒形成不利，易加重玉米禿尖[7]；正大12的禿尖要大于迪卡519，主要原因是因?yàn)椴煌贩N間生育期長的品種受影響較大[8]。

表5 各處理產(chǎn)量及其組成因素

注：F表示施肥水平，P表示施肥比例，CK表示對照；小寫字母a、b、c表示處理在P0.05水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性，字母A、B、C表示處理在P0.01水平上的統(tǒng)計(jì)顯著性。

迪卡519：不同施肥處理對穗周長的影響不顯著；F1施肥水平下，P3施肥比例下的穗粒數(shù)較優(yōu)，相同施肥比例下的處理之間顯著性不明顯；F2施肥水平下的產(chǎn)量均低于F1。P2施肥比例下，不同施肥量之間的百粒重和產(chǎn)量沒有顯著性差異；P3施肥比例下的產(chǎn)量要高于P1、P2，F(xiàn)1施肥水平下的百粒重和產(chǎn)量顯著高于F2。

正大12：不同施肥處理對百粒重的影響不顯著；F1施肥水平下，P2和P3之間顯著性差異不明顯，但P2比例下的產(chǎn)量略高于P3；F2施肥水平下的產(chǎn)量均低于F1。P1和P2比例下，不同施肥量之間的穗周長沒有顯著性差異；P2和P3施肥比例下，F(xiàn)1施肥水平的產(chǎn)量均顯著高于F2施肥水平，P3比例下，F(xiàn)1施肥水平下的穗周長顯著大于F2水平。

綜上分析可得，產(chǎn)量大小關(guān)系為：F1施肥水平大于畦灌大于F2施肥水平，因此，對于寧夏地區(qū)的玉米種植，推薦使用F1施肥水平，青儲玉米推薦使用P2施肥比例，籽粒玉米推薦使用P3施肥比例。

3 結(jié) 語

通過玉米膜下滴灌田間試驗(yàn)，研究不同生育期內(nèi)不同施肥比例對滴灌玉米生理指標(biāo)及產(chǎn)量的影響，得出以下結(jié)論。

(1)肥料對玉米干鮮重和產(chǎn)量至關(guān)重要。適當(dāng)增加肥料總量和合理分配每個(gè)生育期的施肥比例可以提高干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量。

(2)兩個(gè)玉米品種的最高產(chǎn)量均是在施肥量F1(N：285 kg/hm2、P：120 kg/hm2、K：128 kg/hm2)水平下得到的。迪卡519：CK產(chǎn)量為14 987 kg/hm2，F(xiàn)1水平下的產(chǎn)量為15 684～16 536 kg/hm2，均高于對照組，增產(chǎn)4.7%～10.3%、節(jié)水26%左右，2014年施肥模式下的產(chǎn)量是15 684 kg/hm2，低于2015年的最優(yōu)處理，說明2015年的施肥模式優(yōu)于2014年；正大12：CK產(chǎn)量為13 930 kg/hm2，F(xiàn)1水平下的產(chǎn)量為14 362～15 075 kg/hm2均高于對照組，增產(chǎn)3.1%～8.2%、節(jié)水23.5%左右，2014年施肥模式下的產(chǎn)量是14 361 kg/hm2，低于F1P2處理，這說明對于兩個(gè)玉米品種來說2015年的施肥模式均優(yōu)于2014年。

(3)迪卡519的最優(yōu)處理是F1P3，即當(dāng)施肥量是N：285 kg/hm2、P：120 kg/hm2、K：128 kg/hm2，無基肥，所有肥料全部追施時(shí)，產(chǎn)量最高；正大12的最優(yōu)處理是F1P2，即施肥量和迪卡519的最優(yōu)處理的施肥量一致，但是施肥比例不同，肥料部分基施時(shí)產(chǎn)量最高。F1施肥量相對對照來說氮肥節(jié)約：27.7%，磷肥節(jié)約：24.1%，鉀肥節(jié)約：11.1%。對于寧夏地區(qū)的籽粒玉米推薦的施肥模式是F1P3；青儲玉米推薦F1P2。

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