氮磷钾锌对玉米茎基腐病及产量的影响

李保军，张兰松，朱静，贾建彬，李红铁，陈洁

（邯郸市农业科学院，河北邯郸056001）

氮磷钾锌对玉米茎基腐病及产量的影响

李保军，张兰松，朱静，贾建彬，李红铁，陈洁

（邯郸市农业科学院，河北邯郸056001）

在小麦-玉米轮作制下，通过2 a的定位施肥后，研究了氮、磷、钾、锌对玉米茎基腐病及产量的影响。结果表明：氮是影响玉米茎基腐病的首要营养因子、钾次之，连续高量施氮处理发病最重、连续不施钾处理次之，施钾可显著减轻茎基腐病的发生；氮是影响玉米产量的首要营养因子、磷次之，在氮磷配施的基础上施用钾肥可以显著提高产量、减缓发病；连续高量施磷处理的土壤有效锌含量最低，连续高量施氮处理次之；在氮磷钾配施的基础上施用锌肥，可以显著提高产量，改善玉米后期穗位叶部性状，减轻病害发生。

夏玉米；氮磷钾锌；茎基腐病；产量

玉米茎基腐病是系统侵染的土传病害，一般生产上化学药剂防治效果不理想。矿质营养缺乏不仅影响植物的正常生长发育，还直接或间接地影响植物的抗病性。孙秀华等[1]在含有K2O的PSA平板培养基上进行腐霉菌和禾谷镰刀菌接种研究，结果显示，单纯施用钾肥会促进病原菌的生长，但也会促进植株代谢，从而增强植株的抗病力；梅丽艳等[2]通过室内生物测定发现，硫酸锌对腐霉菌有较强的抑制作用；且多位学者通过田间试验得到了比较一致的结论，施用钾肥能减缓玉米茎基腐病发病[1，3～5]，基施硫酸锌可使玉米茎腐病发病率降低65.5%～78.1%[3，6]。施肥作为预防玉米茎基腐病的重要辅助措施，具有易操作性、效果显著等优点。前人研究多侧重于营养因子对病害的影响，而对兼顾病害与产量的研究较少。为了更接近田间生产实际，并尽量减少原始地力差异对试验结果的影响，在小麦-玉米轮作制下通过2 a的定位施肥后，研究了氮、磷、钾、锌对玉米茎基腐病及产量的影响，以期为玉米高产栽培和茎基腐病的植物营养防治提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2012年10月～2014年10月在邯郸市农业科学院进行。试验地土壤为壤质潮土，肥力中等，试验前0～20 cm耕层土壤基础养分含量为水解性氮

116.1 mg/kg、有效磷16.0 mg/kg、速效钾114 mg/kg、有效锌2.67 mg/kg。2014年玉米乳熟期光照充足、气温偏高、降水偏少，灌浆期降水较多，有利于玉米茎基腐病的发生。

1.2 试验材料

参试玉米品种为郑单958。所施肥料有尿素、过磷酸钙、硫酸钾和硫酸锌。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计2012年10月～2014年6月小麦-玉米-小麦轮作过程中，采用定位施肥设计，每个小麦种植季的肥料均采用基肥一次性施入。设14个处理（表1），小区面积15 m2（长5 m，宽3 m），3次重复，玉米季5行/区，行距60 cm，株距25 cm。2014年6月小麦收获后贴茬直接播种玉米，玉米季全生育期不施N、P、K，锌肥处理采用0.2%硫酸锌水溶液分别于6月20日（2～3叶期）和7月3日（6～7叶期）各叶面喷施1次。其他田间管理同常规。

表1 2012年10月～2014年6月每个小麦种植季的氮、磷、钾肥施用量Table1 Rate of fertilizer application of each planting quarter from October 2012 to June 2014

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 土壤有效锌含量。2014年6月小麦收获后取土样，将同一处理的3个重复土样混合均匀，再取混合样，利用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定土壤有效锌含量。

1.3.2.2 玉米性状指标。

（1）主要生育期。在玉米生育期，调查各处理玉米吐丝和成熟的时间。

（2）穗位茎叶鲜重。穗位茎叶是指穗位节间上下两茎节及穗位叶、穗位上叶、穗位下叶，包括叶鞘但不包括果穗和苞叶。收获前（9月23号），每小区连续取10株（非双穗株），测定穗位茎叶鲜重。

（3）茎基腐病发病率和病情指数。收获前（9月29日），在欲收获行连续选30株，调查发病株数和病级。根据公式，计算病情指数：

病情指数=［∑（各级病株数×相应级数）/调查总株数×最高级别值］×100

（4）籽粒产量。收获期，每小区收中间2行，统计籽粒产量。

1.3.3 数据统计分析利用Microsoft Excel软件进行数据处理，利用SPSS 13.0软件进行统计分析，采用LSD法进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤有效锌含量的影响

试验结束后，所有处理的土壤有效锌含量均＜试验前，降幅为0.24～1.21 mg/kg，其中，连续高量施P的T232处理降幅最大（45.32%），连续高量施N的T322处理次之（35.21%），连续高量施K的T223处理降幅最小（9.00%）；相同N、P、K条件下，增施Zn肥与不施Zn肥处理的土壤有效锌含量均相当（表2）。可以看出，大量投入P、N肥是造成土壤有效锌含量降低的主要原因。

2.2 不同处理对玉米茎基腐病的影响

不施Zn肥条件下，各处理的病情指数顺序为T322＞T220＞T222＞T202＞T232＞T223＞T022，其中，T220与T222处理差异不显著，T202与T232处理差异不显著，而其他处理差异均达到了显著水平。表明N是影响玉米茎基腐病的首要营养因子、K次之，其中，连续高量施N或连续不施K易诱发玉米茎基腐病的发生，连续不施N或连续高量施K防病效果较好。在中等N、K水平下，连续高量施P和连续不施P的发病指数均＜中P处理。王波等[7]研究认为，在氮素用量大的情况下，病情指数随着施磷量的增加而增大；在氮素用量低的情况下，增施磷肥病情指数下降。虽然本研究结果与其研究结果不尽一致，但均反映出P对玉米茎基腐病的发生有重要影响。增施K肥显著减轻发病，与前人研究结果[1，4，8]一致。

相同N、P、K水平下，T322Zn、T232Zn和T222Zn处理的病情指数显著＜其不施Zn处理，而其他处理与其不施Zn处理的差异均不显著。连续高量施K时增施Zn肥对提高玉米茎基腐病防治效果并不显著。不缺素条件下，玉米茎基腐病的病情指数顺序为T322＞T322Zn＞T222＞T222Zn＞T232＞T232Zn，且不同处理的差异均达到了显著水平，表明尽管Zn与NPK配施对茎基腐病影响的交互作用达到了显著水平，但NPKZn配施的交互作用仍没有打破NPK交互作用的影响顺序。因此，在土壤有效锌含量＞临界值时，NPK配施是影响茎基腐病的首要营养因素，Zn次之。

表2 不同处理的土壤有效锌含量以及玉米茎基腐病发病情况和产量Table2 Effects of different treatments on soil available Zn content and corn stalk rot and yield

2.3 不同处理对玉米产量的影响

参试处理的产量顺序为T322Zn＞T322＞T232Zn＞T232＞T222Zn＞T222＞T223＞T223Zn＞T220Zn＞T220＞T202＞T202Zn＞T022Zn＞T022（表2）。不施Zn肥条件下，连续高量施N处理产量最高，连续高量施P处理次之；连续不施N处理产量最低，连续不施P处理次之；NPK配施的产量均显著＞NP配施。表明N对玉米产量影响最大、P次之，缺K是在NP配施基础上限制玉米产量提高的因子。连续高量施K处理（T223）的产量显著＜连续中K处理（T222），原因可能是过量的K限制了植株对N和P的吸收。

相同N、P、K水平下，T322Zn、T232Zn和T222Zn处理的产量显著＞其不施Zn处理，而其他处理与其不施Zn处理的差异均不显著，表明在施用NPK的基础上增施Zn肥才具有明显的增产效果，但是在过量施K时，施施Zn肥对产量影响并不显著。玉米产量T322Zn＞T232Zn＞T222Zn，且不同处理的差异均达到了显著水平，表明4种肥料对产量的互作效应中，N的效应最大，其次是P、K，Zn的效应最小。

2.4 不同处理对玉米农艺性状的影响

穗位茎叶鲜重兼顾了穗位叶对产量的指示意义和后期茎秆的生理状况，对评价玉米产量和茎基腐病的耐病性均具有重要的参考价值。不同NPK处理中，穗位茎叶鲜重顺序为T322＞T222、T232＞T220＞T223，但K过量时指标值反而降低；相同N、P、K水平下，T322、T232和T222处理的穗位茎叶鲜重显著＞其不施Zn处理，而其他处理与其不施Zn处理的差异均不显著。研究表明，茎基腐病的发生与玉米生育期密切相关，病原菌侵染感病品种的高峰期从散粉盛期开始[9]。郑单958为感病品种，吐丝期由早到晚依次为T322、T220/T222、T232、T223，与这些处理病情指数从高到低的排序一致，即吐丝越早，发病越重，反之，则发病越轻。王富荣等[4]的播期试验结果表明，晚播较早播发病轻。可见，增施N肥加快了玉米生育进度，使病原菌侵染高峰提前到来，延长了发病时间，因此，加重了病情的发展；增施K肥推迟了玉米的生育进度，也推迟了侵染高峰，进而延缓了发病。成熟期由早到晚顺序依次为T220、T232、T222、T223、T322。

结合玉米田间生育表现可以发现，连续高量施N处理苞叶脱水慢、晚熟，对机械收获有一定的影响，且在不良天气条件下，过高的株高和穗位增大了植株倒伏的风险；连续高量施K处理（T223）生育中期叶色浅、长势不足，降低了叶片的叶绿素含量，造成抽雄吐丝晚、偏晚熟，可能是因为过量的K抑制了N、P的吸收；连续高量施P处理（T232）苞叶脱水较快，穗发育好，茎秆粗壮，穗位低；连续不施K处理（T220）玉米生育后期有早衰倾向。NPKZn处理的玉米株高增大，后期中上部叶片叶色青绿，叶功能期长，与王晓鸣等[6]的研究结果一致。

3 结论与讨论

3.1 N是影响玉米茎基腐病及产量的首要营养因子

研究表明，玉米是喜N植物，N是影响玉米产量的最大因素[10]。在小麦-玉米轮作制下，因2种作物需N均较多，且N肥见效快，农户从重视到重施，常常造成N过量投入。因此，适量施N应作为玉米生产上

防治茎基腐病、提高产量的首要措施。

3.2 施K可以显著减轻玉米茎基腐病的发生

在NP配施条件下增施K肥是提高玉米产量并兼顾防治茎基腐病的必要措施，但过量施K会影响植株对N、P的吸收，进而影响籽粒产量。因此，在防治玉米茎基腐病时，不能盲目增施K肥。

3.3 长期大量施用P肥会显著降低土壤的有效锌含量

P是玉米生长发育中不可缺少的重要营养元素之一，对玉米的增产作用是其他任何肥料不可代替的[11]。而小麦需P量较玉米更大，在小麦-玉米轮作制下，要维持较高的玉米产量就必须投入足量的P。但是前人研究结果表明，大量施用P肥会干扰植物对Zn、Fe、Mn等的正常代谢，特别是减少植物对Zn的吸收，诱导Zn缺乏[12]；P施用量增加时，在植物根部会发生P与Zn的拮抗作用；施P过量会引起作物缺Zn[13]。在高P土壤上，可以通过增施Zn肥来提高玉米的N、P、K肥料利用率和籽粒产量[14]。本研究条件下，T232Zn较T232处理不但显著提高了玉米产量，而且还明显降低了基腐病的发病指数。故长期投入大量P时，应补施Zn肥。

3.4 NPK配施是发挥玉米施Zn增产防病效果的前提

施Zn对玉米N、K肥的吸收利用是协和作用，有益于提高玉米的N、K肥料利用率[15]；NK与微肥Zn配合施用的经济系数最高（0.56），对于防止玉米后期叶片早衰、促进地上部器官干物质积累、提高籽粒产量均具有重要作用[16]。在小麦-玉米轮作制下玉米季施N的基础上，增施P、Zn肥可以提高植株的抗逆性，协调产量构成因素，实现玉米的高产、抗逆、高效栽培[17]。适当的PZn配施能提高玉米棒三叶的叶绿素含量和超氧化物歧化酶活性，其中，P贡献最大，二者的交互效应次之，Zn作用相对较小[18]，可能是喷施Zn玉米叶片后期叶色青绿、叶功能期延长的原因。本试验结束后的土壤有效锌含量为1.46～2.43 mg/kg，远＞缺锌临界值（0.5 mg/kg），合理的NPKZn配施仍然显著提高了玉米产量，改善了农艺性状，减少了茎基腐病的发生。

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Effects of Combined N and P and K and Zn Fertilizers on Corn Stalk Rot and Yield of Summer Maize

LI Bao-jun，ZHANG Lan-song，ZHU Jing，JIA Jian-bin，LI Hong-tie，CHEN Jie
（Handan Academy of Agricultural Sciences，Handan 056001，China）

The experiment was carried out to study effects of N，P，K，Zn on corn stalk rot and yield in rotation system of winter wheat and summer maize by two years.The results showed that N fertilizers was first faction on influence of corn stalk rot，K second，disease index was most after the application of N continued heavy，non-application of K second，application of K had significantly effect on mitigating diease.N fertilizers was first faction on influence of yield，P second，N and P and K fertilizer application was significantly superior to N and P on corn stalk rot and yield.Soil available Zn was lowest after the application of P continued heavy，the application of N continued heavy was secondly.N and P and K and Zn fertilizer application was significantly superior to N and P and K on corn stalk rot and yield and ear leaf character.

Summer maize；N，P，K，Zn；Corn stalk rot diease；Yield

S513

A

1008-1631（2016）04-0041-04

2015-12-28

河北省高层次人才资助项目(A201400234)；邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1422101027-9)

李保军（1972-），男，河北魏县人，研究员，主要从事作物栽培与土壤肥料研究。E-mail：leebaojun@163.com。