增施氮肥對玉米植株氮積累量和器官氮含量的影響

李強 武文明 彭晨

摘要 以玉米品種隆平206為試驗材料，研究不同施氮量對夏玉米不同器官氮素吸收積累量、干物質積累及產量的影響，以期為夏玉米合理施肥提供理論依據。結果表明，隨著氮肥施用量的增加，不同器官氮含量、氮積累量和干物質量顯著提高;施氮量高于300 kg/hm2時，隨著施氮量的增加，氮含量和干物質積累量不再顯著增加。隨著氮肥用量的增加，產量顯著增加，不同處理較對照產量提高307%～104.3%;施肥量達225 kg/hm2后，產量無顯著增加;氮肥施用量與產量存在線性加平臺的關系。氮肥用量提高，氮素偏生產力顯著下降，較對照下降34.7%～70.9%。

關鍵詞 江淮;氮肥用量;隆平206;氮吸收積累;器官氮含量

中圖分類號 S513文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）19-0173-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.19.050

Abstract Field experiment was carried out to investigate the effects of different nitrogen application amount on the nitrogen accumulation amount of different organs， dry matter accumulation and grain yield in summer maize cultivar “Longping206”， in order to provide a theoretical basis for rational fertilization of summer maize. The results showed that with the increase of nitrogen application rate， the nitrogen content of different organs， nitrogen accumulation and dry matter accumulation increased significantly. When the nitrogen application rate was higher than 300 kg/hm2， there was no significant differences between different nitrogen treatments in the nitrogen content and dry matter accumulation. With the increase of nitrogen fertilizer application rate， the grain yield increased significantly by 30.7%-104.3%， compared with the control， while there was no significant differences when the nitrogen application amount exceeded 225 kg/hm2. The relationship between nitrogen application rate and yield was linear and platform. With the amount of nitrogen fertilizer increased， and the partial productivity of nitrogen decreased significantly， which was 34.7%-70.9% lower than the control.

Key words Jianghuai;Nitrogen application rate;Longping 206;Nitrogen uptake accumulation;Nitrogen content

玉米是需氮量較大的作物，合理施用氮肥在玉米增產諸因素中起28%～30%的作用[1-2]，陳國平[2]對20世紀80年代我國各地氮肥試驗結果總結發現，增施氮肥，玉米增產。近年來，景立權等[3]研究超高產夏玉米需氮量，結果表明，玉米需氮量隨玉米產量的增加而增加。但隨著我國作物整體施氮量的增加，土壤氮素含量逐漸提高，單位氮肥糧食增產率下降，氮肥的增產效應逐漸減弱。過量施氮，造成作物奢侈吸收，加重作物病蟲害的發生[4];同時給環境造成很大壓力[2]，農業面源污染也愈加嚴重[5]，生產成本加大[6]。因此，合理施用氮肥是增加玉米產量、降低生產成本、減輕病蟲害和優化環境的重要措施。

吳文革等[4]對江淮地區水稻氮肥用量進行研究，結果表明，過量施氮不能提高水稻產量。王世濟等[7]研究表明，施氮量與玉米產量呈線性加平臺關系。雖然前人開展過江淮地區氮肥用量與作物產量關系的研究，但關于江淮旱地玉米氮肥用量與植株干物質積累及氮素吸收動態等方面的研究尚未見系統報道。為此，筆者研究了江淮地區不同氮肥施用量對夏玉米干物質生產和氮素吸收利用的影響，以期為該地區玉米的減氮增效提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在江淮地區的鳳陽縣農業科學研究所進行，供試土壤為黏盤黃褐土，土壤基本肥力：pH 6.2，有機質28.2 g/kg，堿解氮124.6 mg/kg，速效磷33.9 mg/kg，速效鉀191.7 mg/kg。

1.2 試驗設計

供試品種為隆平206，種植密度為67 500株/hm2。設置不同氮肥施用量，分別為0、75、150、225、300、375 kg/hm2，分別用N0、N75、N150、N225、N300、N375表示，基肥氮和大喇叭口期追肥氮各50%。基施P2O5 135 kg/hm2和K2O 270 kg/hm2。隨機區組設計，3次重復。行距60 cm，小區面積16 m2。2012年6月18日播種，10月10日收獲;2013年6月20日播種，10月15日收獲，其余田間管理按常規措施進行。

1.3 測定項目與方法

收獲時每小區取植株樣3株，植株地上部分按莖、葉、葉鞘、苞葉、雄穗、穗軸、籽粒分開，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，分別稱重。樣品烘干粉碎后供氮的測定，采用濃H2SO4-H2O2消煮，流動注射法測定氮含量。

1.4 數據分析

采用DPS數據處理軟件對試驗數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥施用量對夏玉米各器官氮含量的影響

對不同氮肥施用量處理的夏玉米各器官氮含量進行方差分析，結果表明，不同處理間葉片、莖稈、籽粒、雄穗和鞘氮氮含量均存在顯著差異;不同處理間苞葉和穗軸氮含量無顯著差異。葉片氮含量隨施氮量的增加而提高，其中N375處理各器官氮最高，N0處理最低，N300和N375處理葉片和籽粒氮含量顯著高于其他處理，N300和N375處理間無顯著差異。各器官氮含量隨著施氮量的增加而顯著提高，但N300和N375處理間各器官氮含量無顯著差異（表1）。

對同一處理下不同器官氮含量進行方差分析，結果表明，不同器官間氮含量存在顯著差異，籽粒和葉片氮含量高，莖稈氮含量最低，不同器官間氮含量表現為籽粒、葉片>雄穗>鞘>苞葉>穗軸>莖（表1），籽粒和葉片間氮含量無顯著差異。

2.2 不同氮肥施用量對夏玉米干物質積累和氮素吸收積累量的影響

施用氮肥顯著增加玉米植株的干物質積累量。施氮量在0～225 kg/hm2時，隨著氮肥用量的增加，各處理間地上部植株干物質積累量和氮積累量顯著增加;施氮量在225～375 kg/hm2時，隨著施氮量的增加，各處理間地上部植株干物質總積累量和氮積累量不再顯著增加（表2）。

2.3 不同氮肥施用量對夏玉米產量的影響

對不同處理玉米產量進行方差分析，結果表明，隨著施氮量的增加，產量顯著增加，施氮量至225 kg/hm2時，繼續增施氮肥，產量無顯著增加，產量與氮肥用量存在線性加平臺的關系。2012年，施肥處理較對照增產30.7%～89.6%;2013年，增產37.9%～1043%。氮素偏生產力表現為隨著氮肥施用量的增加，氮素偏生產力降低（表3）。

3 結論與討論

氮肥對玉米器官建成具有重要作用，施氮后增產效果明顯，因此了解氮素吸收特性是合理施肥的重要依據。當植株缺氮時，由于蛋白質合成少，酶和葉綠素含量下降，細胞分裂減慢，葉色發黃，早熟、低產;相反，當植株氮素過剩時，碳氮代謝不協調，造成徒長，抗逆性下降，感病倒伏減產。氮肥施用數量受玉米植株氮素累積量、階段吸收量和吸收強度的影響，而玉米氮素吸收數量又受品種特性、產量水平、環境條件及栽培技術等方面的影響[8]。植株養分吸收積累直接影響夏玉米的生長發育，進而影響產量，了解氮素吸收積累特性是合理施用氮肥的重要依據[9-10]。

該研究結果表明，隨著氮肥施用量的增加，不同器官氮含量顯著增加，其中葉片氮含量最高;施氮能夠顯著增加干物質積累和植株氮積累量。當氮肥用量超過300 kg/hm2時，增施氮肥不再顯著增加玉米的生物產量和經濟產量，但玉米的氮吸收量仍顯著增加，增施氮肥會發生玉米氮的奢侈吸收。不同器官氮含量表現為籽粒、葉片>雄穗>鞘>苞葉>穗軸>莖，籽粒和葉片間氮含量無顯著差異。在施肥量較少的條件下，植株生物量及氮積累量較小，可能會導致其他器官轉移到籽粒中的氮素比例趨于增高，而在施氮量較多的條件下則趨于減少，但可能導致氮素的過度吸收及淋溶，給生態環境帶來一定的壓力。王俊忠等[11]通過15N標記法研究高產田和中產田施氮量對夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代謝的影響。各個器官15N積累量表現為籽粒>葉片>莖>根>葉鞘>穗軸。高產田施氮量超過300 kg/hm2時，籽粒和葉片中積累15N有所下降，而莖和根中積累15N的量隨施氮量的增加而增加。

隨著氮肥施用量的提高，干物質積累提高，產量提升。范亞寧等[12]研究認為施氮處理籽粒產量顯著高于不施氮處理，施氮量與籽粒產量呈極顯著正線性相關關系。楊榮等[13]研究認為，施氮處理較不施氮處理產量增加48.22%～108.6%，施氮量超過225 kg/hm2，玉米產量不再顯著增加，地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率開始有降低趨勢。該研究結果表明，隨著氮肥用量的增加，氮素的偏生產力顯著降低，過量增施氮肥導致增產效率下降，施氮量至225 kg/hm2時，產量無顯著增加，產量與氮肥施用量存在線性加平臺的關系。

參考文獻

[1] 于飛，施衛明.近10年中國大陸主要糧食作物氮肥利用率分析[J].土壤學報，2015，52（6）：1311-1324.

[2] 陳國平.玉米的干物質生產與分配 [J].玉米科學，1991，2（1）：48-53.

[3] 景立權，趙福成，王德成，等.不同施氮水平對超高產夏玉米氮磷鉀積累與分配的影響[J].作物學報，2013，39（8）：1478-1490.

[4] 吳文革，楊聯松，蘇澤勝，等.不同施氮條件下雜交中秈稻的群體質量與產量形成[J].中國生態農業學報，2008，16（5）：1083-1089.

[5] 王桂苓，馬友華，石潤圭，等.安徽省農業環境現狀與農田養分流失研究綜述[J].安徽農學通報，2009，15（7）：96-98.

[6] 史文娟，董召榮，汪本忠，等.施氮對江淮地區飼用玉米產量形成的調控研究[J].中國生態農業學報，2010，18（3）：674-676.

[7] 王世濟，韓坤龍，李強，等.江淮旱地玉米氮肥適宜用量研究[J].中國農學通報，2013，29（21）：47-50.

[8] 李瑞秋，高小彥，吳敦肅.淹水對玉米苗某些生理和形態的影響[J].植物學報，1991，33（6）：473-477.

[9] 呂鵬，張吉旺，劉偉，等.施氮量對超高產夏玉米產量及氮素吸收利用的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17（4）：852-860.

[10] 鄭偉，何萍，高強，等.施氮對不同土壤肥力玉米氮素吸收和利用的影響植物營養[J].植物營養與肥料學報，2011，17（2）：301-309.

[11] 王俊忠，黃高寶，張超男，等.施氮量對不同肥力水平下夏玉米碳氮代謝及氮素利用率的影響[J].生態學報，2009，29（4）：2045-2052.

[12] 范亞寧，李世清，李生秀.半濕潤地區農田夏玉米氮肥利用率及土壤硝態氮動態變化[J].應用生態學報，2008，19（4）：799-806.

[13] 楊榮，蘇永中.水氮配合對綠洲沙地農田玉米產量、土壤硝態氮和氮平衡的影響[J].生態學報，2009，29（3）：1459-1469.