不同氮肥梯度下甜玉米株高和茎粗变化规律研究

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　　摘要：为明确不同氮肥梯度对甜玉米株高和茎粗的影响，于仲恺农业工程学院作物研究所梅田村基地开展早晚造甜玉米6个氮肥梯度小区试验，测量不同生育期的株高和茎粗。结果表明，甜玉米植株株高和茎粗均随其生育期推进而增加，并于灌浆期达到最大值;两造的自然株高和生理株高与氮肥量均呈极显著正相关关系;早造茎粗与氮肥量呈显著正相关，晚造茎粗与氮肥量呈正相关;不同生育期内，两造茎粗与自然株高或生理株高都呈正相关，其中早造的茎粗与自然株高或生理株高呈显著正相关，晚造的茎粗与自然株高或生理株高呈正相关。
　　关键词：甜玉米;氮肥;株高;茎粗
　　中图分类号：S143.1
　　文献标识码：A
　　文章编号：0439-8114（ 2020）12-0017-05
　　D01：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.004
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　甜玉米的发展历史悠久，最早来源于美洲大陆[1]，近十几年来，中国甜玉米迅速发展，产量和品质大大提高。中国玉米单产水平逐年提高主要得益杂交种子的推广和应用，同时，肥料的投入也是增产的因素之一，其中合理使用氮肥不仅能促进玉米的生长发育还能提高玉米的产量和品质，且作用显著[2]。合理利用氮肥，不仅节省成本，还削弱对环境的污染[3-5]。Montemayor等[6]研究表明过多使用氮肥，会造成严重的环境问题。且氮肥对植物生长变化具有双重效应，刘志恒等[7]研究表明过多施加氮肥，利用效率会随着其增加而降低。氮肥对植物的生长发育有着至关重要的影响，前人对氮肥的研究中发现，适当的氮肥量对胡麻、燕麦等的株高有显著表现，利于其农艺性状的改善[8.9]。氮肥量的适量投入对植物生长发育和产量变化的作用均较显著。段宏凯等[10]研究发现不同时期追加氮肥，对谷子穗分化株高也有显著的影响。投入适量氮肥作为基肥的同时，在不同时期补充氮肥，对作物生长发育作用效果显著。朱铁霞等[11]对菊芋的不同氮肥研究中发现，植物的生殖阶段，在氮肥的促进作用下，光合产物优先供给生长旺盛部位，地上器官营养向地下运输，促进植物生长加快，株高增长。
　　水分是植物维持生长发育的最基本因素之一。李树军[12]研究玉米生长指标时发现，水分对玉米的株高等农艺性状也有一定的影响。水分对玉米生长发育以及产量的影响具有显著效果[13 ，14]。缺水会导致玉米品质改变，产量降低，严重缺水时，植株会枯萎。张馨月等[15]研究表明土壤的水分缺少或过量均抑制植株生长和氮素吸收。本次试验在广东省广州市开展，早造水稻种植期间由于广州多雨，肥水充足，光照少，病虫害多等因素，因此在种植时，要控制好水分，及时浇、排水，避免玉米植株对氮素的吸收不充分，影响试验结果。
　　玉米的抗倒伏能力影响其生长发育乃至产量和品质。玉米倒伏大多数是受暴风雨天气影响，特别是在广东省，降水量大，时常有台风干扰，造成玉米倒伏，给人们带来巨大的经济损失[16-18]。杨国虎[19]研究表明茎粗与穗长、穗粗、单株产量存在极显著的正相关。丰光等[20]研究表明茎粗可以作为衡量玉米倒伏的指标。合理密植和施加氮肥对玉米植株的抗倒伏能力有一定的作用。李明等[21]研究表明玉米植株茎粗和株高都随着其生育期推进而增加并在抽雄期达到最大，随后保持不变;同一生育期内，茎粗和株高都随着施钾量增加而增加;同时，施钾量、茎粗和株高三者之间分别呈显著正相关关系。
　　本课题通过在南方地区开展一系列的氮肥梯度研究氮肥对甜玉米株高和茎粗的影响，并开展早造和晚造两造;株高细分生理株高和自然株高，研究不同氮肥梯度与甜玉米生长指标的变化规律。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　试验共开展两造，分别于2018年3-6月、9-1 1月在仲恺农业工程学院作物研究所梅田村基地进行，土壤类型为黏土，早造前茬为休闲田，晚造前茬为玉米。早造供试品种为仲甜5号（甜），晚造供试品种为仲鲜甜102。
　　1.2 试验设计
　　试验采用随机区组设计，3次重复。共设6个氮肥处理，0、150、225、300、375、450 kg/hm2分别记为NO、Nl、N2、N3、N4、N5，施用比例为基肥占22%，苗肥占l0%，拔节肥占30%，攻苞肥30%，粒肥8%，前、中、后期比例为32：60：8，氮肥为尿素，N含量为46%。钾肥用量为360 kg/hm2，施用比例与氮肥相同，钾肥为氯化钾，K20含量为52%。磷肥（P205160 kg/hm2）作基肥一次性施人，磷肥为过磷酸钙，P205含量为13.5%。玉米种植采用一垄双行，垄宽60 cm，株距为30 cm，小区面积为10m2，早造3月28日播种，6月3日收获，晚造9月23日播种，1月4日收获。整个生育期不喷施农药，其他管理同常规高产田。
　　1.3 数据测量
　　早造测量时间在2018年4月1日至6月3日，为期9周，每周1次。晚造测量时间是2018年9月29日至11月15日，为期9周，每周1次。
　　1.3.1株高的测量
　　1）自然株高测量：选取确定的5株代表性植株，使用标尺每周测量其自然株高。
　　2）生理株高测量：选取确定的5株代表性植株，使用标尺每周测量其生理株高。
　　1.3.2 茎粗的测量
　　选取确定的5株代表性植株，定期测量基部第二与第三节间中部节间茎粗，测椭圆形宽边。
　　1.4 数据统计与分析
　　试验数据采用Microsoft Excel 2010与SPSS22.0进行处理和统计分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同氮肥梯度甜玉米生长指标变化规律
　　2.1.1 不同氮肥梯度甜玉米自然株高的变化规律图1表明，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，自然株高均在拔节前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增长，并在抽雄期增长最快。同一生育期内，早造的自然株高生长随着氮肥用量的增加先增加后有下降趋势，而晚造的自然株高生长随着氮肥用量的增加先增加随后趋于稳定。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔节前期到抽雄期前的自然株高生长速度变化差异不大，但在灌浆期N2氮肥梯度下的自然株高最高，可能原因是，N2氮肥梯度肥料利用率较高;对比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔节前期到抽雄期前的生长高度变化也不大，但在灌浆期N3氮肥用量下自然株高生長较高。 　　2.1.2 不同氮肥梯度甜玉米生理株高的变化规律由图2可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，生理株高均在拔节前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增长，并在抽雄期增长最快。同一生育期内，不同氮肥处理的早晚造生理株高生长变化趋势与自然株高的基本一致。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔节前期到抽雄期前，3个时期的生理株高生长速度变化差异不大，但在灌浆期N2氮肥梯度下的生理株高最高，可能原因是N2氮肥梯度下氮肥利用率较高;对比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔节前期到抽雄期前，3个时期的生长高度变化也不大，但在灌浆期N3氮肥用量下生理株高生长较高。
　　2.1.3 不同氮肥梯度甜玉米茎粗的变化规律 由图3可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，茎粗均在拔节前期到抽雄期前快速增长，并在抽雄期达到最大增长速率，抽雄期之后茎粗的增长速率下降，在灌浆期达到最大值。同一生育期内，茎粗随着氮肥用量的增加而增大，且N5处理组的早晚造玉米的茎粗平均值最大。
　　2.2不同氮肥梯度与株高及茎粗的关系
　　2.2.1 不同氮肥梯度与自然株高的关系 由图4可知，在各个生育期内，随着氮肥量的增加，早晚造的植株自然株高（各个处理平均值）都随之而增加，两者呈极显著正相关（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相关系数低于晚造，原因可能是，早造的栽培时间正处于多雨季节，光照少，肥料利用率不高，整体植株相对矮小;而晚造的栽培时间，晴朗天气比较多，光照充足，肥料利用率高，整体植株相对较高。
　　2.2.2 不同氮肥梯度与生理株高的关系 由图5可知，在各个生育期内，随着氮肥量的增加，早晚造的植株生理株高（各个处理平均值）都随之而增加，两者呈极显著正相关（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相关系数高于晚造，原因可能是早造的栽培时间正处于多雨季节，降水充足，肥料利用率高，但光照少，整体植株相对矮小;而晚造的栽培时间，晴朗天气比较多，温度高，雨水少，肥料利用率不高，但光照充足，整体植株相对较高。
　　2.2.3 不同氮肥梯度与茎粗的关系 由图6可知，在各个生育期内，随着氮肥量的增加，早造植株的茎粗（各个处理平均值）都随之而增加，两者呈显著正相关（r>0.8，0.01
　　2.3 不同生育期株高与茎粗的关系
　　2.3.1 不同生育期自然株高与茎粗的关系 由图7可知，甜玉米在各个生育期内，早晚造的自然株高与茎粗都呈正相关，其中，早造的自然株高与茎粗呈显著正相关（r>0.8，0.01
　　2.3.2 不同生育期生理株高与茎粗的关系 由图8可知，甜玉米在各个生育期内，早晚造的生理株高和茎粗都呈正相关，其中，早造的生理株高与茎粗呈显著正相关（r>0.8 0.01
　　3 讨论与小结
　　3.1 讨论
　　作物株高及茎粗与作物抗倒伏能力密切相关，适宜的株高、茎粗，有利于作物的丰产。陈晓光[22]研究表明，高施氮量处理降低了茎秆木质素合成相关酶的活性和木质素含量，茎秆抗倒伏能力降低，但未明确氮肥用量与茎秆粗细的关系。马跃等[23]研究表明，在适宜的范围内，氮肥、磷肥和钾肥用量对番茄株高的影响都呈正相关。张正等[24]研究表明，氮肥的施用量与株高、工艺长度、茎粗和单株茎重呈显著正相关，增施氮肥可以有效促进亚麻株高、工艺长度、茎粗和单株茎重的生长发育。在本研究中，随着施氮量的增加，株高和茎粗亦随之增加，但N2氮肥用量条件下，自然株高和生理株高在灌浆期达到最高，而对比晚造时，N2氮肥梯度下，自然株高和生理株高在灌浆期株高表现不突出。史振声等[25]研究降水量对玉米的影响，表明株高成长期降水量是影响株高变化的根本原因，特别是在广州这样的南方地区，早造期间多雨季节，水分分布不均，导致株高生长变化差异大;晚造氮肥量与茎粗的相关系数远低于早造，呈正相关，未达到显著正相关，与预期結果有偏差。
　　由于试验条件限制，每季仅选用一个品种开展试验，试验数据相对有限，且测量工具和方法也受限制，测量数据时，因测量人员不同，测量标准难以精确统一，获取数据质量相对较差;因此，在今后的试验测量中，需选用更合理的方法、更精密的仪器，定期检查试验器材，以满足试验要求[26-29]，在后续研究中，尚需根据本次试验的氮肥梯度继续开展多品种氮肥梯度试验，以便获得更可信的结果。
　　3.2小结
　　1）在早晚两造的试验中，在不同氮肥梯度下，甜玉米的株高和茎粗都随着生育期的推进而增加。并在灌浆期达到最大，其中，在拔节前期到抽雄期生长速度较快，与李明等[21]研究钾肥对糯玉米株高和茎粗的变化规律相似。
　　2）在同一生育期内，早晚两造甜玉米的自然株高和生理株高都随着氮肥量的增加而增加，株高与氮肥量呈极显著正相关（r>0.9，P< 0.01）。
　　3）在同一生育期内，早晚造的甜玉米茎粗都随着氮肥量的增加而增大，早造茎粗与氮肥量呈显著正相关（r>0.8，P< 0.05），晚造茎粗与氮肥量呈正相关。
　　4）不同生育期内，两造茎粗和自然株高或生理株高都呈正相关，其中早造的茎粗与自然株高或生理株高呈显著正相关（r> 0.8，P<0.05），晚造的茎粗与自然株高或生理株高呈正相关。
　　参考文献：
　　[1]李天春.浅谈甜玉米的起源和育种方法[J]吉林农业，2010（8）：103.
　　[2]蒙祖庆，宋丰萍，刘婷.西藏玉米地方品种与国内骨干自交系间的遗传关系分析[J].核农学报，2018，32（7）：1298-1308.
　　[3] ZHANG G， WANC X K，SUN B F，et al.Status of mineral nitrogenfertilization and net mitigation potential of the state fertilization rec-ommendation in Chinese cropland [Jl. Agricultural systems， 2016，146：1-10. 　　[4]高文俊，杨国义，高新中，等氮磷钾肥对青贮玉米产量和品质的影响[J].作物杂志，2018（5）：144-149.
　　[5]贾良良，陈新平，张福锁，叶绿素仪与植株硝酸盐浓度测试对冬小麦氮营养诊断准确性的比较研究[J]华北农学报，2007，22（6）：157-160.
　　[6] MONTEMAYOR E， BONMATI A， TORRELLAS M，et al Environ-mental accounting of closed-loop maize production scenarios： Ma-nure as fertilizer and inclusion of catch crops IJl. Resources. con-servation&recycling.2019， 146： 395-404.
　　[7]刘志恒，徐开未，王科，等不同施氮量对玉米产量及各器官养分积累的影响[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2018，44（5）：573-579.
　　[8]叶春雷，罗俊杰，石有太，等不同肥料配比对旱地胡麻产量及品质的影响[J].干旱地区农业研究，2015，33（2）：22-25，80.
　　[9]雷占兰，周华坤，刘泽华，等.密度氮肥交互处理下高寒地区燕麦的生长特性与生殖分配[J].草业科学，2014，31（6）：1110- 1119.
　　[10]段宏凯，王宏富，鱼冰星，等.不同时期追施氮肥对谷子穗分化期株高与生物量动态变化的影响[J].江苏农业科学，2018，46（ 13）：74-78.
　　[11]朱铁霞，乌日娜，于永奇.不同氮肥施用量下菊芋株高及各器官生物量分配动态研究[J].草地学报，2014，22（1）：199-202
　　[12]李树军.不同水分处理对不同玉米品种株高和叶面积增长速度的差异分析[J].黑龙江农业科学，2016（3）：19-21.
　　[13]刘玉玲浅析水分对玉米各生育时期的影响[J].农技服务，2015，32（ 12）：144.
　　[14]康健琦.玉米种植中水分对玉米生长的影响[J].吉林农业，2014（ 23）：22.
　　[15]张馨月，王寅，陈健，等.水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响[J].中國农业科学，2019，52（1）：34-44
　　[16]田保明，杨光圣，曹刚强，等.农作物倒伏及其影响因素分析[J]中国农学通报，2006，22（4）：163-167.
　　[17]李俊平，玉米倒伏对产量的影响及防止措施[J].现代农村科技，2012（ 15）：14-15.
　　[18]段雪雯.玉米倒伏的原因及防治措施[J].现代农村科技，2018（8）：15.
　　[19]杨国虎麦套玉米栽培中玉米茎粗整齐度对其经济性状的影响[J].内蒙古农业科技，1998（ SI）：39-41.
　　[20]丰光，景希强，李妍妍，等玉米茎秆性状与倒伏性的相关和通径分析[J].华北农学报，2010，25（ S1）：72-74.
　　[21]李明，唐炳雪，卞乐怡，等.不同钾肥水平下糯玉米茎粗和株高变化规律分析[J]仲恺农业工程学院学报，2018，31（3）：20- 23.
　　[22]陈晓光小麦茎秆特征与倒伏的关系及调控研究[D].山东泰安：山东农业大学，2011.
　　[23]马跃，杨光，刘爱群.氮磷钾肥配施对温室番茄株高和茎粗的影响效应[J]园艺与种苗，2017（ 10）：13-16.
　　[24]张正，陈晓露，石书兵，等.不同氮肥水平对亚麻植株性状及原茎产量的影响[J].中国麻业科学，2013，35（6）：313-318
　　[25]史振声，李海燕，李凤海，等.玉米株高的年际间变化及其与产量的关系研究[J].玉米科学，2013，21（5）：24-29.
　　[26]冷小梅基于影像的玉米株高和茎粗测量方法的研究[D].黑龙江大庆：黑龙江八一农垦大学，2018.
　　[27]牛庆林，冯海宽，杨贵军，等.基于无人机数码影像的玉米育种材料株高和LAI监测[J].农业工程学报，2018，34（5）：73-82.
　　[28]仇瑞承，苗艳龙，季宇寒，等.基于RCB-D相机的单株玉米株高测量方法[J].农业机械学报，2017，48（ Sl）：211-219
　　[29]仇瑞承，张漫，魏爽，等基于RCB-D相机的玉米茎粗测量方法[J].农业工程学报，2017，33（ Sl）：170-176.
　　基金项目：广东省教育厅青年创新人才项目（2016KQNCX078）;广东省农业厅乡村振兴战略专项（2018IM2165）;大学生创新训练项目（201811347006）;广东省鲜食玉米遗传育种T程中心项目（粤科产学研[20161176号）
　　作者简介：张善炫（1993-），男，广东茂名人，在读本科生，农学专业，（电话）13602894614（电子信箱）l184696795@qq.com;通信作者，陈青春，男，江苏连云港人，副教授，博士，主要从事作物精确管理与资源高效利用的研究，（电话）15818115414（电子信箱）chenqingchun0414@163.com。
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