許明睿+劉凱+張吉旺+任佰朝

摘要：試驗(yàn)材料選用鄭單958（ZD958）和登海618（DH618）兩種夏玉米品種，設(shè)置 0（P0）、45（P3）、90（P6）、135 kg/hm2（P9）4個不同的施磷（P2O5）水平，研究磷肥運(yùn)籌對夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、干物質(zhì)積累與分配、葉面積指數(shù)、葉片SPAD值和凈光合速率等的影響。結(jié)果表明：施磷有利于提高夏玉米的產(chǎn)量，在0～90 kg/hm2范圍內(nèi)，夏玉米產(chǎn)量隨施磷量的增加而增加，而當(dāng)施磷量超過90 kg/hm2時產(chǎn)量隨之降低。ZD958和DH618的P6處理產(chǎn)量較P0處理分別提高13%和14%；施磷有利于夏玉米葉面積指數(shù)和葉片SPAD值的提高，進(jìn)而改善葉片光合性能，提高凈光合速率，光合干物質(zhì)積累量顯著提高；成熟期干物質(zhì)重隨施磷量的增加，先增加后降低，ZD958的P6處理成熟期干物重較P0和P3處理分別增加26%和9%，DH618分別增加12%和9%，施磷后光合性能的改善與干物質(zhì)重的提高有助于夏玉米產(chǎn)量的提高。

關(guān)鍵詞：施磷量；夏玉米；產(chǎn)量；葉面積指數(shù)；SPAD值；凈光合速率；干物質(zhì)

中圖分類號：S513.062文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）01-0086-05

Abstract In order to study the effects of phosphorus application amount on yield and its components， dry matter accumulation and distribution， leaf area index， leaf SPAD value， and leaf net photosynthetic rate， 2 summer maize varieties Zhengdan 958 （ZD958） and Denghai 618 （DH618） were used as experimental materials. Four phosphorus （P2O5） levels as 0（P0），45（P3），90（P6），135（P9）kg/hm2 were designed for this experiment. The results showed that phosphorus application was beneficial for increasing the summer maize yield. The yield increased with the increasing of phosphorus level in the range of 0～90 kg/hm2， but decreased when phosphorus level over 90 kg/hm2. The yields of ZD958 and DH618 with P6 treatment increased by 13% and 14% respectively compared with P0. In addition， the phosphorus application was conducive to the increase of leaf area index and SPAD value， and then improved the leaf photosynthetic property and increased the net photosynthetic rate， so the accumulation of photosynthetic dry matter increased significantly. Dry matter weight in mature period increased firstly and then decreased gradually with the increase of phosphorus application amounts， and that of ZD958 under P6 increased by 26% and 9% compared with P0 and P3， respectively， while that of DH618 increased by 12% and 9%. The improvement of photosynthetic characteristics and the increase of dry matter weight were conducive to the increase of summer maize yield.

Keywords Phosphorus application amount； Summer maize； Yield； Leaf area index； SPAD value； Net photosynthetic rate； Dry matter

磷素是作物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素之一，對作物的產(chǎn)量和生長發(fā)育起著重要的作用，磷不僅可以作為主要的組分構(gòu)成植物體內(nèi)許多重要的有機(jī)化合物，還可以通過不同的形式參與光合以及相關(guān)的代謝過程等[1-3]。缺磷會導(dǎo)致作物葉片的產(chǎn)生和伸展受到抑制，進(jìn)而影響作物的正常生長發(fā)育。因此，合理施用磷肥有助于增加作物的葉面積與延長葉片的光合有效時間[4]，隨著施磷量的增加，葉面積指數(shù)的變化趨勢呈單峰曲線[5]。此外，磷肥有助于促進(jìn)根系生長，地上部各器官干物質(zhì)的積累量隨施磷量的增加而提高，進(jìn)而能夠提高夏玉米的產(chǎn)量[6，7]。夏玉米產(chǎn)量的增幅隨施磷量的提高，先增大后減小，在90 kg/hm2用量時，夏玉米可獲得較高的產(chǎn)量和磷素利用效率，較不施磷處理增產(chǎn)7.95%～18.31%[8]。

由于種植密度的不斷增加以及玉米品種特性的不斷改善，磷肥的增產(chǎn)效應(yīng)以及玉米對磷素的吸收利用規(guī)律也會相應(yīng)發(fā)生顯著變化[8]，其相關(guān)的生理特性亦會隨之發(fā)生相應(yīng)變化。本研究通過設(shè)置不同施磷水平，研究磷肥運(yùn)籌對夏玉米產(chǎn)量、干物質(zhì)積累與分配、葉面積指數(shù)以及葉片SPAD值等的影響，以便為生產(chǎn)上磷肥運(yùn)籌提供技術(shù)支撐。endprint

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計

試驗(yàn)于2013—2014年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米科技園和作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（36.09°N，117.09°E）進(jìn)行。選用鄭單958（ZD958）和登海618（DH618）為材料，設(shè)置4個不同的施磷（P2O5）水平 ，分別為P0：0；P3：45 kg/hm2；P6：90 kg/hm2；P9：135 kg/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)4次。小區(qū)面積9.5 m×3.0 m=28.5 m2。各處理于拔節(jié)期和大喇叭口期按4∶6比例追施純氮270 kg/hm2（尿素，46% N）；鉀肥（氯化鉀，51% K2O）225 kg/hm2與磷肥（過磷酸鈣，12% P2O5）同時基施。2013和2014年的種植密度分別為67 500株/hm2和75 000株/hm2，播種時間均為6月15日，收獲時間分別為10月5日和10月3日。

1.2 測定項目與方法

在拔節(jié)期（V6）、大喇叭口期（V12）、開花期（VT）、乳熟期（R3）和成熟期（R6）分別測定夏玉米葉面積指數(shù)（LAI）[9]、葉片SPAD值[10]、干物質(zhì)積累與分配[11]。在VT、花后20天（VT+20D）和花后40天（VT+40D）測定葉片凈光合速率[9]。在R6時期，進(jìn)行考種與產(chǎn)量的測定[8， 9]。

產(chǎn)量（kg/hm2）=收獲穗數(shù)（個/hm2）×穗粒數(shù)×千粒重×10-6（1-含水量）/（1-14%）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磷素水平對夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖1看出，施磷提高了夏玉米的產(chǎn)量，隨施磷量的增加，夏玉米產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢，在P6處理條件下產(chǎn)量達(dá)最高水平，ZD958和DH618的P6處理兩年平均產(chǎn)量較P0處理分別提高13%和14%。此外，隨著施磷量的增加，夏玉米千粒重降低，而穗數(shù)和穗粒數(shù)也呈先上升后下降趨勢?？梢姡┝滋岣呦挠衩桩a(chǎn)量是由于增加了穗數(shù)和穗粒數(shù)。

2.2 不同磷素水平對夏玉米干物質(zhì)積累和分配的影響

施磷提高了夏玉米的干物質(zhì)積累量（圖2），隨著施磷量的增加成熟期干物質(zhì)積累量呈先增加后降低的趨勢，在P6處理條件下最大，ZD958的P6處理干物質(zhì)積累量較P0和P3處理分別增加26%和9%，DH618分別提高12%和9%，P9和P6處理間干物質(zhì)積累量差異不顯著。此外，施磷后夏玉米各器官干物質(zhì)重顯著提高。ZD958莖稈和葉片的干物質(zhì)重增加，而籽粒干物質(zhì)重先增加后降低，DH618各器官干物質(zhì)重均先增加后降低。ZD958的P6處理籽粒干物質(zhì)重較P0、P3和P9處理分別提高25%、7%和1%，DH618分別提高17%、9%和5%（表1）。

2.3 不同磷素水平對夏玉米葉面積指數(shù)（LAI）的影響

由圖3可知，施磷有利于夏玉米LAI的提高，施磷后各處理的LAI均高于不施磷處理，且后期下降的幅度小于P0處理；不同處理間LAI均呈現(xiàn)前期快速增長與后期因葉片衰老而顯著下降的趨勢?？梢?，施磷可顯著提高夏玉米的LAI并延長葉片功能期。

2.4 不同磷素水平對夏玉米葉片SPAD值的影響

施磷有利于夏玉米葉片SPAD值的提高（圖4）。不同處理間葉片SPAD值均呈現(xiàn)前期增長與后期因葉片衰老而顯著下降的趨勢。隨施磷量的增加，葉片SPAD值呈先增加后降低的趨勢，即P6處理SPAD值最高。VT時期，ZD958和DH618的P6處理的葉片SPAD值較P0處理分別提高10%和6%。

2.5 不同磷素水平對夏玉米葉片凈光合速率的影響

施磷有利于夏玉米葉片凈光合速率（Pn）的提高（圖5）。在開花后20天，不同處理間葉片Pn均呈現(xiàn)快速增長，之后至花后40天，因葉片衰老而呈顯著下降趨勢。隨施磷量增加，葉片Pn值呈先增加后降低趨勢，即P6處理Pn值最高。ZD958和DH618的P6處理葉片Pn值較P0處理分別平均提高17%和35%。

3 討論與結(jié)論

玉米的生長是不斷積累干物質(zhì)的過程，其干物質(zhì)重可用于表示夏玉米同化物的積累與分配。前人的相關(guān)研究表明，施磷提高了玉米的干物質(zhì)積累量[11]。本研究表明，施磷提高了ZD958和DH618的干物質(zhì)積累量，隨施磷量的增加夏玉米成熟期的干物質(zhì)積累量呈先增加后降低的趨勢。在90 kg/hm2用量條件下干物質(zhì)重最大，較其它處理平均分別提高6%～12%。玉米生長發(fā)育過程中，光合同化物在生長前期主要轉(zhuǎn)運(yùn)分配給營養(yǎng)器官，生長后期主要轉(zhuǎn)運(yùn)分配給果穗和籽粒，花后干物質(zhì)所占比例的高低對玉米高產(chǎn)起著重要作用[12-14]。本研究表明，增施磷肥有利于提高夏玉米的花后干物質(zhì)所占比例，顯著提高3%～8%，進(jìn)而有助于夏玉米產(chǎn)量的提高。此外，合理施用磷肥能夠有效提高玉米光合產(chǎn)物向籽粒分配的能力[15，16]。在本試驗(yàn)條件下，施磷對成熟期莖稈和葉片的干物質(zhì)分配比例的影響差異不顯著，但夏玉米籽粒干物質(zhì)重提高，籽粒產(chǎn)量顯著增加。

玉米產(chǎn)量與葉片的LAI和Pn呈顯著的正相關(guān)關(guān)系[3]。施用磷肥有利于促進(jìn)玉米葉片的生長和葉片光合功能期的延長，進(jìn)而提高玉米葉片的光合能力[17]。本研究表明，施磷有利于夏玉米LAI的提高，其研究結(jié)果與范秀艷[18]的結(jié)果一致，隨著施磷量的增加夏玉米的LAI顯著提高。此外，施磷有利于夏玉米葉片SPAD值的提高，施磷后葉片凈光合速率顯著提高，且以90 kg/hm2處理最優(yōu)?？梢?，合理施磷可顯著提高葉綠素含量和葉面積指數(shù)，葉片的光合功能期延長，光合特性改善，Pn顯著提高，有助于干物質(zhì)積累與分配，進(jìn)而提高夏玉米產(chǎn)量。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Wissuwa M. How do plants achieve tolerance to phosphorus deficiency ？ Small causes with big effects[J]. Plant Physiology， 2003， 133（4）： 1947-1958.endprint

[2] 姜宗慶， 封超年. 磷素對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)及其生理機(jī)制[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)， 2006.

[3] 董樹亭， 高榮岐， 胡昌浩，等. 玉米生理生態(tài)與產(chǎn)量形成[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.

[4] 曹彩云， 鄭春蓮， 李科江， 等. 長期定位施肥對夏玉米光合特性及產(chǎn)量的影響研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)報， 2009， 17（6）： 1074-1079.

[5] 劉高潔， 逄煥成， 李玉義. 長期施肥對潮土夏玉米生長發(fā)育和光合特性的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 2010，16（5）： 1094-1099.

[6] 趙海軍. 磷素營養(yǎng)對不同類型玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其生理基礎(chǔ)[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003： 59-61.

[7] 張可煒， 王賢麗， 李坤朋， 等. 低磷脅迫對耐低磷玉米自交系幼苗光合特性的影響[J]. 山東大學(xué)學(xué)報（理學(xué)版）， 2007，42（3）： 89-94.

[8] 劉凱， 張吉旺， 郭艷青， 等. 施磷對高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量和磷素利用的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2016， 48（4）： 61-65.

[9] 任佰朝， 朱玉玲， 李霞， 等. 大田淹水對夏玉米光合特性的影響[J]. 作物學(xué)報， 2015， 41（2）： 329-338.

[10]朱新開， 盛海君， 顧晶， 等. 應(yīng)用SPAD值預(yù)測小麥葉片葉綠素和氮含量的初步研究[J]. 麥類作物學(xué)報， 2005，25（2）： 46-50.

[11]彭正萍， 張家銅， 袁碩，等. 不同供磷水平對玉米干物質(zhì)和磷動態(tài)積累及分配的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 2009，15（4）： 793-798.

[12]齊華， 梁熠， 趙明， 等. 栽培方式對玉米群體結(jié)構(gòu)的調(diào)控效應(yīng)[J]. 華北農(nóng)學(xué)報， 2010， 25（3）： 134-139.

[13]馬國勝， 薛吉全， 路海東.不同類型飼用玉米品種干物質(zhì)的累積與轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律研究[J]. 玉米科學(xué)， 2005， 13（4）：66-91.

[14]陳國平， 楊國航， 趙明， 等. 玉米小面積超高產(chǎn)創(chuàng)建及配套栽培技術(shù)研究[J]. 玉米科學(xué)， 2008， 16（4）： 1-4.

[15]Saidou A， Janssen B H， Temmingh E J M.Effects of soil properties， mulch and NPK fertilizer on maize yield and nutrient budgets on ferralitic soils in Southern Bein[J]. Agriculture，Ecosystem and Environment， 2003， 100： 265-273.

[16]張福鎖. 中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J]. 土壤學(xué)報， 2008， 45（5）： 915-924.

[17]楊春收 . 磷肥及施用位置對夏玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[D]. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009： 3-5.

[18]范秀艷. 磷肥運(yùn)籌對超高產(chǎn)春玉米生理特性、物質(zhì)生產(chǎn)及磷效率的影響[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：16-18.endprint