摘 要：【目的】研究新疆南疆地区配方施肥对滴灌玉米生理生长及产量影响。
【方法】以玉米品种新玉31号为供试材料，采取多点对比重复试验设计，设置4个处理：（1）配方施肥处理（OPT）；N 15 kg/667m2，P2O5 11.5 kg/667m2，K2O 6 kg/667m2；（2）配方施肥无氮处理（OPT-N）；N 0 kg/667m2，P2O5 11.5 kg/667m2，K2O 6 kg/667m2；（3）配方施肥无磷处理（OPT-P）；N 15 kg/667m2，P2O5 0 kg/667m2，K2O 6 kg/667m2;（3）配方施肥无钾处理（OPT-P），N 15 kg/667m2，P2O5 0 kg/667m2，K2O 0 kg/667m2，分析不同配方施肥对滴灌玉米农艺性状、光合特性（净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci））、产量及肥料利用效率的变化。
【结果】（1）配方施肥处理玉米株高、叶面积、光合特性和产量呈现最佳效果。（2）配方施肥处理比配方施肥无氮处理、配方施肥无磷处理、配方施肥无钾处理提高经济效益分别为602.4、316.8、220.8元/667m2。（3）玉米产量与净光合速率、蒸腾速率、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长均呈现线性关系，其中产量与净光合速率的相关性较高，穗长、穗粗、秃尖长与产量相关性亦较高，净光合速率、穗长、穗粗、秃尖长一定程度上能体现产量，而其他指标虽具有相关性，但代表性不强。
【结论】N 15 kg/667m2、P2O5 11.5 kg/667m2、K2O 6 kg/667m2 配方处理可作为新疆南疆玉米节本增效的配方施肥组合。
关键词：滴灌玉米；配方施肥；生理生长；产量
中图分类号：S27 文献标志码：A 文章编号：1001-4330（2024）04-0878-07
0 引 言
【研究意义】玉米是新疆主要的粮食作物之一，种植面积仅次于小麦［1-3］。氮、磷、钾养分含量影响作物生长发育状况和产量。新疆南疆为灌溉农业，农业用水利用效率尚需提高。氮、磷、钾是玉米生长发育所需的大量营养元素，高效施肥可以增加土壤速效养分含量以供应作物吸收利用，对玉米产量贡献较大［4］。采用水肥一体化模式可以显著提高作物水肥利用效率，因此，在灌水条件下合理运筹氮、磷、钾肥，最大程度发挥肥料正交互作用［5］。研究新疆南疆配方施肥对滴灌玉米生理生长的影响，对提高玉米产量有实际意义。【前人研究进展】李利敏等［6］、曹环等［7］研究发现，合理的氮磷钾配比有效提高产量，氮肥增产效果最明显，钾肥其次，磷肥最小，产量随肥料施用量增加呈先增加后降低的趋势。柴育红等［8］、夏厚禹［9］研究表明，测土配方施肥模式下，氮肥利用率和钾肥利用率接近全国平均值；磷肥利用率低于全国平均值；薛垠鑫等［10］通过设置不同氮肥、磷肥和钾肥配比，研究玉米株高、光合速率及产量的施肥效应，结果表明，最适宜肥料配施量为氮肥287 kg/hm2、磷肥144 kg/hm2、钾肥300 kg/hm2。最佳的氮肥、磷肥和钾肥配比具有明显的区域性，唐汉等［11］、梁飞等［2］、郭玲玲［12］对其他区域进行了测土配方施肥条件下玉米适宜的氮肥、磷肥和钾肥配施研究，显示区域差异性明显。【本研究切入点】目前相关研究主要集中在氮、磷、钾配施对农艺性状、产量等方面，但对于水肥一体化条件下配方施肥研究较少，且集中在新疆南疆地区的研究成果更是鲜见报道。需研究滴灌条件下配方施肥对玉米生理生长及产量的影响。【拟解决的关键问题】在新疆南疆干旱区条件下，以玉米品种新玉31号为供试材料，比较分析不同配方施肥方式下玉米生理生长及产量的变化规律，分析新疆南疆玉米最佳养分施用配比，为干旱区滴灌玉米合理施肥提供技术依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验于2022年在新疆农业科学院拜城农业试验站进行。该试验站气候类型属温带大陆性干旱型气候，年均降水量170 mm，蒸发量1 538 mm。年均气温7.6℃，≥10℃有效积温3 316℃，无霜期163 d。土壤质地砂壤土，肥力中等。0～40 cm：基础肥力土壤容重1.36 g/cm3，有机质23.59 g/kg，全氮0.89 g/kg，碱解氮34.93 mg/kg，速效磷21.81 mg/kg，速效钾120.92 mg/kg，pH值7.89。
供试玉米品种为新玉31号，供试肥料为库车昆仑尿素（含N 46%），磷肥用富过磷酸钙（含P2O5 30%），钾肥用硫酸钾（含K2O 52%）。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
田间试验采用多点对比重复试验设计，设置4个处理：（1）配方施肥处理（OPT）；（2）配方施肥无氮处理（缺氮素，OPT-N）；（3）配方施肥无磷处理（缺磷素，OPT-P）；（4）配方施肥无钾处理（缺钾素，OPT-K）。小区面积3.7 m×13 m，共48.1 m2，随机区组排列，重复3次。各小区其他田间管理措施相同。表1
1膜4行种植，行距配置（30+50+30+60） cm，株距25 cm，小区面积48.1 m2。4月20日播种，4月29日出苗。供试肥料为库车昆仑尿素（含N46%），磷肥用富过磷酸钙（含P2O5 30%），钾肥用硫酸钾（含K2O 50%）。氮肥40%作基肥，60%分3次分别在大喇叭口期、开花期和灌浆期滴灌，随水追施（每次20%），磷肥和钾肥一次性作基肥，在犁地前施入。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 样品指标
土壤： pH 值、有机质、无机氮、有效磷、有效钾；
植株、籽粒：氮、磷、钾养分含量由新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所测试。
1.2.2.2 生长指标
玉米开花期测定株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长等生长指标。
1.2.2.3 光合指标
于2021年5月15～17日10：00～20：00连续3日测定各小区玉米光合指标，使用Li-6400便携式光合测定仪测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）的日变化，每2 h测定1次。每个处理选取3株玉米，测定前标注叶片（定点测定），取平均值。
1.2.2.4 产量及肥料利用效率
产量：成熟期，每小区随机选取 10 株，将地上部全部收获，秸秆和籽粒分开，风干后计算籽粒产量。
氮肥农学利用率（kg/kg） = （配方施肥区籽粒产量－不施氮区籽粒产量） /施氮量；
磷肥农学利用率（kg/kg） = （配方施肥区籽粒产量－不施磷区籽粒产量） /施磷量；
钾肥农学利用率（kg/kg） = （配方施肥区籽粒产量－不施钾区籽粒产量） /施钾量。
1.3 数据处理
使用Excel2016和SPSS20.0进行数据统计分析，用origin软件进行图形绘制。
2 结果与分析
2.1 不同配方施肥对玉米农艺性状的影响
研究表明，配方施肥处理（OPT）的玉米株高大于其它处理，缺素处理（OPT-N、OPT-P、OPT-K）均有不同程度的降低，OPT-N株高最小，缺氮对玉米株高的影响最为显著。缺素对玉米穗位高无明显影响，但OPT-N和OPT-P处理降低玉米穗位高较为明显。缺素处理均减少了玉米穗长、穗粗及秃尖长，其中OPT-N减少最多，其他处理间穗长、穗粗及秃尖长差距较小。表2
2.2 不同配方施肥对玉米生物量性状的影响
研究表明，缺素处理均不同程度地降低了玉米生物量，与OPT相比，OPT-N的相对生物量为78.51%，OPT-P的相对生物量为89.86%，OPT-K的相对生物量为92.73%，OPT-N处理下生物量影响最大，其次是OPT-P处理，不施钾肥影响较小。OPT和OPT-K最高为0.46，而OPT-N最低，为0.44。表3
2.3 不同配方施肥对玉米光合特性的影响
研究表明，缺氮素处理玉米的净光合速率（Pn）、蒸腾强度（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）值最低。但在缺磷素处理和缺钾素处理时这些特性的增长趋势并不明显，甚至在OPT-K时，蒸净光合速率、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs有一定提高。在各种处理组合中，净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度均在OPT-K达到最大，但与OPT差异性较小，分别为19.51 μmol/（m2·s）、6.98 mmol/（m2·s） 、0.36 μmol/（m2·s）；胞间CO2浓度在OPT出现最大值，为284.13 μmol/（m2·s）。玉米在OPT-K和OPT处理中的光合性能最好，N素和P素的缺失对玉米叶片光合特性的影响较为显著。表4
2.4 不同配方施肥对玉米实测产量的影响
研究表明，OPT的实测产量最高，为974 kg/667m2，OPT-K的实测产量有所减少，相当于OPT的90.55%；OPT-P实测产量进一步降低，相当于OPT的86.44%；OPT-N的实测产量更低，相当于OPT的74.23.0%，不同缺素对玉米产量均有影响，影响程度OPT-N＞OPT-P＞OPT-K处理。其中OPT-N、OPT-P、OPT-K产量分别相差251、132、92 kg/667m2。氮肥农学利用率、磷肥农学利用率、钾肥农学利用率分别为16.73、11.48、15.33 kg/kg。表5
2.5 产量与玉米生理生长指标的相关性
研究表明，产量作为玉米最重要的经济指标，与生理生长存在一定关系。玉米产量与净光合速率、蒸腾速率、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长均呈现线性关系，决定系数R2分别为0.62、0.12、0.64、0.52、0.76、0.65、0.72，产量与光合指标、生长指标存在一定相关性，尤其是产量与净光合速率的相关性较高，同时穗长、穗粗、秃尖长也与产量相关性较高，净光合速率、穗长、穗粗、秃尖长一定程度上能反映产量，而其他指标虽具有相关性，但代表性不强。图1
3 讨 论
农作物与氮磷钾施肥量以及比例长期处于拮抗和促进的动态平衡当中，并与作物生理生长、产量之间相互影响［13］。在新疆干旱区围绕着滴灌技术条件下配方施肥的研究已有文献报道［14-15］，只有当氮磷钾施肥量效应达到最优时，才能达到最佳的省肥、增产效果。合理氮磷钾施肥量调控着玉米生理生长指标进而影响产量［16］。黄梓源等［17］、张丽光等［18］研究结果表明，缺素会降低玉米光合特性，最佳氮磷钾施肥量会提高叶片光合作用。试验显示，缺氮素处理玉米的净光合速率（Pn）、蒸腾强度（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）值最低，与上述研究结果一致。
株高、穗位高、穗长、穗粗及秃尖长指标是玉米生长速率的最直接体现，侧面反映了吸收水肥基本情况，一定程度上影响作物产量［19］。研究结果表明，配方施肥会增加株高、穗位高、穗长、穗粗及秃尖长，与王继芳等［20］研究结果一致。试验条件下，配方施肥处理的玉米株高、穗位高、穗长、穗粗及秃尖长大于其它处理，缺素处理均有不同程度的降低，与王帅［21］研究结果一致。
4 结 论
4.1
配方施肥处理N 15 kg/667m2，P2O5 11.5 kg/667m2，K2O 6 kg/667m2组合下滴灌玉米农艺性状、光合特性（净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci））、产量及肥料利用效率的效果最佳。
4.2 玉米产量与净光合速率、蒸腾速率、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长均呈现线性关系，其中产量与净光合速率的相关性较高，同时穗长、穗粗、秃尖长也与产量相关性较高，净光合速率、穗长、穗粗、秃尖长一定程度上能反映产量，而其他指标虽具有相关性，但代表性不强。
4.3 新疆南疆滴灌玉米氮磷钾施肥量在N 15 kg/667m2，P2O5 11.5 kg/667m2，K2O 6 kg/667m2时，可最大限度地提高玉米产量。
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