氮硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷钾吸收和产量

引用本文

doi: http://dx.doi.org/10.11674/zwyf.15477

朱从桦, 张嘉莉, 郭翔, 王兴龙, 姚发玲, 孔凡磊, 袁继超. 氮硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷钾吸收和产量[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(6): 1603-1611. 复制到剪切板

ZHU Cong-hua, ZHANG Jia-li, GUO Xiang, WANG Xing-long, YAO Fa-ling, KONG Fan-lei, YUAN Ji-chao. Effect of increasing N, P and K uptake and yield of spring maize through combined silicon and phosphate fertilizer application in Sichuan[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2016, 22(6): 1603-1611. 复制到剪切板

氮硅磷肥配施提高四川春玉米的氮磷钾吸收和产量

朱从桦^1,2, 张嘉莉¹, 郭翔³, 王兴龙¹, 姚发玲¹, 孔凡磊^1,2, 袁继超^1,2

1. 四川农业大学农学院, 四川成都 611130;
2. 农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室, 四川成都 611130;
3. 四川省农业气象中心, 四川成都 610072

收稿日期：2015-11-30; 接受日期：2016-01-26

基金项目：公益性行业（农业）科研专项（20150312705）；国家科技支撑计划项目（2012BAD04B13-2）资助

作者简介：朱从桦(1986-), 男, 四川自贡人, 博士研究生, 主要从事作物高产优质高效栽培理论与技术研究。E-mail:zchsicau@163.com

通信作者：袁继超, E-mail: yuanjichao5@163.com

摘要: 【目的】通过2014年和2015年两年田间定位试验，研究低磷棕紫泥土上不同硅、磷肥料组合对土壤速效磷含量、植株氮、磷和钾吸收量和利用率、产量及产量构成的影响，为利用硅肥提高该地区肥料的效应提供依据。【方法】试验采用两因素裂区设计，品种为主区，设2个品种，即正红2号和正红115；肥料组合为副区，设4种硅、磷肥组合，即：不施用磷肥和硅肥对照、单施硅（SiO₂）75 kg/hm²、单施磷（P₂O₅）60 kg/hm²、P₂O₅ 60 kg/hm²加SiO₂ 75 kg/hm²，分别记为P₀Si₀、P₀Si₇₅、P₆₀Si₀和P₆₀Si₇₅。在拔节期、吐丝期和收获期取0-20 cm和20-40 cm土壤土样，测定速效磷含量，取植株样品测定氮、磷、钾吸收量、产量。【结果】两个玉米品种收获期植株氮、磷和钾吸收量四个处理间差异均不显著，2014年正红2号产量明显高于正红115，2015年两品种间产量无显著差异。与对照相比，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、钾吸收量及籽粒产量，其中以硅、磷配施处理的效果最佳。在吐丝期、收获期，植株氮、磷和钾吸收量与土壤速效磷含量呈显著正相关，植株氮、磷和钾吸收量之间亦相互呈显著正相关；此外，籽粒产量与吐丝期和收获期玉米植株氮、磷和钾吸收量之间均呈显著正相关。与单施磷肥相比，硅、磷肥配施处理氮、磷和钾肥的吸收效率和偏生产力（两年平均）分别提高13.30%和10.25%、24.77%和10.25%、8.58%和10.25%，同时两品种2014年和2015年平均产量分别提高8.34%和12.12%。【结论】低磷棕紫泥土条件下，硅、磷肥配施能显著改善土壤供磷能力，增加玉米植株对氮、磷和钾养分吸收量，提高氮、磷和钾肥利用效率及籽粒产量。

关键词: 春玉米硅肥磷肥棕紫泥土

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

ZHU Cong-hua^1,2, ZHANG Jia-li¹, GUO Xiang³, WANG Xing-long¹, YAO Fa-ling¹, KONG Fan-lei^1,2, YUAN Ji-chao^1,2

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

Abstract: 【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 (SiO₂ 75 kg/hm²), only P fertilizer (P₂O₅ 60 kg/hm²), both P (P₂O₅, 60 kg/hm²) and Si fertilizer (SiO₂, 75 kg/hm²), named P₀Si₀, P₀Si₇₅, P₆₀Si₀ and 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, P₆₀Si₀ and 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 P₆₀Si₀ treatment, 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 P₆₀Si₇₅ treatment, 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.

Key words: spring maize Si fertilizer P fertilizer brown purple soil

玉米(Zea mays L.)是重要的粮饲兼用及能源作物，其稳产高产受资源、环境及土壤养分特性的影响。作物三大营养元素氮、磷、钾存在相互影响，如施氮能促进作物吸收和利用土壤中的磷和钾^[1-3]；施磷能促进作物吸收和利用土壤中的氮和钾^[4-7]；施钾能促进作物吸收和利用土壤中的氮和磷^[8-9]，因此玉米生产中氮、磷和钾合理配施至关重要。硅是玉米等作物的有益元素^[10-14]，玉米各器官硅含量约为4~75 g/kg，含量表现为叶 > 叶鞘 > 根 > 茎 > 种子，并且各器官氮、磷、钾含量与其硅含量呈一定正相关^[15]。施硅能改善作物对硅、氮、磷和钾等养分吸收利用^{[8, 16]}，增加作物产量^{[8, 17-19]}。硅和磷由于相似的化学性质存在肥效的互促关系^[20]，硅可缓解玉米的低磷胁迫^[10]，硅、磷肥配施能改善土壤养分供应能力^[21-22]，但硅、磷配施条件下土壤速效磷含量以及氮、磷、钾的吸收利用是否存在差异鲜见报道。本研究以正红2号和正红115为材料，在低磷土壤条件下进行田间试验，研究硅、磷配施对土壤速效磷含量、玉米氮、磷、钾养分吸收量和产量的影响，以及以上指标间的相互关系，以期为玉米高产高效节本栽培技术体系提供依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

于2014和2015年在四川省简阳市芦葭镇英明村试验点(30°70′N，103°86′E)进行两年定位试验，试验地土壤为紫色砂泥岩母质发育而成的棕紫泥土，pH为7.68±0.15，有机质含量15.58 g/kg，碱解氮34.09 mg/kg、速效磷4.92 mg/kg、速效钾124.50 mg/kg，有效硅210.93 mg/kg，属于低磷、低硅土壤。

供试玉米品种为思量兼用型正红2号和正红115，分别于2014年3月28日育苗，4月1日单株移栽，7月29日收获；2014年10月25日播种小麦(不施用任何肥料)，2015年3月25日拔除小麦植株并整地，2015年4月3日点播，4月21日定苗(每穴留壮苗1株)，7月26日收获。两年均采用宽窄行栽培方式，即宽行1.6 m，窄行0.4 m，株距0.2 m，种植密度约为50000株/hm²。试验采用裂区设计，品种为主区，肥料组合为副区，设4种硅、磷肥组合，即：P₀Si₀，不施用硅肥和磷肥；P₀Si₇₅，仅施硅(SiO₂) 75 kg/hm²；P₆₀Si₀，仅施磷(P₂O₅) 60 kg/hm²；P₆₀Si₇₅，施磷(P₂O₅) 60 kg/hm²，且施硅(SiO₂) 75 kg/hm²。磷肥为过磷酸钙(P₂O₅≥12%)，硅肥为迈乐土壤调理剂(硅≥20%、钙≥16%、钾≥5.0%、镁≥4.0%，山西迈乐肥业有限责任公司提供)，设置3次重复，共2 × 4 × 3=24个小区，小区面积为17 m² (4.25 m× 4 m)。

2014年和2015年小区分布和试验处理均相同，所有小区纯氮(尿素，含氮量≥46%) 180 kg/hm²，K₂O (氯化钾，含K₂0≥60%) 90 kg/hm²，施用硅肥带入的钾从钾肥中等量扣除，未施用硅肥处理用氯化钙和氯化镁等量补充钙和镁。氮、磷、钾和硅肥全做底肥，将各小区所施肥料混匀后撒施于窄行上面，然后覆土5-8 cm，并用水浇透0-25 cm土壤，2014年于起垄覆膜后第3天选择长势一致的壮苗，撬窝单苗带土移栽，2015年于起垄覆膜后第2天直接播种(每穴2粒)，其余田间管理措施同当地大面积高产田块。

1.2 测定项目与方法 1.2.1 土壤速效磷含量

于拔节期、吐丝期和收获期，各小区选3个代表性点位取0-20 cm和20-40 cm土样，风干后过10目筛，用0.5 M碳酸氢钠溶液提取和钼锑抗混合显色剂常温还原，分光光度法进行测定。

1.2.2 植株氮、磷、钾吸收量

于拔节期(2014-5-8和2015-5-11)、吐丝期(2014-6-8和2015-6-17)和收获期(2014-7-29和2015-7-26)，各小区选取代表性植株5株，按照叶片(含苞叶)、茎鞘(含叶鞘和穗轴)、雄穗和籽粒分开，放入烘箱中，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重并称重，将称完干重后的各器官粉碎过80目筛，采用浓H₂SO₄-H₂O₂消煮，用BUCHI Distillation Unit K-355+Hanon T860全自动电位滴定仪测定全氮含量，用FP6410型火焰光度计测定钾含量，用磷钼蓝分光光度法测定各部位磷含量，并计算氮、磷和钾素积累量。

1.2.3 考种与计产

于收获期，每个小区选取20个代表性果穗，调查穗行数、行粒数、穗粒数、千粒重等产量构成因素，并按田间实收株数计产。

1.2.4 参数计算

氮(磷、钾)素干物质生产效率(NDME, PDME, KDME, kg/kg)=干物质重(kg/hm²)/植株氮(磷、钾)素吸收量(kg/hm²)

氮(磷、钾)素利用效率(NUE, PUE, KUE, kg/kg)=籽粒产量(kg/hm²)/植株氮(磷、钾)吸收量(kg/hm²)

氮(磷、钾)收获指数(NHI, PHI, KHI, %)=籽粒中氮(磷、钾)吸收量(kg/hm²)/植株氮(磷、钾)素吸收量(kg/hm²) × 100%

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

氮(磷、钾)肥偏生产力(NPFP, PPFP, KPFP, kg/kg)=施氮(磷、钾)区产量(kg/hm²)/施纯氮(磷P₂O₅、钾K₂O)量(kg/hm²)。

1.3 数据分析

用DPS 7.05和SPSS 19.0软件进行试验数据分析，用最小显著差法LSD检验平均数。

2 结果与分析 2.1 硅、磷肥配施对土壤速效磷含量的影响

从表 1可见，肥料组合对土壤速效磷含量的影响十分显著，0-20 cm土壤速效磷含量明显比20-40 cm土壤高。与对照(P₀Si₀)相比，两个品种3个时期平均，0-20 cm土壤中，施硅处理(P₀Si₇₅)、施磷处理(P₆₀Si₀)和硅、磷配施处理(P₆₀Si₇₅)速效磷含量分别提高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，施硅处理(P₀Si₇₅)、施磷处理(P₆₀Si₀)和硅、磷配施处理(P₆₀Si₇₅)速效磷含量分别提高28.83%、89.47%和153.73% (2014年)和21.46%、89.34%和151.42% (2015年)。2014年玉米收获后播种小麦(未施用肥料)进一步消耗地力，与2014年相比，2015年玉米生产季各处理同期土壤0-20 cm和20-40 cm土壤速效磷含量均较低。可见，为获得高产生产中需要适时足量补充磷肥，施硅可以减少土壤对磷的吸附，提高土壤速效磷含量。

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

品种 Cultivar	处理 Treatment	土层(cm) Soil depth	2014			2015
品种 Cultivar	处理 Treatment	土层(cm) Soil depth	拔节期 Jointing	抽穗期 Silking	收获期 Harvest	拔节期 Jointing	抽穗期 Silking	收获期 Harvest
正红2号 ZH2	P₀Si₀	0-20	3.84 c	2.22 d	2.15 d	2.67 b	1.29 c	0.90 b
		2-40	0.93 d	1.16 c	0.87 d	0.60 c	0.45 c	0.43 c
	P₀Si₇₅	0-20	3.80 c	3.04 c	2.67 c	2.66 b	1.51 c	0.99 b
		2-40	1.88 c	1.21 bc	1.03 c	0.70 c	0.51 c	0.59 b
	P₆₀Si₀	0-20	5.62 b	3.64 b	3.13 b	2.79 b	1.77 b	1.03 b
		2-40	2.57 b	1.38 b	1.39 b	1.35 b	0.75 b	0.61 b
	P₆₀Si₇₅	0-20	6.72 a	4.36 a	3.68 a	3.21 a	2.28 a	1.73 a
		2-40	4.21 a	1.99 a	1.58 a	2.28 a	0.85 a	0.74 a
平均数Average		0-20	5.00 A	3.31 B	2.91 A	2.83 B	1.73 A	1.16 A
平均数Average		2-40	2.39 A	1.44 A	1.21 A	1.23 A	0.64 A	0.60 A
正红115 ZH115	P₀Si₀	0-20	4.56 c	2.20 c	2.35 d	2.30 c	1.07 d	0.68 d
		2-40	1.53 c	1.02 c	0.75 b	0.50 c	0.37 c	0.37 b
	P₀Si₇₅	0-20	4.83 bc	2.68 c	2.70 c	2.91 b	1.51 c	0.83 c
		2-40	1.76 c	1.14 c	0.91 b	0.47 c	0.42 bc	0.57 a
	P₆₀Si₀	0-20	5.34 b	5.06 b	3.62 b	2.90 b	1.99 b	1.31 b
		2-40	3.97 b	1.56 b	1.27 a	1.81 b	0.49 b	0.40 b
	P₆₀Si₇₅	0-20	7.43 a	6.54 a	4.13 a	4.02 a	2.43 a	1.85 a
		2-40	5.01 a	2.16 a	1.33 a	2.27 a	0.65 a	0.51 a
平均数Average		0-20	5.54 A	4.12 A	3.20 A	3.03 A	1.75 A	1.17 A
平均数Average		2-40	3.07 A	1.47 A	1.06 B	1.26 A	0.49 B	0.46 B
F-值F-value	品种 Cultivar (C)	0-20	4.53	35.52^**	3.68	35.08^*	3.44	0.73
	品种 Cultivar (C)	2-40	138.91^**	6.89	35.81^**	1.95	50.62^*	32.92^*
	肥料 Fertilizer (F)	0-20	65.33^**	62.52^**	68.61^**	20.90^**	61.06^**	151.89^**
	肥料 Fertilizer (F)	2-40	231.75^**	65.69^**	5.77^**	243.10^**	56.69^**	29.71^**
	品种×肥料 C × F	0-20	2.95	14.67^**	1.44	5.29^*	1.96^**	10.70^**
	品种×肥料 C × F	2-40	39.96^**	2.13^ns	0.60	9.96^*	4.88^*	8.27^*
注(Note):同列数值后不同小字母表示同一品种不同肥料处理间差异达到5%显著水平Values followed by different small letters mean significant difference among treatments in the same cultivar at 0.05 level; 同列数值后不同大写字母表示同一样期品种间差异达到5%显著水平Values followed by different capital letters mean significant differences between cultivar at the same fertilizer treatment at 0.05 level.

2.2 硅、磷肥配施对玉米产量及其构成的影响

从表 2得出，肥料组合显著影响着玉米的产量及产量构成因素。磷肥和硅肥均有一定增产效果，单施磷肥的增产效果远大于硅肥，硅、磷肥配的增产效果最好，硅肥和磷肥表现出明显的互促和配合效应。与单施磷处理相比，硅、磷配施处理分别增产8.34% (2014年)和12.12% (2015年)，比单施硅肥增产更多。2015年各处理的产量均较2014年低，特别是对照，导致施肥处理的增产幅度均较2014年大，原因可能是：2014年播种冬小麦(未施用任何肥料)，2015年地力更低(见表 1)，对照2年3季均未施磷肥，导致产量特别低，因此2015年施肥的增产效果特别好。施用磷肥和硅、磷配施增产的主要原因是促进了玉米的生长发育，增加了穗粒数(特别是行粒数)，同时也促进了灌浆结实，提高了千粒重，特别是2015年，两年两品种联合分析，玉米产量与穗粒数和千粒重均极显著正相关，相关系数分别为0.958^**和0.979^**。

表2 硅、磷肥配施对玉米产量及产量构成的影响 Table 2 Grain yield and yield components of maize affected by phosphate and silicon fertilizer application

品种 Cultivar	处理 Treatment	2014					2015
品种 Cultivar	处理 Treatment	产量 Yield (kg/hm²)	穗粒数 Grain No. per ear	行数 Rows per ear	行粒数 Grains per row	千粒重(g) 1000-kernel weight	产量 Yield (kg/hm²)	穗粒数 Grain No. per ear	行数 Rows per ear	行粒数 Grains per row	千粒重(g) 1000-kernel weight
正红2号 ZH2	P₀Si₀	7198.61 c	499.91 c	15.83 c	31.59 b	306.30 c	2376.21 d	236.78 d	13.76 c	17.23 d	245.69 b
	P₀Si₇₅	7240.92 c	499.96 c	16.03 bc	31.18 b	307.89 c	2974.17 c	302.38 c	14.91 b	20.28 c	256.59 b
	P₆₀Si₀	7972.74 b	523.23 b	16.70 a	31.39 b	313.28 b	5307.95 b	447.45 b	16.16 a	27.71 b	283.32 a
	P₆₀Si₇₅	8589.24 a	557.14 a	16.43 ab	33.92 a	320.56 a	6017.03 a	502.36 a	16.12 a	31.16 a	287.52 a
平均数Average		7750.38 A	520.06 A	16.25 A	32.02 A	312.01 A	4168.84 A	372.24 A	15.24 A	24.10 B	268.28 A
正红 115 ZH115	P₀Si₀	6554.71 c	470.51 bc	14.67 a	32.12 b	297.08 c	2744.52 d	262.41 d	13.32 b	19.70 d	254.14 b
	P₀Si₇₅	6640.10 c	468.44 c	14.43 a	32.47 b	305.73 b	3490.49 c	350.50 c	12.92 b	27.12 c	246.77 b
	P₆₀Si₀	7478.85 b	490.68 b	14.60 a	33.60 b	319.54 a	5533.51 b	451.14 b	14.12 a	31.94 b	294.53 a
	P₆₀Si₇₅	8150.92 a	518.73 a	14.17 a	36.62 a	322.75 a	6138.04 a	498.77 a	14.26 a	34.99 a	292.83 a
平均数Average		7206.15 B	487.09 A	14.47 B	33.70 A	311.27 A	4476.64 A	390.70 A	13.66 B	28.44 A	272.07 A
F-值 F-value	品种 Cultivar (C)	23.25^**	7.84	185.39^**	2.92	0.02	6.55	11.74	175.15^**	165.22^**	0.43
	肥料 Fertilizer (F)	44.89^**	21.03^**	2.28	12.07^**	41.14^**	200.35^**	370.80^**	28.93^**	280.74^**	25.68^**
	C × F	0.20	0.12	3.68^*	1.06	5.52^*	0.52	3.87^*	5.89^*	5.56^**	1.13
注(Note):同列数值后不同小字母表示同一品种不同肥料处理间差异达到5%显著水平Values followed by different small letters mean significant difference among treatments in the same cultivar at 0.05 level; 同列数值后不同大写字母表示同一样期品种间差异达到5%显著水平Values followed by different capital letters mean significant differences between cultivar at the same fertilizer treatment at 0.05 level.

2.3 硅、磷肥配施对玉米氮、磷和钾素吸收量及其收获指数的影响

从表 3可见，肥料组合显著影响玉米氮、磷及钾的吸收量及其收获指数。玉米对氮素的吸收量明显多于磷素和钾素，各施肥处理玉米植株氮、磷和钾吸收量表现出高度同步。施磷不仅促进了玉米各生育时期对磷素的吸收，同时也促进了其对氮和钾的吸收，特别是吐丝前的氮素吸收量及其比例；施硅也在一定程度上促进了玉米植株各生育时期对氮、磷、钾的吸收。在不施磷条件下施硅与不施硅相比，两年2品种3生育时期，氮、磷、钾素吸收量的平均增幅分别为19.06%、30.00%和24.54%；在施磷条件下相应的增幅分别为9.63%、22.42%和10.55%；而硅磷配施处理(P₆₀Si₇₅)与对照(P₀Si₀)相比，相应的氮、磷、钾素吸收量的平均增幅分别为83.28%、173.69%和68.82%，远大于单施磷肥和硅肥，硅肥和磷肥表现出明显的协同作用。综上所述，硅、磷肥配施不仅显著促进玉米对磷素的吸收，还能同步促进植株对氮、钾素的吸收，最终改善玉米植株的氮、磷及钾素营养。

表3 硅、磷肥配施对玉米氮、磷、钾吸收量(kg/hm²)及收获指数(%)的影响 Table 3 Nitrogen uptake amount (kg/hm²) and N harvest index (%) of maize affected by phosphate and silicon fertilizer application

养分 Nutrient	品种 Cultivar	处理 Treatment	2014				2015
养分 Nutrient	品种 Cultivar	处理 Treatment	拔节期 Jointing	吐丝期 Silking	收获期 Harvest	收获指数 HI	拔节期 Jointing	吐丝期 Silking	收获期 Harvest	收获指数 HI
N	正红2号 ZH2	P₀Si₀	6.91 b	72.07 c	128.19 c	63.30 a	9.58 d	45.222 d	80.17 d	60.13 b
		P₀Si₇₅	5.71 b	99.99 b	138.88 b	62.03 a	13.49 c	62.99 c	92.19 c	60.95 b
		P₆₀Si₀	10.84 a	113.58 a	137.83 b	62.09 a	26.42 b	102.00 b	123.66 b	63.31 a
		P₆₀Si₇₅	11.30 a	94.76 b	152.88 a	61.89 a	31.03 a	116.71 a	144.22 a	64.90 a
	平均数Average		8.69 A	95.10 A	139.45 A	62.33 A	20.07 A	81.65 A	110.34 A	62.32 A
	正红115 ZH115	P₀Si₀	5.12 b	77.76 b	123.13 c	60.83 a	13.12 c	62.11 c	78.83 b	60.69 b
		P₀Si₇₅	7.36 a	81.68 b	137.35 b	55.81 c	14.37 c	73.93 c	90.68 b	59.24 b
		P₆₀Si₀	8.22 a	91.41 a	132.05 b	56.58 c	20.98 b	108.67 b	155.71 a	60.55 b
		P₆₀Si₇₅	8.23 a	88.82 a	156.95 a	58.65 b	26.69 a	130.76 a	163.07 a	63.10 a
	平均数Average		7.23 A	84.92 B	137.37 A	57.97 B	18.89 A	95.00 A	122.42 A	60.90 A
	F-值 F-value	品种Cultivar (C)	1.93	35.01^*	0.53	176.06^**	0.45	16.20	10.88	1.19
		肥料Fertilizer (F)	29.65^**	50.74^**	30.98^**	8.16^**	130.59^**	103.19^**	109.09^**	8.36^**
		C × F	8.80^**	15.71^**	1.05	3.33	8.78^*	0.47	5.50^*	1.31
P	正红2号 ZH2	P₀Si₀	0.85 c	7.51 d	18.86 d	66.92 b	0.59 d	3.02 d	6.70 d	80.61 a
		P₀Si₇₅	0.86 c	10.61 c	23.20 c	67.98 b	0.85 c	4.56 c	8.69 c	79.39 ab
		P₆₀Si₀	1.34 b	13.91 b	31.11 b	71.73 a	2.38 b	10.22 b	12.27 b	77.12 c
		P₆₀Si₇₅	1.62 a	16.02 a	38.99 a	72.24 a	3.11 a	11.95 a	16.50 a	78.46 bc
	平均数Average		1.17 A	13.27 A	28.04 A	69.72 A	1.73 A	7.44 A	11.04 A	78.89 A
	正红115 ZH115	P₀Si₀	0.69 c	8.28 d	21.17 d	67.25 b	0.68 d	4.17 c	6.30 c	81.12 a
		P₀Si₇₅	0.96 b	10.80 c	26.59 c	71.30 a	0.86 c	5.45 c	7.40 c	77.23 b
		P₆₀Si₀	1.19 a	13.21 b	31.13 b	71.04 a	1.79 b	10.57 b	14.85 b	76.39 b
		P₆₀Si₇₅	1.29 a	15.15 a	38.31 a	72.25 a	2.32 a	14.05 a	17.36 a	77.92 b
	平均数Average		1.03 A	13.23 A	29.30 A	70.46 A	1.41 A	8.54 A	11.48 A	78.17 A
	F-值 F-value	品种Cultivar (C)	0.86	0.44	4.41	8.63	10.76	6.54	1.17	1.05
		肥料Fertilizer (F)	41.83^**	586.01^**	671.41^**	34.68^**	517.08^**	143.14^**	207.41^**	15.14^**
		C × F	3.32	7.77^*	9.41^**	5.20^**	24.93^*	1.03	6.25^**	1.57
K	正红2号 ZH2	P₀Si₀	4.76 b	74.08 b	78.59 b	22.25 b	6.68 d	32.83 d	41.88 d	29.35 b
		P₀Si₇₅	3.67 c	92.93 a	98.19 a	21.77 b	9.02 c	38.30 c	47.72 c	30.89 b
		P₆₀Si₀	6.02 a	91.23 a	92.28 a	23.39 b	12.14 b	49.97 b	61.98 b	30.26 b
		P₆₀Si₇₅	6.24 a	93.68 a	97.00 a	25.06 a	15.21 a	57.53 a	69.84 a	34.03 a
	平均数Average		5.17 A	87.98 A	91.52 A	23.11 B	10.76 A	44.66 A	55.35 A	31.13 A
	正红115 ZH115	P₀Si₀	3.10 b	67.07 c	73.12 c	26.32 a	5.83 d	31.50 d	35.87 d	36.56 ab
		P₀Si₇₅	5.46 a	80.33 b	87.49 b	23.79 b	8.34 c	37.83 c	44.01 c	36.94 a
		P₆₀Si₀	4.90 a	95.58 a	100.15 a	25.99 a	11.31 b	50.51 b	62.94 b	34.38 bc
		P₆₀Si₇₅	5.03 a	96.12 a	105.40 a	26.59 a	14.08 a	60.06 a	69.33 a	33.89 c
	平均数Average		4.62 A	84.77 A	91.54 A	25.67 A	9.89 A	44.98 A	53.04 A	35.44 A
	F-值 F-value	品种Cultivar (C)	0.72	18.21	0.22	50.07^*	1.04	0.05	0.85	11.64
		肥料Fertilizer (F)	13.52^**	58.28^**	40.44^**	6.68^**	154.87^**	77.58^**	74.05^**	1.88
		C × F	13.24^**	7.51^**	7.71^**	1.30	0.10	0.37^**	0.90	7.78^**
注(Note):同列数值后不同小字母表示同一品种不同肥料处理间差异达到5%显著水平Values followed by different small letters mean significant difference among treatments in the same cultivar at 0.05 level; 同列数值后不同大写字母表示同一样期品种间差异达到5%显著水平Values followed by different capital letters mean significant differences between cultivar at the same fertilizer treatment at 0.05 level.

2.4 硅、磷肥配施对玉米氮、磷和钾利用的影响

从表 4得出，肥料组合显著影响着正红2号和正红115氮、磷和钾肥的利用。与对照(P₀Si₀)相比，两年两品种平均，施硅处理(P₀Si₇₅)的氮肥吸收效率(NUPE)和氮肥偏生产力(NPFP)分别提高11.80%和13.55%，钾肥吸收效率(KUPE)和钾肥偏生产力(KPFP)分别提高20.08%和13.57%；单施磷肥处理(P₆₀Si₀)的NUPE和NPFP分别提高41.35%和62.46%，KUPE和KPFP分别提高44.02%和62.48%，硅、磷肥处理(P₆₀Si₇₅)的NUPE和NPFP分别提高58.62%和80.13%，KUPE和KPFP分别提高56.76%和80.16%。与单施磷肥相比，两年两品种平均，硅、磷肥配施处理氮肥吸收效率和氮肥偏生产力分别提高13.30%和10.25%，磷肥吸收效率和磷肥偏生产力分别提高24.77%和10.25%，钾肥吸收效率和钾肥偏生产力分别提高8.58%和10.25%。可见，硅、磷肥间互促效应显著，硅、磷肥配施能同步提高玉米对氮、磷和钾肥的利用，因此氮、磷、钾、硅肥应科学配施。

表4 不同硅、磷肥处理玉米氮、磷和钾肥利用率(kg/kg) Table 4 Nutrient utilization efficiency of maize under different P and Si fertilizer treatment

年份 Year	品种 Cultivar	处理 Treatment	干物质生产率DME			肥料利用率UE			养分吸收效率UPE			肥料偏生产力PFP
年份 Year	品种 Cultivar	处理 Treatment	N	P	K	N	P	K	N	P	K	N	P	K
2014	正红2号 ZH2	P₀Si₀	96.6 c	661.7 a	157.5 a	56.3 a	385.8 a	91.8 a	0.7 c		0.9 b	40.0 c		80.0 c
		P₀Si₇₅	98.7 b	592.4 b	139.5 b	52.1 b	312.3 b	73.7 b	0.8 b		1.1 a	40.2 c		80.4 c
		P₆₀Si₀	102.3 a	454.6 c	153.7 a	58.0 a	257.4 c	86.7 a	0.8 b	0.5 b	1.0 a	44.3 b	133.0 b	88.6 b
		P₆₀Si₇₅	99.9 b	392.3 d	158.0 a	56.2 a	220.5 d	88.7 a	0.9 a	0.6 a	1.1 a	47.7 a	143.2 a	95.4 a
	平均数Average		99.4 B	525.2 A	152.1 A	55.6 A	294.0 A	85.2 A	0.8 A	0.6 A	1.0 A	43.1 A	138.0 A	86.1 A
	正红115 ZH115	P₀Si₀	104.8 b	614.1 a	176.9 a	53.4 b	313.3 a	90.3 a	0.7 c		0.8 c	36.4 c		72.8 c
		P₀Si₇₅	106.5 b	553.8 b	167.2 a	48.4 c	251.8 b	76.0 b	0.8 b		1.0 b	36.9 c		73.8 c
		P₆₀Si₀	113.9 a	475.4 c	147.5 b	57.7 a	241.3 b	74.7 b	0.7 bc	0.5 b	1.1 a	41.6 b	124.6 b	83.1 b
		P₆₀Si₇₅	99.0 c	406.4 d	147.5 b	51.9 bc	212.9 c	77.4 b	0.9 a	0.6 a	1.2 a	45.3 a	135.8 a	90.6 a
	平均数Average		106.1 A	512.5 A	159.8 A	52.7 A	254.8 B	79.6 A	0.8 A	0.6 A	1.0 A	40.0 B	130.2 A	80.1 B
	F-值 F-value	品种 Cultivar (C)	594.9^**	18.4	7.5	3.2	31.4^*	16.0	0.7	0.4	0.4	23.2^**	5.3	23.2^*
		肥料 Fertilizer (F)	59.4^**	162.7^**	6.0^**	9.7^**	59.8^**	7.4^**	30.7^**	342.3^**	38.5^**	44.9^**	14.9^*	44.9^**
		C × FC	28.7^**	4.4^*	9.1^**	0.8	4.8^*	2.1	1.5	1.0	7.6^**	0.2	0.1	0.2
2015	正红2号 ZH2	P₀Si₀	90.2 a	1077.9 a	173.0 b	29.7 b	355.1 b	56.8 b	0.4 c		0.5 d	13.2 d		26.4 d
		P₀Si₇₅	89.5 ab	948.8 b	173.1 b	32.3 b	342.6 b	62.5 b	0.5 c		0.5 c	16.5 c		33.0 c
		P₆₀Si₀	86.4 bc	919.1 b	173.4 b	43.1 a	433.9 a	86.6 a	0.7 b	0.2 b	0.7 b	29.5 b	88.5 b	59.0 b
		P₆₀Si₇₅	87.6 c	792.4 c	182.3 a	42.2 a	371.2 b	87.8 a	0.8 a	0.3 a	0.8 a	33.4 a	100.3 a	66.9 a
	平均数Average		88.4 A	934.6 A	175.4 B	36.8 A	375.7 B	73.4 B	0.7 A	0.2 A	0.6 A	23.2 A	94.4 A	46.3 A
	正红115 ZH115	P₀Si₀	83.2 a	1041.4 a	182.8 c	34.8 a	435.7 a	76.6 a	0.4 b		0.4 d	15.2 d		30.5 d
		P₀Si₇₅	83.5 a	1024.0 a	172.2 d	38.4 a	470.3 a	79.1 a	0.5 b		0.5 c	19.4 c		38.8 c
		P₆₀Si₀	82.0 a	853.0 b	203.0 a	35.6 a	373.5 b	88.3 a	0.8 a	0.2 b	0.7 b	30.7 b	92.2 b	61.5 b
		P₆₀Si₇₅	82.36 a	765.9 c	193.4 b	37.7 a	353.7 b	88.7 a	0.9 a	0.3 a	0.8 a	34.1 a	102.3 a	68.2 a
	平均数Average		82.7 B	921.1 A	187.9 A	36.6 A	408.3 A	83.2 A	0.6 A	0.3 A	0.6 A	24.9 A	97.3 A	49.7 A
	F-值 F-value	品种 Cultivar (C)	53.9^*	1.6	161.5^**	0.5	28.0^*	118.5^**	11.5	15.2	0.8	6.1	10.9	6.1
		肥料 Fertilizer (F)	3.9^*	49.7^**	41.3^**	6.5^**	1.8	13.7^**	105.3^**	51.8^**	75.9^**	200.3^**	18.7^*	200.3^**
		C × F	0.8	3.2	28.2^**	5.7^*	7.9^**	2.6	5.5^*	3.9	1.0	0.5	0.1	0.5
注(Note): DME-Dry matter production efficiency; UE-Nitritent utilization efficiency; UPE-Fertilizer uptake efficiency; PFP-Fertilizer partial factor productivity; 同列数值后不同小字母表示同一品种不同肥料处理间差异达到5%显著水平Values followed by different small letters mean significant difference among treatments in the same cultivar at 0.05 level; 同列数值后不同大写字母表示同一样期品种间差异达到5%显著水平Values followed by different capital letters mean significant differences between cultivar at the same fertilizer treatment at 0.05 level; ^和^*分表表示在0.05和0.01水平上差异显著Mean significantly different at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

3 讨论

四川丘陵旱地，土壤瘠薄，山坡地玉米高产、稳产依赖大量投入氮、磷和钾肥^[23-24]。通过筛选适宜品种^[25]，优化栽培方式^[26]，改进施肥方式^[27-28]，优选肥料种类^[29]，并结合土壤地力开展配方施肥等提高玉米产量和肥料利用率。缺磷条件下，施用磷能明显改善玉米生长，提高籽粒产量^[4-7]；硅作为植物的有益元素，能够提高植株抗生物和非生物胁迫能力^[12]，能提高玉米光合速率^[11]和籽粒产量^[18-19]。本研究结果表明，磷肥的增产效果远远大于硅肥，但是硅、磷肥配施的增产效果比单施磷肥更为显著，2014年和2015年分别增加1288.57 kg/hm²和1313.61 kg/hm²，相应的增幅分别为8.34%和12.12%。与2014年相比，经过2014年播种冬小麦(未施任何肥料)进一步消耗地力(见表 1)，导致2015年对照、施硅、施磷和硅、磷配施处理分别减产62.56%、53.18%、29.72%和27.32%，其中以硅、磷配施处理减产幅度最小并且籽粒产量最高，更进一步表明硅、磷配施能够增强玉米低磷土壤条件下的耐瘠^{[10, 13]}、抗旱能力^[30-32]。玉米不同品种对氮、磷和钾的吸收存在差异进而影响其籽粒产量^{[5, 33]}。本研究结果表明，正红2号和正红115收获期氮、磷和钾吸收量和产量无显著差异，但是玉米吐丝期、收获期植株的氮、磷、钾吸收量与籽粒产量呈显著正相关，因此确保植株吸收足量的氮、磷和钾素养分是玉米稳产、高产的重要前提。

氮、磷和钾肥间肥效互促已被证实，其中任何一种养分丰缺都会影响作物对其余两种养分的吸收利用^{[1-7, 9, 34]}，作物从播种到收获，任何阶段出现氮、磷和钾养分亏缺都将影响作物产量。硅、磷元素化学性质相似，两者具有相互促进肥效的关系^[20]，加硅能减少土壤磷的吸附并增加土壤磷的解吸，从而提高土壤磷的活性和生物有效性^[21]，氮、硅混施或磷、硅混施能增加作物叶片氮、磷含量^{[8, 16]}。本研究结果表明，硅、磷配施能够显著提高土壤速效磷含量及玉米植株氮、磷和钾素吸收量。各生育期氮、磷和钾吸收量间彼此呈显著正相关，其中拔节期氮和磷、氮和钾、磷和钾吸收量相关系数分别为0.868、0.977、0.830 (P < 0.01)，吐丝期氮和磷、氮和钾、磷和钾吸收量相关系数分别为0.782、0.425、0.795 (P < 0.01)，收获期氮和磷、氮和钾、磷和钾吸收量相关系数分别为0.699、0.760、0.934 (P < 0.01)，玉米植株氮、磷和钾营养关系如此密切，因此在生产中氮、磷、钾肥必须要合理配施。此外，磷素吸收量更是与吐丝期和成熟期0-20 cm、20-40 cm土壤速效磷含量呈显著正相关，相关系数为0.762、0.965和0.729、0.911 (P < 0.01)，同期玉米植株氮、钾吸收量也与土壤速效磷含量呈现显著正相关，可见土壤磷供应状况能够影响玉米植株磷氮、磷、钾养分吸收量。就生育期而言，拔节期和吐丝期、吐丝期和成熟期玉米株氮、磷和钾吸收量间也存在显著正相关，表明玉米各生育期氮、磷和钾养分吸收环环相扣，从时间节点联系紧密。硅、磷肥配施能减少土壤对磷的吸附，提高土壤磷素供应水平，提高玉米磷吸收量的同时增强对氮、钾的吸收，改善玉米植株氮、磷和钾三大矿质营养，提高氮、磷和钾肥的利用效率和玉米产量，这是其高产高效的重要机理。

4 结论

在四川丘陵低磷棕紫土壤条件下，通过硅、磷肥配施，能够改善土壤供磷能力，促进玉米对磷素的吸收，直接或间接带动玉米对氮、钾的协同吸收，提高氮、磷和钾肥的利用效率和籽粒产量，但是氮、磷、钾、硅肥的最佳施用比例，以及水肥耦合机制有待进一步的研究。

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植物营养与肥料学报 2016, Vol. 22 Issue (6): 1603-1611		0	PDF