中国农业科学 ›› 2019, Vol. 52 ›› Issue (20): 3559-3572.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.20.007
侯云鹏,孔丽丽,蔡红光,刘慧涛(),高玉山(
),王永军,王立春
收稿日期:
2019-01-31
接受日期:
2019-07-03
出版日期:
2019-10-16
发布日期:
2019-10-28
通讯作者:
刘慧涛,高玉山
作者简介:
侯云鹏,E-mail:exceedfhvfha@163.com。|孔丽丽,E-mailongll2000@126.com。
基金资助:
YunPeng HOU,LiLi KONG,HongGuang CAI,HuiTao LIU(),YuShan GAO(
),YongJun WANG,LiChun WANG
Received:
2019-01-31
Accepted:
2019-07-03
Online:
2019-10-16
Published:
2019-10-28
Contact:
HuiTao LIU,YuShan GAO
摘要:
【目的】 研究东北半干旱区滴灌施肥条件下,不同栽培模式的玉米群体干物质和养分积累动态变化与转运分配特征,为区域春玉米滴灌施肥高产栽培技术提供理论依据。【方法】 2014—2016年,在吉林省西部半干旱区乾安县进行定位试验,以农华101为材料,在滴灌施肥条件下,分别设置农民栽培(FP)、高产栽培(HY)和超高产栽培(SHY)3种栽培模式。研究了滴灌施肥条件下,不同栽培模式对群体干物质和养分积累动态、转运与分配特征以及产量构成特性的影响。【结果】 与FP模式相比,HY和SHY模式玉米产量显著增加,平均增幅分别为16.0%和37.4%;穗粒数和百粒重低于FP模式,但单位面积穗数显著高于FP模式。HY和SHY模式较FP模式显著提高了玉米开花期至成熟期的群体干物质和氮、磷、钾积累量,并提高了开花后干物质和氮、磷、钾积累量占总生育期积累量的比例(花后干物质和氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例分别提高 8.0%、23.3%、10.0%、33.9%和13.8%、42.6%、21.6%、44.6%)。Logistic方程解析表明,HY和SHY模式群体干物质最大增长速率和平均增长速率均高于FP模式(干物质最大增长速率和平均增长速率分别提高6.9%、4.2% 和23.8%、10.9%);且最大速率出现时间晚于FP模式。与FP模式相比,HY和SHY模式显著降低了玉米开花前养分转运率和转运养分对籽粒的贡献率,显著提高了开花后积累养分对籽粒的贡献率。相关分析结果表明,玉米开花前后干物质和氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关(r=0.7513—0.9840),其中开花后群体干物质和氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于开花前。【结论】 与农户栽培模式相比,高产和超高产栽培模式在提高群体干物质最大增长速率和平均增长速率的同时,推迟了群体干物质最大增长速率出现时间,进而使玉米开花期至成熟期有较高的干物质与养分积累,同时显著提高了玉米开花后积累养分对籽粒贡献率。因此,在东北半干旱区滴灌施肥条件下,通过增加种植密度,利用氮磷钾肥料总量控制、分期调控等管理措施,保证玉米整个生育期对氮、磷、钾养分的需求,是实现玉米产量进一步提高的重要途径。
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表1
不同栽培模式下玉米种植密度、肥料用量及各时期施肥比例"
处理 Treatment | 种植密度 Planting density (plant/hm2) | 施肥量 Fertilizer rate (kg·hm-2) | N-P2O5-K2O施用比例 The application proportions of N, P and K fertilizers (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | P2O5 | K2O | 基肥 Basal Fertilizer | 拔节期 V6 | 大喇叭口期 V12 | 开花期 VT | 灌浆期 R3 | 乳熟期 R4 | ||
FP | 60000 | 240 | 126 | 83 | 70-100-100 | 30-0-0 | — | — | — | — |
HY | 75000 | 200 | 80 | 100 | 20-40-30 | 30-20-30 | 20-20-20 | 20-10-20 | 10-10-0 | — |
SHY | 90000 | 300 | 120 | 150 | 10-50-30 | 20-10-20 | 20-10-25 | 20-10-25 | 20-15-10 | 10-5-5 |
表2
不同栽培模式玉米产量及其构成因素"
年份 Year | 处理 Treatment | 产量 Yield (kg·hm-2) | 收获指数 HI | 穗数 Ear (No. hm-2) | 穗粒数 Kernel | 百粒重 100-Kernel weight (g) |
---|---|---|---|---|---|---|
2014 | FP | 10910c | 0.49a | 58350c | 548.4a | 34.6a |
HY | 12994b | 0.51a | 74000b | 536.3a | 33.9a | |
SHY | 15231a | 0.51a | 86650a | 532.7a | 33.6a | |
2015 | FP | 11773c | 0.49a | 58150c | 562.6a | 36.1a |
HY | 13656b | 0.52a | 72500b | 549.8a | 35.7a | |
SHY | 16132a | 0.51a | 87000a | 548.9a | 35.0a | |
2016 | FP | 11681c | 0.48a | 57850c | 553.4a | 36.0a |
HY | 13210b | 0.50a | 73150b | 539.6a | 34.4a | |
SHY | 15854a | 0.50a | 87150a | 536.0a | 34.1a | |
方差分析 ANOVA | ||||||
处理 Treatment (T) | ** | NS | * | ** | ** | |
年份 Year (Y) | * | NS | NS | * | * | |
处理×年份 (T×Y) | * | NS | NS | * | NS |
表3
不同栽培模式玉米干物质积累速率的Logistic方程回归分析"
年份 Year | 处理 Treatment | 回归方程 Regression equation | R2 | 最大增长速率出现天数 The days of maximum increase rate (d) | 最大增长速率 Maximum increase rate (kg·d·hm-2) | 平均增长速率 Average increase rate (kg·d·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|
2014 | FP | Y=18709.931/(1+e312.666-0.075t) | 0.998 | 76.2b | 352.5b | 131.1c |
HY | Y=21439.737/(1+e209.682-0.068t) | 0.997 | 79.0a | 362.5b | 149.9b | |
SHY | Y=25540.395/(1+e179.095-0.063t) | 0.998 | 81.9a | 404.5a | 177.6a | |
2015 | FP | Y=20159.167/(1+e161.633-0.063t) | 0.997 | 81.0a | 316.6b | 135.8c |
HY | Y=23581.404/(1+e130.382.-0.058t) | 0.999 | 83.4a | 344.2ab | 157.7b | |
SHY | Y=27816.458/(1+e154.644-0.059t) | 0.997 | 84.9a | 412.9a | 185.6a | |
2016 | FP | Y=19759.418/(1+e273.277-0.071t) | 0.998 | 79.1a | 350.2b | 136.9c |
HY | Y=22904.026/(1+e228.540-0.067t) | 0.995 | 81.2a | 382.9ab | 157.7b | |
SHY | Y=26974.290/(1+e240.389-0.066t) | 0.994 | 83.2a | 444.4a | 184.3a | |
方差分析 ANOVA | ||||||
处理 Treatment (T) | ** | ** | ** | |||
年份 Year (Y) | NS | NS | NS | |||
处理×年份 (T×Y) | NS | NS | NS |
表4
不同栽培模式植株氮、磷、钾的转运"
年份 Year | 处理 Treatment | 转运量 Translocation amount (kg·hm-2) | 转运率 Translocation rate (%) | 转运养分对籽粒贡献率 Contribution rate of translocation nutrients to kernels (%) | 积累养分对籽粒贡献率 Contribution rate of accumulation nutrients to kernels (%) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | P | K | N | P | K | N | P | K | N | P | K | ||
2014 | FP | 74.8a | 13.1a | 21.6a | 55.1a | 72.4a | 14.1a | 59.2a | 64.6a | 52.3a | 40.8c | 35.4c | 47.7b |
HY | 72.3a | 13.0a | 19.4a | 49.7b | 63.5b | 11.7b | 50.0b | 59.3b | 40.8b | 50.0b | 40.7b | 59.2a | |
SHY | 76.4a | 14.6a | 21.7a | 45.5c | 66.3b | 12.0b | 40.7c | 57.1c | 37.8b | 59.3a | 42.9a | 62.2a | |
2015 | FP | 81.7a | 16.6a | 28.5a | 59.2a | 76.8a | 17.7a | 61.9a | 65.3a | 58.2a | 38.1c | 34.7c | 41.8c |
HY | 79.1a | 17.4a | 26.5a | 52.4b | 72.5b | 14.9b | 51.9b | 60.0b | 45.2b | 48.1b | 40.0b | 54.8b | |
SHY | 78.9a | 17.8a | 27.8a | 44.4c | 69.7b | 13.8b | 40.4a | 54.7c | 39.7c | 59.6a | 45.3a | 60.3a | |
2016 | FP | 81.8a | 18.1a | 27.0a | 57.7a | 81.4a | 17.0a | 67.5a | 67.0a | 59.3a | 32.5c | 33.0c | 40.7c |
HY | 79.0a | 17.4a | 26.6a | 51.6b | 71.8b | 15.0b | 57.4b | 60.8b | 48.3b | 42.6b | 39.2b | 51.7b | |
SHY | 83.6a | 18.8a | 28.3a | 48.1b | 70.5b | 14.4b | 43.2c | 57.0c | 45.1c | 56.8a | 43.0a | 54.9a | |
方差分析 ANOVA | |||||||||||||
处理 Treatment (T) | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | ** | |
年份 Year (Y) | * | * | * | * | * | * | NS | NS | NS | NS | NS | NS | |
处理×年份 (T×Y) | * | * | * | * | * | * | NS | NS | NS | NS | NS | NS |
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