有机肥与化肥配施对青贮玉米产量及不同层位叶片光合特性的影响

王海燕 崔超 王靖

摘 要：以青贮玉米宁玉218（NY218）与晋单42（JD42）为试验材料，设置有机肥与化肥配施A（TF）、有机肥与化肥配施B（FF）、高产施氮（HY）、农民习惯施氮（FP）与对照（CK）共5个处理，测定了青贮玉米生物产量、籽粒产量及其构成、花粒期不同层位叶片光合特性变化规律。结果表明：FF较FP与HY能显著提高青贮玉米籽粒产量和生物产量，NY218与JD42的籽粒产量和生物产量分别为17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2;FF籽粒产量与生物产量较HY分别增产5.34%和6.27%，9.16%和8.94%;FF处理对青贮玉米籽粒产量的提升主要通过提高穗粒数和千粒重来实现的;FF可有效保持花粒期叶片光合能力，延缓不同层位叶片SPAD值与净光合速率的下降速率，其中以上部叶片效果更为明显，有效延长了青贮玉米叶片光合功能期，促进了群体干物质的积累，增加群体生物产量和籽粒产量。

关键词：青贮玉米;有机肥;化肥;产量;光合特性

中图分类号 S513;S147.34文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）04-0026-04

Abstract： Silage maize cultivars Ningyu218 and Jindan42 were used in these experiments.There were 5 treatments： FF（organic manure replacing 50% chemical N）、TF（organic manure replacing 30% chemical N）、HY（high yield）、FP （farmerspractice） and CK（non-N fertilization）.In this research，the changes of yield and yield compositions， leaf photosynthetic characteristics anthesis stages of silage maize were studied.The results showed that，compared with FP and HY， FF could significantly increase grain yield and biomass of silage maize， NY218 and JD42 were 17298.31kg/hm2 and 17624.89kg/hm2， 21314.77kg/hm2 and 21682.69kg/hm2， respectively. Compared with HY， FF increased grain yield and biomass of silage maize were 5.34% and 6.27%， 9.16% and 8.94%， respectively.The grain yield components， FF increased grain number per ear and 1000-Kernel weight. FF could effectively increase the photosynthetic capacity of leaves at anthesis stages， delay the decline rate of SPAD value and net photosynthetic rate of leaves， prolong the period of photosynthetic function of leaves， and increased grain number per ear and 1000-Kernel weight， increasing population biomass and grain yield.

Key words： Silage maize; Manure; Chemical fertilizer; Yield; Photosynthetic characteristics

有机肥与化肥配合施用，既能弥补有机肥前期养分不足的缺点，又能延长化肥的肥效，平衡作物生育期对养分的需求。研究表明，有机肥与化肥长期配合施用可以改善土壤理化性状，提高肥料利用效率，显著增加农作物产量，提高光合能力，提升产品品质等[1-4]，是一种优质高效的施肥方法。目前，关于有机肥与化肥配施对植株生理特性的影响研究较多[5-7]，但有关光合特性方面的研究主要集中在叶绿素含量、荧光特性、光合速率等[8-10]方面，關于有机肥与化肥长期配合施用条件下不同青贮玉米不同层位叶片光合特性的响应与产量研究鲜见报道。为此，笔者以宁玉218和晋单42为试验材料，在不同有机肥与化肥配施条件下，研究了肥料配施对青贮玉米花粒期不同层位叶片叶面积、SPAD值、光合特性的影响，探讨青贮玉米不同层位叶片光合特性对肥料配施的响应规律，以期为无机肥减量、有机肥科学配施提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2017年在内蒙古巴彦淖尔市临河农场八分场进行。试验地属中温带半干旱大陆性气候，云雾少，降水少，风大，气候干燥，年降雨量138.8mm，平均气温6.8℃，昼夜温差大，日照时间长，无霜期约130d。供试土壤为淤灌土，播前试验地0～30cm耕层土壤基本肥力状况为：有机质17.8g/kg、全氮1.16mg/kg、有机磷19mg/kg，速效钾190mg/kg，土壤容量1.5g/cm2，总孔隙度44.46%，pH 8.2，含盐量0.8%。

1.2 供试材料 试验材料为当地主栽青贮玉米品种宁玉218与晋单42，青贮玉米种子购于当地种子市场。

1.3 试验设计 试验采用裂区设计，品种为主区，分别为宁玉218（NY218）与晋单42（JD42）;不同氮肥配比为副区，分别为农民习惯施氮（N 225kg/hm2，氮肥运筹为基肥∶拔节肥∶孕穗肥=3∶2∶5;FP）、高产施氮（N 300kg/hm2，氮肥运筹为基肥∶拔节肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;HY）、有机肥与化肥配施A（N 300kg/hm2，化肥占70%，有机肥占30%，氮肥运筹为基肥∶拔节肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;TF）、有机肥与化肥配施B（N 300kg/hm2，化肥占50%，有机肥占50%，氮肥运筹为基肥∶拔节肥∶孕穗肥∶粒肥=3∶2∶4∶1;FF），并设置不施氮（CK）为对照处理，共计10个处理组合，3次重复，共30个小区。小区面积30m2，行长5m，行距50cm，种植密度7.5万株/hm2。各处理P2O5与K2O用量均相同，分别为105kg/hm2和97.5kg/hm2;磷肥施用重过磷酸钙（含P2O5 46%），钾肥施用硫酸钾（K2O 50%），均作为种肥一次施入;全生育期灌水4次，每次灌水量为750m3/hm2，其他管理措施同大田栽培。播种时间为2017年4月22日，收获时间为2017年9月25日。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 产量及其构成 于成熟期分别测定试验小区面积，数出株数、穗数、空秆数、双穗数、倒伏数;选取代表性样株5株，带回实验室进行室内考种，分别测量其穗行数、行粒数、穗长、突尖长、穗粗、轴粗、百粒重及含水量，并计算籽粒产量和生物产量。

1.4.2 光合特性 叶面积：于吐丝期选取代表性样株，测定上位叶、穗上叶、穗位叶、穗下叶、下位叶的长和宽，计算叶面积。单叶叶面积=长×宽×系数（系数为 0.75）。叶绿素相对含量（SPAD值）：采用日本美能达公司产手持式SPAD-502型叶绿素计，分别于吐丝期、灌浆期和蜡熟期测定各小区上位叶、穗上叶、穗位叶、穗下叶、下位叶叶绿素相对含量（SPAD值），在叶片长度1/2处避开其叶脉位置测定10点取平均值。光合速率：分别于吐丝期、灌浆期和蜡熟期，选择晴朗无云天气9：00—12：00，用美国LI-COR公司产LI-6400XT光合测定系统，采用开放式气路，测定各小区上位叶、穗上叶、穗位叶、穗下叶、下位叶净光合速率（Pn）。测定时采用内置光源，光强设为1500μmol CO2 m2/s。

1.5 数据处理 采用Microsoft Excel 2007进行数据处理及图表绘制，采用SPSS 17.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 有机肥与化肥配施对青贮玉米产量及构成要素的影响 由表1可知，与农民习惯施氮处理相比，高产施氮和有机肥与化肥配施处理均能显著提高青贮玉米籽粒产量和生物产量，且NY218和JD42均表现为FF最高，分别为17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2。NY218和JD42籽粒产量表现为FF>HY>TF>FP>CK，FF、HY、TF较FP分别增产32.02%和29.34%，25.32%和21.72%，23.83%和15.41%，FF较HY和TF分别增产5.34%和6.61%，6.27%和12.07%;生物产量表现为FF>TF>HY>FP>CK，FF、TF、HY较FP分别增产27.57%和20.63%，19.70%和11.49%，16.87%和10.73%，FF较TF和HY分别增产6.58%和8.20%，9.16%和8.94%。

产量构成因素方面，总穗数除各个施氮处理与对照，NY218的FF与HY，JD42的FF与TF处理差异显著外，其他各处理间无显著性差异;穗粒数表现为FF、TF、HY显著高于FP和CK，且FF、TF与HY处理间除JD42的TF显著低于HY处理外，其他各处理间无显著性差异;千粒重方面，FF处理显著高于其他处理，施氮处理高于CK，其他各处理间无显著性差异（表1）。

2.2 有机肥与化肥配施对青贮玉米不同层位叶片光合特性的影响

2.2.1 不同层位叶片绿叶面积 由表2可知，不同品种青贮玉米不同层位单叶最大绿叶面积表现为由上向下依次先增加后减小，穗位叶叶面积达到最大，并向上向下减少;不同层位叶片均表现为施氮处理显著高于CK，其他各处理间差异不大;JD42的FF、HY、TF处理的穗上叶和穗下叶显著高于FP，穗位叶FF、TF显著高于FP，其他各品种处理间均未达到显著性差异。

2.2.2 不同层位叶片SPAD值 由图1可知，花粒期不同品种、不同处理、不同层位叶片SPAD值均随着生育进程的推进呈下降趋势，施氮处理均显著高于对照处理，各施氮处理间表现差异显著。NY218各施氮处理的叶片花粒期SPAD值下降速率表现为：上位叶FF

2.2.3 不同层位叶片净光合速率 玉米产量主要由吐丝期至乳熟期群体叶片光合特性，尤其是中上部叶片光合能力及较高光合能力持续的时间所决定。通过对各处理不同层位叶片花粒期光合能力的分析可知（图2），施氮可以有效提升不同层位叶片净光合速率，不同施氮处理及不同品种对叶片净光合速率的影响存在较大差异。NY218各施氮处理叶片花粒期净光合速率下降速率表现为：上位叶FF

3 结论与讨论

试验结果表明：与农民习惯施氮及高产施氮处理相比，有机肥与化肥配施处理能显著提高不同品种青贮玉米籽粒产量和生物产量，其中以FF处理为最高，NY218与DJ42的籽粒产量和生物产量分别达到了17298.31kg/hm2和17624.89kg/hm2，21314.77kg/hm2和21682.69kg/hm2。其中FF处理对青贮玉米籽粒产量的提升主要通过提高穗粒数和千粒重来实现。

白伟等[11]研究表明，秸秆还田配施氮肥条件下，随着施氮量的增加，春玉米穗位叶叶绿素含量持续增加，并且吐丝期至乳熟期群体叶片光合能力得到提升，尤其是中上部叶片能够保持较高的光合能力及较长持续时间。本研究表明，花粒期不同品种、不同处理、不同层位叶片SPAD值均随着生育进程的推进呈下降趋势，施氮处理均显著高于对照处理，各施氮处理间表现差异显著;不同品种不同层位叶片花粒期SPAD值变化规律基本相同，表现为施氮可减缓叶片SPAD值的下降速率，延长叶片功能期，且有机肥与化肥配施效果更好，其中以FF处理效果最好。Parijat Saikia，Mei hua Zhang等[12，13]研究表明，有机肥与化肥配施可有效增加作物特别是籽粒形成期功能叶片的光合速率。本研究中，有机肥与化肥配施处理下花粒期各层位叶片净光合速率下降速率显著减缓，有效延长了叶片功能期，特别是上部叶与棒三叶净光合速率下降幅度更小。

综上所述，合理的有机肥与化肥配施比例可有效提升花粒期叶片光合能力，延缓不同层位叶片SPAD值和净光合速率的下降速率，其中以上部叶片效果更为明显，可有效延长青贮玉米叶片光合功能期，促进群体干物质的积累，增加群体生物产量和籽粒产量。

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（責编：徐世红）