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高温条件下玉米增产施肥技术研究

2022-08-25

现代农机 2022年4期
关键词:腐殖酸复合肥苗期

谢 波

(茂名市茂南区农业技术推广中心,525000,广东茂名)

玉米是我国重要的粮食作物,在社会经济建设中占有重要地位[1]。据资料统计,2020 年玉米播种面积为4 126.4 万hm2,产量达2.6 亿t,对全国粮食增产贡献率达95%[1-2]。在耕地资源日益紧张的情况下,稳步提升玉米产量尤为重要。随着工业的发展,温室效应问题导致全球气温持续上升,尤其夏季光照充足、热量充沛,极易受到热带高压控制出现长时间晴热天气,持续高温现象明显,而一般进入7—8 月时,正处于夏玉米生长发育及其产量形成的关键时期,高温热害成为限制其产量的主要自然灾害之一。

作为喜温作物,玉米能适应一定范围内的高温,但过高的温度会产生高温热害,导致玉米植株生长量减少、生育期缩短,果穗畸形,甚至空秆无粒,籽粒产量显著下降[2]。广东省属热带和亚热带季风气候区,玉米高温热害问题尤为突出,缓解高温胁迫伤害对实现玉米产量提升意义重大。以往研究表明,通过优化选择施肥种类、浓度、时间等,能缓解作物热害。因此,在前人研究基础上,本文通过设置不同施肥处理,研究施肥对高温条件下玉米生长的影响,以期揭示施肥在缓解玉米高温热害中的作用,为高温环境条件下玉米高产稳产施肥技术体系构建提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验大田位于广东茂名市茂南区,地处北回归线以南,属热带亚热带季风温和气候,热量丰富,雨量充沛,夏长冬短,年均温为23 ℃,6—9 月白天均温为33℃,年内≥10 ℃的积温为7 857~8 413 ℃,持续时间达337~355 d,基本无霜,平均年日照时长为1 939.3~2 161.4 h,日照百分率为47%,太阳辐射总量为446.27~489.81 kJ/cm2。供试玉米为广东市售的优良玉米品种。供试肥料种类包括复合肥(有效质量分数为55%,mNO2∶mP2O5∶mK2O=14∶15∶16)、尿素(氮质量分数为46%)、钾肥(硫酸钾、磷酸二氢钾)、腐殖酸钙、微肥(1∶1 螯合态硼锌微量肥)。

1.2 试验方法

6 月中下旬,采用等行距种植方式,以株行距30 cm×55 cm、种植密度约60 000 株/hm2进行种植。根据玉米全生育期的划分,分别在苗期(7 月25 日)、穗期(8 月25 日)和花粒期(9 月15 日)进行不同施肥试验处理。其中,苗期、穗期均采用根际追肥方式,前者施肥量为450 kg/hm2复合肥,后者450 kg/hm2复合肥+75 kg/hm2尿素;花粒期采用叶面喷施方式,喷施0.5%腐殖酸钙+0.1%磷酸二氢钾+0.05%微肥。对照处理采用生产上常用的施肥方法:苗期、穗期为根际追肥方式,施肥量分别为150、225 kg/hm2尿素;花粒期喷施0.2%硫酸钾。试验选择面积1 000 m2左右、地势平整、肥力较为一致的大田3 块,每块为1 个区组,3 个区组即3 重复。除追肥外,整地、基肥(525 kg/hm2复合肥)、除草、病虫害防治等其他田间管理,均采用常规玉米栽培技术措施。

对施肥试验和对照处理的每个生育期进行田间观察。每个处理小区采用五点取样法,每点取10 株,考查株高、茎粗、高径比,采收时统计空秆率、穗长、秃尖长、穗直径、穗行数、行粒数、千粒质量、产量。

1.3 数据分析

数据处理采用SPSS19.0 统计软件进行分析,两个处理间指标差异性采用t-test 进行检验,而同一处理不同玉米生育期间各指标差异性采用Duncan’s 多重比较进行分析(p<0.05)。

2 结果与分析

2.1 高茎生长量变化

根据表1 不同生育期玉米株高和茎粗生长观测结果,可以看出施肥方式对玉米高茎生长产生了显著影响。在苗期施肥试验中,试验组株高、茎粗度大于对照组,高茎比低于对照组。穗期玉米需氮量大。与苗期施肥方法相比,穗期除施用苗期等量的复合肥外,还额外追施了75 kg/hm2尿素,同时对照组穗期施肥量也较苗期增加了75 kg/hm2尿素,达到225 kg/hm2尿素的施肥量。但从穗期施肥结果来看,试验组株高、茎粗度均大于对照组,高茎比小于对照组,表明复合肥+尿素的组合施肥方式明显优于纯尿素的,氮含量较高的氮、磷、钾复合肥更利于穗期玉米生长。本试验供试玉米生育周期约为110 d,为进一步促进玉米灌浆,提升结实率和产量,花粒期采用叶面喷施有机肥+钾肥+微肥的方式。与传统喷施0.2%硫酸钾的对照处理相比,采收时试验组玉米株高、茎粗度均明显大于对照组,高茎比低于对照组。高茎比反映植株生长质量,高茎比大小与植株健壮程度成反相关关系。这说明,相较对照组的施肥方法,采用试验组施肥方式既能促进地上部分生长,又能增大茎粗度,植株生长健壮。

表1 施肥方式对不同生育苗玉米生长的影响

2.2 产量及其构成因素指标变化

由表2 结果可知,施肥试验组与对照组玉米产量及其构成因素指标差异显著。其中,试验组空秆率显著低于对照组,其空秆率为0。与对照组相比,试验组穗长增加了31.0%,秃尖长减少了61.5%,穗直径、穗行数、千粒质量和产量分别增大了26.2%、9.4%、20.4%和14.2%。该试验研究结果表明,采用450 kg/hm2复合肥(苗期)、450 kg/hm2复合肥+75 kg/hm2尿素(穗期)、0.5%腐殖酸钙+0.1%磷酸二氢钾+0.05%微肥(花粒期)的施肥方法显著提升了玉米产量。

表2 施肥对玉米产量及其构成因素指标的影响

3 结论与讨论

施肥能有效促进高温条件下玉米的生长,提升产量。从整个生育周期玉米的生长情况来看,对照组穗期、花粒期的株高、茎粗及高茎比均无明显变化,而试验组穗期、花粒期的茎粗、高茎比差异不明显,但花粒期株高显著高于穗期。这说明,相较对照组,试验组施肥方法延长了高温环境下玉米株高发育时间。综合每一生育时期,对照组的株高与茎粗均低于试验组的观测结果,表明本试验施肥方法有效提升了高温条件下玉米的营养生长。而从玉米产量及其构成因素指标来看,试验组空秆率低、结实量高,产量达18 051.0 kg/hm2,较对照增加了2 245.5 kg/hm2。本试验研究结果表明,通过优化施肥方法能有效缓解玉米在高温条件下受到的热害,从而提升玉米产量。

玉米是高氮需求作物。在玉米整个生长发育过程中,氮素是最重要的营养元素[3]。一般情况下,如果在生长期尤其是苗期和穗期不能充分保障该营养成分的供给,不仅会导致植株生长速度受到抑制,还会导致植株叶片出现黄化,甚至开始枯萎、脱落,最后植株干枯死亡,造成玉米大面积绝收。因此,在生产上常使用尿素作为主要肥料,进行玉米的施肥管理。然而长期单一的施用氮素存在很多问题:一是植株徒长,空秆较多,结实量下降;二是营养不平衡,产生缺素征状,如磷元素、钾元素缺乏,进而导致植株发育不良;三是土壤pH值降低,土壤酸化严重,出现严重板结,不利于玉米对水肥的吸收,植株产量不高。本试验在苗期与穗期采用氮、磷、钾复合肥取代单一尿素的施用,既兼顾解决了营养平衡导致的缺素问题,又有效抑制了地上部分徒长、高茎比过大、植株细弱等问题的发生。

钾对花粒期玉米的灌浆与成熟至关重要,钾元素的补充对提升玉米产量起到关键性作用。然而,花粒期的玉米由于植株叶片中磷元素向籽粒中转移,因此极易出现磷素缺乏,从而影响玉米进一步生长发育。因此,在花粒期本试验采用0.1%磷酸二氢钾取代0.2%硫酸钾进行钾素供给与磷素的补充。与对照组相比,未发现明显的植株叶片由于磷素缺乏产生的叶缘紫红色的现象,植株生长健康,产量增加。值得一提的是,硫酸钾在生产中作为玉米生长发育中钾素的补充来源已有广泛的应用基础,但近年来有大量研究指出,应最大限度减少硫酸钾的用量,这可能与硫酸钾会导致土壤酸化、板结程度加剧有关。

前人研究证实,施用腐殖酸肥料能有效提升土壤pH值,改善土壤酸化板结问题,促进作物对养分的吸收。腐殖酸肥料的施用作为促进农作物增产增收的有效经济措施,具有广阔的应用前景[4]。传统腐殖酸是以褐煤、泥炭、风化煤为主要原料,将大分子聚合物形式的原生腐殖酸经氨化、酸解、氧化等活化处理后加入到肥料中。腐殖酸大都可溶性大,因此能与各种中微量元素、生物刺激素等进行复配。钙素作为生理代谢活动中的第二信使,是植物生长发育过程中的中心调控因子。研究发现,钙素能调节氮、磷、钾元素吸收、运输、利用间的平衡,施用钙肥能提高玉米对肥料的吸收利用率,改善玉米生育性状及提高产量[5]。本试验以中量元素钙与腐殖酸进行复配,再配合施用螯合态的硼锌微量元素肥,从而取代生产中常用的腐殖酸钠、腐殖酸锌取得了较好的试验效果。

综上所述,玉米在整个生育期都需要科学、合理地施肥。高温环境条件下高效的施肥措施能促进玉米的生长与显著提升产量。

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