磷素水平对夏玉米生长发育和产量的影响

许明睿+刘凯+张吉旺+任佰朝

摘要：试验材料选用郑单958（ZD958）和登海618（DH618）两种夏玉米品种，设置 0（P0）、45（P3）、90（P6）、135 kg/hm2（P9）4个不同的施磷（P2O5）水平，研究磷肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、干物质积累与分配、叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率等的影响。结果表明：施磷有利于提高夏玉米的产量，在0～90 kg/hm2范围内，夏玉米产量随施磷量的增加而增加，而当施磷量超过90 kg/hm2时产量随之降低。ZD958和DH618的P6处理产量较P0处理分别提高13%和14%；施磷有利于夏玉米叶面积指数和叶片SPAD值的提高，进而改善叶片光合性能，提高净光合速率，光合干物质积累量显著提高；成熟期干物质重随施磷量的增加，先增加后降低，ZD958的P6處理成熟期干物重较P0和P3处理分别增加26%和9%，DH618分别增加12%和9%，施磷后光合性能的改善与干物质重的提高有助于夏玉米产量的提高。

关键词：施磷量；夏玉米；产量；叶面积指数；SPAD值；净光合速率；干物质

中图分类号：S513.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）01-0086-05

Abstract In order to study the effects of phosphorus application amount on yield and its components， dry matter accumulation and distribution， leaf area index， leaf SPAD value， and leaf net photosynthetic rate， 2 summer maize varieties Zhengdan 958 （ZD958） and Denghai 618 （DH618） were used as experimental materials. Four phosphorus （P2O5） levels as 0（P0），45（P3），90（P6），135（P9）kg/hm2 were designed for this experiment. The results showed that phosphorus application was beneficial for increasing the summer maize yield. The yield increased with the increasing of phosphorus level in the range of 0～90 kg/hm2， but decreased when phosphorus level over 90 kg/hm2. The yields of ZD958 and DH618 with P6 treatment increased by 13% and 14% respectively compared with P0. In addition， the phosphorus application was conducive to the increase of leaf area index and SPAD value， and then improved the leaf photosynthetic property and increased the net photosynthetic rate， so the accumulation of photosynthetic dry matter increased significantly. Dry matter weight in mature period increased firstly and then decreased gradually with the increase of phosphorus application amounts， and that of ZD958 under P6 increased by 26% and 9% compared with P0 and P3， respectively， while that of DH618 increased by 12% and 9%. The improvement of photosynthetic characteristics and the increase of dry matter weight were conducive to the increase of summer maize yield.

Keywords Phosphorus application amount； Summer maize； Yield； Leaf area index； SPAD value； Net photosynthetic rate； Dry matter

磷素是作物生长发育所必需的大量营养元素之一，对作物的产量和生长发育起着重要的作用，磷不仅可以作为主要的组分构成植物体内许多重要的有机化合物，还可以通过不同的形式参与光合以及相关的代谢过程等[1-3]。缺磷会导致作物叶片的产生和伸展受到抑制，进而影响作物的正常生长发育。因此，合理施用磷肥有助于增加作物的叶面积与延长叶片的光合有效时间[4]，随着施磷量的增加，叶面积指数的变化趋势呈单峰曲线[5]。此外，磷肥有助于促进根系生长，地上部各器官干物质的积累量随施磷量的增加而提高，进而能够提高夏玉米的产量[6，7]。夏玉米产量的增幅随施磷量的提高，先增大后减小，在90 kg/hm2用量时，夏玉米可获得较高的产量和磷素利用效率，较不施磷处理增产7.95%～18.31%[8]。

由于种植密度的不断增加以及玉米品种特性的不断改善，磷肥的增产效应以及玉米对磷素的吸收利用规律也会相应发生显著变化[8]，其相关的生理特性亦会随之发生相应变化。本研究通过设置不同施磷水平，研究磷肥运筹对夏玉米产量、干物质积累与分配、叶面积指数以及叶片SPAD值等的影响，以便为生产上磷肥运筹提供技术支撑。endprint

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2013—2014年在山东农业大学玉米科技园和作物生物学国家重点实验室（36.09°N，117.09°E）进行。选用郑单958（ZD958）和登海618（DH618）为材料，设置4个不同的施磷（P2O5）水平 ，分别为P0：0；P3：45 kg/hm2；P6：90 kg/hm2；P9：135 kg/hm2。随机区组排列，重复4次。小区面积9.5 m×3.0 m=28.5 m2。各处理于拔节期和大喇叭口期按4∶6比例追施纯氮270 kg/hm2（尿素，46% N）；钾肥（氯化钾，51% K2O）225 kg/hm2与磷肥（过磷酸钙，12% P2O5）同时基施。2013和2014年的种植密度分别为67 500株/hm2和75 000株/hm2，播种时间均为6月15日，收获时间分别为10月5日和10月3日。

1.2 测定项目与方法

在拔节期（V6）、大喇叭口期（V12）、开花期（VT）、乳熟期（R3）和成熟期（R6）分别测定夏玉米叶面积指数（LAI）[9]、叶片SPAD值[10]、干物质积累与分配[11]。在VT、花后20天（VT+20D）和花后40天（VT+40D）测定叶片净光合速率[9]。在R6时期，进行考种与产量的测定[8， 9]。

产量（kg/hm2）=收获穗数（个/hm2）×穗粒数×千粒重×10-6（1-含水量）/（1-14%）

2 结果与分析

2.1 不同磷素水平对夏玉米产量及其构成因素的影响

由图1看出，施磷提高了夏玉米的产量，随施磷量的增加，夏玉米产量呈先增加后降低的趋势，在P6处理条件下产量达最高水平，ZD958和DH618的P6处理两年平均产量较P0处理分别提高13%和14%。此外，随着施磷量的增加，夏玉米千粒重降低，而穗数和穗粒数也呈先上升后下降趋势。可见，施磷提高夏玉米产量是由于增加了穗数和穗粒数。

2.2 不同磷素水平对夏玉米干物质积累和分配的影响

施磷提高了夏玉米的干物质积累量（图2），随着施磷量的增加成熟期干物质积累量呈先增加后降低的趋势，在P6处理条件下最大，ZD958的P6处理干物质积累量较P0和P3处理分别增加26%和9%，DH618分别提高12%和9%，P9和P6处理间干物质积累量差异不显著。此外，施磷后夏玉米各器官干物质重显著提高。ZD958茎秆和叶片的干物质重增加，而籽粒干物质重先增加后降低，DH618各器官干物质重均先增加后降低。ZD958的P6处理籽粒干物质重较P0、P3和P9处理分别提高25%、7%和1%，DH618分别提高17%、9%和5%（表1）。

2.3 不同磷素水平对夏玉米叶面积指数（LAI）的影响

由图3可知，施磷有利于夏玉米LAI的提高，施磷后各处理的LAI均高于不施磷处理，且后期下降的幅度小于P0处理；不同处理间LAI均呈现前期快速增长与后期因叶片衰老而显著下降的趋势。可见，施磷可显著提高夏玉米的LAI并延长叶片功能期。

2.4 不同磷素水平对夏玉米叶片SPAD值的影响

施磷有利于夏玉米叶片SPAD值的提高（图4）。不同处理间叶片SPAD值均呈现前期增长与后期因叶片衰老而显著下降的趋势。随施磷量的增加，叶片SPAD值呈先增加后降低的趋势，即P6处理SPAD值最高。VT时期，ZD958和DH618的P6处理的叶片SPAD值较P0处理分别提高10%和6%。

2.5 不同磷素水平对夏玉米叶片净光合速率的影响

施磷有利于夏玉米叶片净光合速率（Pn）的提高（图5）。在开花后20天，不同处理间叶片Pn均呈现快速增长，之后至花后40天，因叶片衰老而呈显著下降趋势。随施磷量增加，叶片Pn值呈先增加后降低趋势，即P6处理Pn值最高。ZD958和DH618的P6处理叶片Pn值较P0处理分别平均提高17%和35%。

3 讨论与结论

玉米的生长是不断积累干物质的过程，其干物质重可用于表示夏玉米同化物的积累与分配。前人的相关研究表明，施磷提高了玉米的干物质积累量[11]。本研究表明，施磷提高了ZD958和DH618的干物质积累量，随施磷量的增加夏玉米成熟期的干物质积累量呈先增加后降低的趋势。在90 kg/hm2用量条件下干物质重最大，较其它处理平均分别提高6%～12%。玉米生长发育过程中，光合同化物在生长前期主要转运分配给营养器官，生长后期主要转运分配给果穗和籽粒，花后干物质所占比例的高低对玉米高产起着重要作用[12-14]。本研究表明，增施磷肥有利于提高夏玉米的花后干物质所占比例，显著提高3%～8%，进而有助于夏玉米产量的提高。此外，合理施用磷肥能够有效提高玉米光合产物向籽粒分配的能力[15，16]。在本试验条件下，施磷对成熟期茎秆和叶片的干物质分配比例的影响差异不显著，但夏玉米籽粒干物质重提高，籽粒产量显著增加。

玉米产量与叶片的LAI和Pn呈显著的正相关关系[3]。施用磷肥有利于促进玉米叶片的生长和叶片光合功能期的延长，进而提高玉米叶片的光合能力[17]。本研究表明，施磷有利于夏玉米LAI的提高，其研究结果与范秀艳[18]的结果一致，随着施磷量的增加夏玉米的LAI显著提高。此外，施磷有利于夏玉米叶片SPAD值的提高，施磷后叶片净光合速率显著提高，且以90 kg/hm2处理最优。可见，合理施磷可显著提高叶绿素含量和叶面积指数，叶片的光合功能期延长，光合特性改善，Pn显著提高，有助于干物质积累与分配，进而提高夏玉米产量。

参 考 文 獻：

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