锌、铁微肥对夏玉米产量和品质的影响

刘 蓉，叶宇萍，海 丹，董永利，季 祥，尹邦益，海江波

(1.西北农林科技大学 农学院，陕西杨凌 712100；2.农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室，陕西杨凌 712100)

锌、铁微肥对夏玉米产量和品质的影响

刘 蓉1,2，叶宇萍1，海 丹1，董永利1，季 祥1，尹邦益1，海江波1,2

(1.西北农林科技大学 农学院，陕西杨凌 712100；2.农业部西北黄土高原作物生理生态与耕作重点实验室，陕西杨凌 712100)

适量、适度的锌、铁微肥有利于促进作物生长、提高作物产量和品质。为满足夏玉米对锌、铁微肥的需求，提高其产量和品质，以‘陕单609’为材料，以3种锌、铁微肥施用量为主区，3种锌、铁微肥质量比为副区，研究锌、铁微肥对夏玉米干物质积累及产量和品质的影响。结果表明：(1)锌、铁微肥的最佳施用量和Zn、Fe质量比例分别为2.0 kg/667m2、2∶3，在此施用量和质量比例下生殖器官干物质积累的协同作用最大；(2)锌、铁微肥的配施显著增加穗长、穗粗、穗粒数以及提高产量，明显降低秃尖长，但对百粒质量无显著影响；(3)锌、铁微肥的配施有利于提高籽粒中粗纤维的质量分数，对籽粒中粗脂肪无显著影响，而降低籽粒中粗蛋白的质量分数。

夏玉米；锌肥；铁肥；干物质积累；产量；品质

粮食是人们赖以生存的不可或缺的物质资料，已关系到国家安全和社会稳定[1]。玉米是中国最重要的粮食作物，在国民经济和人民生活中具有举足轻重的作用[2]。长期的生产实践和科学研究表明，玉米高产受多种因素影响，其中最重要的增产途径就是合理施肥。目前，中国大部分地区玉米生产，还主要依靠施用大量的氮、磷、钾肥来提高产量，忽略微肥施用。片面的施肥不仅造成土壤生产力下降、土壤理化性质恶化以及环境污染严重，也使作物出现缺乏症状，导致玉米生产效益逐年降低[3-4]。近年来，国内学者对微量元素调节作物的生命机制进行了一些研究[5-10]。

锌是作物生长发育不可缺少的微量元素之一，同时也是许多生命物质的组成成分[11-16]。缺锌可以导致玉米生育后期雌穗不能抽出，抽丝期和抽雄期延迟，缺粒秃顶，最终造成减产[17]。锌不仅对农作物产量造成影响，还对很多农作物品质产生影响。施锌能明显增加小白菜、桃、草莓的还原糖及维生素C质量分数，并显著降低其硝酸盐质量分数[18-19]；油料作物生产施锌可提高菜籽油脂质量分数，花生蛋白质质量分数[20]。

铁对植物的光合作用有非常直接的影响[21]，在缺铁条件下，叶绿素合成受阻，叶片光合作用能力下降，光合产物降低，导致产量降低。小麦生产中施铁肥后，小穗个数、每穗粒数、千粒质量都显著增加，小穗个数增加，麦穗变长，使每穗粒数增加，提高了小麦产量[22]。铁既能影响农作物的产量，也与农作物品质息息相关[23]。因此，合理施用微肥可以促进作物生长，提高作物产量和品质。

目前，关于微肥施用的研究主要集中在单个微量元素对作物产量以及品质方面，锌、铁微肥质量配比施肥及施用量的多少对作物产量和品质的影响方面研究较少。本试验在地力相同的条件下针对玉米新品种‘陕单609’进行研究，通过配施不同施用量和质量比例的锌、铁微肥寻找最适的微肥施用量和质量比例，研究锌、铁微肥对 ‘陕单609’品质及产量的影响，以期为指导生产实践以及进一步的研究提供更多的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区自然概况

试验地位于陕西省泾阳县云阳镇西北农林科技大学斗口小麦玉米试验示范站进行。该地东经108°52′，北纬34°36′，属暖温带大陆性季风气候，四季冷暖、干湿分明。年平均气温13 ℃，冬季(1月)最冷为-20.8 ℃，夏季最热(7月)为41.4 ℃。年均降水量548.7 mm，最多降水量829.7 mm，最少为349.2 mm。日照时数年平均为2 195.2 h，最多(8月)为241.6 h，最少(2月)为146.2 h。无霜期年均213 d。土壤类型为土娄土，土壤基础养分性状见表1。

表1 供试土壤的基本理化性状Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil

1.2 供试材料

供试玉米品种‘陕单609’；供试微肥为大粒锌(硫酸锌质量分数≥98%，纯锌质量分数≥25%)，五合铁(主要铁肥形态：FeO、FeSO4、LS-Fe、HA-Fe、EDTA-Fe；纯铁质量分数≥25%)。

小区面积35 m2(5 m×7 m)，行距62.5 cm，株距21 cm，小区间间隔150 cm，小区间起垄50 cm。试验地前茬小麦，小麦收获后旋耕2次整地。

试验为大田试验，采用裂区设计，主区为微肥施用量(A)，分A1、A2、A33个水平，副区为质量比例(B)，分B1、B2、B33个水平，以CK为对照，共10个处理，重复3次，随机排列。具体排列见表2。

表2 试验处理Table 2 Experimen treatment

2016-06-12播种，播种前施有机肥(有机质质量分数≥40.0%，有效活菌数≥0.20×108g-1，N+P2O5+K2O质量分数≥5%)2 721 kg/hm2及氮、磷、钾质量比例为33∶5∶9的基肥272 kg/hm2，先撒播后翻播。

微肥采用穴施，即人工在每行2株玉米之间开沟，深10 cm，人工施肥后埋土4 cm。在出苗前和大喇叭口期分别灌溉1次。按一般大田生产规范管理，2016-10-02收获。

1.4 测定项目及方法

前茬小麦收获后取基础土样，测定有机质、速效氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效铁质量分数及pH。采用DTPA-TEA浸提，通过原子吸收分光光度法对有效锌和有效铁分析及评价。

政治学科的生命和灵魂就是理论联系实际。时政热点的讲解不仅可以使学生了解国家大政方针和政治原理，提高分析问题的能力和明辨政治是非的能力，更重要的是能培养学生理论联系实际的能力，从而学会运用理论去分析国内外重大的政治、经济现象、国家的方针政策等。现在高考试题突出以时政热点为背景设置新材料和新情境，考查学生多层次、多角度分析和解决问题的能力。例如，2017年全国卷Ⅱ第38题考查了大背景“供给侧结构改革”下的玉米收储制度，从经济和政治的层面考查政府和公民的应对举措。如果在平时的教学中，我们注意贯穿此热点并进行全方位、多角度的练习的话，这道题的6分应该是比较轻松就能拿到的。

玉米成熟期，每个小区随机选取长势均匀的3株玉米挂牌取样，试验室处理。将玉米地上部分按茎(包括叶鞘)、叶、籽粒(包括苞叶)分别装信封袋，置于烘箱105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒质量，分别称其干质量。

室内考种：测量穗质量、穗粗、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒质量、百粒质量及实际产量。

测品质方法：粗纤维测定利用ANKOM 2000i全自动纤维分析仪；粗脂肪测定用索氏提取法；粗蛋白测定用凯式定氮法。

数据作图和分析采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0进行。利用Duncan’s法检验差异显著性(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 锌、铁微肥对夏玉米籽粒干物质积累的影响

2.1.1 锌、铁微肥同一质量比例下不同施用量对籽粒干物质积累的影响 锌、铁微肥在同一质量比例不同施用量下玉米干物质积累的变化趋势如图1-A。在B1处理下，A1、A2、A3间的籽粒干物质积累量均具有显著性差异；A1与CK的玉米籽干物质积累量无显著性差异；A2、A3均与CK有显著性差异，分别比CK高7%、1.8%；A2比A3高5.5%；说明在B1处理下A2达到最佳施用量。在B2处理下，A1、A2、A3间的籽粒干物质积累量均具有显著性差异；A1、A2、A3分别比CK的籽粒干物质积累量高14.7%、19.1%、9.8%；A2比A1和A3分别高5.1%、10.3%，说明在B2比例下A2达到最佳施用量。在B3处理下，A1、A2、A3间的籽粒干物质积累量均无显著性差异；A3与CK籽粒干物质积累量无显著性差异，A1、A2与CK具有显著性差异，均比CK高4.1%；而A2比A1仅仅高出0.03%，说明在B3比例下A1、A2均能达到最佳施用量。

不同小写字母表示处理间差异达显著性水平(Plt;0.05)Values in same column mean significant difference at 0.05 level,respectively.

2.1.2 锌、铁微肥同一施用量下质量比例不同对籽粒干物质积累的影响 锌、铁微肥同一施用量下不同质量比例的籽粒干物质积累变化趋势如图1-B。在A1处理下，B1、B2、B3间的籽粒干物质积累量均具有显著性差异。B1与CK间的籽粒干物质积累量无显著性差异，B2、B3与CK具有显著性差异，比CK分别高14.7%、4.1%；B2比B3的籽粒干物质积累量高11.2%，说明在A1处理下B2为最佳质量比例。在A2、A3处理下，B1、B2、B3间的籽粒干物质积累量均无显著性差异，而明显可以看出在B2处理下籽粒干物质积累均达到最大值，说明在A2、A3处理下B2为最佳质量比例。

2.2锌、铁微肥对夏玉米地上部干物质积累的影响

锌、铁微肥在不同质量比例下各施用量对夏玉米地上部各器官干物质积累的变化趋势如图2。从图2-A、2-B、2-C可以看出在这3种质量比例下生殖器官干物质积累量总是大于营养器官干物质积累量。图2-A可以看出，在A2B1处理下，生殖器官与营养器官干物质积累量之差最大为24.15 g，占总地上部分干物质积累量的10.2%；图2-B可以看出，在A2B2处理下，生殖器官与营养器官干物质积累量之差最大为43.71 g，占总地上部分干物质积累量的17.2%，比A2B1高7.0%；图2-C可以看出，在A2B3处理下，生殖器官与营养器官干物质积累量之差最小为7.89 g，占总地上部分干物质积累量的3.0%。图2显示，在施用量一定的条件下，干物质积累的质量比例次序为：B2gt;B1gt;B3，说明在A2B2比例下锌、铁微肥促进生殖器官干物质积累的协同作用最大，缺铁明显抑制生殖器官中干物质的积累。

2.3锌、铁微肥对夏玉米产量及其构成因素的影响

锌、铁微肥对夏玉米产量及其构成因素的影响如表3所示。在A1、A2处理下，各质量比例穗长与CK具有显著性差异，且A1B2、A2B2、A3B2的穗长达最大值，分别为12.61、14.37、13.68 cm，而A2B2穗长分别比A1B2、A3B2高14.0%、5.0%；在A3处理下，各质量比例的穗长与CK无显著性差异。秃尖长在各施用量不同质量比例下均与CK具有显著性差异，且A1B2、A2B2、A3B2的秃尖长达最小值，分别为0.53、0.21、0.54 cm，而A2B2秃尖长分别比A1B2、A3B2短60.4%、61.1%。穗粗在各施用量不同质量比例下与CK具有显著性差异，且在A1B2、A2B2、A3B2的穗粗达最大值，分别为4.14、4.49、4.43 cm，而A2B2穗粗分别比A1B2、A3B2粗8.7%、1.4%。穗粒数在各施用量不同质量比例下与CK具有显著性差异，且在A1B2、A2B2、A3B2的穗粒数达最大值，分别为310、440、407粒，而A2B2穗粒数分别比A1B2、A3B2多41.9%、8.1%。百粒质量在各施用量不同质量比例下均无显著性差异，但在A1B2、 A2B2时百粒质量达到最大值。实际产量在A1、A2、A3各比例之下均与CK具有显著性差异，在A1下，A1B2的实际产量达最大值为529.02 kg/667m2，比CK高79%；在A2下，A2B2的实际产量达最大值为652.23 kg/667m2，比CK高120%；在A3下，A3B2的实际产量达最大值为538.95 kg/667m2，比CK高82%；而A2B2分别比A1B2、 A3B2实际产量高23%、21%。

图2 不同处理下夏玉米地上部的干物质积累Fig.2 Dry matter accumulation of different treatments aboveground of summer maize

表3 锌、铁微肥下夏玉米的产量及其构成因素Table 3 Factors of zinc and iron fertilizers on composition and yield of summer maize

注：同列不同字母表示差异显著(Plt;0.05)。下同。

Note：Different letters in the same column mean significant difference.The same below.

2.4 锌、铁微肥对夏玉米籽粒品质的影响

锌、铁微肥对夏玉米籽粒品质的影响如表4所示。粗纤维在A1处理下各质量比例与CK无显著性差异；在A2处理下，各质量比例与CK具有显著性差异，且A2B2粗纤维质量分数最高为0.13%，比CK高62.5%；A3与A2类似，在A3B2处理下粗纤维质量分数最高为0.11%，比CK高37.5%；而处理A2B2比A3B2粗纤维质量分数高18.2%，则A2B2处理使玉米粗纤维质量分数达最高。粗脂肪在A1、A2、A3处理下，各质量比例与CK均无显著性差异，均可达到0.10%。粗蛋白质量分数在各处理下均低于CK；在A1处理下，各质量比例与CK具有显著性差异，且在A1B1处理下粗蛋白质量分数最低为8.13%，比CK低29.5%。在A2处理下，各质量比例间无显著性差异，而与CK具有显著性差异，且在A2B1处理下粗蛋白质量分数最低为8.08%，比CK低29.9%。A3处理与A2类似，在A3B1处理下粗蛋白质量分数最低为9.07%，比CK低21.3%，但A3B1分别比A1B1、A2B1高11.6%、12.3%；同时各处理在B3条件下粗蛋白质量分数均达最高值。

表4 锌、铁微肥对籽粒品质的影响Table 4 Effect of zinc and iron fertilizer on quality of grain

3 讨 论

不同矿质元素的配合施用，影响玉米对养分的吸收及其在不同器官间的分配，进而影响玉米干物质的积累，影响玉米产量及其构成因素[24]。本试验通过研究锌、铁微肥在同一质量比例下施用量不同对籽粒干物质积累的影响发现，施用量为2.0 kg/667m2时，籽粒干物质积累量达到最大值；而通过研究锌、铁微肥在同一施用量下质量比例不同对籽粒干物质积累的影响发现，质量比例为2∶3时籽粒干物质积累也达到最大值；结合锌、铁微肥对夏玉米产量及其构成因素的影响发现，在2.0 kg/667m2、2∶3时玉米产量达到最大值，不仅说明2.0 kg/667m2、2∶3为籽粒干物质积累的最佳施用量和质量比例，而且说明玉米籽粒干物质的积累是籽粒产量形成的关键。这与黄振喜等[25]、李济生等[26]、马赟花等[27]的研究结果一致，即玉米干物质积累量与籽粒产量呈正相关关系。

玉米生育期内干物质的积累、分配与转运规律决定玉米产量[28]，营养器官干物质的转运与分配是玉米籽粒产量形成的重要因素[29-30]。本试验通过对锌、铁微肥的配合使用在玉米成熟期研究地上部分营养器官和生殖器官干物质积累的变化发现，在质量比例2∶3下营养器官干物质积累量较小，生殖器官干物质积累量较大，且在2∶3、2.0 kg/667m2条件下生殖器官干物质积累量达到最大，说明在此条件下锌、铁微肥协同作用达到最大，而在缺铁时明显抑制生殖器官干物质的积累，因此，可通过增施铁肥提高玉米产量，这在今后的玉米生产中具有重要的作用。

本试验表明，在配施微肥后显著增加穗长、穗粗、穗粒数、提高产量，显著降低秃尖长，但对百粒质量无显著影响，这与大多数前人在作物生长过程中增加微量元素能够有效提高粮食产量、改善作物品质的研究结果一致[31-32]。这与江亚丽[33]增施微肥后对穗长、穗粗、穗粒数无显著影响，但增加百粒质量，进而提高产量的研究结果恰恰相反，这可能与所施微肥不同或施用方式不同有关，需进一步对比研究。

本试验还表明，增施锌、铁微肥对提高玉米籽粒中粗纤维具有促进作用，在2∶3、2.0 kg/667m2条件下粗纤维质量分数达最大值，而粗脂肪质量分数几乎无变化，说明锌、铁微肥对玉米籽粒中粗脂肪无显著性影响。在增施锌、铁微肥后玉米籽粒中粗蛋白却发生明显的改变，锌、铁微肥对玉米籽粒中粗蛋白的影响具有抑制作用，各施用量在锌、铁质量比为0∶5时抑制作用最大，粗蛋白质量分数最低，但随着铁肥施用量的增加抑制作用明显降低，因此恰当的铁肥施用量有待进一步研究；而各施用量在锌、铁质量比为 5∶0 时虽有一定的抑制作用但粗蛋白质量分数达到最大，随着锌肥施用量的增加粗蛋白质量分数随之增加，这说明锌肥对提高玉米籽粒中粗蛋白的质量分数具有一定的作用，可通过增施锌肥来提高粗蛋白的质量分数，这与高俊杰等[34]和王利红等[35]的研究结果一致。本试验只研究锌、铁微肥设置不同施用量和质量比例对夏玉米‘陕单609’在成熟期干物质积累以及产量和品质的影响，有待对不同品种间开展同一质量比例和施用量进行进一步深入研究。

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CorrespondingauthorHAI Jiangbo,male,associate professor,master supervisor.Research area:efficient and agro-ecological farming system.E-mail:haijiangbo@126.com

(责任编辑：成敏Responsibleeditor:CHENGMin)

EffectofZincandIronFertilizersonYieldandQualityofSummerMaize

LIU Rong1,2,YE Yuping1,HAI Dan1,DONG Yongli1, JI Xiang1,YIN Bangyi1and HAI Jiangbo1,2

(1.College of Agronomy,Northwest Aamp;F University,Yangling Shaanxi 712100,China; 2.Key Laboratory of Crop Physiology and Tillage in Northwestern Loess Plateau,Minister of Agriculture of P.R.China,Yangling Shaanxi 712100,China)

Moderate and appropriate zinc and iron fertilizers can promote crop growth and increase crop yield and quality.In order to meet the demand of zinc and iron fertilizer in summer maize ,and increase its yield and quality,we took maize ‘Shaandan 609’ as material to explore effects of iron and zinc fertilizers on yield of summer maize ,quality and dry matter accumulation with 3 kinds of fertilizers mass concentration as the main plot and 3 kinds of zinc and iron mass proportion as subplot,the results showed that，(1) 2.0 kg/667m2,m(Zn)∶m(Fe)=2∶3 were the best mass concentration and mass proportion of zinc and iron fertilizers,in which the synergistic effect on dry matter accumulation of reproductive organ was maximum;(2)spike length,spike width,grain number and yield increased significantly under treatments of zinc and iron fertilizers,while the bald length decreased; no significant effect on the 100 grain mass was found;(3)zinc and iron fertilizer could improve the mass fraction of crude fiber in grains,there was no significant effect on crude fat in grains,and it caused the inhibition of crude protein mass fraction in grains.

Summer maize; Zinc fertilizer; Iron fertilizer; Dry matter accumulation; Yield; Quality

2017-05-10

2017-07-06

National High Technology Development Program(863)(No.2013AA102902).

LIU Rong,female,master student.Research area:efficient farming system and crop cultivation techniques in arid areas.E-mail:937059428@qq.com

日期：2017-11-17

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171117.1101.008.html

2017-05-10

2017-07-06

国家高技术发展计划(863)(2013AA102902)。

刘 蓉，女，硕士研究生，研究方向为旱区高效农作制度与作物栽培技术。E-mail:937059428@qq.com

海江波，男，副教授，硕士生导师，主要从事高效农作制度及农业生态的研究。E-mail:haijiangbo@126.com

S513

A

1004-1389(2017)11-1598-08