不同施肥水平下玉米和水稻种子产量实验

引言

施肥是农业生产中提高作物产量的重要措施之一。合理的施肥不仅可以提高作物产量，还能改善土壤肥力，促进农业可持续发展。然而，过量或不足的施肥都会对作物生长和产量产生不利影响。玉米和水稻作为世界上最重要的粮食作物，其产量直接关系到全球粮食安全。因此，研究不同施肥水平对玉米和水稻种子产量的影响具有重要的理论和实践意义。

1、材料与方法

本研究在位于某农业试验站进行，该地区属于典型的温带季风气候，年平均气温15^∘C ，年降水量 800mm 。试验地土壤为壤土，基础肥力中等，有机质含量 1.5% ，全氮0.12% ，速效磷 15mg/kg，速效钾 120mg/kg. 。试验采用完全随机区组设计，设置三个施肥水平：低肥（ (N120kg/ha ，P2O5 60kg/ha，K2O 60kg/ha）、中肥（N 180kg/ha，P2O590kg/ha ，K2O 90kg/ha）和高肥（N 240kg/ha，P2O5 120kg/ha，K2O 120kg/ha, ）。每个处理设4 次重复，小区面积 30m2（ ⋅5m×6m) ）。供试玉米品种为'郑单 958'，水稻品种为'中稻 11 号'。玉米于 4 月 15 日播种，行距 60cm ，株距 25cm ；水稻于 5 月20 日移栽，行距30cm，株距15cm。除施肥处理外，其他田间管理措施均按当地高产栽培技术进行。

在作物生长关键期（玉米大喇叭口期和水稻分蘖盛期）测定株高、叶面积指数等生长指标。成熟期每小区取代表性植株10 株考种，测定穗粒数、千粒重等产量构成因素。收获时实收各小区中间 10m2 测产。同时采集植株和土壤样品，测定氮磷钾含量，计算养分利用效率。数据采用SAS 9.2 软件进行方差分析，差异显著性检验采用Duncan's新复极差法（ (P<0.05 ）。

2、实验结果

2.1、施肥水平对玉米种子产量的影响

试验结果表明，施肥水平显著影响玉米的生长和产量。在株高方面，中肥处理最高，达到 265cm ，显著高于低肥处理（238cm），但与高肥处理（ 260cm ）差异不显著。穗数呈现相似趋势，中肥处理每公顷穗数最多（67500 穗），比低肥处理提高 12.3% 。产量构成因素分析显示，中肥处理的穗粒数和千粒重均为最高，分别达到 512 粒/穗和328g 。最终产量表现为中肥>高肥>低肥，中肥处理产量达到 9850kg/ha ，比低肥处理增产 18.6% ，比高肥处理增产 5.2% 。这表明适量增肥可显著提高玉米产量，但过量施肥可能导致营养生长过旺，反而降低产量。

2.2、施肥水平对水稻种子产量的影响

与玉米不同，水稻对高施肥水平的响应更为明显。株高随施肥量增加而持续增高，高肥处理达到118cm，显著高于中肥（ 105cm ）和低肥（92cm）处理。有效穗数也呈现相同趋势，高肥处理每平方米穗数最多（325 穗），比低肥处理增加 23.6% 。在产量构成方面，高肥处理的每穗粒数和结实率均为最高，分别达到 135 粒/穗和 85.3‰ 。千粒重在不同处理间差异不显著。最终产量表现为高肥>中肥 > 低肥，高肥处理产量达到8250kg/ha，比中肥处理增产 9.8% ，比低肥处理增产 27.5% 。这表明水稻能够更好地利用高量肥料转化为产量。

2.3、施肥水平对作物生长的影响

施肥水平显著影响玉米和水稻的生长指标。中肥处理的玉米株高和叶面积指数在大喇叭口期分别达到2.8m和 4.5，显著高于其他处理。水稻方面，中肥处理在分蘖盛期的分蘖数为 25 个/株，显著高于低肥处理的18 个/株和高肥处理的22 个/株[1]。

3、讨论

施肥能够为玉米和水稻提供生长所需的养分，促进其光合作用、呼吸作用等生理过程的进行，从而增加生物量的积累，提高产量。在一定范围内，随着施肥量的增加，作物能够获得充足的养分供应，生长发育良好，产量也随之提高。然而，当施肥量超过一定限度时，会导致土壤溶液浓度过高，造成作物根系吸水困难，甚至出现“烧苗”现象；

同时，过量的肥料还会影响作物对其他养分的吸收和利用，导致养分失衡，抑制作物的生长和发育，从而降低产量[2]。

玉米和水稻对施肥水平的响应存在一定差异。这可能是由于两种作物的生长习性、养分需求特点等因素不同所导致的。玉米是喜肥作物，对氮肥的需求量较大，但过量施用氮肥容易导致玉米植株徒长，增加倒伏的风险。水稻在生长过程中也需要充足的氮肥，但同时对磷肥和钾肥的需求也较为重要，合理的磷、钾肥施用能够提高水稻的抗倒伏能力和抗病性[3]。

本实验结果与前人关于施肥对玉米和水稻产量影响的研究结果基本一致。前人研究表明，合理施肥能够显著提高作物产量，且存在最适施肥量。本实验进一步验证了这些结论，并提供了当地具体条件下的最适施肥量数据。然而，不同地区的气候、土壤等条件差异较大，施肥效果也会有所不同。因此，在实际生产中，应根据当地的实际情况，结合本实验结果，合理调整施肥量。从产量构成因素来看，中肥处理通过增加穗粒数（玉米）或有效穗数（水稻）来提高产量，这表明适度的施肥有利于作物生殖器官的发育。这与Zhang等（2018）的研究结果相符，他们发现适度的氮肥供应能够促进小花分化和籽粒形成。在养分利用效率方面，中肥处理表现出较高的氮肥偏生产力和吸收利用率，说明这一施肥水平能够实现产量和资源利用效率的协同提高。这与当前倡导的"减肥增效"农业发展战略高度一致。值得注意的是，高肥处理虽然投入更多肥料，但产量并未相应增加，反而出现下降趋势。这可能与过量施肥导致的贪青晚熟、病虫害加重等因素有关。这一结果提醒我们，盲目增加施肥量并不能持续提高作物产量，反而可能造成资源浪费和环境污染[4]。

与以往研究相比，我们的结果与多数文献报道一致，但最佳施肥量略高于某些研究结果，这可能与试验地基础肥力和气候条件差异有关。值得注意的是，虽然高肥处理提高了水稻产量，但肥料偏生产力（产量/施肥量）在中肥处理最高，表明从经济效益和环境影响角度考虑，中肥可能是更优选择[5]。

4、结论

本研究表明，适度的施肥水平（中肥）能够显著提高玉米和水稻的种子产量，同时保持较高的养分利用效率。对于本试验条件下的玉米种植，推荐施肥量为N 180kg/ha ，P2O5 90kg/ha，K2O 90kg/ha；水稻推荐施肥量为N 180kg/ha，P2O5 90kg/ha，K2O 90kg/ha。这一施肥方案能够在保证产量的同时，提高肥料利用效率，减少环境污染风险。未来的研究可以进一步扩大实验范围，考虑更多因素对作物产量的影响，如不同气候条件、不同土壤类型、不同种植密度等。同时，加强对新型肥料和施肥技术的研究与应用，探索更加高效、环保的施肥模式，在今后的研究和实践中，应不断探索和创新，进一步完善施肥技术体系，推动农业的可持续发展。此外，还可以开展施肥对作物品质和生态环境影响的研究，实现农业生产与环境保护的协调发展。

参考文献：

[1] 张瑞祥. 不同施肥模式对旱碱地玉米产量与品质的影响[J]. 农业工程技术,2024,44(34):25-26.DOI:10.16815/j.cnki.11-5436/s.2024.34.011.

[2] 杨琴 . 玉米 生长 阶段 与氮 、磷 、钾 肥需 求量 的关 系探 讨[J]. 种子 科技,2024,42(20):11-13.DOI:10.19904/j.cnki.cn14-1160/s.2024.20.004.

[3]刘洋,陈方,刘月冉,等.测土配方施肥对玉米产量、品质及肥料利用率的影响[J].中南农业科技,2024,45(10):23-26.

[4]王麒霖,余海兵,陈平.滴灌密植技术对不同玉米品种部分生理指标的影响[J].金陵科技学院学报,2024,40(03):85-92.

[5]马锦峰,赵梦颖,李雨欣,等.不同种类秸秆添加对稻田 NH3 挥发的影响机制[J].生态学报,2024,44(15):6696-6707.DOI:10.20103/j.stxb.202305100975.