不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19產量及氮素利用的影響

曹殿云+王宏偉+馮陽+蔣健+劉國玲+賈寶珠

摘要： 以玉米雜交種沈農T19為試驗材料，通過田間試驗研究一次性施肥（對照）、分次施肥及測土配方施肥對不同種植密度下沈農T19產量、花后干物質積累、干物質轉移及氮素利用的影響。結果表明，同一種植密度條件下，測土配方施肥與分次施肥產量均高于一次性施肥，其中測土配方施肥玉米產量最高，在種植密度為67 500株/hm2時其產量可達10 524.85 kg/hm2，較對照顯著提高10.84%，經濟效益達6 578.58元/hm2；測土配方施肥與分次施肥的干物質轉移量和轉移效率較一次性施肥處理顯著提高；測土配方施肥的氮肥利用率、氮肥農學利用效率、氮素吸收效率、氮肥偏生產力也均顯著高于其他處理。同一施肥方式下，沈農T19的種植密度為67 500株/hm2時產量達最大值。

關鍵詞： 沈農T19；施肥方式；密度；產量；氮素利用

中圖分類號： S513.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0054-04

長期以來，大多數玉米品種的生產潛力不能得到充分發揮，其中重要的原因是施肥方式和種植密度不合理 。研究表明，多數品種可通過增加種植密度來獲得10%左右的增產效果[3]。

隨著密植型玉米品種的大面積推廣，養分供應逐步成為玉米生長發育和產量潛力發揮的限制因素。因此，探究合理的施肥方式和改善土壤養分供應狀況成為目前農業生產上重要的研究方向[4]。關于不同施肥方式的效果，研究者們所持觀點不同。雖然一次性施肥的勞動效率高，但玉米產量卻沒有顯著提高，嚴重的還出現前期燒苗后期脫肥現象[5-6]；氮肥分次施用可更好地協調養分供應與作物吸收的矛盾，利于高產，但費時費工，生產成本較高[7-8]，與一次性深施肥相比，測土配方施肥的玉米增產增收效果顯著[9]。

目前，在農業生產中存在氮肥施用量大、當季利用率低（僅為30%～35%）、氮磷鉀肥配比不合理和施肥方法不當等問題，是造成糧食產量低、資源浪費和環境污染的主要原因[10-11]。因此，在控制施肥量的同時，改善施肥方式就顯得尤為重要。本研究以雜交玉米沈農T19為試材，在不同種植密度和施肥方式處理下進行試驗，旨在為提高玉米產量和氮肥利用率的研究提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

中晚熟玉米雜交種沈農T19由沈陽農業大學特種玉米研究所提供。

1.2 試驗地點與設計

試驗于2014年在遼寧省海城市耿莊鎮進行。5月6日播種，播前采用五點取樣法取土樣，通過測定可知，土壤中的堿解氮含量為95.76 mg/kg、速效磷含量為137.49 mg/kg、速效鉀含量為124.52 mg/kg。

試驗采用裂區設計，施肥方式處理為主區，種植密度處理為副區。

施肥方式設4個處理，分別為FCK（對照）：一次性深施肥[復合肥675 kg/hm2[N ∶ P2O5 ∶ K2O為27 ∶ 13 ∶ 15]；F1：測土配方施肥（復合肥254.43 kg/hm2，尿素 263.48 kg/hm2，氯化鉀107.25 kg/hm2，播種時一次性施入）；F2：分期施肥（30%氮肥，全部磷、鉀肥作底肥一次性施入，70%氮肥于大喇叭口期追施，總施肥量675 kg/hm2）。空白處理：不施用肥料（用于計算玉米肥料利用率、氮肥偏生產力、氮肥農學利用率等）。

種植密度設3個處理水平，分別為60 000、67 500、75 000株/hm2。小區行長5 m，行距0.56 m，8行區，小區面積 22.4 m2。

采用機器劃行，人工播種，田間管理同當地生產田。

1.3 測定方法

1.3.1 產量測定

成熟期（9月29日）收獲，每小區取中間4行果穗，自然風干后脫粒、稱質量，以含水量14%計產。

1.3.2 生物產量、花后干物質積累量、干物質轉移量及干物質轉移效率的測定和計算

成熟期（9月20日）取各小區代表性植株5株，105 ℃殺青30 min后，移至70 ℃烘箱中烘干至恒質量。相關計算公式如下：

花后干物質積累量（PDMA）=成熟期全株干物質質量-開花期全株干物質質量；

干物質轉移量（DMT）=開花期營養體干物質質量-成熟期營養體干物質質量；

干物質轉移效率（DMTE）=干物質轉移量/開花期營養體干物質質量×100%。

1.3.3 穗部性狀及產量構成因素的測定

每小區隨機取15穗進行室內考種，按常規方法測量穗粗、穗長、穗行數、行粒數、百粒質量等指標。

1.3.4 植株氮含量的測定

成熟期（9月20日）各小區取5株代表性植株的地上部，采用H2SO4-H2O2消煮法進行消煮，再采用半微量凱氏定氮法測定全氮含量。相關計算公式如下：

氮肥利用率（NUE）=（施氮區植株總吸氮量-空白區植株總吸氮量）/施氮量×100%；

氮肥偏生產力（PFP）=施氮處理產量/施氮量；

氮肥農學利用效率（ANUE）=（施氮區產量-空白區產量）/施氮量；

氮素吸收效率（NUPE）=植株地上部氮素積累量/施氮量。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 2010與DPS軟件進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19產量和效益的影響

由表1可知，同一施肥方式下，玉米產量在 67 500株/hm2 時達最大值，種植密度增加到75 000株/hm2時，產量均有不同程度的下降。由此可見，沈農T19的最佳種植密度為 67 500株/hm2。同一種植密度處理下，不同施肥方式的產量由高到低依次為F1處理>F2處理>FCK處理，種植密度為67 500株/hm2時，F1產量最高，為 10 524.85 kg/hm2，較FCK顯著提高10.84%。

種植密度為60 000株/hm2時，測土配方施肥較一次性施肥經濟收益增加的最多，但同一施肥方式處理下，種植密度為67 500 kg/hm2時經濟效益最高，達6 578.58元/hm2；3個種植密度處理下，均表現為F1處理的經濟效益最高，較對照高971.94～1 062.94元/hm2，表明測土配方施肥是實現增產增收的有效途徑。

2.2 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19穗部性狀及產量構成因素的影響

由表2可知，種植密度與施肥方式對雜交玉米沈農T19穗粗的影響不大，均未達顯著水平。同一種植密度下，均在F1處理下穗長、穗行數、行粒數和百粒質量最大；不同施肥方式下，穗行數、行粒數和百粒質量表現為F1處理>F2處理>FCK處理。同一施肥方式下，不同密度條件下玉米穗長無明顯變化。穗行數、行粒數和百粒質量均隨種植密度增加呈先增加后減少的趨勢，且在種植密度為67 500株/hm2時，達到最大值。

2.3 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19生物產量及收獲指數的影響

由表3可以看出，種植密度相同時，雜交玉米沈農T19的F1處理生物產量最高，較FCK處理顯著高3.81%～1007%， 較F2處理顯著高9.38%～15.84%。同一施肥方式下，生物產量均隨種植密度增加而增大，種植密度為75 000株/hm2時達最大值。

同一種植密度下，F2處理收獲指數最高，較FCK處理顯著高11.11%～12.50%，F2處理較F1處理高6.98%～8.11%，未達顯著差異水平。同一施肥方式下，在 60 000株/hm2 時收獲指數最高。

2.4 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19花后干物質積累量和干物質轉移量的影響

由表4可知，在相同種植密度下，雜交玉米沈農T19的花后干物質積累量表現為F1處理>F2處理>FCK處理，花后干物質積累量占總干物質的比例表現為FCK處理>F2處理>F1處理；干物質轉移量和干物質轉移效率表現為F1處理>F2處理>FCK處理，FCK處理顯著低于其他處理，F1處理干物質轉移量最大， 干物質轉移效率最高。相同施肥方式

下，4項指標大體表現為隨種植密度的增加呈先上升后下降的趨勢，當種植密度為67 500株/hm2時，達到最高值。與FCK處理相比，F1、F2處理有利于玉米花后保持較高的同化能力、吸收能力，且有利于營養體干物質轉移量和轉移效率的提高。

2.5 不同施肥方式和種植密度對雜交玉米沈農T19氮素利用率的影響

氮肥利用率是作物吸收利用氮肥的重要指標。由表5可知，同一種植密度下，與FCK處理相比，F1、F2處理的氮肥利用率均有顯著提高，提高幅度為9.95%～27.96%。同種施肥方式下，不同種植密度之間的氮肥利用率相差不大，表明與種植密度相比，改變施肥方式更有利于氮肥利用率的提高。

氮肥農學利用效率反映單位施氮量下作物經濟產量的增加情況。由表5可知，同一種植密度下，不同施肥方式間雜交玉米沈農T19的氮肥農學利用效率表現為F1處理>F2處理>FCK處理，各處理間差異均達顯著水平。

氮素吸收效率是作物累積氮量與施氮量的比值。同一種植密度條件下，FCK處理氮素吸收效率最低，F1處理氮素吸收效率最高，表明改變施肥方式有利于氮素吸收效率的提高，F1處理較FCK處理提高幅度為20.91%～24.81%，且各種施肥方式之間差異顯著。

氮肥偏生產力反映單位施氮量對產量的影響。由表5可知，在相同種植密度下，不同施肥方式間的氮肥偏生產力差異顯著，均表現為F1處理>F2處理>FCK處理。在同種施肥方式下，不同種植密度之間差異不大，表明改變施肥方式可顯著影響氮肥偏生產力。

[BT1-*5] 3 結論與討論

合理密植是提高玉米單產的重要栽培措施之一[12-15]。在低種植密度時，玉米產量隨種植密度的增加而提高，隨后增產幅度漸漸變小， 進一步增加種植密度則產量開始呈下降趨勢，整體上呈現拋物線形狀[16]。這是由于增加種植密度可提高玉米光、溫資源利用率，依靠群體發揮增產潛力[17]，但種植密度過大時會造成田間蔭蔽，通風、透光不良，最終造成減產。因此，適宜的種植密度是玉米高產的重要保障。本研究表明，雜交玉米沈農T19的最適種植密度為67 500株/hm2。

測土配方施肥比常規施肥平均增產768 kg/hm2， 增產幅度達9.30%，比常規施肥平均純收益增加930元/hm2[18]。這是因為測土配方施肥可以根據作物的需肥規律、 土壤養分含量與肥料效應進行科學施肥，從而獲得較高的產量和肥料利用率[19]。本研究表明，測土配方施肥較一次性深施肥處理產量增加985.30～1 099.05 kg/hm2，增產率為10.84%～11.85%，經濟效益增加971.94～1 062.94元/hm2。王宜倫等研究表明，測土配方施肥和分次施肥條件下，玉米穗粒數和百粒質量等產量構成因素均好于一次性深施肥處理[20]，本研究結果進一步證實了該結論。

氮肥用量過高、運籌不當、養分供應不同步是氮素利用率低的主要原因[21-24]。在一定范圍內，玉米產量隨著施氮量的增加而提高，但過量增施氮肥將導致產量下降[25]。在控制氮肥用量的同時，改變施肥方式是提高氮素利用率的有效途徑。本研究表明，與分次施肥和一次性深施相比，測土配方施肥可顯著提高氮肥利用率、氮肥農學利用效率、氮肥偏生產力和氮素吸收效率，這可能是由于合理調節了氮、磷、鉀肥用量，使養分配比更加趨于合理。

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