北疆膜下滴灌玉米氮磷配施效应研究

梁飞曾 胜 和 王国栋 张 磊 陈 云

(新疆农垦科学院农田水利与土壤肥料研究所/新疆生产建设兵团植物营养与肥料学会，新疆石河子83200)

我国的化肥的生产量和消费量已居于世界第一[1]，占全世界化肥产量的三分之一，而且每年以2－3%消耗量进行增加[2]。自2006年，我国的氮肥消费量已经占据了世界氮肥消费量的40%[3]，磷肥消费量约占世界消费量的25%[4]。我国分别于1997年和2006年基本满足了国内氮肥和磷肥的自给自足;但是我国的磷矿石的存储量仅为7亿吨，只能维持30～40年得国内磷肥需求[2];另外，2009年我国氮肥的施用量是1990年的2倍，但粮食产量仅增加22%[3]。在化肥的生产和施用中，氮磷的消费比例普遍受到世界各国的关注[5]。因此，如何提高肥料利用率、充分发挥化肥的作用，对中国农业可持续发展具有极其重要的意义。

玉米在我国是列于稻谷之后的第二大主要粮食作物，产量占我国粮食总产量的26.9%，总产量居世界第二位[6]，而北疆玉米膜下滴灌技术的应用也刚刚起步，其膜下滴灌施肥技术相应参数和规范模式亟待完善。在膜下滴灌玉米施肥过程中存在的主要问题是:农民在施肥习惯上为获得较高产量，过量或不合理施用肥料，往往注重偏施氮肥，而忽视了磷、钾肥配合施用对玉米生长发育、产量构成和养分吸收的促进作用[7]。这些问题不仅限制了滴灌玉米产量的提高，也增加了肥料投入成本，影响了经济效益。为此，本研究在膜下滴灌条件下研究了氮磷平衡施肥对玉米生长的影响，以期找出北疆膜下滴灌玉米生产的最适合氮磷配比，为膜下滴灌玉米节水高效栽培提高理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2011年在新疆兵团农八师石河子市总场进行。土壤为灰漠土，质地壤质，肥力中上，前茬棉花，耕层有机质含量9.4～12.2 g/kg、碱解氮130.00 mg/kg左右、速效磷(P2O5)25.00 mg/kg左右、速效钾(K2O)300.00 mg/kg左右、有效锌0.9～1.1 mg/kg、有效锰8.1～8.4 mg/kg、有效硼2.8～3.1 mg/kg、土壤容重1.21～1.24 g/cm3。供试玉米品种郑单958，供试肥料为尿素(N46%)、磷酸一铵(12－60－0)、硫酸钾(K2O 50%)。

1.2 试验设计

试验采用氮磷比例与施肥时期二因素设计，处理9个(见表2)，重复3次，共计27个小区，小区面积48 m2(2.4×20 m)，总面积0.129 6 hm2。每个处理施氮300 kg/hm2，施钾60 kg/hm2，各生育期氮、磷比例1:0.2或0.4(见表2)，氮磷钾全部随水滴施。

灌溉方式采用滴灌，设1个灌水量水平，总灌水量5 400 m3/hm2。每个处理采用单独施肥装置，基本设施可满足试验要求。播种采用30+80 cm等行距，2行1管。全生育期灌水8次，随水施肥6次;灌水时间、灌水量和肥料施用比例及次数按照生育期进行分配(见表1)。其它管理同大田生产。

表1 不同时期氮磷分配比例表

表2 氮钾肥用量与灌水量分配及磷肥施用时期划分表

1.3 测定项目及方法

整株干物质取样:每个小区随机取10株，在实验室洗净烘干，按器官(籽粒、茎秆、穗轴和苞叶)分类，105℃杀青，80℃烘干，称取生物量;在玉米成熟期调查其有效株数、穗数、穗粒数、千粒重等;另外收获时每个小区分别取3个2 m2测产。

1.4 数据处理与分析

数据均采用SPSS16.0与Excel 2003进行分析，Sigma Plot进行绘图，用LSD进行多重比较确定差异的显著性。

2 结果分析

2.1 不同处理对滴灌玉米产量构成因素的影响

不同处理玉米产量结构构成因素变化见表3所示。根据考种分析，在本试验条件下，除空白对照处理外，其它各施肥处理玉米穗长、穗行数、穗数、千粒重与产量结果基本一致，穗长15.07～16.25 cm，千粒重67.54～70.81 g，穗列数12.70～15.65，穗行数28.70～30.20，有效穗数105 915～110 895万株/hm2、每公顷株数各处理差异不大，均在11.5万株左右。

表3 不同处理对滴灌玉米产量构成因素的影响

2.2 不同处理对滴灌玉米产量的影响

图1 不同处理对滴灌玉米产量的影响

试验结果表明，在本试验条件下，氮磷钾肥随水滴施不同配比均有较好的增产效果，较空白对照每公顷增产4 110.15～5 088.75 kg，增产率在43.74%～54.16%之间，各施肥处理平均为49.21%。从生育期氮磷养分不同配比处理对比来看，第3处理即氮磷配比前期为1:0.2、中期0.4、后期0.2处理产量最高，每公顷较空白对照增产5 089.2 kg，增产率为54.16%。其次是第4处理即氮磷配比前期为1:0.2、中期0.4、后期0.4处理每公顷较空白对照增产4 940.25 kg，增产率为52.57%。再次为第7处理即氮磷配比前期为1:0.4、中期0.4、后期0.2处理，每公顷较空白对照增产4 849.8 kg，增产率为51.60%。第5处理即氮磷配比前期为1:0.4、中期0.2、后期0.2处理产量最低，每公顷较空白对照增产4 110.15 kg，增产率为43.7%(表3－2)。经方差分析，各施肥处理与空白对照处理产量差异极显著F值为6.48(F0.01=3.14)。经多重比较，施肥处理之间第3、4、7处理与第5处理产量差异显著。这说明适宜的氮磷比例与时期提高滴灌玉米产量促进玉米增产。

2.3 产量构成因素对籽粒产量的影响

相关分析(表4)表明，产量与单位有效穗数、穗长、穗行数呈极显著线正相关，与穗列数、千粒重呈线性正相关;千粒重与穗长、穗行数呈极显著线正相关，与有效穗数、穗列数呈线性正相关;穗长与有效穗数、穗行数呈极显著线正相关，与穗列数呈正相关，但均未达显著水平。

表4 滴灌玉米产量与产量构成因素的相关系数

3 小结与讨论

3.1 氮磷比例对滴灌玉米产量的影响

氮磷平衡施肥对滴灌玉米的生长有着重要的作用。陈祥等[7]研究发现，氮磷钾平衡施肥能够提高夏玉米的穗长及千粒重，对增产有明显作用。本实验条件下，氮磷施用比例前中后期分别为1:0.2、1:0.4、1:0.2的时候产量最高，增产54.16%。表明适宜的氮磷配比对滴灌玉米增产具有很好的作用。其主要机理在于，适宜的氮磷钾配比能有效的促进玉米植株生育前期总生物量的累积，以及生育后期干物质从营养体向籽粒的转移，在生育后期达到较高的粒重增长速率与较高的营养体干重下降速率，从而获得较高的籽粒产量和收获指数。

3.2 不同时期滴灌玉米氮磷需求比例分析

养分积累是作物产量形成的基础。宋海星[9]、赵营[10]等研究认为，夏玉米生物量积累曲线与N、P、K养分积累曲线基本一致，都呈“S”形。本研究表明，氮磷施用比例前中后期分别为1:0.2、1:0.4、1:0.2的时产量最高，氮磷施用比例前中后期分别为1:0.2、1:0.4、1:0.4的时候产量次之，与养分累积的“S”型理论相一致。其主要机理可能在于:氮肥用量对玉米株高、穗位的影响较显著，磷肥和钾肥对玉米籽粒的发育及产量的形成有重要影响[8]。因此，玉米生育前期氮磷配比较小，中后期氮磷比例较大;以前中后期氮磷钾配比1:0.2:0.2、1:0.4:0.2、1:0.2:0.2最佳。

3.3 最佳氮磷配比及施肥时期推荐

综上所述，在该肥力的土壤上，氮磷平衡施肥有显著增产和提高氮肥利用率的作用，氮肥与磷、钾肥的配合施用应该得到足够的重视。在本实验条件下，氮磷钾的比例前期以1:0.2，中后期以1:04左右为最佳。综合本研究结果和当地土壤条件，为保证稳定的土壤肥力，建议在中高产田滴灌玉米生产实践中适量施用氮肥，按玉米生育时期控施磷肥，配施锌等微量元素肥料，以保证在取得高产，同时取得较好的经济效益。有关滴灌玉米配方肥的关键技术有待进一步研究优化。

[1] 张卫峰，季明秀，马骥，等.中国化肥消费需求影响因素及走势分析——Ⅰ化肥供应.[J] 资源科学，2007，29(6):162－169.

[2] Chen Fang，Wan Kai－yuan，Liu Yi，et al.China＇s grain relies on foreign fertilizer[J] .Nature，2011，476:33.

[3] Peng Gong，Lu Liang，Qiang Zhang.China must reduce fertilizer use too[J] .Nature，2011，473:284－285.

[4] 鲁如坤.我国的磷矿资源和磷肥生产消费Ⅱ.磷肥消费和需求[J] .土壤，2004，36(2):113－116.

[5] 陈同斌，陈世庆，徐鸿涛，等.中国农用化肥氮磷钾需求比例的研究[J] .地理学报，1998，53(1):32－41.

[6] 武际，郭熙盛，王文军，等.磷钾肥配合施用对玉米产量及养分吸收的影响[J] .玉米科学，2006，14(3):147－150.

[7] 陈祥，同延安，杨倩.氮磷钾平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收和累积的影响[J] .中国土壤与肥料2008，(6):19－22.

[8] 肖万欣，赵海岩，刘晶，等.不同氮、磷、钾肥料组合对玉米杂交种‘辽单527’产量和农艺性状的影响[J] .中国农学通报，2011，27(12):196－200.

[9] 宋海星，李生秀.玉米生长量、养分吸收量及氮肥利用率的动态变化[J] .中国农业科学，2003，36(1):71－76.

[10] 赵营，同延安，赵护兵.不同供氮水平对夏玉米养分累积、转运及产量的影响[J] .植物营养与肥料学报，2006.12(5):622－627.