宁夏扬黄灌区水肥一体化条件下玉米品种比较

2018-05-03马文礼张战胜夏学智

安徽农业科学 2018年12期

杨飞，马文礼，张战胜，夏学智

(宁夏农垦农林牧技术推广服务中心，宁夏银川 750021)

玉米是宁夏扬黄灌区第一大粮食作物，对粮食总产的贡献最大。截至2016年，宁夏玉米总生产面积32.2万hm2，约占粮食总播种面积的40%左右，玉米总产由2004年的117.7万t增加到了2016年的226.9万t，增长93%[1]。玉米产量和效益的变化直接影响着宁夏扬黄灌区粮食生产，对确保国家粮食安全、增加农业产值、提高土地利用率有着重要意义。但宁夏引、扬黄灌区属干旱、半干旱气候过渡地带，多年平均降水量只有192 mm，年蒸发量平均为1 162 mm，除黄河干流过境水之外，灌区基本没有可供利用的地表径流。由于灌区地下水主要由黄河水灌溉补充，地下水资源不重复计算在内的实际可利用水资源量仅为1.3亿m3，灌区可利用的实际水量为41.3亿m3[2-3]，自然水资源严重不足，灌区灌溉水利用系数仅为0.35～0.44[4]，灌水利用率偏低，水资源浪费严重，不当灌溉导致的土壤盐渍化等问题已严重影响着宁夏农业的可持续发展[5]。同时由于采取大水漫灌的生产方式，肥料利用率较低，N为20%～35%，P2O5为10%～20%，K2O为35%～50%[6-9]，水资源短缺和化肥利用率低是目前制约宁夏灌区现代农业发展和玉米产量及效益提升的主要因素。为解决水资源短缺和化肥利用率低的问题，特采用水肥一体化，从而大幅度降低农业用水量，提高灌溉水利用效率，增加肥料利用率。

宁夏玉米新品种的引进和推广将是玉米生产中提高产量、增加产值的主要途径之一[10-13]，但适合水肥一体化条件下的品种近年来研究较少。水肥一体化是通过低压管道系统将水按照作物需水规律，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的局部灌水方法，与大水漫灌在水、肥使用次数和用量上差异较大。水肥一体化灌水过程遵循“少量多次”原则，单次灌水量根据土壤容重、田间持水量、湿润土层厚度等土壤物理状况指标计算获得，使其既能满足维持玉米根系土壤内部水、肥、气、热适宜于作物生长的良好状况，又不产生地面径流和深层渗漏[14]。张国桥等[15]研究显示，玉米水肥一体化条件下磷利用效率可以提高到60%。鉴于此，笔者筛选了适合水肥一体化条件下的玉米品种，为宁夏大面积玉米水肥一体化生产提供依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验于宁夏农垦长山头农场四队进行，属大陆性季风气候，具有光照充足，热量丰富，温差幅度大，干燥少雨蒸发强烈，春暖快，夏热短，秋凉早，冬寒长，灾害性天气多等特征。根据近10年气象资料统计，年平均气温8.3 ℃，昼夜温差13～16 ℃，年平均日照时数2 974.4 h，日照率为67.4%，年平均降水量220 mm，相对湿度45%。年平均蒸发量1 824.9 mm，无霜期155 d左右，试验地耕层土壤碱解氮平均为47 mg/kg，有效磷平均为37 mg/kg，速效钾平均为149 mg/kg，全盐含量0.34 g/kg，pH 8.5，前茬作物为玉米。

1.2试验材料供试品种为近年来审定的适宜宁夏地区种植的17个玉米杂交种(表1)，种子均来自育种单位或购自合法种子经营公司。

表1 供试品种列表

1.3试验设计试验设计采用大区对比，每品种种植8行，行长85 m，宽窄行种植(70 cm×40 cm)，每处理小区面积为374 m2。两边各种4行保护行。

1.4调查测定指标指标测定选取小区中间4行。测定发芽率(在实验室进行)、出苗率、倒伏率、株高及穗位高，统计各品种生育期；测定成熟后玉米每穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、结实率、千粒重及籽粒产量。

1.5田间管理

1.5.1灌水量。灌造墒水130 m3。灌溉次数与灌水定额依据玉米生长耗水量需求和2014—2015年试验研究进行(表2)。

1.5.2肥料。肥料产自宁夏农垦贺兰山肥料有限公司固体滴灌专用肥。施肥次数与施肥量依据玉米生长需肥量和2014—2015年试验研究进行(表3)。

表2 滴水时长与灌水量

表3 施肥次数与施肥量

1.6数据统计分析方法采用Excel 2007和SPSS 20.0进行数据整理、图表制作和统计分析。

2 结果与分析

2.1玉米发芽率和出苗率比较从表4可以看出，各品种发芽率均达到了国家标准(85%)，说明试验材料为正常的玉米材料。在春季造墒条件下玉米出苗率都达到了正常出苗率，其中H13最高，达到96%，最低是H1，为77%，其他均在85%左右。春季造墒利于玉米吸水发芽，提高出苗率。方差分析结果显示，H1与CK有显著性差异，低于CK的出苗率。其他品种和CK没有差异。

2.2玉米生育期比较从表5可以看出，H2、H3、H5、H11、H16的生育期分别比CK长1、0、4、3、4 d，H1、H4、H6、H7、H8、H9、H10、H12、H13、H14、H15生育期分别比CK短10、4、10、3、8、7、8、2、8、6、4 d。一定范围内生育期越长，增加的干物质越多，灌浆时间越长，相对产量越高,宁夏区属于一季晚熟性地区，理论上越晚干物质越多，但该地区后期灾害气候较多，经长期观察显示10月1日前正常成熟，都比较适宜，该试验17个试验材料都在10月前成熟。

表4不同玉米品种发芽率和出苗率比较

Table4Comparisonofgerminationrateandemergencerateofdifferentcornvarieties

品种编号Varietycode发芽率Germinationrate∥%出苗率Emergencerate∥%CK97．087bcdH199．077aH287．586abH398．082abcH498．087abcH597．088abcdH610091cdH792．078abcdH898．080abcdH994．082abcdH1095．083abcdH1195．086abcdH1296．087abcdH1397．096dH1410087abcdH1598．082abcdH1699．083abcd

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note：Data in the same column indicated significant differences at 0.05 level

表5 不同玉米品种生育期比较

2.3玉米农艺性状分析比较由表6可知，在株高上通过方差分析得出，H1、H11、H14、H16与CK没有差异，其他均有显著差异，其中H4、H6、H7、H10、H12、H13、H14、H15、H16均与CK有显著性差异，比CK低。H2、H3、H5、H9均与CK有显著性差异，比CK高。H2最高，为318.75 cm。由此可以看出，玉米株高是反映玉米长势旺盛的一个重要因素，植株高大说明玉米长势旺盛，但同时玉米长势太旺，营养生长过多影响生殖生长，一定程度上对籽粒玉米产量上有影响。玉米的主果穗穗位高与株高之间存在着一定的正相关关系，即穗位随着株高的增加而增加，H14、H16与CK没有显著差异，其他均有差异，其中H1、H2、H3、H14均比CK穗位高，有显著性差异；H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14均比CK穗位低，有显著性差异。空杆率方差分析显示，H16空杆率高，与对照有显著性差异，而其他没有差异。空杆率的形成与品种、密度、水肥有直接关系，密度越大，空杆越多，水肥不足也会引起空杆。综上所述，H16的农艺性状差于CK，其他品种农艺形状和CK没有差异。

表6不同玉米品种农艺性状比较

Table6Comparisonofagronomiccharactersofdifferentcornvarieties

品种Treatment⁃code株高Plantheightcm穗位Earheightcm空杆率Emptybarrate∥%CK277．25fg121．2f1．7abH1282．50fg131．0i1．3aH2318．75j148．2j2．3abH3289．25gh130．4hi1．7abH4263．50e125．2gh2．3abH5298．00hi113．8e2．0abH6228．50bc93．2b2．7abH7237．50cd110．2de3．0abcH8232．75bcd101．8c3．3abcH9305．75i118．2e3．3abcH10232．75bcd101．4b2．3abH11273．00ef120．8g1．7abH12220．00b113．0de2．0abH13245．75d106．4cd3．7bcH14262．75e117．2ef3．0abcH15206．50a91．6a2．3abH16237．00cd120．8fg4．3c

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note：Data in the same column indicated significant differences at 0.05 level

2.3玉米产量构成因子比较从表7可以看出，通过方差分析得出各玉米品种产量差异较大，均与对照有显著性差异。其中H2、H3、H4、H5、H9、H10、H11显著高于对照，其他低于CK；H11最高，达到1 037 kg, H16最低，为575.6 kg。根据当地常年种植习惯，说明大水漫灌和滴灌在品种选择上有一定差异，滴灌在水肥上更加合理，在玉米需水需肥时滴灌更加及时地满足了玉米的水肥需求，使得对水肥敏感的品种产量表现较好，而一些品种在大水漫灌时不能很好地满足其生长发育条件。从构成产量的要素上分析可知，除H13收获穗数高于CK外，其他品种均低于CK；H1、H5、H9、H11、H12、H13、H14、H15千粒重高于CK，其中H11最高，达到313.69 g，其他都比CK低，最低的是H2，为193.77 g，两者相差119.92 g。从综合产量及其构成因素千粒重来看，H5、H9、H11都好于CK。

3 结论与讨论

3.1结论通过试验得出玉米在水肥一体化条件下，在其他条件都一样的情况下，各个品种表现不一致，品种间有一定差异。

(1)在出苗方面，方差分析显示，屯玉168、宁单-19、正大12、先玉1225、天山6号、陕单2002 、ZH966、新饲玉18、平玉8号、天赐19、屯玉-556、屯玉4911、屯玉80、登海618、三农201分别达到86%、82%、87%、88%、91%、78%、80%、82%、83%、86%、87%、96%、87%、82%、83%、87%，均与先玉-335的出苗率(87%)没有差异；综合出苗率考虑，应选择宁单-19、正大12、先玉1225、天山6号、陕单2002 、ZH966、新饲玉18、平玉8号、天赐19、屯玉-556、屯玉4911、屯玉80、登海618、三农201。

表7 不同玉米品种产量构成因子比较

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note： Data in the same column indicated significant differences at 0.05 level

(2)在农艺性状表现方面，株高和穗位高对于玉米生产没有太大的影响，空杆率是由于多方面因素造成的。在同一条件下，应该选择空杆率低的品种，除三农201和对照有差异外，其他均没有差异。综合农艺性状分析得出，应选择宁单27号、屯玉-168、宁单-19、正大12、先玉1225、天山6号、陕单2002 、ZH966、新饲玉18、平玉8号、天赐19、屯玉-556、屯玉4911、屯玉80、登海618。

(3)在产量构成方面，先玉1225、新饲玉18、天赐19产量分别15 090.0、13 618.5、15 555.0 kg/hm2高于对照品种13 177.5 kg/hm2；千粒重分别是309.71、272.34、313.69 g，均高于先玉-335 的263.47 g。

综上所述,适宜扬黄灌区水肥一体化条件下的玉米品种为先玉1225、新饲玉18、天赐19。

3.2讨论玉米的产量由千粒重、穗粒数、穗数构成。千粒重和营养、品种、气候相关性较强，水肥一体化使营养更加合理，灌浆更加充分，有利于提高千粒重；穗粒数与营养、品种、气候相关性较强，水肥一体化使营养更加合理有效穗粒数较多，凸尖减少；穗数和发芽率、出苗率有关，玉米是独杆大穗型作物，有效穗数决定着产量，所以一定要选择出苗率高的品种，该试验中出苗率差异不大。

水肥一体化灌溉施肥的肥效快，养分利用率高。它可避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题，尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。由此，水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高，达到省肥节水、省工省力、降低湿度、减轻病害、增产高效的效果。该技术加快了玉米生长发育进程，促进了玉米营养阶段的生长，使玉米的株高、叶面积、光合势、地上部生物量有效提高。前期良好的营养生长为后期生殖生长奠定了基础，使玉米穗长、穗粒数、百粒重、产量等增加。

宁夏地区多数都是造墒发芽出苗，而且2016年的墒情好于往年同期，墒情的好坏直接影响发芽率。试验得出种子的发芽率都符合国家标准，在一定情况下出苗率高代表着成穗株数多，株数是影响产量的因素之一。由于在宁夏播种时期往往墒情较差，应选择出苗率较高的品种。该试验应在墒情较差的土壤或年份继续做重复性试验，这也是试验的不足之处；从农艺性状来看，根据宁夏种植习惯，株高、穗位高、空杆率对品种筛选的影响不大，但一般在籽粒玉米和青贮玉米的选择上有一定习惯；曹玉军等[16]研究证明，滴灌覆膜处理和常规滴灌显著提高了玉米水分利用效率，同时滴灌较大水漫灌也提高了玉米水分利用效率，加快了玉米生长发育进程，促进了玉米营养阶段的生长，使玉米的株高、叶面积、光合势、地上部生物量在开花期以前显著高于滴灌不覆盖处理。前期良好的营养生长为后期生殖生长奠定了基础，使覆盖处理玉米穗长、穗粒数、百粒重、产量等指标均显著高于不覆盖处理。尽管滴灌产量得到提高，但水分大部分作用于根部附近的土壤，在作物根区形成一个球形或椭球形湿润体，湿润深度较浅[17]。前人对棉花膜下滴灌的研究认为，膜下滴灌可能会抑制玉米根系向深层土壤的生长，使玉米侧根数

量增加、主根退化、根系分布浅，不利于玉米根系吸收土壤深层的水分和养分，导致抗逆性减弱[18]，这一问题在玉米上尚需进一步研究。

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