全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(6)：543— 546 2002 年 11月
氮对冬玉米干物质生产及生理特性的影响
张石宝1，李树云 ，胡 虹l*，尹树华2，普琼芬0
(1．中国科 学院昆明植物研究所 ，云南 昆明 650204；2．蒙 自县农业技术推广中心 ，
云南 蒙 自 661100；3．蒙 自县草坝农业技术推广站 ，云南蒙 自 661102)
摘 要：通过对不同施氮水平下冬玉米的干物质生产及其生理特性的研究表明：(1)随着施氮量的提高 ，叶面
积指数增大，叶片衰老延缓 ，花后保持有更大的叶面积持续期和光合势，有利于干物质的生产；(2)施氮量的增
加促进了花丝期前后植株各部分氮和干物质的累积，产量显著提高 ，但是营养体干物质和氮的转移率降低 ，尤
其高氮条件下尚有大量干物质不能转移，库／源比不协调，氮的生产力随之降低。
关键词 ：冬 玉米 ；氮肥 ；干物质生产 ；氮生 产力
中图分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2OO2)O6—0543—04
Effects 0f fertilizer-N 0n dry matter production
1 一 ● 一 ● ■ 一 ● J ● n
and pnVSl0l0glCal CnaraCterlStlCS 0t
winter maize(Z m v L．)
ZHANG Shi—bao ，LI Shu—yun ，H U HongI ，
YIN Shu—hua2．PU Qiong—fen3
(1．Kunming Institute of Botany，the Chinese Academy of Science，Kunming 650204，China；2．Mengzi
County Agricultural Technique PD户M rizn￡{D Center，M engzi 661100，Chinal 3．Caoba Town
Agricultural Technique Popularization Station，Mengzi 661102，China)
Abstract：This paper investigates dry matter production and physiological characteristics for southern subtropi—
cal maize(Zea mays L．)sowing in winter under different levels of N application．The results are as follows：
(1)With the increase of N application amount，LAI is higher and the leaf senescence is slowed down．W inter
corn after silk in high N rate treatment has more higher LAD and photosynthetic potential than that of in low
N rate treatment，which is propitious to dry matter production；(2)The increase of N application rate promotes
the accumulation of N and dry matter in each plant part of presilk and postsilk，the yield of winter corn is obvi—
ously advanced，but dry matter and N in vegetative organs can’t be transferred completely in high N applica—
tion amount，transfer rate is decreased，sink／source ratio is not harmony，which results in decrease of N pro—
ductivity．
Key words：winter maize；fertilizer—N ；dry matter production；N productivity
氮肥是决定作物产量的关键因素之一(1，23，通
常玉米的产量随着施氮量有规律地提高(3]，N素往
往是通过改变玉米的某些生理特性来影响产量(4]，
氮肥不足或过量均加速玉米生长后期叶面积指数及
穗位 下 部 叶叶 绿 素 的下 降进 程，加快 叶 片的衰
老(钉，同时随着氮肥水平的增加，植株和收获器官
收稿 日期 ；2001—06—11
作者简介 张石宝(1970一)，男 ，云南曲靖人，汉族 ，硕士生 ，助研，主要从事植物生态生理学研究 。*为通讯作者
基金项目：中科院一云南省科技合作项 目；云南省“九五”科技攻关项 目(95A7—2)。
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的含 N量增加，但 N的吸收率、利用率和收获指数
降低[1]，氮素的吸收利用因光温条件的不同而有很
大差异[6]，因而不同播种期 的玉米对氮的需求和反
应必将不同，过去这类研究着重是针对夏玉米和春
玉米进行的。冬玉米生产是南亚热带气候类型地区
冬季农业开发的重要内容之一 ，云南省 1998年就种
植冬 玉米 5．33万 hm2，目前 种 植 面 积仍 在 扩 大。
国外曾有人在 印度对热带冬玉米的产量进行过研
究[7]，但产量较低 ，目前 尚未见有关南亚热带气候
类型地区冬玉米氮素营养的研究报道。本文旨在对
云南省南亚热带地 区氮肥用量对冬玉米生理特性及
干物质生产的影响进行研究，为类似地区冬玉米生
产的合理施 N提供理论依据。
1 材料与方法
试验地设在云南省蒙 自县草坝镇 ，位于北回归
线附近，属南亚热带气候类型地 区，土壤为沼泽土，
肥力 上 等，pH 值 7．0，有 机 质 含 量 4．44 ，N：
0．289％，水解 N：189．3 mg／kg，P：0．220％ ，速效 P
(PzOs)：6．7 mg／kg，K：0．9 ，速 效 K(Kz0)：
267．0 mg／kg。
供试玉米品种 为京杂 6号 ，1998年 12月 5日
播种 ，1999年 1月 21日破膜引苗 ，大喇叭口期为 3
表 1 不 同施氮水平下冬玉米 叶面积指数和持续时间的变化
Table 1 Variation of LAI and LAD of winter maize in different levels of application N
月 2日，花丝期是 3月 23日，5月 4日收获。采用
分畦覆膜栽培，畦面宽 1．4 m，沟宽 0．6 m，每畦 3
行，行距 0．5 m，株距 0．2 m，每小区20 m2，折合 7．5
株／m2，试验设 0 kg N／hmz、90 kg N／hmz、180 kg
N／hmz和 270 kg N／hmz四种处理，N肥分三次施
人 ，其中底肥占 1／4，破膜引苗时追肥 占 1／2，大喇叭
口期追肥 占 1／4。P肥 114 kg P2Os／hmz(600 kg
普钙／hm0)和 K肥 120 kg／hmz KzO作底肥一次施
用 。
分两次采样 ：开花吐丝期和收获期 ，每个处理每
次采 5株 ，采后分叶片、叶鞘、茎、雄花、苞叶、穗轴、
籽粒(收获期)和枯死 8部分，分别烘干 (85。C，48
h)称重，并测定 N含量 ，用 HzSO4一HzOz消化蒸馏
法 ，委托云南省土肥中心测定 。同时测定叶面积，即
长×宽 ×0．75，取 10株的平均值。
2 结果与分析
2．1冬玉米叶面积指数和持续期
从表 1可看出，随着施氮量的增加，冬玉米花丝
期和收获期的 LAI明显提高 ，大大降低了开花后叶
面积的减低 比例 (0 N 区为 51．3 ，而 270 N 为
18．1 )，显著增大了花丝期一收获期的叶面积持续
期(r一0．987)，为玉米的干物质生产奠定了良好的
基础C8，93，尤其是花丝期后的干物质生产与同期 的
LAD呈现极显著的正相关(r一0．995)(表 3)。
表 2 不 同施氮条件下冬玉米的光合势
(干物重 kg·m- 叶 ·d- )
Table 2 Photosynthetic potential of winter corn in
different N application rates(DM kg m- leaf d一 )
2．2冬玉米的光合势
从表 2的资料看 ，氮肥用量对冬玉米的光合势
有一定的影响 ，开花后的光合势随着施氮量的增加
而显著提高(r=0．971)，因为叶片中较高的叶绿素
含量和叶片衰老减缓有利于开花后的干物质生产，
也促进营养体氮素向籽粒的运输(103，因而单位叶面
积上单位时间内生产的干物质也就多。但是氮肥用
量对冬玉米整个 生育期 的光合势影响不显著 (r=
o．948)，主要是开花期前用氮量增加反而使光合势
降低(r一一0．896)，进而影响到整个生育期的光 合
势，这是因为试验地本身地力较肥，前期的温度也较
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6期 张石宝等：氮对冬玉米干物质生产及生理特性的影响 545
低 ，播种 后较长时间 (48 d)处于膜 下 ，叶片在膜 下卷
曲折叠 ，叶片虽大但不能发挥作用，生产出的干物质
并不多，因而氮肥多开花前的光合势反而低 。
2．3干物质 生产 和氮的累积
从表 3中可以看 出，花丝期和收获期冬玉米植
株各部分的干物重和含氮量均随施氮量的增加而增
加 ，而且 花丝期和收获期 的 总干物重 (r=0．990和 r
一0．992)和总氮累积量(r=0．990和 0．999)均呈极
显著的正相关 ，表明施氮可显著提高冬玉米的干物
质生产和氮累积。施氮量、氮累积量和叶片含氮量
与开花后干物质的增值比率亦表现出极显著的相关
(分别为 r一0．965、r一0．975和 r=0．976)，这与 N
增大叶面积指数和延缓叶片衰老有关 (表 1)，说明
在一定范围内增施氮肥有利于干物质生产和转运。
表 3 不 同氮肥用量下冬玉米地上部分干物质生产和氮 累积 (g·m )
Table 3 Amount of N accumulation and dry matter production above-ground parts
of winter corn under different N application rate
项 目 叶+鞘 茎 雄花 苞叶+穗 轴 籽粒 总量 开花后增量 增值 比
Items I eaf+ Sheath Stem Tassel Hull+Cob Grain Total Increment after silk
花丝期 Silking
O N DM
N
9O N DM
N
18O N DM
N
270 N DM
N
收获期 Harvest
O N DM
N
9O N DM
N
18O N DM
N
270 N DM
N
240．0
1．40
277．5
2．56
33O．O
4．04
352．5
4．98
165．O
0．41
172．5
O．63
21O．O
O．8O
240．0
O．95
67．5
O．71
84．0
1．O5
90．0
1．24
111．O
1．6O
222．0
O．56
285．0
O．83
345．0
1．4Z
375．0
1．71
600．0
5．OO
649．5
7．72
673．5
9．41
708．0
11．23
2．4营养体干物质和氮的表观转移以及库／源比例
从表 4中看出，施氮量与营养体干物质和 N的
表观转移率以及库／源比例均表现 出极显著的负相
关(分别为 r一一0．987，r=-0．976和 r一一0．959)，而
且干物质在全部处理中都表现出负转移，说明尚有
大量的干物质留在了营养体中，这是由冬玉米所处
的光温环境决定的( 17，而且施氮量越多留在营养体
中的干物质越多 ，氮的转移量和转移率在所有处理
中都表现为正值 ，表明低 N(o N和 90 N)条件下 ，开
花后 的穗发育需大量地从营养体中转运前期累积的
干物质和 N素，高氮(180 N和 270 N)条件下由于
开花后大 的叶面积 和叶面积持续期 以及 良好 的光照
条件，生产出的干物质较多，穗发育对营养体干物质
和 N的依赖更小 ，而库的大小有限，营养体中的干
物质不但未能很好转移，且有所积累。库／源比随氮
量提高而减小，主要是 因为增施 氮肥对叶面积的促
进超过了穗粒数的提高 ，N的转移率与库／源比呈极
显著的正相关(r一0．957)，说明营养体 N的转移或
者说营养体 N对穗氮的供应对冬玉米提高库／源比
有重要的作用。
2．5冬玉米 的氮肥生产力
从表 5中可看出，氮肥的吸收率并未随施氮量
的增加而增加 ，而氮肥和吸收氮的生产力均随氮肥
用量的增加而降低 ，其中施氮量与氮肥 的生产力呈
极显著的负相关 (与籽粒 r=一0．995，与总干物重 r
=一0．974)，表明增加施氮量在肥力高的土地上并不
能提高对肥料氮的吸收利用 ，而且氮肥虽然提高单
位土地面积上的生产力，但单位氮量的生产力却明
显降低，主要是因为虽然生产的干物质多，但受库容
的影响 。
3 小结与讨论
本实验研究表明，增施氮肥可以促进叶片的生
2
j
3 6 5 8 3
2 8 培 7
∞ M ∞ ∞
鹃 仉 L ∞ L ∞ L 鹪 盯 仉
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长，延缓叶片的衰老，并增大 LAD，从而生产出的干
物质量更多，尤其是开花后 。冬玉米产量随着施氮
量的增加而显著提高。但是营养体干物质和 N 的
转移 、氮肥的生产力随施氮量的提高而下降，以干物
质生产来看，270 N 区生产的干物质比 180 N区仍
显著增加 ，但 180 N、270 N处理 已有大量的干物质
未能转运到籽粒中去，说明此时限制产量提高的主
要问题不是增加干物质的生产，而是如何扩大库容，
表 4 氮肥 用量对营养体干物质和氮的表观转 移及库／源比的影响
Table 4 The effect of N application amount on apparent translocation of dry matter(DM)and N from
vegetation，sink／source ratio of winter maize
转移量=花丝期营养体的干物量(或氮量)一收获期营养体的干物量(或氮量)； ’转移率 =转移量／花丝期营养体的干物量(或氮量)；
库／源比一每 M 叶丽积承载的籽粒数。
表 5 不同施氮条件 下冬玉米的氮吸收和生产力
Table 5 Uptake and productivity of winter corn for N in different N application rates
使库／源比协调。
Reed等人的研究表明，开花期还原 N对穗的
供应不是决定籽粒数的限制因子023。本实验中，营
养体 N的转移量与库／源 比不存在明显 的相关性 ，
但 N转移率与库／源 比的关 系却极为显著，说明促
进营养体中 N的转移对提高库／源 比是有益的，这
是因为大量的 N从营养体中转移导致叶中含氮量
的降低 ，也相应减少叶面积的扩大，库／源比自然提
高 。
从上述分析看 ，在本实验的施氮范围内，270 N
区产量比 180 N仍有显著增加，但氮肥的效益(生产
力)已明显降低 ，因此在肥地上种植冬玉米 ，以每 1
hm 施纯氮 180~270 kg较为适宜。
本文在李存信研究员的指导下完成，表示感谢 !
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