制種玉米氮肥增效劑最佳施用量研究

唐偉杰，楊 霞，閆治斌，秦嘉海，肖占文，趙蕓晨

（1.張掖市經濟作物技術推廣站，甘肅張掖 734000；2.甘肅萬向德農馬鈴薯種業有限公司，甘肅 張掖 734000；3.甘肅敦煌種業股份有限公司，甘肅 酒泉 735000；4.河西學院，甘肅 張掖 734000）

甘肅河西內陸灌區水資源豐富，光照時間長，晝夜溫差大，氣候干燥，天然隔離條件好，是玉米制種和貯藏的理想場所。截止2011年底，河西走廊雜交玉米制種面積達到150萬畝[1]。目前存在的主要問題是：化學肥料氮磷投入量與有機肥料氮磷投入量比例為100：28，氮肥施入土壤后，銨態氮被硝化細菌還原為硝態氮淋溶損失，降低了氮肥的利用率，增加了施肥成本[2]。因此，研究和開發氮肥增效劑，減少化肥施用量成為雜交玉米制種的關鍵所在。有關氮肥增效劑的研究，前人做了大量的研究工作[3～11]，而制種玉米氮肥增效劑最佳施用量的研究目前未見文獻報道。本文以制種玉米氮肥增效劑最佳施用量的研究為切入點，旨在探索氮肥增效劑與制種玉米增產效益和最佳施用量，為氮肥增效劑的合理施用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地點概況：試驗于2011年在張掖市甘州區甘俊鎮高家莊村四社進行，海拔高度1560 m，年均氣溫6.8℃，年均降水量110 mm，年均蒸發量1950 mm。土壤類型為淡灌漠土[12]，0～20 cm土層含有機質16.35 g/kg，堿解氮 65.82 mg/kg，速效磷 8.64 mg/kg，速效鉀 165.34 mg/kg，pH值8.21。

1.1.2 參試材料：（1）氮肥增效劑：上海碧晶農業科技有限公司產品，主要功能是抑制硝化細菌的活性，提高氮肥利用率。（2）多功能復混肥：含有機質54.2%，N 9.65%，P2O54.1%，Zn 0.16%。

1.1.3 參試作物：玉米品種鄭單958。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗處理：每個處理在畝施多功能復混肥125 kg的基礎上，氮肥增效劑施用量設計為0.00 g（CK）、133 g、267 g、400 g、533 g 5 個處理。 重復 3 次，隨機區組排列。每個處理畝施多功能復混肥125 kg做肥底。

1.2.2 田間種植方法：試驗小區面積為32 m2（8 m×4 m），每個小區四周筑埂，埂寬40 cm，埂高30 cm。多功能復混肥1/3在播種時施入20 cm土層，2/3在玉米大喇叭口期結合灌水追施。不同處理的氮肥增效劑稀釋100倍液，在玉米拔節期灌水時隨水沖施在土壤中。播種時間2011年4月20日，母本定植株距25 cm，行距50 cm，父本以滿天星配置，株距50 cm。分別在玉米拔節期、孕穗期、抽穗期、灌漿期、乳熟期各灌水一次，每個小區灌水量相等。

1.2.3 測定項目與方法：玉米出苗60天后測定玉米植物學性狀；收獲時分別在試驗小區內隨機采集30株，測定經濟性狀，每個小區單獨收獲，將小區產量折合成畝產進行統計分析。玉米幼苗莖粗采用游標卡尺法測定，玉米幼苗地上干重采用105℃烘箱殺青30 min，80℃烘干至恒重。

1.2.4 數據統計方法：植物學性狀、經濟性狀采用DPS V13.0軟件進行直線回歸分析，邊際產量按公式“后一個處理產量-前一個處理產量”求得；邊際產值按公式“邊際產量×產品價格”求得；邊際施肥量按公式“后一個處理施肥量-前一個處理施肥量”求得；邊際成本按公式“邊際施肥量×肥料價格”求得；邊際利潤按公式“邊際產值-邊際成本”求得。依據經濟效益最佳施用量計算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效劑經濟效益最佳施用量 （x0）[13，14]； 依據肥料效應回歸方程式y=a+bx-cx2，求得氮肥增效劑經濟效益最佳施用量時的玉米理論產量（y）[15]。

2 結果分析

2.1 氮肥增效劑對玉米植物學性狀的影響

從玉米出苗60天后測定結果（表1）可以看出，不同梯度的氮肥增效劑施用量與玉米幼苗株高、莖粗、生長速度、地上部分鮮重、地上部分干重呈正相關，其直線回歸方程分別為 y=85.5140+0.1679x、y=1.4900+0.0215x、y=8.7300+0.0234x、y=158.32+1.9840x、y=55.3940+0.7025x，相關系數（r）分別為 0.8995、0.9586、0.9161、0.9025、0.9070。氮肥增效劑畝施用量533 g時，玉米幼苗株高、莖粗、生長速度、地上部分鮮重、地上部分干重比CK分別增加1.43cm、0.17mm、0.20mm/d、13.79 g/株，4.91 g/株。

表1 氮肥增效劑對玉米幼苗生物學性狀的影響

2.2 氮肥增效劑對玉米經濟性狀和產量的影響

據2011年9月28日玉米收獲后測定結果（表2）可以看出，氮肥增效劑施用量與玉米穗粒數、穗粒重、百粒重、產量呈正相關，其直線回歸方程分別為y=262.7560+1.4669x、y=74.4720+0.4335x、y=29.3460+0.0960x、y=6015.5560+46.1755x，相關系數（r）分別為0.9572、0.9951、0.9687、0.9809。 氮肥增效劑畝施用量533 g時，玉米穗粒數、穗粒重、百粒重、產量、增產率比CK 分 別 增 加 9.97 粒 、3.33 g、0.77 g、24.39 kg/畝 、6.11%。

表2 氮肥增效劑對玉米經濟性狀和產量的影響

2.3 氮肥增效劑對玉米增產效應和經濟效益的影響

采用經濟學原理進行分析可以看出：隨著氮肥增效劑施用量的增加，玉米邊際畝產量由最初的9.04 kg遞減到2.56 kg，符合報酬遞減律。從經濟效益變化來看，畝邊際利潤由21.95元遞減到-5.27元，氮肥增效劑畝施用量在400 g的基礎上再增加133 g，收益出現負值。由此可見，氮肥增效劑畝施用量400 g時，玉米增產效應和經濟效益較好（表3）。

2.4 氮肥增效劑經濟效益最佳施用量與玉米的理論產量

將氮肥增效劑不同施用量與玉米產量間的關系應用肥料效應回歸方程y=a+bx-cx2擬合，得到的回歸方程是y=5986.16+45.9052x-1.4446x2；對回歸方程進行顯著性測驗，F=19.56**，＞F0.01=16.62，r=0.9865**，說明回歸方程擬合良好。氮肥增效劑價格 （Px）為120.00元/kg，玉米價格（Py）為 4.20 元/kg，將 Px、Py、回歸方程的b和c代入經濟效益最佳施肥量計算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效劑經濟效益最佳畝施用量（x0） 為 4.00 g。 將 x0代入回歸方程 y=5986.16+45.9052x-1.4446x2， 求得玉米的理論畝產量 （y）為420.90 kg，計算結果與田間試驗處理4相吻合（表3）。

表3 氮肥增效劑對玉米增產效應及經濟效益分析

3 結論

氮肥增效劑施用量與玉米植物學性狀、經濟性狀、產量呈正相關。隨著氮肥增效劑施用量的增加，玉米邊際產量、邊際利潤在遞減，氮肥增效劑畝施用量在400 g的基礎上再增加133 g，玉米收益出現負值。經回歸統計分析，氮肥增效劑施用量與玉米產量間肥料效應回歸方程是：y=5986.16+45.9052x-1.4446x2，氮肥增效劑經濟效益最佳畝施肥量為400 g，玉米的理論畝產量為420.90 kg，計算結果與田間試驗處理4相吻合。

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