徐兆廷，芦 倩，吴彦霖，张恒嘉，，肖 让，邓浩亮，李福强，王泽义

(1.甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州730070； 2.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州730070；3.河西学院土木工程学院，甘肃 张掖734000； 4.河西学院河西走廊水资源保护利用研究所，甘肃 张掖734000)

0 引言

在制种玉米重要生产基地河西走廊，玉米制种已成为张掖市特色与主导产业。2020年，张掖市落实杂交玉米制种面积63 753.33 hm2，同比增加3 746.67 hm2，增幅为6.24%，占全国杂交玉米制种面积的41.5%[1]。近年来，过量施用化肥导致土壤板结、环境污染等问题接踵而至，加之粮食安全压力增加，国家化肥使用量零增长政策的发布与落实，使得在我国有千年使用历史的有机肥料重回大众视野，通过有机肥部分替代化肥是实现中国化肥零增长的重要技术途径之一。试验研究表明，有机肥中含有大量营养物质和多种微量元素，增强农作物对养分的吸收利用，与化肥配合施用可显著提高土壤微生物量和土壤养分容量的供应强度，适用于土壤培肥和促进作物增产[2-4]。

我国启动有机肥替代化肥试点后，研究人员在全国多地区针对不同作物开展有机肥替代技术研究。已有研究表明，有机肥部分替代化肥后会增加土壤速效养分，促进作物生长发育，有利于辣椒、番茄、茄子、水稻、小麦、玉米产量的增加，而在黑土区、沙土区、黄土区开展玉米有机肥替代试验，结果均表明适度有机肥替代化肥既能维持或增加作物产量，又能在提高农业资源配置的同时提高土壤养分含量[5-14]。

当前，随着商品肥料由产品登记制改为备案制，市场上可供选择的有机肥种类日渐丰富，但有机肥替代化肥研究多集中于经济作物，有关制种玉米的研究鲜见报道。本文通过不同商品有机肥与化肥不同配比对玉米株高、茎粗、叶面积、干物质及产量的影响，探索有机肥部分替代化肥对河西绿洲制种玉米生长动态和产量的影响，以期为河西绿洲制种玉米生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1试验区概况

试验区位于甘肃省张掖市甘州区党寨镇田家闸村，地处100°6′～100°52′E、38°32′～39°24′N，海拔1 474 m。区域处于温带大陆性气候区，为典型沙漠绿洲，属大陆性干旱荒漠气候类型，干旱高温和多风是主要气候特点。多年平均气温7.25 ℃，7月最热，月平均气温23.9 ℃；1月最冷，月平均气温-10.1 ℃。多年平均降水量97.6 mm，2020年降水量118.1 mm。试验区土壤类型为沙壤土，地势平坦，平均地下水位4.2 m，毛管水上升高度65 cm，地下水不能补给到作物根系分布层，向上补给量可忽略不计；冻土深度1.0 m左右。0～30 cm耕层平均容重1.38 g/cm3，田间最大持水量19.5%(体积含水率)。

1.2试验设计

以当地制种玉米品种NC236为试验对象，采用膜下滴灌，一膜一管控制3行(2行母本、1行父本)，种植方式与当地传统方式一致。试验采用随机区组设计方法，设1个对照和6个处理(表1)，灌水、除草等其他农事管理措施所有处理均一致。每个处理及对照均重复试验3次，共21个小区。每个小区面积35 m2(长7.0 m、宽5.0 m)，采用底宽25 cm、高20 cm的地埂分隔，周围设保护区，宽度1 m。基肥结合播前整地一次性施入土壤中，采用地膜覆盖行比种植(1∶5)，灌水方式采用膜下滴灌。

表1 试验设计方案

1.3测定项目及方法

(1)株高和茎粗。全生育期每15～20 d随机选取有代表性的3株植株测定不同生育阶段制种玉米株高和茎粗。玉米抽雄前采用精度为1 mm的刻度尺测定植株基部至最高叶根部高度，抽雄后测定植株基部至雄穗顶端高度。采用精度为0.1 mm的游标卡尺测定玉米茎粗。

(2)叶面积。将选取的制种玉米植株茎叶分离后采用叶面积测定仪测量叶面积。

(3)地上部生物量。将选取制种玉米植株的茎、叶、穗分离，标记后分别放入烘箱，将温度设定在85 ℃条件下杀青0.5～2.0 h，然后控温至105 ℃烘干至恒质量，放入干燥器中冷却至室温称量质量。

(4)籽粒产量。玉米成熟期在各小区随机取样进行测产；生育末期各小区收获母本果穗，自然晾干后脱粒称质量，单打单收计算小区产量。

1.4数据处理

采用Excel 2007对试验数据进行整理并绘图，用SPSS 25进行统计分析。

2 结果与分析

2.1株高

不同处理下制种玉米株高动态如表2所示。由表2可知，苗期末各处理间无显著差异(P>0.05)。拔节期株高增长迅速，T4、T6与CK间株高差异显著(P<0.05)，分别较CK降低8.71%、9.69%，其余处理此期株高较CK有所提高，但均无显著差异。抽穗期达到生育期内最大值，各处理株高从大到小依次为T1>T3>CK>T5>T2>T4>T6，其中T1、T3较CK显著增加，而T4、T6显著降低。灌浆期初各处理间株高差异迅速缩小，随后再次扩大。成熟期T1较CK株高显著增加4.38%；T4、T6较CK分别显著降低4.99%和6.09%；T1较T2株高显著增加8.65%；T1较T3株高增加2.48%，无显著差异；T1较T5株高显著增加5.24%。

2.2茎粗

不同处理下制种玉米茎粗动态如表3所示。由表3可知，有机肥部分替代化肥有利于制种玉米茎粗增加。苗期各处理茎粗较CK均无显著差异(P>0.05)。拔节期玉米茎粗迅速增加，较苗期增加159.8%～216.9%，其中T6、T4较其他处理生长缓慢，茎粗均未超过21 mm，与对照CK间差异显著(P<0.05)，其余处理间均无显著性差异。抽穗期达到极值，此时各处理间差异较小，仅T6、T4与CK间差异显著。成熟期玉米茎粗迅速降低，各处理茎粗依次是T1>T3>T5>T2>CK>T4>T6，T1较CK显著增加10.86%，T6较CK显著减少8.69%；成熟期T1较T2茎粗显著增加10.43%，T1较T3、T5茎粗分别显著增加7.56%和9.83%。

表2 不同处理制种玉米株高动态

表3 不同处理制种玉米茎粗动态

2.3叶面积

不同处理下制种玉米叶面积动态见如表4所示。由表4可知，制种玉米苗期末CK对照叶面积最小，其余处理与CK间均无显著差异(P>0.05)。抽穗期叶面积达到最大，此时T1、T3较CK增加17.96%、16.51%，差异显著(P<0.05)。灌浆期、成熟期各处理叶面积大小依次为T1>T3>T5>CK>T2>T4>T6，灌浆期T1较CK叶面积显著增加18.29%，成熟期T1较CK叶面积增加10.85%，差异不显著，T6较CK显著减少12.36%；成熟期最后一次测量，T1较T2叶面积增加11.08%，T1较T3、T5叶面积分别增加2.86%和3.01%，均无显著性差异。

表4 不同处理制种玉米叶面积动态

表5 不同处理制种玉米地上干物质积累量

2.4地上部干物质积累量

不同处理下制种玉米地上干物质积累量如表5所示。由表5可知，各处理地上部干物质质量在苗期无显著差异(P>0.05)；拔节期T1、T3干物质积累较CK增加7.38%、6.93%，差异显著(P<0.05)；成熟期玉米籽粒质量增加迅速，占地上干物质比例快速增加，各处理干物质质量依次为T1>T5>T3>CK>T2>T4>T6，其中，T1较CK显著增加10.01%，T2、T4、T6较CK分别显著降低8.24%、17.99%、18.96%；T1较T2显著增加19.90%，T1较T3、T5分别显著增加6.72%和6.26%。

2.5籽粒产量

不同处理下制种玉米籽粒产量如图1所示。由图1可知，各处理产量依次为T1>T3>T5>CK>T2>T4>T6，其中，T1处理产量最高，达到6 902.95 kg/hm2，较CK显著(P<0.05)增产11.25%，T1较T2显著增产13.21%，T1较T3、T5分别增产1.80%、6.43%，差异无显著性。T3处理较T1处理减产122.24 kg/hm2，较CK显著增产9.28%，较T4显著增产13.1%。T5较CK增产4.53%，但无显著性差异(P>0.05)，较T6显著增产9.57%。

图1 不同处理制种玉米产量Fig.1 Yield of seed production corn with different treatments

3 讨论

随着环保政策的不断推进，传统化肥对土壤污染及土壤重金属超标所致等原因，加速了有机肥替代技术的研究和发展。国内外大量试验研究证明，有机肥替代技术是一种将化肥见效快、易吸收的优点与有机肥养分多、时效长的优点相结合的配套施肥方式，为作物生育前期提供生长养分的同时，又能协调生长后期营养与生殖的关系，进而提高作物产量[15-16]。因此，探索有机肥部分替代化肥对主要粮食作物、经济作物的影响已成为热点问题。本研究表明，适度的商品有机肥替代化肥后可以促进制种玉米的生长发育，提高作物的株高、茎粗、叶面积和干物质量，并增加产量，已在相关文献中得到证实[17-20]。

有机肥营养物质释放缓慢，苗期末株高、茎粗、叶面积、干物质均未表现出显著性，经过微生物一段时间的分解后，一些营养物质可以通过根系进入植物细胞，直接参与植物细胞物质的合成，免去消耗大量能量和植物光合作用产物。从制种玉米生长动态来看，施用商品有机肥2 500 kg/hm2+CK总养分化肥减量20%处理的制种玉米株高、茎粗、叶面积生长状况均优于常规施肥(CK)；干物质积累的速度与总积累量也高于常规施肥，这与YADAV RL等[21]、赵霞等[22]认为有机肥在土壤中的应用改变了土壤理化性质且外源有机肥施入土壤带来外源P、K及其他微量元素有利于植物生长的结论一致。商品有机肥2 500 kg/hm2+CK总养分化肥减量40%处理的制种玉米生长发育不及常规施肥，可能与制种玉米生长关键期土壤营养物质缺乏有关。试验表明，施用商品有机肥2 500 kg/hm2+CK总养分化肥减量20%的处理有利于增产，与张运龙[23]和何浩等[24]的研究发现商品有机肥在一定的配比下替代化肥可保持或维持玉米不减产甚至增产一致；商品有机肥2 500 kg/hm2+CK总养分化肥减量40%的处理造成减产，与谢军等[15]认为30%和50%化肥替代率可以提高玉米的产量结论不一致，可能与本试验气候条件及品种特性有关。

4 结论

(1)商品有机肥和化肥搭配施用后可提高制种玉米株高、茎粗、叶面积、干物质积累及产量，商品有机肥与化肥配施对苗期制种玉米株高和茎粗、叶面积、干物质积累影响均较小。

(2)施用同一种商品有机肥的情形下，化肥减量20%制种玉米株高、茎粗、叶面积、干物质和产量均高于化肥减量40%，且施用商品有机肥2 500 kg/hm2的情形下化肥减量20%更利于制种玉米生长。