不同氮_磷水平对耐密型玉米籽粒产量和营养品质的影响.

第28卷第2期
2006年4月吉林农业大学学报Journal of Jilin Agricultural UniversityVol 28No 2 Apr 2006
不同氮、磷水平对耐密型玉米籽粒产量
和营养品质的影响
王洋,李东波,齐晓宁,李泽兴1211
(1 中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130012;2 吉林省德惠市农业技术推广中心,德惠130300)
摘要:以耐密型玉米品种吉单209 为试材,研究了不同氮、磷用量对玉米籽粒产量和营养品质的影响。

结果表明:不同氮、磷营养水平对玉米籽粒产量影响较大,本试验条件下适宜的施肥量为N200kg/hm2、P2O560kg/hm2、K2O50kg/hm2,经济施氮量为174 4kg/hm2。

氮肥对玉米籽粒蛋白质含量、赖氨酸含量的影响明显,在施磷30kg/hm时,施氮250kg/hm比施氮100kg/hm处理蛋白质含量增加3 9%,蛋白质产量增加10 1%。

在一定的范围内玉米籽粒脂肪含量随氮肥施用量的增加而增加,在相同氮水平时,随着施磷量的增加玉米籽粒脂肪含量增加。

关键词:耐密型玉米;氮;磷;蛋白质;脂肪;淀粉
中图分类号:S513 062 文献标识码:A 文章编号:1000 5684(2006)02 0184 05222 EffectofNitrogen,PhosphorusLevelsonGrainYield
andQualitiesofCompactCorn
WANGYang,LIDong bo,QIXiao ning,LIZe xing
(1
NortheastInstituteofGeographyandAgriculturalEcology,ChineseAcademyofSciences,Ch angchun130012,China;2 Agro
TechExtensionCenterofDehuiCounty,Dehui130300,China)
Abstract:Theeffectsofdifferentnitrogenandphosphorusapplicationongrainyieldandqualiti esofcom pactcornJidan209werestudied Theresultsshowedthatasignificantdifferenceingrainyieldofcornatdifferentlevelsofnitroge nandphosphorusapplicationwasfound
Underthisexperimentcondition,thesuitableapplicationamountofN,P2O5andK2Owasresp ectively200kg/hm2,60kg/hm2and50kg/hm,andtheeconomicalNapplicationamountwas17 4 4kg/hm TheeffectofNapplicationoncorngrainproteincontentandlysinecontentwasobserved WhenPamountwas30kg/hm2,tovaryNamountfrom100kg/hm2to250kg/hm2,corngrainpro teincontentwouldincreaseby0 33%andyieldwouldincreaseby10 1%
WiththeincreaseofNamount,corngainoilcontentincreasedwithincertainlevel WiththeincreaseofPamount,corngainoilcontentincreasedinthesameNlevel Keywords:compactcorn;nitrogen;phosphorus;protein;oil;starch
玉米是当今世界上最重要的食物安全资源之
一,种植面积和总产量仅次于水稻和小麦,居世界
第3位[1 2]221211国也达到了70%,另外有10%作为工业原料[3 4]。

因此,玉米品质是决定畜牧业和加工业产品数量和质量的关键。

营养品质高、加工品质好的优质
玉米可以提高玉米在动物体内的利用效率,减少
营养的浪费,从而降低养殖成本,增加养殖效益,。

近年来玉米的用途发生了根本性的改变,作为口粮满足果腹这一功能大大减弱。

据统计,在发达国家80%以上的玉米用作饲料,我
基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1 SW 19 5 03)
作者简介:王洋(1968 ),男,副研究员,主要从事区域农业开发和黑土持续生产力研究。

:23
第28卷第2期王洋等:不同氮、磷水平对耐密型玉米籽粒产量和营养品质的影响185
提高我国畜牧业整体生产水平,不仅使玉米这一
重要的、有限的粮食资源最大程度地发挥作用,而且对于解决我国必须面对的国家粮食安全问题有很大的帮助。

耐密型玉米具有在高密度种植条件下群体发育协调、群体结构合理的特性,并且个体生产能力高,产品质量好[6]。

单位面积植株的增加必然要求养分供应更加充足,耐密型玉米一生中氮的积累量要比平展型高20%以上[7]。

玉米品质优劣主要取决于自身的遗传基础[8 9],但多年来的生产实践证明,栽培管理措施和生态环境条件对玉米品质也具有十分重要的影响。

科学合理的施肥可以调节养分供应速率,使籽粒品质得以保持和改善[13 16]。

吉林省地处我国黄金玉米带 ,是我国重要的商品粮基地[17 18]。

笔者就不同肥料施用量对耐密型玉米籽粒产量及其营养品质的影响进行了研究,旨在为吉林省黑土带优质玉米生产提供施肥依据。

[10 12]
[5]
试验设不同氮、磷用量处理,氮用量为4种量
级,磷用量为2种量级,钾用量为固定量(表1),共8个处理,随机排列,3次重复,小区面积39m2。

供试品种为吉单209 。

试验用氮肥为尿素,磷肥为磷酸氢二铵,钾肥为硫酸钾。

施肥方法为氮肥2/5作基肥,3/5作追肥(7月1日追肥),磷肥、钾肥全部作基肥。

4月25日播种,密度为6万株/hm,其他管理按高产田的管理方案进行[19]。

成熟后各小区单独收获、测产,并取样分析玉米籽粒的有关品质指标。

籽粒蛋白质含量测定采用半微量凯氏法[20];赖氨酸含量测定采用染料结合(DBL)法;粗脂肪含量测定采用抽提法[22];粗淀粉含量测定采用旋光法[23]。

[21]
2 结果与分析
2 1 不同氮、磷水平对玉米籽粒产量的影响
氮、磷营养水平对耐密型玉米籽粒产量影响较大(表2)。

当磷肥一定时,随着施氮量的增加玉米产量增加,但符合报酬递减规律。

在低磷(P2O530kg/hm2)时,随着施
氮量的增加,玉米产量增加幅度不大,处理(比处理&增加产量583 2kg/hm,增产6 3%;在高磷(P2O560kg/hm)时,随着施氮量的增加,玉米产量增加幅度较大,处理,与处理∗相比增加产量1019kg/hm2,增产10 8%,处理,与处理&、处理∋、处理∗差异显著(P<0 05)。

当氮肥一定时,随着磷肥施用量的增加,玉米产量增加,也符合报酬递减规律,中氮(150kg/hm2,200kg/hm2)的增产量(424 4kg/hm2,558 3kg/hm2)高于低氮(100kg/hm)、高氮处理(250kg/hm)的增产量(122 5kg/hm2、104kg/hm2)。

本试验最高产量为处理,的10408 0kg/hm2,其次为处理−和处理(,分别为9917 9kg/hm2,9849 7kg/hm2,表明本试验条件下适宜的施肥量为N200kg/hm、P2O5
1 材料与方法
试验于2003年在中国科学院东北地理与农
业生态研究所德惠农业试验示范基地(东经125!33∀28#,北纬44!12∀21#)进行,土
壤类型为薄层黑土,其耕层(0~20cm)基本理化性状为有机质26 9g/kg,全氮1 20g/kg,全磷1 06g/kg,全钾16 87g/kg,速效氮118 80mg/kg,速效磷18 00mg/kg,速效钾111 00mg/kg,土壤容重1 120g/cm,pH6 6。

气候属于中温带大陆气候,年平均气温4 4∃,年平均降水量520mm,无霜期138d。

表1 试验设计
Table1.Experimentaltreatment
处理Treatment
&∋()∗+,−
施肥量/(kg%hm-2)Applicationamount
N100150200250100150200250
P2O53030303060606060
K2O5050505050505050
3
60kg/hm2、K2O50kg/hm2。

通过回归分析建立了氮(X)与产量(Y)的关系模型
(P2O560kg/hm2,K2O50kg/hm2),其函数表达式为Y=6294 9+41 111X-0
106X2(n=12,R2=0 935*)。

根据该模型计算出最高产量施氮量为193 9kg/hm,与试验所得数据相符。

最经济施氮量为174 4kg/hm2(按N3 56元/kg、玉米0 86元/kg计算)。

186
吉林农业大学学报表2 不同氮、磷水平对玉米籽粒产量的影响
Table2.EffectofN,Plevelsongrainyieldofcorn
处理
Treatment
,+−()∋∗&
产量/(kg%hm-2)
Yield
111119 29602 89503 110110 89677 79856 19148 09595 8
29572 510123 010271 19831 5
9800 99404 49865 49057 6
310532 110145 59979 59606 79963 09337 49153 79146 2
2006年
平均
Average10408 0a9957 1ab9917 9ab9849 7ab9813 9ab9532 7b9389 0b9266 5b
2 2 不同氮、磷水平对玉米籽粒营养品质的影响2 2 1 蛋白质含量玉米籽粒粗蛋白含量主要
由基因型决定,但生产实践表明施肥等栽培技术
25]
措施可以起到调节蛋白质含量的作用[24。

由
著(P<0 01),处理,与处理∋和处理+与处理∗以及处理(、处理+与处理&之间差异显著
(P<0 05)。

图1可以看出,在高磷水平条件下,氮肥对耐密型玉米籽粒蛋白质含量的影响不明显,而在低磷水平条件下,随着氮肥施用量的增加耐密型玉米籽粒蛋白质含量显著增加,在施磷30kg/hm2时,施氮250kg/hm比施氮100kg/hm处理蛋白质含量增加了3 9%。

从表3看,在低磷水平时蛋白质产量随施氮量的增加而增加,处理)比处理&增加78 7kg/hm,增产10 1%;在高磷水平时也随施氮量的增加而增加,但超过某一水平后产量下降,处理,比处理∗增加89 7kg/hm2,增产11 2%,处理−比处理∗仅增加47 9kg/hm,增产6 0%。

处理,与处理&和处理∗之间差异极显
表3 不同氮、磷水平对玉米蛋白质、赖氨酸、脂肪、淀粉产量的影响
Table3.EffectofN,Plevelsonprotein,lysine,oilandstarchyieldofcorn
处理
Treatment
,+−()∋∗&
蛋白质Protein887 8Aa848 3ABabc846 0ABabcd854 0ABabc861 7ABab811
2ABbcd798 1Bcd783 0Bd
赖氨酸
Lysine50 0Aa45 8ABbcd49 6Aab46 3ABbcd47 1ABabc42 9BCde41 3CDef38 0Df
脂肪
Oil792 0Aa748 8ABab746 8ABabc742 7ABabc720 3ABbcd713 0Bbcd692 9Bcd677
4Bd
淀粉
Starch7036 8Aa6687 2ABabc6651 9ABabcd6779 5ABab6625 3ABabcd6504
1ABbcd6187 4Bd6277 1Bcd
2
22
2
图1 玉米籽粒蛋白含量随肥料施用量的变化
Fig.1.Effectoffertilizerapplicationchangesonprotein
content
kg/hm2
2 2 2 赖氨酸含量赖氨酸是必需氨基酸之一其营养水平的重要指标之一[26]。

在施磷一定时
第28卷第2期王洋等:不同氮、磷水平对耐密型玉米籽粒产量和营养品质的影响2
187
(图2),在磷肥水平低(P2O530kg/hm)时增加幅度较大,高磷水平时(P2O560kg/hm2)玉米籽粒赖氨酸含量最高,处理−比处理∗增加了13 6%,处理)比处理&增加了17 1%;在施氮一定时玉米籽粒赖氨酸含量随磷肥施用量的增加而增加,
但增幅较小,处理∗比处理&最大增幅仅有7 3%。

氮、磷水平对耐密型玉米赖氨酸产量的影响与其含量变化一致(表3),处理,、处理−与处理∋和处理(、处理)、处理+与处理∗以及处理∋与处理&之间差异极显著(P<0 01),处理,与处理(、处理+和处理)与处理∋之间差异显著(P<0 05)。

)比处理(减少了2 6%。

在相同氮水平时,随
着施磷量的增加玉米籽粒脂肪含量增加,高氮水平增加幅度大于低氮水平,处理−比处理)增加了2 6%,而处理+比处理∋仅增加了0 5%。

氮、磷水平对耐密型玉米脂肪产量的影响与其含量一致(表3),处理,与处理&、处理∋、处理∗之间差异极显著(P<0 01),处理,与处理)和处理+与处理∗以及处理(、处理−与处理&之间差异显著(P<0 05)。

2 2 4 淀粉含量由图4可见:在相同磷肥用量下,耐密型玉米籽粒淀粉含量随氮肥用量的增加而增加,但氮肥用量达到200kg/hm时淀粉含量开始下降,低磷用量下降的幅度快于高磷用量,处理)比处理(减少了1 9%,处理−比处理,减少了0 8%。

在相同氮肥用量时,玉米籽粒淀粉含量低磷用量处理高于高磷用量处理,低氮用量处理间的增幅高于高氮用量处理间的增幅,处理&比处理∗高2 8%,处理)比处理−仅高0 6%。

从淀粉产量看(表3),处理,与处理&和处理∗之间差异极显著(P<0 01),处理,与处理∋和处理+与处理∗以及处理(与处理&之间
2
图2 玉米籽粒赖氨酸含量随肥料施用量的变化Fig 2 Effectoffertilizerapplicationchangesonlysine
content
差异显著(P<0 05)。

2 2
3 脂肪含量国内外大量研究表明,增施肥料可以提高玉米籽粒含油量[27 28]。

由图3可见:玉米籽粒脂肪含量随施氮量的增加而增加,但超过某一水平后随施氮量的增加玉米籽粒脂肪含量下降,这一拐点为施氮量200kg/hm2。

图4 玉米籽粒淀粉含量随肥料施用量的变化Fig 4 Effectoffertilizerapplicationchangesonstarch
content
3 讨论
氮、磷营养水平对耐密型玉米籽粒产量有较大影响。

随着氮肥、磷肥使用量的增加耐密型玉
图3 玉米籽粒脂肪含量随肥料施用量的变化Fig 3 Effectoffertilizerapplicationchangesonoilcon
tent
米产量增加,并且符合报酬递减规律。

本试验条件下适宜的施肥量为
N200kg/hm,P2O560kg/hm,K2O50kg/hm,最经济施氮量为174 4kg/hm2。

2
2
2
玉米籽粒脂肪含量在低磷水平时随N肥施用量变化明显,处理(比处理&增加了3%,处理
188
吉林农业大学学报
[24 25]
2006年
粒蛋白质的含量和必需氨基酸含量,也有研
究表明单施氮肥玉米籽粒赖氨酸含量明显降低[29],施磷可以增加玉米籽粒蛋白质含量[24,30],但也有一些研究显示施磷对玉米籽粒蛋白质含量没有影响[31]。

本研究结果表明磷肥对耐密型玉米籽粒蛋白质含量的影响不明显,氮肥对耐密型玉米籽粒蛋白质含量的影响明显,特别是在低磷水平条件下,随着氮肥施用量的增加而显著增加。

耐密型玉米籽粒赖氨酸含量随氮肥施用量的增加而增加,在高磷水平时玉米籽粒赖氨酸含量最高。

在一定范围内耐密型玉米籽粒脂肪含量随氮肥施用量的增加而增加,在相同氮水平时,随着施磷量的增加耐密型玉米籽粒脂肪含量增加,高氮水平增加幅度大于低氮水平,这与张智猛等怀等
[33]
[32]
31 33
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