張善炫 黃影華 張華杰 周麗燕 趙麗君 夏麗莎 洪瑞霞 陳秋玉 陳青春

摘要：為明確不同氮肥梯度對(duì)甜玉米株高和莖粗的影響，于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院作物研究所梅田村基地開展早晚造甜玉米6個(gè)氮肥梯度小區(qū)試驗(yàn)，測(cè)量不同生育期的株高和莖粗。結(jié)果表明，甜玉米植株株高和莖粗均隨其生育期推進(jìn)而增加，并于灌漿期達(dá)到最大值;兩造的自然株高和生理株高與氮肥量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系;早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關(guān)，晚造莖粗與氮肥量呈正相關(guān);不同生育期內(nèi)，兩造莖粗與自然株高或生理株高都呈正相關(guān)，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關(guān)，晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：甜玉米;氮肥;株高;莖粗

中圖分類號(hào)：S143.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（ 2020）12-0017-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.004

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

甜玉米的發(fā)展歷史悠久，最早來(lái)源于美洲大陸[1]，近十幾年來(lái)，中國(guó)甜玉米迅速發(fā)展，產(chǎn)量和品質(zhì)大大提高。中國(guó)玉米單產(chǎn)水平逐年提高主要得益雜交種子的推廣和應(yīng)用，同時(shí)，肥料的投入也是增產(chǎn)的因素之一，其中合理使用氮肥不僅能促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育還能提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，且作用顯著[2]。合理利用氮肥，不僅節(jié)省成本，還削弱對(duì)環(huán)境的污染[3-5]。Montemayor等[6]研究表明過(guò)多使用氮肥，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。且氮肥對(duì)植物生長(zhǎng)變化具有雙重效應(yīng)，劉志恒等[7]研究表明過(guò)多施加氮肥，利用效率會(huì)隨著其增加而降低。氮肥對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有著至關(guān)重要的影響，前人對(duì)氮肥的研究中發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)牡柿繉?duì)胡麻、燕麥等的株高有顯著表現(xiàn)，利于其農(nóng)藝性狀的改善[8.9]。氮肥量的適量投入對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量變化的作用均較顯著。段宏凱等[10]研究發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期追加氮肥，對(duì)谷子穗分化株高也有顯著的影響。投入適量氮肥作為基肥的同時(shí)，在不同時(shí)期補(bǔ)充氮肥，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育作用效果顯著。朱鐵霞等[11]對(duì)菊芋的不同氮肥研究中發(fā)現(xiàn)，植物的生殖階段，在氮肥的促進(jìn)作用下，光合產(chǎn)物優(yōu)先供給生長(zhǎng)旺盛部位，地上器官營(yíng)養(yǎng)向地下運(yùn)輸，促進(jìn)植物生長(zhǎng)加快，株高增長(zhǎng)。

水分是植物維持生長(zhǎng)發(fā)育的最基本因素之一。李樹軍[12]研究玉米生長(zhǎng)指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，水分對(duì)玉米的株高等農(nóng)藝性狀也有一定的影響。水分對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育以及產(chǎn)量的影響具有顯著效果[13 ，14]。缺水會(huì)導(dǎo)致玉米品質(zhì)改變，產(chǎn)量降低，嚴(yán)重缺水時(shí)，植株會(huì)枯萎。張馨月等[15]研究表明土壤的水分缺少或過(guò)量均抑制植株生長(zhǎng)和氮素吸收。本次試驗(yàn)在廣東省廣州市開展，早造水稻種植期間由于廣州多雨，肥水充足，光照少，病蟲害多等因素，因此在種植時(shí)，要控制好水分，及時(shí)澆、排水，避免玉米植株對(duì)氮素的吸收不充分，影響試驗(yàn)結(jié)果。

玉米的抗倒伏能力影響其生長(zhǎng)發(fā)育乃至產(chǎn)量和品質(zhì)。玉米倒伏大多數(shù)是受暴風(fēng)雨天氣影響，特別是在廣東省，降水量大，時(shí)常有臺(tái)風(fēng)干擾，造成玉米倒伏，給人們帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[16-18]。楊國(guó)虎[19]研究表明莖粗與穗長(zhǎng)、穗粗、單株產(chǎn)量存在極顯著的正相關(guān)。豐光等[20]研究表明莖粗可以作為衡量玉米倒伏的指標(biāo)。合理密植和施加氮肥對(duì)玉米植株的抗倒伏能力有一定的作用。李明等[21]研究表明玉米植株莖粗和株高都隨著其生育期推進(jìn)而增加并在抽雄期達(dá)到最大，隨后保持不變;同一生育期內(nèi)，莖粗和株高都隨著施鉀量增加而增加;同時(shí)，施鉀量、莖粗和株高三者之間分別呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

本課題通過(guò)在南方地區(qū)開展一系列的氮肥梯度研究氮肥對(duì)甜玉米株高和莖粗的影響，并開展早造和晚造兩造;株高細(xì)分生理株高和自然株高，研究不同氮肥梯度與甜玉米生長(zhǎng)指標(biāo)的變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)共開展兩造，分別于2018年3-6月、9-1 1月在仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院作物研究所梅田村基地進(jìn)行，土壤類型為黏土，早造前茬為休閑田，晚造前茬為玉米。早造供試品種為仲甜5號(hào)（甜），晚造供試品種為仲鮮甜102。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。共設(shè)6個(gè)氮肥處理，0、150、225、300、375、450 kg/hm2分別記為NO、Nl、N2、N3、N4、N5，施用比例為基肥占22%，苗肥占l0%，拔節(jié)肥占30%，攻苞肥30%，粒肥8%，前、中、后期比例為32：60：8，氮肥為尿素，N含量為46%。鉀肥用量為360 kg/hm2，施用比例與氮肥相同，鉀肥為氯化鉀，K20含量為52%。磷肥（P205160 kg/hm2）作基肥一次性施人，磷肥為過(guò)磷酸鈣，P205含量為13.5%。玉米種植采用一壟雙行，壟寬60 cm，株距為30 cm，小區(qū)面積為10m2，早造3月28日播種，6月3日收獲，晚造9月23日播種，1月4日收獲。整個(gè)生育期不噴施農(nóng)藥，其他管理同常規(guī)高產(chǎn)田。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)量

早造測(cè)量時(shí)間在2018年4月1日至6月3日，為期9周，每周1次。晚造測(cè)量時(shí)間是2018年9月29日至11月15日，為期9周，每周1次。

1.3.1株高的測(cè)量

1）自然株高測(cè)量：選取確定的5株代表性植株，使用標(biāo)尺每周測(cè)量其自然株高。

2）生理株高測(cè)量：選取確定的5株代表性植株，使用標(biāo)尺每周測(cè)量其生理株高。

1.3.2 莖粗的測(cè)量

選取確定的5株代表性植株，定期測(cè)量基部第二與第三節(jié)間中部節(jié)間莖粗，測(cè)橢圓形寬邊。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010與SPSS22.0進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮肥梯度甜玉米生長(zhǎng)指標(biāo)變化規(guī)律

2.1.1 不同氮肥梯度甜玉米自然株高的變化規(guī)律圖1表明，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，自然株高均在拔節(jié)前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長(zhǎng)，并在抽雄期增長(zhǎng)最快。同一生育期內(nèi)，早造的自然株高生長(zhǎng)隨著氮肥用量的增加先增加后有下降趨勢(shì)，而晚造的自然株高生長(zhǎng)隨著氮肥用量的增加先增加隨后趨于穩(wěn)定。早造的N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節(jié)前期到抽雄期前的自然株高生長(zhǎng)速度變化差異不大，但在灌漿期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較高;對(duì)比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的自然株高在拔節(jié)前期到抽雄期前的生長(zhǎng)高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下自然株高生長(zhǎng)較高。

2.1.2 不同氮肥梯度甜玉米生理株高的變化規(guī)律由圖2可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，生理株高均在拔節(jié)前期（GS2）到抽雄期（GS4）前快速增長(zhǎng)，并在抽雄期增長(zhǎng)最快。同一生育期內(nèi)，不同氮肥處理的早晚造生理株高生長(zhǎng)變化趨勢(shì)與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節(jié)前期到抽雄期前，3個(gè)時(shí)期的生理株高生長(zhǎng)速度變化差異不大，但在灌漿期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較高;對(duì)比晚造N2、N3、N4和N5氮肥用量的生理株高在拔節(jié)前期到抽雄期前，3個(gè)時(shí)期的生長(zhǎng)高度變化也不大，但在灌漿期N3氮肥用量下生理株高生長(zhǎng)較高。

2.1.3 不同氮肥梯度甜玉米莖粗的變化規(guī)律 由圖3可知，早晚造的甜玉米在不同氮肥梯度下，莖粗均在拔節(jié)前期到抽雄期前快速增長(zhǎng)，并在抽雄期達(dá)到最大增長(zhǎng)速率，抽雄期之后莖粗的增長(zhǎng)速率下降，在灌漿期達(dá)到最大值。同一生育期內(nèi)，莖粗隨著氮肥用量的增加而增大，且N5處理組的早晚造玉米的莖粗平均值最大。

2.2不同氮肥梯度與株高及莖粗的關(guān)系

2.2.1 不同氮肥梯度與自然株高的關(guān)系 由圖4可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株自然株高（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關(guān)系數(shù)低于晚造，原因可能是，早造的栽培時(shí)間正處于多雨季節(jié)，光照少，肥料利用率不高，整體植株相對(duì)矮小;而晚造的栽培時(shí)間，晴朗天氣比較多，光照充足，肥料利用率高，整體植株相對(duì)較高。

2.2.2 不同氮肥梯度與生理株高的關(guān)系 由圖5可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早晚造的植株生理株高（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P<0.01）。其中，早造的相關(guān)系數(shù)高于晚造，原因可能是早造的栽培時(shí)間正處于多雨季節(jié)，降水充足，肥料利用率高，但光照少，整體植株相對(duì)矮小;而晚造的栽培時(shí)間，晴朗天氣比較多，溫度高，雨水少，肥料利用率不高，但光照充足，整體植株相對(duì)較高。

2.2.3 不同氮肥梯度與莖粗的關(guān)系 由圖6可知，在各個(gè)生育期內(nèi)，隨著氮肥量的增加，早造植株的莖粗（各個(gè)處理平均值）都隨之而增加，兩者呈顯著正相關(guān)（r>0.8，0.01

2.3 不同生育期株高與莖粗的關(guān)系

2.3.1 不同生育期自然株高與莖粗的關(guān)系 由圖7可知，甜玉米在各個(gè)生育期內(nèi)，早晚造的自然株高與莖粗都呈正相關(guān)，其中，早造的自然株高與莖粗呈顯著正相關(guān)（r>0.8，0.01

2.3.2 不同生育期生理株高與莖粗的關(guān)系 由圖8可知，甜玉米在各個(gè)生育期內(nèi)，早晚造的生理株高和莖粗都呈正相關(guān)，其中，早造的生理株高與莖粗呈顯著正相關(guān)（r>0.8 0.01

3 討論與小結(jié)

3.1 討論

作物株高及莖粗與作物抗倒伏能力密切相關(guān)，適宜的株高、莖粗，有利于作物的豐產(chǎn)。陳曉光[22]研究表明，高施氮量處理降低了莖稈木質(zhì)素合成相關(guān)酶的活性和木質(zhì)素含量，莖稈抗倒伏能力降低，但未明確氮肥用量與莖稈粗細(xì)的關(guān)系。馬躍等[23]研究表明，在適宜的范圍內(nèi)，氮肥、磷肥和鉀肥用量對(duì)番茄株高的影響都呈正相關(guān)。張正等[24]研究表明，氮肥的施用量與株高、工藝長(zhǎng)度、莖粗和單株莖重呈顯著正相關(guān)，增施氮肥可以有效促進(jìn)亞麻株高、工藝長(zhǎng)度、莖粗和單株莖重的生長(zhǎng)發(fā)育。在本研究中，隨著施氮量的增加，株高和莖粗亦隨之增加，但N2氮肥用量條件下，自然株高和生理株高在灌漿期達(dá)到最高，而對(duì)比晚造時(shí)，N2氮肥梯度下，自然株高和生理株高在灌漿期株高表現(xiàn)不突出。史振聲等[25]研究降水量對(duì)玉米的影響，表明株高成長(zhǎng)期降水量是影響株高變化的根本原因，特別是在廣州這樣的南方地區(qū)，早造期間多雨季節(jié)，水分分布不均，導(dǎo)致株高生長(zhǎng)變化差異大;晚造氮肥量與莖粗的相關(guān)系數(shù)遠(yuǎn)低于早造，呈正相關(guān)，未達(dá)到顯著正相關(guān)，與預(yù)期結(jié)果有偏差。

由于試驗(yàn)條件限制，每季僅選用一個(gè)品種開展試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)有限，且測(cè)量工具和方法也受限制，測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，因測(cè)量人員不同，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)難以精確統(tǒng)一，獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量相對(duì)較差;因此，在今后的試驗(yàn)測(cè)量中，需選用更合理的方法、更精密的儀器，定期檢查試驗(yàn)器材，以滿足試驗(yàn)要求[26-29]，在后續(xù)研究中，尚需根據(jù)本次試驗(yàn)的氮肥梯度繼續(xù)開展多品種氮肥梯度試驗(yàn)，以便獲得更可信的結(jié)果。

3.2小結(jié)

1）在早晚兩造的試驗(yàn)中，在不同氮肥梯度下，甜玉米的株高和莖粗都隨著生育期的推進(jìn)而增加。并在灌漿期達(dá)到最大，其中，在拔節(jié)前期到抽雄期生長(zhǎng)速度較快，與李明等[21]研究鉀肥對(duì)糯玉米株高和莖粗的變化規(guī)律相似。

2）在同一生育期內(nèi)，早晚兩造甜玉米的自然株高和生理株高都隨著氮肥量的增加而增加，株高與氮肥量呈極顯著正相關(guān)（r>0.9，P< 0.01）。

3）在同一生育期內(nèi)，早晚造的甜玉米莖粗都隨著氮肥量的增加而增大，早造莖粗與氮肥量呈顯著正相關(guān)（r>0.8，P< 0.05），晚造莖粗與氮肥量呈正相關(guān)。

4）不同生育期內(nèi)，兩造莖粗和自然株高或生理株高都呈正相關(guān)，其中早造的莖粗與自然株高或生理株高呈顯著正相關(guān)（r> 0.8，P<0.05），晚造的莖粗與自然株高或生理株高呈正相關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李天春.淺談甜玉米的起源和育種方法[J]吉林農(nóng)業(yè)，2010（8）：103.

[2]蒙祖慶，宋豐萍，劉婷.西藏玉米地方品種與國(guó)內(nèi)骨干自交系間的遺傳關(guān)系分析[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，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，楊國(guó)義，高新中，等氮磷鉀肥對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].作物雜志，2018（5）：144-149.

[5]賈良良，陳新平，張福鎖，葉綠素儀與植株硝酸鹽濃度測(cè)試對(duì)冬小麥氮營(yíng)養(yǎng)診斷準(zhǔn)確性的比較研究[J]華北農(nóng)學(xué)報(bào)，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]劉志恒，徐開未，王科，等不同施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量及各器官養(yǎng)分積累的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2018，44（5）：573-579.

[8]葉春雷，羅俊杰，石有太，等不同肥料配比對(duì)旱地胡麻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（2）：22-25，80.

[9]雷占蘭，周華坤，劉澤華，等.密度氮肥交互處理下高寒地區(qū)燕麥的生長(zhǎng)特性與生殖分配[J].草業(yè)科學(xué)，2014，31（6）：1110- 1119.

[10]段宏凱，王宏富，魚冰星，等.不同時(shí)期追施氮肥對(duì)谷子穗分化期株高與生物量動(dòng)態(tài)變化的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（ 13）：74-78.

[11]朱鐵霞，烏日娜，于永奇.不同氮肥施用量下菊芋株高及各器官生物量分配動(dòng)態(tài)研究[J].草地學(xué)報(bào)，2014，22（1）：199-202

[12]李樹軍.不同水分處理對(duì)不同玉米品種株高和葉面積增長(zhǎng)速度的差異分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（3）：19-21.

[13]劉玉玲淺析水分對(duì)玉米各生育時(shí)期的影響[J].農(nóng)技服務(wù)，2015，32（ 12）：144.

[14]康健琦.玉米種植中水分對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2014（ 23）：22.

[15]張馨月，王寅，陳健，等.水分和氮素對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)、根系形態(tài)及分布的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，52（1）：34-44

[16]田保明，楊光圣，曹剛強(qiáng)，等.農(nóng)作物倒伏及其影響因素分析[J]中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，22（4）：163-167.

[17]李俊平，玉米倒伏對(duì)產(chǎn)量的影響及防止措施[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2012（ 15）：14-15.

[18]段雪雯.玉米倒伏的原因及防治措施[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2018（8）：15.

[19]楊國(guó)虎麥套玉米栽培中玉米莖粗整齊度對(duì)其經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，1998（ SI）：39-41.

[20]豐光，景希強(qiáng)，李妍妍，等玉米莖稈性狀與倒伏性的相關(guān)和通徑分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（ S1）：72-74.

[21]李明，唐炳雪，卞樂(lè)怡，等.不同鉀肥水平下糯玉米莖粗和株高變化規(guī)律分析[J]仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，31（3）：20- 23.

[22]陳曉光小麥莖稈特征與倒伏的關(guān)系及調(diào)控研究[D].山東泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[23]馬躍，楊光，劉愛(ài)群.氮磷鉀肥配施對(duì)溫室番茄株高和莖粗的影響效應(yīng)[J]園藝與種苗，2017（ 10）：13-16.

[24]張正，陳曉露，石書兵，等.不同氮肥水平對(duì)亞麻植株性狀及原莖產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué)，2013，35（6）：313-318

[25]史振聲，李海燕，李鳳海，等.玉米株高的年際間變化及其與產(chǎn)量的關(guān)系研究[J].玉米科學(xué)，2013，21（5）：24-29.

[26]冷小梅基于影像的玉米株高和莖粗測(cè)量方法的研究[D].黑龍江大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2018.

[27]牛慶林，馮海寬，楊貴軍，等.基于無(wú)人機(jī)數(shù)碼影像的玉米育種材料株高和LAI監(jiān)測(cè)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34（5）：73-82.

[28]仇瑞承，苗艷龍，季宇寒，等.基于RCB-D相機(jī)的單株玉米株高測(cè)量方法[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48（ Sl）：211-219

[29]仇瑞承，張漫，魏爽，等基于RCB-D相機(jī)的玉米莖粗測(cè)量方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33（ Sl）：170-176.

基金項(xiàng)目：廣東省教育廳青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目（2016KQNCX078）;廣東省農(nóng)業(yè)廳鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專項(xiàng)（2018IM2165）;大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（201811347006）;廣東省鮮食玉米遺傳育種T程中心項(xiàng)目（粵科產(chǎn)學(xué)研[20161176號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：張善炫（1993-），男，廣東茂名人，在讀本科生，農(nóng)學(xué)專業(yè)，（電話）13602894614（電子信箱）l184696795@qq.com;通信作者，陳青春，男，江蘇連云港人，副教授，博士，主要從事作物精確管理與資源高效利用的研究，（電話）15818115414（電子信箱）chenqingchun0414@163.com。