基于生理-产量-品质的宁夏引黄灌区春玉米水肥耦合决策

摘要

为探究不同滴灌量和施肥量对宁夏引黄灌区春玉米生理-产量-品质的影响，2019和2020年在宁夏农林科学院作物科学研究所望洪基地开展4因素3水平正交试验，设置3个滴灌量，分别为D1（2 310 m³/hm²）,D2（3 300 m³/hm²）和D3（4 290 m³/hm²）;3个施肥（N?P₂O₅?K₂O）水平，分别为S1（292?100?31 kg/hm²）,S2（417?143?44 kg/hm²）和S3（542?186?57 kg/hm²），并设不施肥空白处理（D1S0），采用结构方程模型（Structural equation model,SEM）探究滴灌量与施肥量对玉米生长发育、生理特性、水肥利用效率及产量品质的影响，并采用熵权-TOPSIS法、主成分分析法和秩和比法系统评价宁夏引黄灌区最适施肥灌水组合。结果表明施肥量和滴灌量对玉米产量、穗粒重、茎粗、叶面积指数（LAI）、相对叶绿素含量（SPAD）、直链淀粉含量和粗蛋白含量均有显著提升作用（P<0.05）。其中：施肥灌水组合D2S2效果最佳。与空白处理相比，D2S2处理的株高、茎粗、LAI、干物质质量、SPAD、净光合速率（P_n）、籽粒产量、直链淀粉含量、支链淀粉含量、总淀粉含量及粗蛋白含量分别增加12.46%、34.45%、71.20%、42.59%、25.70%、69.90%、63.60%、7.79%、17.83%、25.62%和3.17%。SEM结构方程表明，滴灌量与施肥量能直接显著影响到玉米的生长、生理、水肥利用效率及籽粒产量品质。通过熵权?TOPSIS法、主成分分析法和秩和比法这3种评价方法从生理-产量-品质3个方面选取14个评价指标进行综合评价，结果表明D2S2处理均是最优。因此，D2S2处理（滴灌量3 300 m³/hm²，施肥量N?P₂O₅?K₂O为417?143?44 kg/hm²）是实现宁夏引黄灌区春玉米高产-优质-增效的推荐施肥灌水组合策略。

关键词

宁夏 / 引黄灌区 / 春玉米 / 水肥协同 / 生长生理 / 产量品质 / 综合评价

基金资助

宁夏高质量发展与生态保护科技创新示范项目(NGSB-2021-3-02); 宁夏自然科学基金项目(2021AAC03072); 宁夏区重点研发项目(2019BBF02003); 宁夏粮食作物种质创制与生长调控科技创新团队项目(2022BSB03109)