玉米配方施肥與最佳施肥量研究

摘 要：合理施肥是保證玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因素，為了探明不同施肥處理對玉米生長和經(jīng)濟性狀的影響，以臨奧1號為材料，運用“3414”試驗方案，在洞庭湖區(qū)代表性的紅泥土上進行氮、磷、鉀三元素配方效應田間試驗，開展不同施肥水平對玉米產(chǎn)量影響的研究，探討玉米產(chǎn)量與氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量之間的相關性。結(jié)果表明：不同施肥量對玉米的生長發(fā)育及全生育期有明顯的影響；但對玉米植株的葉片數(shù)、穗節(jié)位數(shù)、株高等性狀無明顯的影響。紅泥土種植玉米的最佳經(jīng)濟效益施肥量為：N 12.79 kg/667m2、P2O5 4.59 kg/667m2和K2O 5.38 kg/667m2，最佳經(jīng)濟產(chǎn)量467.2 kg/667m2。

關鍵詞：玉米；氮磷鉀肥；施肥量；產(chǎn)量

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）05-0036-04

Study on Formula Fertilization and Optimum Fertilizer Application in Maize

HUANG Xiang-hua1，XIE Ying-quan1，PENG Zhi-hong2， 3，LU Wen-lu1，LI Xiao-yang1

（1. Agricultural Technology Extension Station of Miluo Agricultural Bureau， Miluo 414400， PRC； 2. Hunan Soil and Fertilizer Institute， Changsha 410125， PRC； 3. Hunan New Type Fertilizer Engineering and Technological Research Center， Changsha 410125， PRC）

Abstract：Reasonable fertilization is the main factor to ensure high and stable yield of maize. In order to explore the effects of different fertilization treatments on the growth and economic traits of maize， used Linao No.1 as material， applied “3414” test scheme， field experiments were conducted on the formula effect of three elements of nitrogen， phosphorus and potassium on representative red mud soil in Dongting Lake area. The effects of different fertilization levels on maize yield were studied to explore the correlation between maize yield and nitrogen （N）， phosphorus （P2O5） and potassium （K2O） application. The results showed that different amount of fertilization had obvious effects on the growth and development of maize； but there was no significant effect on the number of leaves， panicle number and plant height. The optimum economic benefit of fertilizer application of planting maize in red soil was N 191.85 kg/hm2， P2O5 68.85 kg/hm2， K2O 80.7 kg/hm2， respectively， and the optimum economic yield is 7 008 kg/hm2.

Key words：maize； nitrogen， phosphorus and potassium fertilizer； fertilizer amount； yield

玉米是湖南省重要的旱糧作物，種植面積僅次于水稻，達到43萬hm2以上。近年來汨羅市玉米替代紅薯成為主要的旱糧作物，已在該市丘陵山地紅壤普遍種植，而玉米生產(chǎn)中肥料的投入量大，成本高，特別是化肥的投入已引起政府的高度重視，國家財政支持實施測土配方項目[1-2]，在目前所選品種和栽培技術的基礎上，進一步開展玉米肥料效應的模型相關試驗與比較分析[3-4]，探明玉米的需肥特征，從而得出不同肥料效應模型與玉米最佳施肥量[5-6]；綜合其結(jié)果及生產(chǎn)條件，提出高效合理施肥技術，降低生產(chǎn)成本，增產(chǎn)增收，為玉米生產(chǎn)制定最佳施肥方案和科學施肥提供技術支撐，具有重要的理論和實際意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于汨羅市屈子祠鎮(zhèn)楓樹村。土種為紅壤土類，紅壤亞類，耕型第四紀紅土紅壤土屬，紅泥土土種。低崗地貌，地塊方正、平坦，耕層厚度18 cm，土壤剖面構(gòu)造為：A18-B22-C40，土壤質(zhì)地粘重，呈酸性，土壤肥力中上。地下水位>1 m，田間溝渠設施完整，自然排灌。試驗前耕層土壤（0～20 cm）基礎肥力為：pH值5.6，有機質(zhì)15.2 g/kg，水解氮118 mg/kg，有效磷25.7 mg/kg，速效鉀121 mg/kg。

1.2 試驗設計及田間管理

試驗按農(nóng)業(yè)部推薦的“3414”方案設高施肥量、標準施肥量、低施肥量、不施肥（對照）4個施肥水平，共14個處理（見表1）；試驗地小區(qū)面積為3 m×8 m=24 m2，不設重復。氮肥用尿素（N 46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O5 12%），鉀肥為氯化鉀（K2O 60%）。玉米品種為臨奧一號。

于2017年3月21日播種，4月9日移栽，各小區(qū)按行距60 cm挖出定植溝，將方案中各小區(qū)氮肥的60%作穗肥施外，其余肥料作基肥一次施于定植溝中，覆土8～10 cm。苗齡為2～3葉一心，株距33 cm，栽后及時澆好坐蔸水，每小區(qū)內(nèi)栽5行×24株/行，共120株，3 330株/667m2。玉米移栽后，前期進行中耕除草，5月18日將各小區(qū)的60%氮肥作穗肥施入各小區(qū)，同時搞好病蟲害防治，于7月26日收獲。

1.3 樣品采集與測定方法

1.3.1 玉米植株性狀及生育期 表2分別記載播種移栽期、抽雄始、盛期、成熟期，各處理的全生育期。

1.3.2 玉米經(jīng)濟性狀 于7月24日（成熟期），分別測量記載各個處理的葉片數(shù)片、穗節(jié)位、株高；同時，測定各處理的玉米經(jīng)濟性狀，包括空稈率、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、禿頂度和百粒重，并測定各處理的實際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2003軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥量對玉米生長發(fā)育及植株性狀影響

2.1.1 不同的NPK施肥量條件下的玉米生育期及植株性狀 表2顯示，不同施肥量對玉米生長發(fā)育進程、生育期等具有明顯的差異。前期與中期肥料施用量越少的，其生長發(fā)育就越慢，緩苗期越長，抽雄期、抽穗期推遲；在成熟后期，施用肥料量越少的處理，衰老越快，成熟越早些，致使全生育期縮短。沒有施用肥料的空白處理，全生育期比其他處理縮短了3～5 d不等。

NPK不同的施肥量對玉米植株的株高、葉片數(shù)、穗節(jié)位數(shù)等性狀影響不大，但完全不施肥料的處理，由于缺肥影響生長，其株高明顯低于其他處理。

2.1.2 不同施肥量條件下的玉米經(jīng)濟性狀 收獲時將各個小區(qū)分收分曬，得出小區(qū)產(chǎn)量，折算成667 m2產(chǎn)量。表3為玉米產(chǎn)量驗收及考種記載，不同施肥量對玉米經(jīng)濟性狀和產(chǎn)量具有明顯的影響，如空稈率、禿頂度、穗粒數(shù)、百粒重。由表3可知，隨著施肥減少，空稈率、禿頂度增加，穗粒數(shù)減少，百粒重減輕。

2.2 回歸分析

2.2.1 回歸方程 運用農(nóng)業(yè)部測土配方施肥系統(tǒng)，對表3進行數(shù)據(jù)回歸分析，得出玉米產(chǎn)量與施肥量之間的回歸方程如下。

Y=302.29+15.86X1+5.72X2+8.08X3-0.66X12-1.95X22-1.57X32+0.43X1X2+0.28X1X3+1.76X2X3 （1）

計算得出：R=0.998>R0.05=0.532，表明NPK的施用量與玉米產(chǎn)量之間存在高度相關性（見表4）。

2.2.2 最佳經(jīng)濟產(chǎn)量與施肥量 在一定范圍內(nèi)，玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟效益隨著肥料施用量的增加而增加，但當產(chǎn)量達到某一個水平后，若再增加肥料施用量，玉米產(chǎn)量增加的價值會等于或少于成本增加值，使增加施肥的效益為零或負。增施肥效益為零的玉米產(chǎn)量稱為最佳經(jīng)濟產(chǎn)量，施肥量稱為最佳施肥量。當?shù)剞r(nóng)資成本為：尿素純N 4.35元/kg，氯化鉀K2O 5.00元/kg，

過磷酸鈣P2O5 5.00元/kg，玉米價格為1.84元/kg。運用肥料效應模型計算出各因素與玉米產(chǎn)量效應之間的三元一次線性方程如下。

1.32X1-0.43X2-0.27X3=15. 50 （2）

-0.43X1+3.90X2-1.76X3=3.00 （3）

-0.27X1-1.76X2+3.15X3=5.36 （4）

求解方程組，得到玉米最佳經(jīng)濟產(chǎn)量為467.1 kg/667m2，此時N、P、K的最佳施用量為：N 12.79 kg/667m2，P2O5 4.59 kg/667m2，K2O 5.38 kg/667m2。

2.2.3 最高產(chǎn)量與施肥量 運用肥料效應模型，得出各因素與玉米產(chǎn)量間的方程，方程組如下。

1.32X1-0.43X2-0.27X3=15.86 （5）

-0.43X1+3.90X2-1.76X3=5.72 （6）

-0.27X1-1.76X2+3.15X3=8.08 （7）

求解方程組，計算在玉米最高產(chǎn)量為476.4 kg/667m2，

此時N、P、K的施用量是：N 15.69 kg/667m2，P2O5 6.62 kg/667m2，K2O 7.63 kg/667m2。

2.2.4 產(chǎn)量與N肥施用量關系分析 在同為標準水平的P、K肥施用量下，將不同施N量的4個處理（處理代號分別為2、3、6、11）進行回歸分析，求得R=0.997>R0.05=0.950，說明N的施用量與玉米產(chǎn)量高度相關，回歸方程如下。

Y=326.93+19.97X1-0.68X12 （8）

求解方程，玉米施用N肥的最高產(chǎn)量為473.1 kg/667m2，此時的施用N 14.64 kg/667m2。最佳經(jīng)濟產(chǎn)量471.1 kg/667m2，施用N肥量為純N 12.91 kg/667m2。

2.2.5 產(chǎn)量與P肥施用量關系分析 在同一標準水平的N、K肥施用量條件下，將不同施P量的4個處理（處理代號分別為4～7）進行回歸分析，求得R=0.995>R0.05=0.950，說明P的施用量與玉米產(chǎn)量高度相關，回歸方程如下。

Y=408.82+25.45X2-2.41X22 （9）

求解方程，玉米施用P肥的最高產(chǎn)量水平為

475.9 kg/667m2，此時的施用P肥量為P2O5 5.27 kg/667m2。

最佳經(jīng)濟產(chǎn)量為475.2 kg/667m2，施用P肥量為P2O5 4.71 kg/667m2。

2.2.6 產(chǎn)量與K肥施用量關系分析 在同一標準水平的N、P肥施用量下，將不同施K量的4個處理（處理代號分別為8、9、6、10）進行回歸分析，求得R=0.991>R0.05=0.950，說明K的施用量與玉米產(chǎn)量高度相關，回歸方程如下。

Y=403.41+23.00X3-1.85X32 （10）

求解方程后，玉米施用K肥的最高產(chǎn)量為：474.9 kg/667m2，此時的施用K肥量為K2O 6.19 kg/667m2。

最佳經(jīng)濟產(chǎn)量473.9 kg/667m2，此時的施用K肥量為K2O 5.48 kg/667m2。

3 結(jié) 論

通過試驗研究結(jié)果顯示，N、P、K肥料三要素施用量、施用比例均與玉米產(chǎn)量存在明顯的直接關系，其中，以N肥施用量對玉米產(chǎn)量的影響最大，其次分別為K肥、P肥。

應用相應的方程式計算分析N、P、K三元素最佳的施肥量，結(jié)果表明，一元二次方程的結(jié)果更接近玉米生產(chǎn)實際情況；玉米的N、P2O5、K2O最佳施肥配比為1∶0.36∶0.42。因此，在土壤肥力中上的紅黃泥土種植玉米時，N、P、K三元素最佳施肥量為：施N 12.91 kg/667m2、P2O5 4.71 kg/667m2、K2O 5.48 kg/667m2。

參考文獻：

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（責任編輯：肖彥資）