锌肥对玉米生长发育和产量的影响

黄郴华，王东来，范 琼，胡海萍

（隆回县农业技术推广中心，湖南 邵阳 422200）

玉米是我国重要的粮食作物之一，含有丰富的营养元素，是人们常吃的粗粮，同时也是重要的饲料作物，对于解决人类温饱、改善膳食结构、促进养殖业发展意义重大，我国玉米消费量约占基本粮食消费总量的6%。2022 年，隆回县玉米种植面积8 650 hm2，占粮食作物种植面积的12.1%，玉米产量5.46 万t，占粮食产量的10.95%。由于栽培技术不断完善，施肥水平不断提高，玉米单产不断增加，1979—2022 年，我国玉米单产量从1 505 kg/hm2提高到了6 301 kg/hm2。长期以来，玉米种植重化肥、轻微肥，虽然玉米单产量在逐年上升，但施肥成本也在逐年增加，导致投入产出比无法得到提升。究其原因，种植户没有意识到微肥在玉米生长中的重要作用，由于营养不均衡，导致玉米无法在产量上呈现非线性增长。如何促进玉米种植科学化和提升玉米总产量是当前亟待解决的重要问题。国内外研究表明，科学施用锌肥对促进玉米生长发育有着不可或缺的效用[1]。

玉米产量的提高离不开光合作用，而进行光合作用又需要有各种酶的参与，作为构成一些关键酶物质的成分，Zn 的作用不言而喻。缺乏Zn 会导致玉米蛋白质和叶绿素含量降低，光合作用也会受到抑制。但Zn 的含量如果超出了玉米作物所需的最佳量，玉米内部电子传递受阻，会导致无法达到最好的光合作用效果。因此，Zn 含量对玉米光合作用的进行有着很关键的影响[2]。土壤是植物吸收Zn 最主要的来源，而我国缺锌土壤面积占总耕地面积的50%左右，在施用氮肥、磷肥、钾肥等常用肥料的同时，如何有效施用锌肥是当前非常值得研究的问题[3]。

1 研究目的

长期以来，随着不断施加氮肥、磷肥、钾肥等各种化肥，玉米的产量显著提高，然而施用化肥的所得收益却越来越低，究其原因是缺乏对微肥的运用，导致植物缺乏生长必需的营养元素，而Zn 是玉米生长过程中不可缺少的微量元素，对玉米生长具有关键的促进作用。因此，探讨锌肥对玉米生长发育及产量的影响有着非常重要的意义。

本试验为研究锌肥对玉米生长发育以及产量的影响，在正常施用氮肥、磷肥、钾肥的情况下，对土壤施加不同量的锌肥，测定玉米各个生长阶段的参数及玉米产量，从而判断最适合玉米生长的锌肥施用量，以期为提高玉米产量、增加经济效益奠定基础。

2 材料与方法

2.1 试验地和品种选择

本试验于2022 年在隆回县三阁司镇五里村进行，试验区域属亚热带季风气候，土壤是沙壤土，肥力较好，地质优良。土壤碱解氮103 mg/kg、全氮1.30 g/kg、速效钾98.52 mg/kg、速效磷116.50 mg/kg、有效锌0.58 mg/kg、有效硫16.27 mg/kg。

供试玉米品种为正大999。

2.2 试验设计

本试验设置5 个处理、3 次重复。各个小区种植6 行玉米，行长6 m，行距0.67 m，株距0.31 m，小区面积21.52 m2。于3 月29 日播种，播种前施用复合肥675 kg/hm2。锌肥量设置5 个水平，分别为0（Zn0）、15 kg/hm2（Zn1）、 30 kg/hm2（Zn2）、 60 kg/hm2（Zn3）、90 kg/hm2（Zn4），所有肥料在播种前一次性施入，并深翻土壤。

2.3 测定指标

2.3.1 生育期记载

生育期从播种开始到玉米成熟，包括了出苗期、拔节期、抽穗吐丝期、灌浆期以及成熟期等各个生长阶段。

2.3.2 形态指标

植株高度的测定：分别于拔节期、抽雄吐丝期、大喇叭口期筛选出具有典型特征的10 棵植株，用尺子量出由地平面至植株最顶峰的高度。

茎秆粗细的测定：于灌浆期筛选出具有典型特征的10 棵植株，用尺子量出由地平面开始到第3 节节间的直径。

叶片面积的测定：分别于拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期以及成熟期筛选出具有典型特征的10 棵植株，通过长宽系数法测定叶片面积。

干物质积累的测定：于拔节期、开花期、灌浆期以及成熟期，把玉米的叶、茎、穗等各个部位置于105 ℃烘箱烘烤30 min，之后将温度调到80 ℃烘成固定质量。

2.3.3 产量及产量性状

于玉米成熟期，选取各个小区的中间4 行，抽样选择中间部分生长状态较一致的10 棵植株，通过常规法进行考种，包括行粒数、穗行数、穗长、穗粗等方面，对100 粒种子的质量进行称重，同时依据小区中间4 行的产量算出单位面积产量。

2.4 数据处理

数据整理、分析应用Excel 2019，方差分析采用SPSS 22.0。

3 结果与分析

3.1 锌肥对玉米生长发育的影响

3.1.1 锌肥对玉米株高的影响

玉米自播种后，前期以营养生长为主，地上部分生长较为缓慢，地下部分则快速生长，玉米不同时期株高见表1。

表1 不同处理对玉米株高的影响 单位：cm

在玉米拔节期施用锌肥后，处理Zn2、处理Zn3、处理Zn4 与对照Zn0 相比，玉米的株高呈显著增加趋势，Zn0 与Zn4 处理间的差异极显著；施用锌肥可促进玉米的营养增长。各处理组中，玉米株高表现为：Zn4＞Zn3＞Zn2＞Zn0＞Zn1。

在玉米大喇叭口期，随着锌肥施用量的增加，玉米大喇叭口期的株高呈现先下降后上升的趋势；处理Zn4 玉米株高比对照Zn0 高出3.84%。各处理组中，玉米株高表现为Zn4＞Zn3＞Zn2＞Zn0＞Zn1。

在玉米抽雄吐丝期，锌肥促进玉米生长，不同处理组的玉米株高表现为Zn4＞Zn3＞Zn2＞Zn1＞Zn0。

3.1.2 锌肥对玉米茎粗的影响

由表2 可看出，施用锌肥可对玉米茎粗产生影响。处理Zn2 的玉米茎粗较对照Zn0 提高9.96%，处理Zn2 比处理Zn1、Zn3、Zn4 分别高出1.51%、2.88%、8.59%。除处理Zn4 外，处理Zn1、Zn2、Zn3 与对照Zn0 都存在显著差异。随锌肥施用量不断提高，玉米的茎粗呈现先增加后减小的状态，处理Zn2 下茎粗达到最大值，即30.35 mm。

3.1.3 锌肥对玉米叶面积系数（LAI）的影响

从试验结果可以看出，拔节期叶面积系数以处理Zn2 最大，较对照Zn0 增加27.4%；大喇叭口期，处理Zn1 叶面积系数达到最大值，比处理Zn2 增加0.56%，较对照Zn0 增加3.17%。抽雄吐丝期、灌浆期、成熟期叶面积系数均以处理Zn2 最大，分别比对照Zn0 高18.81%、14.25%和20.00%。施用锌肥能够从整体上提高玉米的叶面积系数。锌肥施用量为30～60 kg/hm2，玉米叶面积开始平稳增长，中期叶面积增长速度非常快，后期叶增长速度逐渐减慢，可促进玉米对光能的获取，有利于玉米进行光合作用，锌肥施用量以30 kg/hm2最为适宜。

3.1.4 锌肥对玉米干物质积累量的影响

由表3 可看出，在整个生育期环节中，玉米干物质积累量不断增加。在拔节期，各处理组间玉米干物质积累量没有显著区别，处理Zn2 玉米干物质积累量达到了顶峰，为58.90 g/株。大喇叭口期到灌浆期干物质积累量急剧飙升，灌浆期玉米干物质积累程度是Zn2＞Zn4＞Zn3＞Zn1＞Zn0。成熟期，处理Zn2 玉米干物质积累量达到了顶峰，为388.30 g/株，相比对照Zn0 增加19.6%。玉米生长前期施锌肥对干物质积累没有特别显著的作用，而后期施锌肥效果相对显著。

表3 不同处理对玉米干物质积累量的影响 单位：g/株

3.2 锌肥对玉米产量及产量性状的影响

由表4 可看出，随锌肥施用量的不断增多，玉米产量呈现先提高后降低的现象，处理Zn2 玉米产量最高，比对照Zn0 增产3.77%，达到差异显著水平；处理Zn1 较对照Zn0 增产2.58%，处理Zn3 较对照Zn0增产1.76%，处理Zn4 较对照Zn0 减产1.91%，差异均未达到显著水平。合理施锌肥可实现玉米增产，但锌肥施用过量会导致玉米产量不稳定。玉米锌肥施用量在15～30 kg/hm2，可明显促进玉米增产，锌肥施用量达到30 kg/hm2时，玉米产量与行粒数均明显增加，达到最高水平。施用锌肥使玉米的行粒数增多，提高了玉米产量，处理Zn2 玉米产量最高，为9 120.6 kg/hm2。

表4 不同处理的玉米产量及产量性状

4 结论

通过控制锌肥的施用量，对玉米生长情况与产量展开对比分析，结果如下。在施锌肥15 kg/hm2（Zn1）时玉米株高最低，拔节期、大喇叭口期以及抽雄吐丝期株高分别为112.60、168.40、220.82 cm。其中，锌肥施用量为30 kg/hm2（Zn2）时，玉米株高表现最佳。玉米茎粗在锌肥施用量为30 kg/hm2（Zn2）时达到最大值，为30.35 mm，与不施锌肥的对照Zn0相比，玉米茎粗增加9.96%，差异达到显著水平。锌肥施用量不同，玉米叶面积系数和干物质积累量也不同，锌肥施用过量对玉米叶面积系数以及干物质积累量会产生负面影响。在玉米生长期时施用锌肥，以30 kg/hm2（Zn2）最为适宜，干物质积累量与叶面积系数均达到或接近峰值。在施用锌肥时，随着锌肥施用量不断增加，会使玉米产量先提高而后开始降低。当锌肥施用量为30 kg/hm2（Zn2）时，玉米产量最高，比不施锌肥的对照Zn0 增产3.77%；锌肥施用量达到90 kg/hm2（Zn4）时，玉米产量反而比不施锌肥的对照Zn0 减少1.91%。

综合玉米生长发育和产量的变化情况可以得出，在锌肥施用量达到30 kg/hm2（Zn2）时，不仅能够促进玉米进行光合作用，还能够增加玉米干物质积累量，使玉米生物量与产量显著提高。由此可见，在本试验土壤条件下，种植玉米锌肥最佳施用量为30 kg/hm2。