朱從樺，張嘉莉，郭 翔，王興龍，姚發(fā)玲，孔凡磊，袁繼超*

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川成都 611130；2 農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川成都 611130；3 四川省農(nóng)業(yè)氣象中心，四川成都 610072）

硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷鉀吸收和產(chǎn)量

朱從樺1,2，張嘉莉1，郭 翔3，王興龍1，姚發(fā)玲1，孔凡磊1,2，袁繼超1,2*

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川成都 611130；2 農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，四川成都 611130；3 四川省農(nóng)業(yè)氣象中心，四川成都 610072）

【目的】通過 2014 年和 2015 年兩年田間定位試驗，研究低磷棕紫泥土上不同硅、磷肥料組合對土壤速效磷含量、植株氮、磷和鉀吸收量和利用率、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，為利用硅肥提高該地區(qū)肥料的效應(yīng)提供依據(jù)。 【方法】試驗采用兩因素裂區(qū)設(shè)計，品種為主區(qū)，設(shè) 2 個品種，即正紅 2 號和正紅 115；肥料組合為副區(qū)，設(shè) 4 種硅、磷肥組合，即：不施用磷肥和硅肥對照、單施硅 (SiO2) 75 kg/hm2、單施磷 (P2O5) 60 kg/hm2、P2O560 kg/hm2加 SiO275 kg/hm2，分別記為 P0Si0、P0Si75、P60Si0和 P60Si75。在拔節(jié)期、吐絲期和收獲期取 0—20 cm 和 20—40 cm 土壤土樣，測定速效磷含量，取植株樣品測定氮、磷、鉀吸收量、產(chǎn)量。 【結(jié)果】兩個玉米品種收獲期植株氮、磷和鉀吸收量四個處理間差異均不顯著，2014 年正紅 2 號產(chǎn)量明顯高于正紅 115，2015 年兩品種間產(chǎn)量無顯著差異。與對照相比，施硅、磷以及硅、磷肥配施均能提高 0—20 和 20—40 cm 土壤速效磷含量，提高玉米植株氮、磷、鉀吸收量及籽粒產(chǎn)量，其中以硅、磷配施處理的效果最佳。在吐絲期、收獲期，植株氮、磷和鉀吸收量與土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)，植株氮、磷和鉀吸收量之間亦相互呈顯著正相關(guān)；此外，籽粒產(chǎn)量與吐絲期和收獲期玉米植株氮、磷和鉀吸收量之間均呈顯著正相關(guān)。與單施磷肥相比，硅、磷肥配施處理氮、磷和鉀肥的吸收效率和偏生產(chǎn)力 (兩年平均) 分別提高 13.30% 和 10.25%、24.77% 和 10.25%、8.58% 和 10.25%，同時兩品種 2014 年和 2015 年平均產(chǎn)量分別提高 8.34% 和 12.12%。 【結(jié)論】低磷棕紫泥土條件下，硅、磷肥配施能顯著改善土壤供磷能力，增加玉米植株對氮、磷和鉀養(yǎng)分吸收量，提高氮、磷和鉀肥利用效率及籽粒產(chǎn)量。

春玉米；硅肥；磷肥；棕紫泥土

玉米 (Zea mays L.) 是重要的糧飼兼用及能源作物，其穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)受資源、環(huán)境及土壤養(yǎng)分特性的影響。作物三大營養(yǎng)元素氮、磷、鉀存在相互影響，如施氮能促進作物吸收和利用土壤中的磷和鉀[1–3]；施磷能促進作物吸收和利用土壤中的氮和鉀[4–7]；施鉀能促進作物吸收和利用土壤中的氮和磷[8–9]，因此玉米生產(chǎn)中氮、磷和鉀合理配施至關(guān)重要。硅是玉米等作物的有益元素[10–14]，玉米各器官硅含量約為4～75 g/kg，含量表現(xiàn)為葉 ＞ 葉鞘 ＞ 根 ＞ 莖 ＞ 種子，并且各器官氮、磷、鉀含量與其硅含量呈一定正相關(guān)[15]。施硅能改善作物對硅、氮、磷和鉀等養(yǎng)分吸收利用[8,16]，增加作物產(chǎn)量[8,17–19]。硅和磷由于相似的化學(xué)性質(zhì)存在肥效的互促關(guān)系[20]，硅可緩解玉米的低磷脅迫[10]，硅、磷肥配施能改善土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力[21–22]，但硅、磷配施條件下土壤速效磷含量以及氮、磷、鉀的吸收利用是否存在差異鮮見報道。本研究以正紅 2 號和正紅 115 為材料，在低磷土壤條件下進行田間試驗，研究硅、磷配施對土壤速效磷含量、玉米氮磷鉀養(yǎng)分吸收量和產(chǎn)量的影響，以及以上指標間的相互關(guān)系，以期為玉米高產(chǎn)高效節(jié)本栽培技術(shù)體系提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

于 2014 和 2015 年在四川省簡陽市蘆葭鎮(zhèn)英明村試驗點 (30°70′N，103°86′E) 進行兩年定位試驗，試驗地土壤為紫色砂泥巖母質(zhì)發(fā)育而成的棕紫泥土，pH 為 7.68 ± 0.15，有機質(zhì)含量 15.58 g/kg，堿解氮34.09 mg/kg、速效磷 4.92 mg/kg、速效鉀 124.50 mg/kg，有效硅 210.93 mg/kg，屬于低磷、低硅土壤。

供試玉米品種為飼糧兼用型正紅 2 號和正紅115，分別于 2014 年 3 月 28 日育苗，4 月 1 日單株移栽，7 月 29 日收獲；2014 年 10 月 25 日播種小麥(不施用任何肥料)，2015 年 3 月 25 日拔除小麥植株并整地，2015 年 4 月 3 日點播，4 月 21 日定苗 (每穴留壯苗 1 株)，7 月 26 日收獲。兩年均采用寬窄行栽培方式，即寬行 1.6 m，窄行 0.4 m，株距 0.2 m，種植密度約為 50000 株/hm2。試驗采用裂區(qū)設(shè)計，品種為主區(qū)，肥料組合為副區(qū)，設(shè) 4 種硅、磷肥組合，即：P0Si0，不施用硅肥和磷肥；P0Si75，僅施硅 (SiO2) 75 kg/hm2；P60Si0，僅施磷 (P2O5) 60 kg/hm2；P60Si75，施磷 (P2O5) 60 kg/hm2，且施硅 (SiO2) 75 kg/hm2。磷肥為過磷酸鈣 (P2O5≥12%)，硅肥為邁樂土壤調(diào)理劑(硅≥20%、鈣≥16%、鉀≥5.0%、鎂≥4.0%，山西邁樂肥業(yè)有限責(zé)任公司提供)，設(shè)置 3 次重復(fù)，共 24個小區(qū)，小區(qū)面積為 17 m2(4.25 m × 4 m)。

2014 年和 2015 年小區(qū)分布和試驗處理均相同，所有小區(qū)純氮 (尿素，含氮量≥46%) 180 kg/hm2，K2O (氯化鉀，含 K2O≥60%) 90 kg/hm2，施用硅肥帶入的鉀從鉀肥中等量扣除，未施用硅肥處理用氯化鈣和氯化鎂等量補充鈣和鎂。氮、磷、鉀和硅肥全做底肥，將各小區(qū)所施肥料混勻后撒施于窄行上面，然后覆土 5～8 cm，并用水澆透 0—25 cm 土壤，2014 年于起壟覆膜后第 3 天選擇長勢一致的壯苗，撬窩單苗帶土移栽，2015 年于起壟覆膜后第 2天直接播種 (每穴 2 粒)，其余田間管理措施同當(dāng)?shù)卮竺娣e高產(chǎn)田塊。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 土壤速效磷含量 于拔節(jié)期、吐絲期和收獲期，各小區(qū)選 3 個代表性點位取 0—20 cm 和 20—40 cm 土樣，風(fēng)干后過 2 mm 篩，經(jīng) 0.5 mol/L 碳酸氫鈉溶液提取后用鉬銻抗比色法進行測定。

1.2.2 植株氮、磷、鉀吸收量 于拔節(jié)期 (2014-5-8 和2015-5-11)、吐絲期 (2014-6-8 和 2015-6-17) 和收獲期 (2014-7-29 和 2015-7-26)，各小區(qū)選取代表性植株5 株，按照葉片 (含苞葉)、莖鞘 (含葉鞘和穗軸)、雄穗和籽粒分開，放入烘箱中，105℃ 殺青 30 min，80℃ 烘干至恒重并稱重，將稱完干重后的各器官粉碎過 0.177 mm 篩，采用濃 H2SO4-H2O2消煮，用BUCHI Distillation Unit K-355+Hanon T860 全自動電位滴定儀測定全氮含量，用 FP6410 型火焰光度計測定鉀含量，用鉬銻抗吸光光度法測定各部位磷含量，并計算氮、磷和鉀素積累量。

1.2.3 考種與計產(chǎn) 于收獲期，每個小區(qū)選取 20 個代表性果穗，調(diào)查穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素，并按田間實收株數(shù)計產(chǎn)。

1.2.4 參數(shù)計算 氮 (磷、鉀) 素干物質(zhì)生產(chǎn)效率(NDME、 PDME、KDME, kg/kg) = 干物質(zhì)重 (kg/hm2)/植株氮 (磷、鉀) 素吸收量 (kg/hm2)

氮 (磷、鉀) 素利用效率 (NUE、 PUE、KUE, kg/kg) = 籽粒產(chǎn)量 (kg/hm2)/植株氮 (磷、鉀) 吸收量(kg/hm2)

氮 (磷、鉀) 收獲指數(shù) (NHI、PHI、KHI) = 籽粒中氮 (磷、鉀) 吸收量 (kg/hm2)/植株氮 (磷、鉀) 素吸收量 (kg/hm2) × 100%

氮 (磷、鉀) 肥吸收效率 (NUPE、PUPE、KUPE, kg/kg) = 植株氮 (磷、鉀) 素吸收量 (kg/hm2)/施氮 (磷P2O5、鉀 K2O) 量 (kg/hm2)

氮 (磷、鉀) 肥偏生產(chǎn)力 (NPFP、PPFP、KPFP, kg/kg) = 施氮 (磷、鉀) 區(qū)產(chǎn)量 (kg/hm2)/施純氮 (磷P2O5、鉀 K2O) 量 (kg/hm2)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用 DPS 7.05 和 SPSS 19.0 軟件進行試驗數(shù)據(jù)分析，用最小顯著差法 LSD 檢驗平均數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅、磷肥配施對土壤速效磷含量的影響

從表 1 可見，肥料組合對土壤速效磷含量的影響十分顯著，0—20 cm 土壤速效磷含量明顯比20—40 cm 土壤高。與對照 (P0Si0) 相比，兩個品種 3個時期平均，0—20 cm 土壤中，施硅處理 (P0Si75)、施磷處理 (P60Si0) 和硅、磷配施處理 (P60Si75) 速效磷含量分別提高 17.12%、59.51% 和 96.42% (2014 年) 和19.40%、43.48% 和 93.86% (2015 年)；20—40 cm 土壤中，施硅處理 (P0Si75)、施磷處理 (P60Si0)和硅、磷配施處理 (P60Si75) 速效磷含量分別提高 28.83%、89.47% 和 153.73% (2014 年) 和 21.46%、89.34% 和151.42% (2015 年)。2014 年玉米收獲后播種小麥 (未施用肥料) 進一步消耗地力，與 2014 年相比，2015年玉米生產(chǎn)季各處理同期土壤 0—20 cm 和 20—40 cm 土壤速效磷含量均較低。可見，為獲得高產(chǎn)生產(chǎn)中需要適時足量補充磷肥，施硅可以減少土壤對磷的吸附，提高土壤速效磷含量。

2.2 硅、磷肥配施對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

從表 2 得出，肥料組合顯著影響著玉米的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素。磷肥和硅肥均有一定增產(chǎn)效果，單施磷肥的增產(chǎn)效果遠大于硅肥，硅、磷肥配施的增產(chǎn)效果最好，硅肥和磷肥表現(xiàn)出明顯的互促和配合效應(yīng)。與單施磷處理相比，硅、磷配施處理分別增產(chǎn) 8.34% (2014 年) 和 12.12% (2015 年)，比單施硅肥增產(chǎn)更多。2015 年各處理的產(chǎn)量均較 2014 年低，特別是對照，導(dǎo)致施肥處理的增產(chǎn)幅度均較 2014 年大，原因可能是 2014 年播種冬小麥 (未施用任何肥料)，2015 年地力更低 (表 1)，對照 2 年 3 季均未施磷肥，導(dǎo)致產(chǎn)量特別低，因此 2015 年施肥的增產(chǎn)效果特別好。施用磷肥和硅、磷配施增產(chǎn)的主要原因是促進了玉米的生長發(fā)育，增加了穗粒數(shù) (特別是行粒數(shù))，同時也促進了灌漿結(jié)實，提高了千粒重，特別是 2015 年，兩年兩品種聯(lián)合分析，玉米產(chǎn)量與穗粒數(shù)和千粒重均極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.958**和 0.979**。

2.3 硅、磷肥配施對玉米氮、磷和鉀素吸收量及其收獲指數(shù)的影響

從表 3 可見，肥料組合顯著影響玉米氮、磷及鉀的吸收量及其收獲指數(shù)。玉米對氮素的吸收量明顯多于磷素和鉀素，各施肥處理玉米植株氮、磷和鉀吸收量表現(xiàn)出高度同步。施磷不僅促進了玉米各生育時期對磷素的吸收，同時也促進了其對氮和鉀的吸收，特別是吐絲前的氮素吸收量及其比例；施硅也在一定程度上促進了玉米植株各生育時期對氮、磷、鉀的吸收。在不施磷條件下施硅與不施硅相比，兩年 2 品種 3 生育時期，氮、磷、鉀素吸收量的平均增幅分別為 19.06%、30.00% 和 24.54%；在施磷條件下相應(yīng)的增幅分別為 9.63%、22.42% 和 10.55%；而硅磷配施處理 (P60Si75) 與對照 (P0Si0) 相比，相應(yīng)的氮、磷、鉀素吸收量的平均增幅分別為83.28%、173.69% 和 68.82%，遠大于單施磷肥或單施硅肥，硅肥和磷肥表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用。綜上所述，硅、磷肥配施不僅顯著促進玉米對磷素的吸收，還能同步促進植株對氮、鉀素的吸收，最終改善玉米植株的氮、磷及鉀素營養(yǎng)。

表1 不同硅、磷肥處理土壤速效磷含量 (mg/kg)Table 1 Soil available P content in different P and Si fertilizer treatments

表2 硅、磷肥配施對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 2 Grain yield and yield components of maize affected by phosphate and silicon fertilizer application

2.4 硅、磷肥配施對玉米氮、磷和鉀利用的影響

從表 4 得出，肥料組合顯著影響著正紅 2 號和正紅 115 氮、磷和鉀肥的利用。與對照 (P0Si0) 相比，兩年兩品種平均，施硅處理 (P0Si75) 的氮肥吸收效率 (NUPE) 和氮肥偏生產(chǎn)力 (NPFP) 分別提高11.80% 和 13.55%，鉀肥吸收效率 (KUPE) 和鉀肥偏生產(chǎn)力 (KPFP) 分別提高 20.08% 和 13.57%；單施磷肥處理 (P60Si0) 的 NUPE 和 NPFP 分別提高 41.35% 和62.46%，KUPE 和 KPFP 分別提高 44.02% 和62.48%，硅、磷肥處理 (P60Si75) 的 NUPE 和 NPFP 分別提高 58.62% 和 80.13%，KUPE 和 KPFP 分別提高56.76% 和 80.16%。與單施磷肥相比，兩年兩品種平均，硅、磷肥配施處理氮肥吸收效率和氮肥偏生產(chǎn)力分別提高 13.30% 和 10.25%，磷肥吸收效率和磷肥偏生產(chǎn)力分別提高 24.77% 和 10.25%，鉀肥吸收效率和鉀肥偏生產(chǎn)力分別提高 8.58% 和 10.25%。可見，硅、磷肥間互促效應(yīng)顯著，硅、磷肥配施能同步提高玉米對氮、磷和鉀肥的利用，因此氮、磷、鉀、硅肥應(yīng)科學(xué)配施。

3 討論

四川丘陵旱地，土壤瘠薄，山坡地玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)依賴大量投入氮、磷和鉀肥[23–24]。通過篩選適宜品種[25]，優(yōu)化栽培方式[26]，改進施肥方式[27–28]，優(yōu)選肥料種類[29]，并結(jié)合土壤地力開展配方施肥等提高玉米產(chǎn)量和肥料利用率。缺磷條件下，施用磷能明顯改善玉米生長，提高籽粒產(chǎn)量[4–7]；硅作為植物的有益元素，能夠提高植株抗生物和非生物脅迫能力[12]，能提高玉米光合速率[11]和籽粒產(chǎn)量[18–19]。本研究結(jié)果表明，磷肥的增產(chǎn)效果遠遠大于硅肥，但是硅、磷肥配施的增產(chǎn)效果比單施磷肥更為顯著，2014 年和2015 年分別增加 1288.57 kg/hm2和 1313.61 kg/hm2，相應(yīng)的增幅分別為 8.34% 和 12.12%。與 2014 年相比，經(jīng)過 2014 年播種冬小麥 (未施任何肥料) 進一步消耗地力 (見表 1)，導(dǎo)致 2015 年對照、施硅、施磷和硅、磷配施處理分別減產(chǎn) 62.56%、53.18%、29.72%和 27.32%，其中以硅、磷配施處理減產(chǎn)幅度最小并且籽粒產(chǎn)量最高，更進一步表明硅、磷配施能夠增強玉米低磷土壤條件下的耐瘠[10,13]、抗旱能力[30–32]。

玉米不同品種對氮、磷和鉀的吸收存在差異進而影響其籽粒產(chǎn)量[5,33]。本研究結(jié)果表明，正紅 2 號和正紅115 收獲期氮、磷和鉀吸收量和產(chǎn)量無顯著差異，但是玉米吐絲期、收獲期植株的氮、磷、鉀吸收量與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，因此確保植株吸收足量的氮、磷和鉀素養(yǎng)分是玉米穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要前提。

表3 硅、磷肥配施對玉米氮、磷、鉀吸收量 (kg/hm2) 及收獲指數(shù) (%) 的影響Table 3 Nutrient uptake amount (kg/hm2) and harvest index (%) of maize affected by P and Si fertilizer application

表4 不同硅、磷肥處理玉米氮、磷和鉀肥利用率 (kg/kg)Table 4 Nutrient utilization efficiency of maize under different P and Si fertilization treatments

氮、磷和鉀肥間肥效互促已被證實，其中任何一種養(yǎng)分豐缺都會影響作物對其余兩種養(yǎng)分的吸收利用[1–7,9,34]，作物從播種到收獲，任何階段出現(xiàn)氮、磷和鉀養(yǎng)分虧缺都將影響作物產(chǎn)量。硅、磷元素化學(xué)性質(zhì)相似，兩者具有相互促進肥效的關(guān)系[20]，加硅能減少土壤磷的吸附并增加土壤磷的解吸，從而提高土壤磷的活性和生物有效性[21]，氮、硅混施或磷、硅混施能增加作物葉片氮、磷含量[8,16]。本研究結(jié)果表明，硅、磷配施能夠顯著提高土壤速效磷含量及玉米植株氮、磷和鉀素吸收量。各生育期氮、磷和鉀吸收量間彼此呈顯著正相關(guān)，其中拔節(jié)期氮和磷、氮和鉀、磷和鉀吸收量相關(guān)系數(shù)分別為 0.868、0.977、0.830 (P ＜ 0.01)，吐絲期氮和磷、氮和鉀、磷和鉀吸收量相關(guān)系數(shù)分別為 0.782、0.425、0.795 (P＜ 0.01)，收獲期氮和磷、氮和鉀、磷和鉀吸收量相關(guān)系數(shù)分別為 0.699、0.760、0.934 (P ＜ 0.01)，玉米植株氮、磷和鉀營養(yǎng)關(guān)系如此密切，因此在生產(chǎn)中氮、磷、鉀肥必須要合理配施。此外，磷素吸收量更是與吐絲期和成熟期 0—20 cm、20—40 cm 土壤速效磷含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 0.762、0.965 和0.729、0.911 (P ＜ 0.01)，同期玉米植株氮、鉀吸收量也與土壤速效磷含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，可見土壤磷供應(yīng)狀況能夠影響玉米植株磷氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量。就生育期而言，拔節(jié)期和吐絲期、吐絲期和成熟期玉米株氮、磷和鉀吸收量間也存在顯著正相關(guān)，表明玉米各生育期氮、磷和鉀養(yǎng)分吸收環(huán)環(huán)相扣，從時間節(jié)點聯(lián)系緊密。硅、磷肥配施能減少土壤對磷的吸附，提高土壤磷素供應(yīng)水平，提高玉米磷吸收量的同時增強對氮、鉀的吸收，改善玉米植株氮、磷和鉀三大礦質(zhì)營養(yǎng)，提高氮、磷和鉀肥的利用效率和玉米產(chǎn)量，這是其高產(chǎn)高效的重要機理。

4 結(jié)論

在四川丘陵低磷棕紫土壤條件下，通過硅、磷肥配施，能夠改善土壤供磷能力，促進玉米對磷素的吸收，直接或間接帶動玉米對氮、鉀的協(xié)同吸收，提高氮、磷和鉀肥的利用效率和籽粒產(chǎn)量，但是氮、磷、鉀、硅肥的最佳施用比例，以及水肥耦合機制有待進一步的研究。

[1]景立權(quán), 趙福成, 王德成, 等. 不同施氮水平對超高產(chǎn)夏玉米氮磷鉀積累與分配的影響[J]. 作物學(xué)報, 2013, 39(8): 1478–1490. Jing L Q, Zhao F C, Wang D C, et al. Effects of nitrogen application on accumulation and distribution of nitrogen, phosphorus, and potassium of summer maize under super-high yield conditions [J]. Acta Agronomica Sinica, 2013, 39(8): 1478–1490.

[2]劉水, 李伏生. 不同水氮條件下灌溉方式對玉米干物質(zhì)量和氮鉀利用的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2014, 34(18): 5249–5256. Liu S, Li F S. Effect of irrigation method on dry mass and nitrogen and potassium utilization of maize under different water and nitrogen conditions [J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(18): 5249–5256.

[3]紀德智, 王端, 趙京考, 等. 不同氮肥形式對玉米氮、磷、鉀吸收及氮素平衡的影響[J]. 水土保持學(xué)報, 2014, 28(4): 106–111. Ji D Z, Wang R, Zhao K J, et al. Effects of different nitrogen forms on N, P, K uptake of corn and nitrogen balance [J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2014, 28(4): 106–111.

[4]張靜, 王艷. 不同磷水平玉米自交系根系形態(tài)及吸收氮、鉀差異研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2005, 23(1): 92–94. Zhang J, Wang Y. Differences of corn inbred lines in root morphology, nitrogen uptake and potassium uptake at different phosphorus levels [J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2005, 23(1): 92–94.

[5]袁碩, 彭正萍, 史建霞, 等. 磷對不同基因型玉米生長及氮磷鉀吸收的影響[J]. 中國土壤與肥料, 2010(1): 29–32, 84. Yuan S, Peng Z P, Shi J X, et al. Effects of P fertilizer application on the plant growth and nutrient uptake of N, P and K in different maize cultivars [J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2010(1): 29–32, 84.

[6]李紹長, 胡昌浩, 龔江, 等. 供磷水平對不同磷效率玉米氮、鉀素吸收和分配的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2004, 10(3): 237–240. Li S C, Hu J H, Gong J, et al. Effects of phosphorus supply on nitrogen and potassium absorption and distribution of maize with different phosphorus efficiency [J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004, 10(3): 237–240.

[7]章愛群, 賀立源, 門玉英, 等. 磷水平對不同耐低磷玉米基因型幼苗生長和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報, 2008, 14(3): 347–350. Zhang A Q, He L Y, Men Y Y, et al. Effect of phosphorus levels on growth and nutrient absorption of low-p tolerant maize seedlings [J]. Chinese Journal of Applied Environment and Biology, 2008, 14(3): 347–350.

[8]魏朝富, 謝德體, 楊劍虹, 等. 氮鉀硅肥配施對水稻產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 土壤通報, 1997, 28(3): 121–123. Wei C F, Xie D T, Yang J H, et al. Effects of application nitrogen, potassium and silicon fertilizer together on yield and nutrient uptake of rice [J]. Chinese Journal of Soil Science, 1997, 28(3): 121–123.

[9]李文娟, 何萍, 金繼運. 鉀素營養(yǎng)對玉米生育后期干物質(zhì)和養(yǎng)分積累與轉(zhuǎn)運的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2009, 15(4): 799–807. Li W J, He P, Jin J Y. Potassium nutrition on dry matter and nutrients accumulation and translocation at reproductive stage of maize[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2009, 15(4): 799–807.

[10]Yang Y, Li J W, Shi H C, et al. Alleviation of silicon on low-P stressed maize (Zea may L.) seedlings under hydroponic culture conditions[J]. World Journal of Agricultural Sciences, 2008, 4 (2): 168–172.

[11]Xie Z M, Song R, Shao H B, et al. Silicon improves maize photosynthesis in saline-alkaline soils [J]. The Scientific World Journal, 2015: 245072. doi: 10.1155/2015/245072.

[12]Ma J F. Role of silicon in enhancing the resistance of plants tobiotic and abiotic stresses[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2004, 50: 11–18.

[13]Owino-Gerroh C, Gascho G. J. Effect of silicon on low pH soil phosphorus sorption and on uptake and growth of maize [J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 2004, 35(15): 2369–2378.

[14]Ma J F, Yamaji N. Silicon uptake and accumulation in higher plants [J]. Trends in Plant Science, 2006, 11(8): 392–397

[15]李曉艷, 孫立, 吳良歡. 不同吸硅型植物各器官硅素及氮、磷、鉀素分布特征[J]. 土壤通報, 2014, 45(1): 193–198. Li X Y, Sun L, Wu L H. The distribution of silicon, nitrogen, phosphorus and potassium in the organs of different silicon-absorbing plants [J]. Chinese Journal of Soil Science, 2014, 45(1): 193–198.

[16]劉慧霞, 郭正剛. 不同土壤水分條件下添加硅對紫花苜蓿莖葉和土壤氮磷鉀含量的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報, 2011, 17(6): 347–350. Liu H X, Guo Z G. Effects of supplementary silicon on nitrogen, phosphorus and potassium contents in the shoots of medicago sativa plants and in the soil under different soil moisture conditions [J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 2011, 17(6): 347–350.

[17]陸福勇, 江立庚, 秦華東, 等. 不同氮、硅用量對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2005, 11(6): 846–850. Lu F Y, Jiang L G, Qing H D, et al. Effects of nitrogen and silicon levels on grain yield and qualities of rice [J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(6): 846–850.

[18]張月玲, 王宜倫, 譚金芳, 等. 氮硅配施對夏玉米抗倒性和產(chǎn)量的影響[J]. 玉米科學(xué), 2012, 20(4):122–125. Zhang Y L, Wang Y L, Tan J F, et al. Effect of nitrogen application combined with silicon on the lodging-resistance and the yield of summer corn [J]. Journal of Maize Sciences, 2012, 20(4):122–125.

[19]周青, 潘國慶, 施作家, 等. 玉米施用硅肥的增產(chǎn)效果及其對群體質(zhì)量的影響[J]. 玉米科學(xué), 2002, 10(1): 81–183, 94. Zhou Q, Pan G Q, Shi Z J, et al. Increasing production efficiency of using Si and the influence on quality of population in maize [J]. Journal of Maize Sciences, 2002, 10(1): 81–183, 94.

[20]胡克偉, 肇雪松, 關(guān)連珠, 等. 水稻土中硅磷元素的存在形態(tài)及其相互影響研究[J]. 土壤通報, 2002, 33(4): 272–274. Hu K W, Qing X S, Guan L Z, et al. Study on interaction and forms of silicon and phosphate in paddy soil [J]. Chinese Journal of Soil Science, 2002, 33(4): 272–274.

[21]李仁英, 邱譯萱, 劉春艷, 等. 硅對水稻土磷吸附–解吸行為的影響[J]. 土壤通報, 2013, 44(5): 1134–1139. Li R Y, Qiu Z X, Liu C Y, et al. Adsorption-desorption behaviors of phosphorus under different silicon concentrations in paddy soils [J]. Chinese Journal of Soil Science, 2013, 44(5): 1134–1139.

[22]王東, 王曉岑, 李淑芹, 等. 硅磷交互作用對土壤酶活力的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2010, 41(3): 70–74. Wang D, Wang X L, Li S Q, et al. Effects of silicon-phosphorus interactions on soil enzyme activities [J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2010, 41(3): 70–74.

[23]陳慶瑞, 馮文強, 涂仕華, 等.四川盆中丘陵區(qū)不同臺位旱坡地土壤養(yǎng)分狀況研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2002, 15(1): 74–79. Chen Q R, Feng W Q, Tu S H, et al. Study on nutrient status in sloping uplands of Sichuan hilly areas [J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2002, 15(1): 74–79.

[24]許宗林, 茍曦, 李昆, 等. 四川省耕地土壤養(yǎng)分分布特征與動態(tài)變化趨勢探討[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2008, 21(3): 718–723. Xü Z L, Gou X, Li K, et al. Distribution and characteristics of cultivated soil nutrients and its dynamic change trend in Sichuan province [J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2008, 21(3): 718–723.

[25]李強, 馬曉君, 程秋博, 等. 氮肥對不同耐低氮性玉米品種干物質(zhì)及氮素積累與分配的影響[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版), 2015, 41(5): 527–536. Li Q, Ma X J, Cheng Q B, et al. Effects of nitrogen fertilizer on the accumulation and allocation of dry matter and nitrogen for maize cultivars with different low nitrogen tolerance [J]. Journal of Zhejiang University (Agric.＆ Life Sci.), 2015, 41(5): 527–536.

[26]王小春, 楊文鈺, 鄧小燕, 等. 玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干質(zhì)積累與分配差異及氮肥的調(diào)控效應(yīng)[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2015, 21(1): 46–57. Wang X C, Yang W Y, Deng X Y, et al. Differences of dry matter accumulation and distribution of maize and their responses to nitrogen fertilization in maize /soybean and maize / sweet potato relay intercropping systems[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(1): 46–57.

[27]戰(zhàn)秀梅, 韓曉日, 王帥, 等. 不同施肥對春玉米源庫特征及其關(guān)系的影響[J]. 土壤通報, 2008, 39(4): 887–891. Zhan X M, Han X R, Wang S, et al. Effect of different amounts of fertilizer on source and sink and their relationships of spring maize[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2008, 39(4): 887–891.

[28]王麗梅, 李世清, 邵明安. 水、氮供應(yīng)對玉米冠層營養(yǎng)器官干物質(zhì)和氮素累積、分配的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 43(13): 2697–2705. Wang L M, Li S Q, Shao M A, et al. Effects of N and water supply on dry matter and N accumulation and distribution in maize (zea mays L.) leaf and straw-sheath [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(13): 2697–2705.

[29]趙斌, 董樹亭, 張吉旺, 等. 控釋肥對夏玉米產(chǎn)量和氮素積累與分配的影響[J].作物學(xué)報, 2010, 36(10): 1760–1768. Zhao B, Dong S T, Zhang J W, et al. Effects of controlled-release fertilizer on yield and nitrogen accumulation and distribution in summer maize[J]. Acta Agronomica Sinica, 2010, 36(10): 1760–1768.

[30]李清芳, 馬成倉, 尚啟亮. 干旱脅迫下硅對玉米光合作用和保護酶的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2007, 18(3): 531–536. Li Q F, Ma C C, Shang Q L. Effects of silicon on photosynthesis and antioxidative enzymes of maize under drought stress[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(3): 531–536.

[31]鄒春琴, 高霄鵬, 張福鎖. 施硅對玉米生長及蒸騰速率的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2007, 15(3): 55–57. Zou C Q, Gao X P, Zhang F S. Effects of silicon application on growth and transpiration rate of maize[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2007, 15(3): 55–57.

[32]李清芳, 馬成倉, 季必金. 硅對干旱脅迫下玉米水分代謝的影響[J].生態(tài)學(xué)報, 2009, 29(8): 4163–4168. Li Q F, Ma C C, Ji B J. Effect of silicon on water metabolism in maize plants under drought stress[J]. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(8): 4163–4168.

[33]齊文增, 陳曉璐, 劉鵬, 等. 超高產(chǎn)夏玉米干物質(zhì)與氮、磷、鉀養(yǎng)分積累與分配特點[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2013, 19(1): 26–36. Qi W Z, Chen X L, Liu P, et al. Characteristics of dry matter, accumulation and distribution of N, P and K of super-high-yield summer maize [J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013, 19(1): 26–36.

[34]龔金龍, 胡雅杰, 龍厚元, 等. 不同時期施硅對超級稻產(chǎn)量和硅素吸收、利用效率的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(8): 1475–1488. Gong J L, Hu Y J, Long H Y, et al. Effect of application of silicon at different periods on grain yield and silicon absorption, use efficiency in super rice [J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(8): 1475–1488.

Effect of increasing N, P and K uptake and yield of spring maize through combined silicon and phosphate fertilizer application in Sichuan

ZHU Cong-hua1,2, ZHANG Jia-li1, GUO Xiang3, WANG Xing-long1, YAO Fa-ling1, KONG Fan-lei1,2, YUAN Ji-chao1,2*
( 1 College agronomy of Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2 Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology, and Cultivation in Southwest, Ministry of Agriculture, Chengdu 611130, China; 3 Sichuan Agro-meteorological Center, Chengdu 610072, China )

【Objectives】 The effect of combined application of phosphorous fertilizer and silicon fertilizer on the N, P and K uptake and grain yield of spring maize was investigated on the low phosphorus brown purple soil in Sichuan Province in 2014 and 2015, in order to provide support for using silicon fertilizer to improve the efficiencies of fertilizers in this area. 【Methods】 A split plot field experiment was conducted continually in two years with two maize cultivars ZH2 and ZH115 as the main plots and fertilizer treatment as the subplots: neither Si nor P fertilizer,only Si fertilizer (SiO275 kg/hm2), only P fertilizer (P2O560 kg/hm2), both P (P2O5, 60 kg/hm2) and Si fertilizer (SiO2, 75 kg/hm2), named P0Si0, P0Si75, P60Si0and P60Si75, respectively. The contents of soil available P in 0–20 and 20–40 cm soil depths were measured; The N, P and K uptake of plants in jointing stage,silking stage and harvest stage were determined, and the yield and yield components were investigated at harvest. 【Results】There was no significant difference in N, P and K uptake of plants between the two cultivars of ZH2 and ZH115 in the two years' experiment, but the grain yield of ZH2 was significantly higher than that of ZH115 in 2014, not significant in 2015. Comparing with P0Si0, the N, P and K uptake in plant and grain yield were increased significantly under the treatment of P0Si75, P60Si0and P60Si75, with the highest increase in P60Si75. In jointing and harvest stage, the N, P and K uptake in maize show significantly positive correlation with the contents of soil available P, and plant N uptake positively correlated with P and K uptake in plant. grain yield strongly positive correlated with N, P and K uptake in jointing stage and harvest stage. Compared to P60Si0treatment, the uptake efficiency and partial factor productivity (average of 2014 and 2015) of N, P and K fertilizer were average increased 13.30% and 10.25%, 24.77% and 10.25%, 8.58% and 10.25% respectively. The grain yield was increased by 8.34% and 12.12% respectively in P60Si75treatment, compared to P60Si0. 【Conclusions】Combined application of Si and P fertilizer could significantly improve the P supply of soil during the whole growth stage, increase the N, P and K uptake of maize in jointing, silking and harvest stage, and increase the utilization efficiency of N, P and K fertilizers. So the technique is recommended as an effective way for increasing yield and fertilizer efficiency in the low phosphorus brown purple soil in Sichuan Province.

spring maize; Si fertilizer; P fertilizer; brown purple soil

S513

A

1008–505X(2016)06–1603–09

2015–11–30 接受日期：2016–01–26

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（20150312705）；國家科技支撐計劃項目（2012BAD04B13-2）資助。

朱從樺（1986—），男，四川自貢人，博士研究生，主要從事作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培理論與技術(shù)研究。

E-mail：zchsicau@163.com。* 通信作者 E-mail：yuanjichao5@163.com