玉米氮肥總量控制試驗(yàn)

陳愛晶 秦光蔚

摘 要：通過在鹽城市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)輕鹽黃泥土上開展玉米“2+X”優(yōu)化配方施肥氮肥總量控制試驗(yàn)，結(jié)果表明：在磷、鉀肥一定的情況下，隨著氮肥施用量的增加，玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其中以每667m2施用純N20kg、P2O54kg、K2O3.6kg最優(yōu)，蘇玉20產(chǎn)量、增產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益最高，分別為603.4kg/667m2、57.79%和457.7元/667m2。

關(guān)鍵詞：玉米；氮肥；總量控制

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）17-62-03

玉米是世界上種植最廣泛的糧食作物之一，也是我國(guó)極為重要的糧食、飼料、經(jīng)濟(jì)兼用作物[1]。隨著玉米消費(fèi)的剛性增長(zhǎng)，江蘇沿海玉米種植面積逐年遞增，僅2014年鹽城市玉米年種植面積就達(dá)97 820hm2，占江蘇省播種總面積的22.43%以上。蘇玉20（原代號(hào)蘇試50138）是江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院以自選系蘇951-2為母本和外引系651為父本組配的雜交組合育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗玉米新品種，被選為2013年農(nóng)業(yè)部玉米主推品種，適宜在江蘇沿江沿海和蘇皖淮河流域地區(qū)種植[2]。玉米是需氮較多的作物，施用適量氮肥能促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育，增加產(chǎn)量，但隨著氮素化肥用量的逐年增加以及多年來的土壤培肥改良，玉米生產(chǎn)中的氮肥效應(yīng)報(bào)酬遞減現(xiàn)象已日益突出，同時(shí)大量施用的氮肥對(duì)土壤乃至地下水都構(gòu)成了潛在的污染源[3-5]。科學(xué)合理的施用氮肥是玉米獲得高產(chǎn)高效的重要措施[6]。為了進(jìn)一步推廣蘇玉20的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)，本試驗(yàn)研究在一定磷、鉀條件下設(shè)置不同水平的氮肥處理進(jìn)行對(duì)玉米產(chǎn)量、增產(chǎn)率、氮肥農(nóng)學(xué)效率及配方施肥氮產(chǎn)投比的影響，旨在篩選出氮肥最佳用量，提高氮肥利用率，為制定夏玉米高產(chǎn)高效栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤 試驗(yàn)地選擇在江蘇省鹽城市農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)步鳳鎮(zhèn)伍新村，地理坐標(biāo)為北緯33.316111°，東經(jīng)120.370833°。土壤類型為輕鹽黃泥土，質(zhì)地輕壤，前茬大麥，肥力中上等。試驗(yàn)前用不銹鋼土鉆按“S”法采集耕層（0～20cm）的混合土樣2kg，進(jìn)行土壤常規(guī)分析，分析方法參見《土壤農(nóng)化分析》[7]，土壤理化狀況為：有機(jī)質(zhì)14.81g/kg、全氮1.61g/kg、堿解氮88mg/kg、有效磷17.9mg/kg、速效鉀154mg/kg、pH值7.32，在當(dāng)?shù)赜幸欢ǖ拇硇浴?/p>

1.2 供試肥料 46%尿素（南京產(chǎn)），12%過磷酸鈣（鹽城雙倉產(chǎn)），60%氯化鉀（鹽城紅四方產(chǎn)）。

1.3 供試作物 玉米，品種為蘇玉20。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)采用江蘇省耕地質(zhì)量保護(hù)站提供的“2+X”氮肥總量控制試驗(yàn)方案[8]，試驗(yàn)點(diǎn)的各肥料處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。測(cè)土配方施肥推薦N2P2K2中每667m2純N20kg（折合尿素43.5kg）、P2O54kg（折合過磷酸鈣33.3kg）、K2O3.6kg（折合氯化鉀6kg），即20-4-3.6。常規(guī)施肥中每667m2純N23kg（折合尿素50kg）、P2O56kg（折合過磷酸鈣50kg），即23-6-0。其中磷、鉀肥全部作基肥施用，氮肥基肥占40%、穗肥占60%施用。小區(qū)面積為50m2，小區(qū)間單獨(dú)設(shè)立排灌水溝，防串水串肥，四周設(shè)立保護(hù)行，保護(hù)行不能施肥，每個(gè)小區(qū)確定定期觀測(cè)苗情與生育動(dòng)態(tài)的植株。玉米株距25cm，行距70cm，播種深度3～5cm。試驗(yàn)設(shè)重復(fù)3次，小區(qū)隨機(jī)排列。

表1 玉米“2+X”優(yōu)化配方施肥氮肥總量控制試驗(yàn)設(shè)計(jì)（kg/667m2）

[處理編號(hào)＼&試驗(yàn)內(nèi)容＼&處理＼&N＼&P＼&K＼&尿素＼&過磷

酸鈣＼&氯化

鉀＼&基肥＼&穗肥＼&1＼&無氮區(qū)＼&N0P2K2＼&0＼&2＼&2＼&0＼&0＼&2.498＼&0.45＼&2＼&50%的優(yōu)化氮區(qū)＼&N1P2K2＼&1＼&2＼&2＼&0.716＼&1.075＼&2.498＼&0.45＼&3＼&75%的優(yōu)化氮區(qū)＼&N1.5P2K2＼&1.5＼&2＼&2＼&1.075＼&1.613＼&2.498＼&0.45＼&4＼&優(yōu)化氮區(qū)＼&N2P2K2＼&2＼&2＼&2＼&1.434＼&2.15＼&2.498＼&0.45＼&5＼&125%的

優(yōu)化氮區(qū)＼&N2.5P2K2＼&2.5＼&2＼&2＼&1.791＼&2.688＼&2.498＼&0.45＼&6＼&150%的

優(yōu)化氮區(qū)＼&N3P2K2＼&3＼&2＼&2＼&2.15＼&3.225＼&2.498＼&0.45＼&7＼&不施肥＼&N0P0K0＼&0＼&0＼&0＼&0＼&0＼&0＼&0＼&8＼&常規(guī)施肥＼&＼&23＼&6＼&＼&＼&＼&＼&＼&]

1.5 試驗(yàn)過程 本試驗(yàn)于2014年6月20日播種，播種量3kg/667m2，播種均勻，三葉期間苗，密度3 800株/667m2。磷肥、鉀肥作基肥一次性施用，7月20日（玉米大喇叭口期）追穗肥，追肥用尿素施用，同時(shí)結(jié)合病蟲害防治。10月10日測(cè)產(chǎn)、收獲，采用分小區(qū)單收單打。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響 從表2、表3可以看出，施用肥料能顯著增加玉米產(chǎn)量，各處理增產(chǎn)次序?yàn)椋禾幚?>處理5>處理6>處理8>處理3>處理2>處理1>處理7。本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)間F值F0.05和F0.01，處理間的差異達(dá)顯著水平。多重比較（LSD法）顯示，氮肥總量控制試驗(yàn)整體呈現(xiàn)隨著施肥量的增加呈現(xiàn)玉米產(chǎn)量先增加后減少的趨勢(shì)，優(yōu)化氮區(qū)（處理4）水平時(shí)產(chǎn)量最高，且顯著高于常規(guī)施肥（處理8），在磷、鉀肥水平一定的情況下，優(yōu)化氮區(qū)玉米產(chǎn)量最高；無氮區(qū)（處理1）、50%優(yōu)化氮區(qū)（處理2）、75%優(yōu)化氮區(qū)（處理3）和優(yōu)化氮區(qū)（處理4）小區(qū)單產(chǎn)存在顯著差異，氮肥施用越多玉米產(chǎn)量越高，使用氮肥能顯著提高玉米產(chǎn)量；優(yōu)化氮區(qū)（處理4）、125%優(yōu)化氮區(qū)（處理5）和150%優(yōu)化氮區(qū)（處理6）單產(chǎn)存在顯著性差異，過量施用氮肥會(huì)造成玉米減產(chǎn)；優(yōu)化氮區(qū)單產(chǎn)最高，基本處于玉米增產(chǎn)和減產(chǎn)拐點(diǎn)上，佐證了玉米測(cè)土配方施肥推薦方案的科學(xué)性。

表2 氮肥總量控制試驗(yàn)不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量結(jié)果的影響

[處理編號(hào)＼&小區(qū)產(chǎn)量（kg/50m2）＼&折合單產(chǎn)

（kg/667m2）＼&差異顯著性＼&重復(fù)Ⅰ＼&重復(fù)Ⅱ＼&重復(fù)III＼&平均＼&LSD0.05＼&LSD0.01＼&4＼&45.73＼&45.28＼&44.68＼&45.23＼&603.4＼&a＼&A＼&5＼&43.55＼&42.95＼&42.57＼&43.02＼&573.9＼& b＼& B＼&6＼&41.60＼&42.51＼&40.77＼&41.63＼&555.3＼& c＼& C＼&8＼&42.05＼&41.39＼&41.23＼&41.56＼&554.4＼& c＼& C＼&3＼&40.55＼&41.45＼&40.33＼&40.78＼&544.0＼& c＼& C＼&2＼&37.48＼&37.33＼&38.16＼&37.66＼&502.3＼& d＼& D＼&1＼&35.01＼&34.48＼&34.86＼&34.78＼&464.0＼& e＼& E＼&7＼&29.16＼&27.89＼&28.94＼&28.66＼&382.4＼& f＼& F＼&]

注：多重比較（LSD法）中Se2=0.307；Sx1-x2=0.452；t0.05=2.145；t0.01=2.977；LSD0.05=0.970；LSD0.01=1.346。

表3 方差分析

[變異來源＼&平方和＼&自由度＼&方差＼&F值＼&F0.05＼&F0.01＼&處理間＼&593.42＼&7＼&84.77＼&276.25**＼&2.76＼&4.28＼&重復(fù)間＼&0.81＼&2＼&0.40＼&1.31＼&3.74＼&6.51＼&誤差＼&4.30＼&14＼&0.31＼&＼&＼&＼&總和＼&598.52＼&23＼&＼&＼&＼&＼&]

注：**表示差異達(dá)極顯著水平。

2.2 不同處理對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響 從表2、表4可以看出，與不施肥（處理7）相比，無氮區(qū)（處理1）、50%優(yōu)化氮區(qū)（處理2）、75%優(yōu)化氮區(qū)（處理3）、優(yōu)化氮區(qū)（處理4）、125%優(yōu)化氮區(qū)（處理5）、150%優(yōu)化氮區(qū)（處理6）和常規(guī)施肥區(qū)（處理8）的增產(chǎn)率分別為21.34%、31.35%、42.26%、57.79%、50.08%、45.21%和44.98%；每667m2增收分別為173.2元、233.8元、322.7元、457.7元、361.5元、293.6元和324.5元。表明試驗(yàn)所在地塊采用優(yōu)化氮區(qū)施肥方案增產(chǎn)率（57.79%）和增收（457.7元/667m2）均最高，經(jīng)濟(jì)效益最佳。

表4 玉米投入產(chǎn)出分析

[處理

編號(hào)＼&折合單產(chǎn)

（kg/667m2）＼&肥料成本（元）＼&增產(chǎn)率

（%）＼&氮肥偏

生產(chǎn)力＼&氮肥農(nóng)

學(xué)效率＼&增收

（元/667m2）＼&產(chǎn)投

比＼&1＼&464.0＼&38.92＼&21.34＼&＼&＼&173.2＼&＼&2＼&502.3＼&77.92＼&31.35＼&50.2＼&11.99＼&233.8＼&6.99＼&3＼&544.0＼&97.42＼&42.26＼&36.3＼&10.77＼&322.7＼&6.18＼&4＼&603.4＼&116.92＼&57.79＼&30.2＼&11.05＼&457.7＼&6.37＼&5＼&573.9＼&136.42＼&50.08＼&23.0＼&7.66＼&361.5＼&4.11＼&6＼&555.3＼&155.92＼&45.21＼&18.5＼&5.76＼&293.6＼&2.84＼&7＼&382.4＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&8＼&554.4＼&122.70＼&44.98＼&24.1＼&7.48＼&324.5＼&3.99＼&]

注：N：3.9元/kg；P2O5：3.9元/kg；K2O：3.9元/kg；玉米：3.9元/kg。

2.3 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)投比的影響 從表4可以看出，與不施肥（處理7）相比，50%優(yōu)化氮區(qū)（處理2）、75%優(yōu)化氮區(qū)（處理3）、優(yōu)化氮區(qū)（處理4）、125%優(yōu)化氮區(qū)（處理5）、150%優(yōu)化氮區(qū)（處理6）和常規(guī)施肥區(qū)（處理8）氮肥偏生產(chǎn)力分別為50.2、36.3、30.2、23.0、18.5和24.1；氮肥農(nóng)學(xué)效率分別為11.99、10.77、11.05、7.66、5.76和7.48；產(chǎn)投比分別為6.99∶1、6.18∶1、6.37∶1、4.11∶1、2.84∶1和3.99∶1。氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率以及產(chǎn)投比大致呈隨施氮量的增加而降低的趨勢(shì)；50%優(yōu)化氮區(qū)（處理2）氮肥農(nóng)學(xué)效率和產(chǎn)投比最高，優(yōu)化氮區(qū)（處理4）次之，可能與玉米及其肥料價(jià)格有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

由本次試驗(yàn)可知，施用肥料能極顯著增加玉米產(chǎn)量，這與劉敏等[9]的研究結(jié)論夏玉米產(chǎn)量、增產(chǎn)率、效益、氮肥農(nóng)學(xué)效率、產(chǎn)投比均達(dá)到最高值略有不同。試驗(yàn)所在區(qū)域采用測(cè)土配方施肥推薦N2P2K2方案，即每667m2施用純N20kg、P2O54kg、K2O3.6kg，蘇玉20產(chǎn)量、增產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益一樣最高，分別為603.4kg/667m2、57.79%和457.7元，與農(nóng)民習(xí)慣施相比分別提高了8.84%、28.49%和41.04%；而氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率和產(chǎn)投比雖與農(nóng)民習(xí)慣施相比分別提高了25.31、47.76%和59.75%，但與50%的優(yōu)化氮區(qū)相比分別降低了39.84%、7.84%和8.96%，這與劉敏[9]、梁青[10]等的研究一致。本試驗(yàn)項(xiàng)目區(qū)，在磷、鉀肥一定的情況下，隨著氮肥施用量的增加，玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其機(jī)理是隨著施氮量的增加，玉米營(yíng)養(yǎng)器官的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率呈先增加后降低的趨勢(shì)，過量的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)則導(dǎo)致葉片早衰及光合能力下降，最終可能影響到正在發(fā)育的子粒的碳、氮的輸送，從而不利于產(chǎn)量和氮肥利用率的提高[11-12]。只有適宜的施氮量才能既保持較高的碳、氮運(yùn)轉(zhuǎn)率，又避免生育后期葉片早衰，從而維持玉米生長(zhǎng)中后期葉片的高光合能力，為產(chǎn)量與氮肥利用率達(dá)到協(xié)同提高奠定基礎(chǔ)[13]。 （下轉(zhuǎn)65頁）

（上接63頁）參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）