氮肥用量對旱地玉米產量及產值的影響

劉淑軍，黃 晶，梁海軍，秦道珠

（1.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081；2.國家水稻產業祁陽綜合試驗站，湖南 祁陽 426182；3.祁陽縣農業局，湖南 祁陽 426100）

玉米是我國的重要糧食、飼料加工和工業原料作物，在國民經濟發展和人民生活中占有重要的地位[1-2]。玉米作為需氮較多的作物，對氮的吸收比其他任何元素都要多[3]，而且施氮量的多少、施肥期的不同均會對玉米的生長發育產生巨大影響[4-5]，生產中氮肥投入也不斷增加，在施肥上存在氮肥過量或不合理施肥現象，造成肥料利用率很低，施肥成本高、經濟效益下降[6]。并且過量的氮肥投入導致環境污染，也造成了氮肥的大量損失[7-8]。因此，在湘南紅壤丘陵區第四紀紅壤旱地設置一系列試驗，研究了氮肥水平對旱地玉米的產量、產值、氮肥利用率的影響，以此獲得最佳氮肥施用量，為玉米的氮肥合理施用提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗于2010年3月到8月在祁陽縣文富市鎮官山坪中國農業科學院祁陽紅壤實驗站進行。供試土壤為湘南紅壤丘陵區第四紀紅壤發育的典型旱坡地土壤。面積1 200 m2，肥力中等。2010年3月24日取其耕層0～20 cm 土壤測得主要理化性狀：有機質、全氮、全磷、全鉀分別為23.30、1.28、0.68、11.23 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀分別為125.4、7.1、75.3 mg/kg，pH 值5.1。

1.2 供試作物品種與肥料

供試玉米品種為雜交玉米中熟品種鑫大棒（河南產）。供試肥料種類：尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）、氯化鉀（含K2O 60%）。

1.3 試驗設計

試驗在施用P、K 肥料、時期、方法完全一致的基礎上，設計氮肥單因素5 水平田間肥效試驗，各處理試驗小區肥料用量詳見表1。肥料施用方法：磷肥100%做基肥；氮肥40%在3～4 葉期施用，60%在7～8 葉時期施用；鉀肥40%做基肥，60%鉀肥作追肥（玉米7～8 葉期），結合中耕培土一次施用。試驗小區面積20 m2，3 次重復，隨機區組排列。玉米栽植密度為60 cm×40 cm，4.17 萬穴/hm2，每穴雙株。4月17日播種，4月22日出苗，6月10～16日抽雄，8月15日收獲。大田生育期共120 d。

表1 玉米氮肥試驗處理及肥料用量 （kg/hm2）

1.4 試驗分析、記載主要內容

試驗開始前采集耕層0～20 cm 基礎土樣，分析土壤有機質、全氮、全磷、全鉀和堿解氮、有效磷、速效鉀及pH。采用常規分析法[9]，即有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，全氮采用半微量開氏法，全磷、全鉀采用NaOH 熔融法，堿解氮采用堿解擴散法，有效磷采用Olsen 法，速效鉀采用乙酸銨浸提，火焰光度法測定。

玉米收獲時，調查有效穗數、株高、莖粗、穗粗、單穗粒重、百粒重等經濟性狀，并采集籽粒、秸稈樣品，測定干物質量，分析籽粒、秸稈全氮養分含量。全氮采用H2SO4-H2O2消煮，蒸餾法測定。各小區分籽粒、秸稈單收單稱、計算產量，并統計分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥用量對玉米植株農藝及經濟性狀的影響

從表2 結果可看出，在不施用氮肥的情況下，玉米的有效穗數、株高、莖粗、穗粗均低于部分施氮肥的處理，統計分析結果表明，各處理之間的差異均未達到顯著水平，可見，氮肥的施用對有效穗數、株高、莖粗、穗粗影響不明顯。在氮肥用量提高到300 kg/hm2時，有效穗數、莖粗、穗粗和單穗粒重反而低于對照處理。氮肥的施用提高了玉米的單穗粒重和百粒重，在氮肥用量<225 kg/hm2時，兩者均隨著氮肥用量的增加而增加，以N225處理的單穗粒重和百粒重最高。統計分析結果表明，各處理之間的百粒重差異達到顯著水平。

表2 氮肥不同施用量對玉米植株農藝及經濟性狀的影響

2.2 氮肥用量對玉米籽粒及秸稈產量的影響

表3 可見：在氮肥施用量<225 kg/hm2時，施用氮肥提高了玉米籽粒的產量，且隨著施用量的增加逐漸增加，N75、N150、N225處理的玉米籽粒產量分別比N0處理增加9.0%、16.0%、37.3%，并且N225處理和不施氮肥的N0處理之間的差異呈顯著水平，增產效果顯著。而當氮肥施用量達到300 kg/hm2時，籽粒產量明顯下降，比N0處理減產7.3%。

表3 氮肥不同施用量對玉米籽粒及秸稈產量的影響

在氮肥施用量<225 kg/hm2時，施用氮肥提高了玉米秸稈產量，N75、N150、N225處理的秸稈產量分別比N0處理增加15.4%、36.3%、19.7%，所有施氮肥的處理和不施氮肥的N0處理之間無顯著性差異，增產效果不明顯，當氮肥用量增加到300 kg/hm2時，秸稈產量明顯下降，比N0處理減產8.5%。

2.3 氮肥用量對玉米總吸氮量和氮肥利用率的影響

不同氮肥用量下玉米籽粒和秸稈總吸氮量見表4，結果表明：籽粒總吸氮量明顯高于秸稈總吸氮量，氮肥的施用提高了籽粒和秸稈的總吸氮量，其中以N225處理的籽粒、秸稈總吸氮量最高，分別為67.4、24.9 kg/hm2，當施氮量達到300 kg/hm2時，籽粒和秸稈的總吸氮量均下降。氮肥利用率以N225處理最高，為16.6%，明顯高于N300處理，其次為N75處理，為15.7%。從以上的結果可以得出：對于提高籽粒、秸稈的總吸氮量及氮肥利用率來說，最合適的氮肥施用量為225 kg/hm2。

表4 氮肥不同施用量對玉米籽粒及秸稈總吸氮量和氮肥利用率的影響

2.4 氮肥用量對玉米產值效益的影響

玉米生物總量包括籽粒和秸稈。玉米籽粒一般用作動物飼料等；秸稈一般被焚燒。因此，在計算玉米產值時僅包括玉米籽粒。不同施氮量下的玉米純增收入見表5，N0處理的玉米純增收入為5 547.3元/hm2，4 個施氮處理N75、N150、N225、N300的玉米純增收入分別5 726.1、5 778.1、6 730.0、3 518.7 元/hm2，結果表明：施氮量為225 kg/hm2時，玉米的純增收入最高，比N0處理增加21.3%，繼續增加氮肥用量到300 kg/hm2，玉米純增收入迅速下降，比N0處理減少36.6%。因此，對于施用氮肥提高玉米產值來說，最合適的施氮量為225 kg/hm2。

表5 氮肥不同施用量對玉米產值的影響

3 結 論

（1）施用氮肥能提高玉米的單穗粒重和百粒重，在氮肥用量<225 kg/hm2時，隨著氮肥用量的增加而增加，以N225處理的單穗粒重和百粒重最高，對有效穗數、株高、莖粗、穗粗影響不明顯。

（2）施用合適的氮肥能夠明顯提高玉米的籽粒產量，其中最合適的氮肥施用量為225 kg/hm2，產量達到4 570.6 kg/hm2，比不施氮肥的對照處理增產37.3%，而當氮肥用量增加到300 kg/hm2時，籽粒產量明顯下降，甚至低于對照處理。可見，盲目的增加氮肥用量并不能起到增加玉米籽粒產量的效果，反而造成籽粒產量下降，肥料資源浪費。

（3）施用氮肥可以提高籽粒和秸稈的總吸氮量，各施氮處理的氮肥利用率為3.8%～16.6%，在氮肥施用量為225 kg/hm2時達到最高值。

（4）各施氮處理的玉米產值為3 518.7～6 730.0元/hm2，合適的氮肥用量可以提高玉米產值，其中最為合適的氮肥水平為225 kg/hm2。

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