作者：贺冬梅 张崇玉
摘要：采用正交设计，通过盆栽试验，研究不同水、氮、磷、钾耦合条件下玉米苗期植株养分含量的变化。研究结果表明，不同水肥耦合条件下，玉米苗期植株氮含量在0.08321g到0.28085g之间，最高为处理7（W3N1P3K2），最低为处理1（W1N1P1K1）；玉米苗期植株磷含量在0.00788g到0.02450g之间，最高为处理4（W2N1P2K3），最低为处理2（W1N2P2K2）；玉米苗期植株钾含量在0.14749g到0.46537g之间，最高为处理4（W2N1P2K3），最低为处理2（W1N2P2K2）；
关键词：水肥耦合；玉米 ；苗期 ；养分
水肥耦合效应（Couple Effect of Water and Fertility）指农业生态系统中，土壤矿物元素与水两个体系融为一体，相互作用，相互影响，对植物的生长发育产生的结果或现象[1]。苗期的玉米植株生长比较弱小，对养分和水分的吸收较少，但养分和水分对苗期玉米生长的影响十分敏感，养分和水分影响和制约着苗期玉米的生长。不同的土壤水分条件，作物对N、P、K的吸收和利用存在明显差异，不同施肥条件下对作物的生长的发育同样具有影响[2,3]。土壤水分是作物吸收各种矿物营养元素的载体，它的多少决定了土壤中养分的运移速度和转化率；养分是维持作物正常生长的关键。只有合理的水肥配合，才能以水促肥，以肥调水，达到水分和养分的高效利用[4]。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
本研究试验地点位于贵州大学南区教学盆栽场，供试土壤为黄色壤土，有机质含量为
持水量为38.52％。
水、氮、磷、钾耦合试验在贵州大学南区教学盆栽场的防雨棚内进行。供试玉米品种为安单136号，
1.2 试验设计
盆栽试验方案采用四因素三水平L9(34) [5] 正交设计，总处理数为9个（见表1），各处理重复五次。除灌水量和施肥量按照上述处理实施以外，其余管理措施应相对一致，试盆置于防雨棚内。
1.3 测定方法
植株氮磷钾采用硫酸双氧水消煮[6]：
植株氮——凯氏定氮法；植株磷——钒钼黄比色法；植株钾——火焰光度法。
表1 盆栽试验方案
|
处理号
|
土壤持水量 |
肥料用量（g/pot） |
|||
|
W |
N |
P |
K |
||
|
1 |
W1N1P1K1 |
60％ |
0.795 |
0.8 |
0.63 |
|
2 |
W1N2P2K2 |
60％ |
1.19 |
1.2 |
0.96 |
|
3 |
W1N3P3K3 |
60％ |
1.59 |
1.6 |
1.26 |
|
4 |
W2N1P2K3 |
80％ |
0.795 |
1.2 |
1.26 |
|
5 |
W2N2P3K1 |
80％ |
1.19 |
1.6 |
0.63 |
|
6 |
W2N3P1K2 |
80％ |
1.59 |
0.8 |
0.96 |
|
7 |
W3N1P3K2 |
100％ |
0.795 |
1.6 |
0.96 |
|
8 |
W3N2P1K3 |
100％ |
1.19 |
0.8 |
1.26 |
|
9 |
W3N3P2K1 |
100％ |
1.59 |
1.2 |
0.63 |
2 结果与分析
2.1 不同水肥耦合条件下对玉米苗期植株氮含量的影响
由表2可以看出，不同水肥耦合条件下，玉米苗期植株氮含量最高的为处理7（W3N1P3K2），其最高含量为0.28085g,氮含量最低的为处理1（W1N1P1K1），其最低含量为0.08321g，其中处理7为高水低氮，处理1为低水低氮，这可能是因为在玉米的苗期，植株比较弱小，生长比较缓慢，需求的养分含量较少，氮的浓度高低可能会影响玉米苗期对氮的吸收，氮的浓度升高，可能会抑制玉米对氮的吸收，而苗期玉米对水的需求比较敏感，水分是决定玉米生长的主要因素，故处理1的植株氮含量最低，而处理7的最高。在水分为60％时，玉米植株氮含量随施氮量的增加而增加，随施磷量的增加而增加，随施钾量的增加而增加，氮含量的变化与施磷量和施钾量呈正的耦合效应；在水分为80％时，玉米植株氮含量随施钾量的增加而增加，中水条件下，氮与钾的耦合为正的交互效应；在水分为100％时，玉米植株氮含量随施磷量的增加而增加，高水条件下，氮与磷的耦合为正的交互效应。
2.2 不同水肥耦合条件下对玉米苗期植株磷含量的影响
由表2可以看出，不同水肥耦合条件下，玉米苗期植株磷含量最高为处理4（W2N1P2K3），其最高含量为0.02450g,最低为处理2（W1N2P2K2），其植株氮最低含量为0.00788g，其中处理4为中水中磷，处理2为低水中磷，这可能同样是因为在苗期，玉米生长对磷的需求较小，很大程度上与土壤中磷的浓度有关，土壤中磷的浓度越高抑制了植株对磷的吸收。其中，在水分为60％时，植株磷含量的平均值为0.00891g，在水分为80％时，植株磷含量的平均值为0.01946g，
在水分为100％时，植株磷含量的平均值为0.02000g，由此可以看出，植株对磷的吸收很大程度上取决于土壤水分的高低，也就是说，在土壤水分充足的情况下，植株的生长比较旺盛，对磷的需求较高，即在中水和高水情况下，植株磷含量的平均值要高于低水条件下磷含量的平均值，其中中水、高水条件下，植株磷含量的平均值分别为低水条件下磷含量平均值的2.18倍和2.24倍。
2.3 不同水肥耦合条件下对玉米苗期植株钾含量的影响
由表2可以看出，不同水肥耦合条件下，玉米苗期植株钾含量最高为处理4（W2N1P2K3），其最高含量为0.46537g,最低为处理2（W1N2P2K2），其植株氮最低含量为0.14749g，其中处理4为中水高钾，处理2为低水中钾，这可能是因为钾的水溶性强，钾离子的移动性较强，在水分适宜的条件下，钾离子的浓度决定着植株对钾的吸收，而在高水条件下，钾离子的移动性较强，由于是盆栽试验，钾离子很可能会随着土壤水分的流失而淋失。
在中水和高水条件下，玉米苗期植株钾含量的变化随施氮量的增加而呈现出递减的趋势，即可能在中水和高水条件下，植株生长所需要的氮和钾呈现出一种相互竞争的效应。其中，在水分为60％时，植株钾含量的平均值为0.17157g，在水分为80％时，植株钾含量的平均值为0.37149g，在水分为100％时，植株钾含量的平均值为0.38058g，在中水和高水情况下，植株钾含量的平均值明显高于低水条件下钾含量的平均值，其中中水、高水条件下，植株钾含量的平均值分别为低水条件下钾含量平均值的2.12倍和2.22倍，这与前面玉米苗期植株磷含量变化趋势非常相近。
表2 不同水肥耦合对玉米苗期植株含量的影响
|
处理号 |
苗期植株氮含量（g） |
苗期植株磷含量（g） |
苗期植株钾含量（g） |
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|
（根+茎+叶）氮含量 |
（根+茎+叶）磷含量 |
（根+茎+叶）钾含量 |
||
|
1 |
W1N1P1K1 |
0.08321 |
0.00854 |
0.17652 |
|
2 |
W1N2P2K2 |
0.09395 |
0.00788 |
0.14749 |
|
3 |
W1N3P3K3 |
0.13904 |
0.01030 |
0.19071 |
|
4 |
W2N1P2K3 |
0.26369 |
0.02450 |
0.46537 |
|
5 |
W2N2P3K1 |
0.18499 |
0.01778 |
0.33670 |
|
6 |
W2N3P1K2 |
0.21516 |
0.01609 |
0.31241 |
|
7 |
W3N1P3K2 |
0.28085 |
0.02290 |
0.44278 |
|
8 |
W3N2P1K3 |
0.20431 |
0.01904 |
0.36569 |
|
9 |
W3N3P2K1 |
0.22259 |
0.01806 |
0.33328 |
参考文献：
[1] 梁运红，依艳丽，尹英敏，许光波，苏艳敏．水肥耦合效应对辣椒产量影响初探[J]．土壤通报，2003，34(4)：262～266
[2] 王彩绒，田霄鸿，李生秀．沟垄覆膜集雨栽培对冬小麦水分利用效率及产量的影响[J]．中国农业科学，2004，7(2)：208～214
[3] 谷茂．中国半干旱区降水的农业高效利用．北京：中国农业科技出版社，2001,1～10
[4] 翟丙年，李生秀．冬小麦产量的水肥耦合模型[J]．中国工程科学，2002，4（9）：69～73
[5] 盖钧镒．试验统计方法[M]．北京：中国农业出版社，2000
[6] 鲍士旦．土壤农化分析[M]．北京：高等教育出版社，2001.