罗英舰 宋碧 刘君鹏 蒙懿练 周晓

摘 要：研究苗期水肥耦合对玉米农艺性状、产量及产量性状的影响，探讨最佳的水肥耦合模式。在盆栽条件下，本研究采用L9（34）4因素3水平正交试验设计，研究不同水肥处理对玉米株高、茎粗和产量等指标的影响。各个时期水肥耦合处理研究表明，处理7、8、9的玉米株高、茎粗表现最优且处理之间差异不显著，三个处理调亏程度均为70%～80%，说明水分在水肥耦合试验中对玉米的农艺性状起决定性作用。土壤相对含水量70%～80%、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施钾量300 kg/hm2条件下穗长、穗粗、穗行数、行粒数均表现较高，秃尖值最低，获得了较高的单株产量。综合分析认为中单808最佳的水肥耦合模式是在土壤相对含水量为70%～80%条件下，氮、磷、钾肥分别施用150 kg/hm2、100 kg/hm2、300 kg/hm2。

关键词：玉米;水肥耦合;农艺性状;产量;产量性状

中图分类号：S513

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2019）01-0079-05 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.01.015

水肥耦合是指农业生态系统中，水分和肥料两因素或水分与肥料中的氮、磷、钾等因素之间的相互作用对作物生长发育、产量等产生影响[1-2]。适宜的水肥耦合有利于玉米的生长发育，使其高效利用水分和养分，从而达到有效节水节肥并提高产量的目的。相关研究结果表明，水肥配合存在阙值反应，高于阙值范围时，水肥互作增产效应显著[3]。穆兴民[4]认为，在降水量相对较少的地区，平衡养分供应能使作物更有效的利用土壤中的水分，即增加肥料的利用率有助于提高水分的利用效率。邢维芹等[5]对杨凌地区水肥空间耦合的研究表明，在灌溉亏缺的条件下，水分和肥料异区交替灌溉可节约一半的耗水量，同时产量下降幅度较小，使水资源得到了更合理的配置。Benjamin等[6]研究了隔沟灌溉带状施肥对玉米生长和氮肥吸收的影响后认为，在干旱条件下，氮肥吸收降低了50%，相对湿润条件下，灌水沟与不灌水沟之间肥料吸收并无差异。尽管水肥耦合对玉米生长发育和产量影响的研究已有报道，且较为多见，但针对贵州省的特殊地理条件和气候条件来探讨苗期水肥耦合对玉米生长发育和产量影响的研究仍较少。因此，通过本试验研究，分析并找出玉米肥料使用量及最优的水肥配合，确立最佳的水肥耦合模式，以期为贵州省的玉米高产、水肥的高效利用提供科学的参考依据。

1  材料与方法

1.1 试验地点概况

试验于2014年4～9月在贵州省贵阳市花溪区贵州大学教学试验场塑料大棚内进行，采用盆栽试验。

1.2 试验材料

本研究选用由中国农业科学院作物科学研究所选育的半紧凑型玉米品种中单808进行试验。

1.3 试验设计

采用L9（34）正交试验设计，共4个因素，其分别是调亏程度（A）、施氮量（B）、施磷量（C）和施钾量（D）。4个因素各设置3个水平，10次重复，磷、钾肥和20%的氮肥作为基肥一次性施入，在拔节期和大喇叭口期以尿素追肥，施氮量各占总施氮量的40%。不同水分处理开始时期均为玉米展4叶，水分持续胁迫时间均为12 d，12 d后复水到田间最大持水量的70%～80%。水分控制采用称重法。具体设置见表1、表2。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 形态指标

分别在复水后5 d、10 d、拔节期和抽雄吐丝期测定株高、茎粗，株高用卷尺测量茎基部到植株顶部最长叶的长度，茎粗用游标卡尺测定玉米植株地上第二节中部较宽处。

1.4.2 产量及产量性状

玉米成熟后，采收完晾晒至安全含水量（14%）后计产，并随机选取10穗进行室内考种，考种内容包括穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、穗重、千粒重等指标。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2010进行数据整理和计算，用DPSv7.05进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 水肥耦合对玉米农艺性状的影响

2.1.1 水肥耦合对玉米株高的影响

由表3可以看出，不同的水分含量和NPK含量的组合处理对玉米中单808株高的影响不同 。调亏灌溉结束复水5 d时株高值处理7株高值最大，处理1株高最小;处理7、8、9之间差异不显著，处理7、8、9均与处理1、2、3、4、5、6之间差异极显著。调亏灌溉结束复水10 d时株高值处理9最大，处理1最低;处理7、8、9之间差异不显著，但处理7、8、9均与处理1、2、3、4、5、6之间差异极显著。拔节期的株高，处理9值最大，处理5最低，处理7、8、9之间差异不显著，但处理7、8、9均与处理1、2、3、4、5、6之间差异极显著。大喇叭口期的株高处理8最大，处理5最低;处理7、8、9之間差异不显著，但这个处理均极显著高于其他处理。抽雄吐丝期的株高处理7最大，处理2最小;处理7与处理1、2、4、5、6之间差异极显著;与处理8、9之间差异不显著。可见，在各个时期水肥耦合处理7、8、9的玉米株高值最大，因为这三个处理均为调亏程度为70%～80%，说明水分在水肥耦合试验中对玉米的株高起决定作用，在水分亏缺的处理中，处理2相对促进玉米株高的生长。

2.1.2 水肥耦合对玉米茎粗的影响

由表4可知，不同的水分含量和N、P、K含量的组合处理对玉米中单808茎粗的影响不同 。调亏灌溉结束复水5 d时茎粗值处理9最大，处理5最低;处理7、8、9之间差异不显著，但这三个处理与其他处理差异极显著。调亏灌溉结束复水10 d时茎粗值处理8最大，处理1最小;处理7、8、9之间差异不显著，但这三个处理与其他处理均有显著差异。拔节期的茎粗，处理9最大，处理5最小;处理9、8、7极显著大于处理1、5;处理2、7、8、9差异不显著。大喇叭口期的茎粗，处理7最大，处理1最小;处理7、8、9之间差异不显著，但处理7、8、9均与处理1、2、3、4、5、6之间差异显著。抽雄吐丝期的茎粗，处理7最大，处理1最小;处理7、9之间差异不显著，处理7、9和处理8、6差异显著，和处理1、2、3、4、5差异极显著。可见，在各个时期水肥耦合处理7、8、9的玉米茎粗最大，因为这三个处理调亏程度为70%～80%，说明水分在水肥耦合试验中对玉米的茎粗起决定作用，在水分亏缺的处理中，处理6相对促进玉米茎粗的增大。

2.2 水肥耦合对玉米产量及产量性状的影响

2.2.1 水肥耦合对玉米产量性状的影响

由表5可得出，穗行数最多的是处理9，为15.3行，其次是处理6、7、8，均为14行，处理1和处理2的穗行数最少。其中处理9与处理4、5差异显著，与处理1、处理2差异达到极显著水平。行粒数由大到小依次是处理9﹥处理8﹥处理7﹥处理3﹥处理5﹥处理6﹥处理4﹥处理1﹥处理2，且处理8、9和处理1、处理2、处理4差异达极显著水平。处理3穗最长，最短的是处理5。其中处理3、8与处理2、处理4、处理5差异达极显著，其余处理之间差异不显著。穗粗由大到小依次是处理8﹥处理6﹥处理5﹥处理9﹥处理7﹥处理3﹥处理1﹥处理4﹥处理2，处理8和处理2差异达到极显著。处理3的秃尖最长，为4 cm。秃尖最短的是处理9，处理9和处理3、处理2、处理1差异极显著;其余处理之间差异不显著。综合分析表明，中单808在水肥耦合试验处理9（土壤相对含水量为70%～80%、施磷量100 kg/hm2、施氮量150 kg/hm2、施钾量300 kg/hm2）条件下穗长、穗粗、穗行数、行粒数均表现较高，秃尖最短。

2.2.2 水肥耦合对玉米产量的影响

由表6可知，穗粒数最多的是处理9，处理2最少;处理3、5、7、8、9之间差异不显著;处理1、处理2之间处理差异不显著，但处理1、处理2均极显著低于其余处理。处理9千粒重最重，处理2最小。且穗粒数和千粒重均在处理9条件下达到最大值，故而中单808在水肥耦合试验处理9条件下获得了较高的单株产量，处理8的单株产量仅次于处理9，两者差异不显著。

3 结论与讨论

在一定氮肥、钾肥用量范围内，夏玉米株高、茎粗均随灌水量的增加而有所增加，但灌水过多会影响玉米生长;当灌水量一定的条件下，夏玉米株高、茎粗等也会随着施肥量的增加而增加[7]。本研究表明，在各个时期进行水肥耦合处理7、8、9的玉米株高、茎粗最优且处理之间差异并不显著，三个处理调亏程度均为70%～80%，说明水分对玉米的农艺性状具有一定的决定性作用。在土壤相对含水量40%～50%时，氮、磷、钾肥施用量分别为300 kg/hm2、100 kg/hm2、200 kg/hm2有助于促进玉米株高的生长;在土壤相对含水量55%～65%时，氮、磷、钾肥的施用量分别为150 kg/hm2、150 kg/hm2、200 kg/hm2能有效促进玉米茎粗的增大。

刑英英等[8]研究认为作物的水肥管理是农田管理中一个十分重要的理论问题，倘若能协调两者关系达到最优化时，便可能实现低投入、高产出的目标。作物在不同生长条件下和不同生育阶段，喷洒不同的灌溉水量和施用不同的肥料用量都会对产量形成巨大的影响[9]。王聪翔等[10]认为在春玉米生产中，肥料的施用量要依据土壤含水率而定，灌水量的多少要以施肥量的高低来确定。合理的肥水配合，才能发挥最佳交互耦合作用，获得最高产量，实现水肥资源的高效利用。刘作新等[11]研究表明，在水分条件较好的情况下，增施氮肥能大幅度提高作物产量，但在水分胁迫的情况下过多施用氮肥不仅增加生产成本，而且会加重水分胁迫程度，造成作物减产。本研究表明，水肥耦合试验在70%～80%土壤相对含水量、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施钾量300 kg/hm2条件下，亦或者在70%～80%土壤相对含水量、施氮量300 kg/hm2、施磷量150 kg/hm2、施钾量100 kg/hm2条件下能获得较高的单株产量。这与前人的研究结果基本一致[10]。

在玉米各个时期水肥耦合处理7、8、9的株高、茎粗最优，三个处理调亏程度均为70%～80%。在土壤相对含水量40%～50%时，氮、磷、钾肥分别施用300 kg/hm2、100 kg/hm2、200 kg/hm2能有效促进玉米株高的生长;在土壤相对含水量55%～65%时，氮、磷、钾肥分别施用为150 kg/hm2、150 kg/hm2、200 kg/hm2能促进玉米茎的增大。70%～80%土壤相对含水量、施氮量150 kg/hm2、施磷量100 kg/hm2、施钾量300 kg/hm2条件下穗长、穗粗、穗行数、行粒数均表现较高，秃尖最短，获得了较高的单株产量。综合分析认为中单808最佳的水肥耦合模式是在土壤相对含水量70%～80%条件下，氮、磷、钾肥施用量分别为150 kg/hm2、100 kg/hm2、300 kg/hm2。

参 考 文 献：

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