不同覆蓋方式下減氮對(duì)玉米生長(zhǎng)與氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的影響

郭 萍，王子豪，劉斌祥，孔凡磊，袁繼超*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，四川 溫江 611130；2.益陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南 益陽(yáng) 413000）

玉米（Zea mays）是我國(guó)第二大作物，是重要的糧、經(jīng)、飼和工業(yè)原料作物［1］，隨畜牧業(yè)、深加工業(yè)和其他行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，玉米用途不斷擴(kuò)大，需求持續(xù)增加，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有越來(lái)越重要的地位［2］，如何保證玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)顯得至關(guān)重要［3］。由于近年來(lái)耕地面積不斷下降，玉米產(chǎn)量增加的瓶頸現(xiàn)象出現(xiàn)，在生產(chǎn)上農(nóng)民為了進(jìn)一步提高產(chǎn)量而采用大量施肥的應(yīng)對(duì)措施，特別是重施氮肥［4］。然而，過(guò)量施用氮肥在增加玉米產(chǎn)量的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染問(wèn)題，比如溫室效應(yīng)、水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤板結(jié)、地下水污染等［5-6］已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙，同時(shí)危害人體健康和生存環(huán)境［4，7-9］。此外，由于氮肥的過(guò)量施用，我國(guó)生產(chǎn)上氮肥利用率相對(duì)偏低，僅為30%～40%，低于世界平均氮肥利用率（40%～60%）［10］。地膜覆蓋和秸稈覆蓋是旱作地區(qū)運(yùn)用較多的抗旱栽培技術(shù)，利用水肥耦合效應(yīng)，通過(guò)覆蓋栽培來(lái)緩解氮肥過(guò)量施用現(xiàn)狀和維持高產(chǎn)存在一定可能，研究表明，地膜覆蓋和秸稈覆蓋均能減少土地水分蒸發(fā)消耗［11-16］，改善土壤理化性質(zhì)［17-19］，促進(jìn)養(yǎng)分吸收［20-22］，最終提高氮肥利用率［20，22-23］、干 物質(zhì)［24-26］和產(chǎn)量［13，27-29］。前人集中研究了不同覆蓋方式對(duì)玉米生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量以及土壤溫度和水分的影響，而不同覆蓋方式下玉米氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的研究卻很少，更缺少針對(duì)減氮增效的系統(tǒng)研究。為此，本研究以常規(guī)不覆蓋栽培為對(duì)照，研究不同覆蓋方式和氮肥水平對(duì)土壤水分、全氮和玉米生長(zhǎng)與氮素吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、分配及產(chǎn)量的影響，以期為玉米高產(chǎn)和減氮增效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016～2017年在四川省德陽(yáng)市中江縣合興鄉(xiāng)新建村進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)（東經(jīng)104.628°，北緯30.9549°）屬于亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，夏季高溫多雨，降水集中，2017年玉米生育期的氣溫、降水量見(jiàn)圖1。本試驗(yàn)為夏播，試驗(yàn)地土壤為紫色黏質(zhì)土，pH為7.55，有機(jī)質(zhì)9.20 g/kg、全氮1.07 g/kg、堿解氮32.89 mg/kg、速效鉀131.03 mg/kg、有效磷3.86 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用氮肥水平×覆蓋方式二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，氮肥水平設(shè)置3個(gè)水平，分別為常規(guī)施氮（N10，2016年純氮用量270 kg/hm2，2017年純氮用 量300 kg/hm2）、減 氮20%（N8）、減 氮40%（N6）；覆蓋方式設(shè)置3種類(lèi)型，分別為地膜覆蓋（DM）、秸稈覆蓋（JG）、無(wú)覆蓋（NO）；以不施氮肥無(wú)覆膜為對(duì)照（CK），共10個(gè)處理。小區(qū)位置和面積固定，3次重復(fù)，共30個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積19.2 m2（長(zhǎng)6 m，寬3.2 m）。

地膜覆蓋采用黑色農(nóng)用地膜，厚度為0.08 mm；秸稈覆蓋采用小麥秸稈整桿，用量為2.80×103kg/hm2。玉米品種為當(dāng)?shù)刂魍频恼t505，5月15日起壟覆蓋后直播，采用寬窄行種植，寬行1.1 m，窄行0.5 m，株距為25 cm，種植密度約50000株/hm2，8月27日收獲。所有試驗(yàn)處理均施氯化鉀（K2O 60%）150 kg/hm2、過(guò)磷酸鈣（P2O512%）600 kg/hm2作底肥，氮肥（普通尿素，N 46%）用量按試驗(yàn)方案進(jìn)行，基肥∶追肥=6∶4，分別于播種前和大喇叭口期施用。除播前灌足底水外，整個(gè)生育期不灌水；其他田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤水分

于玉米拔節(jié)期、大喇叭口期和吐絲期，每小區(qū)選取3點(diǎn)，采用土鉆垂直取0～20、20～40 cm土層土壤，利用鋁盒烘干法測(cè)定各土層土壤水分。

1.3.2 土壤全氮含量

于玉米大喇叭口期和成熟期，每小區(qū)選取3點(diǎn)，采用土鉆垂直取0～20、20～40 cm土層土壤，室內(nèi)風(fēng)干去雜質(zhì)，研磨粉碎后過(guò)0.25 mm篩，利用凱氏定氮法測(cè)定各土層土壤全氮含量。

1.3.3 農(nóng)藝性狀

于玉米吐絲期，每小區(qū)選取有代表性植株4株，測(cè)定每株葉面積和莖粗，按照公式計(jì)算葉面積（葉面積=長(zhǎng)×寬×0.75）；大田測(cè)定每小區(qū)全區(qū)株高和穗位高。

1.3.4 植株干物質(zhì)重和全氮含量

于玉米吐絲期和成熟期，每小區(qū)選取有代表性植株4株，按莖鞘、葉片、雌穗（成熟時(shí)分為籽粒、穗軸）和苞葉進(jìn)行分樣，105℃殺青30 min后，80℃烘至恒重，測(cè)定植株干物質(zhì)重，然后樣品粉碎過(guò)0.25～0.149 mm篩，采用凱氏定氮法測(cè)定其全氮含量。

按如下公式計(jì)算氮素運(yùn)轉(zhuǎn)和利用效率：

莖鞘（葉）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量=吐絲期莖鞘（葉）氮素積累量-成熟期莖鞘（葉）氮素積累量；

莖鞘（葉）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率（%）=莖鞘（葉）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/吐絲期莖鞘（葉）氮素積累量×100；

莖鞘（葉）氮素轉(zhuǎn)移貢獻(xiàn)率（%）=莖鞘（葉）氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒氮積累量×100；

氮素收獲指數(shù)（%）=籽粒氮積累量/植株總吸氮量×100；

氮素干物質(zhì)生產(chǎn)效率（kg/kg）=成熟期玉米地上部分干物重/氮素積累總量；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=籽粒產(chǎn)量/施氮量；氮農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-無(wú)氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量。

1.3.5 考種與計(jì)產(chǎn)

玉米成熟后，全小區(qū)調(diào)查有效穗數(shù)，并按照平均穗重法選取20穗考種（穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重），然后分小區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)與作圖，DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆蓋方式和氮肥水平對(duì)土壤水分與全氮含量的影響

2.1.1 對(duì)土壤水分的影響

由圖2可看出，隨生育期的推進(jìn)，各土層土壤水分總體呈先降低后升高的趨勢(shì)，大喇叭口期后，土壤水分均較低，這與該時(shí)間段少雨干旱天氣有關(guān)。

不同玉米生育時(shí)期各處理平均值的土壤水分總體表現(xiàn)為：各土層下，秸稈覆蓋＞地膜覆蓋，差異均達(dá)顯著水平；不覆蓋處理20～40 cm土層的含水量顯著高于其他處理，0～20 cm土層顯著低于其他處理；說(shuō)明覆蓋處理有利于減少土壤水分向下流失，提高0～20 cm耕層土壤的含水量。

不同氮肥水平下，各生育期0～20 cm土層土壤水分以秸稈覆蓋較高；20～40 cm土層土壤水分大喇叭口期以秸稈覆蓋最高，吐絲期以不覆蓋處理最高，這可能是吐絲后，由于天氣原因?qū)е赂采w處理將水分更多截留在淺層土。

2.1.2 對(duì)土壤全氮含量的影響

由表1可以看出，大喇叭口期和成熟期土壤0～20 cm土層的全氮含量均顯著高于20～40 cm，分別高21.59%、44.22%，表明土壤全氮有表層富集化的趨勢(shì)。氮肥水平、覆蓋方式對(duì)各時(shí)期土壤全氮含量有顯著影響，而且二者之間存在顯著互作效應(yīng)。在大喇叭口期和成熟期，土壤全氮含量隨氮肥水平的增加而呈增加趨勢(shì)，尤其是大喇叭口期和0～20 cm土層，表明表層土壤和生育前中期土壤全氮含量受氮肥水平的影響更大。在減氮20%條件下，覆蓋有提高土壤全氮含量的趨勢(shì)，尤其是0～20 cm土層和大喇叭口期；在減氮40%條件下，秸稈覆蓋有降低深層土壤（20～40 cm）全氮含量的趨勢(shì)，導(dǎo)致土壤全氮的表層化。

表1 不同氮肥水平和覆蓋方式對(duì)土壤全氮含量的影響（2017年）

2.2 覆蓋方式和氮肥水平對(duì)農(nóng)藝性狀與干物質(zhì)積累的影響

2.2.1 對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，施用氮肥能改善玉米農(nóng)藝性狀。氮肥水平和覆蓋方式對(duì)單株葉面積的影響達(dá)極顯著水平，2017年氮肥水平和覆蓋方式及二者的交互作用對(duì)株高和莖粗均有顯著或極顯著的影響。隨著氮肥水平的提高，玉米莖粗和單株葉面積增加，與減氮40%處理相比，常規(guī)施氮處理的兩年平均值分別提高了10.83%、16.83%，減氮20%處理分別提高了11.42%、9.14%。覆蓋處理可在一定程度上增加玉米的農(nóng)藝性狀，2017年減氮20%下覆蓋處理單株葉面積與常規(guī)施肥下各處理無(wú)顯著差異，以地膜覆蓋的作用更強(qiáng)，其株高和莖粗顯著高于同氮肥水平下的無(wú)覆蓋處理，且與常規(guī)施肥下各處理無(wú)顯著差異。可見(jiàn)，氮肥水平和地膜覆蓋能促進(jìn)玉米植株生長(zhǎng)繁茂，為物質(zhì)積累提供良好的“存儲(chǔ)空間”。

2.2.2 對(duì)單株干物質(zhì)積累的影響

由圖3可知，氮肥水平和覆蓋方式對(duì)玉米吐絲期和成熟期的干物質(zhì)積累均有顯著影響。總體而言，增施氮肥可以促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，增加其干物質(zhì)積累，尤其是2016年的成熟期，與不施氮肥相比，2016年吐絲期和成熟期全氮即常規(guī)施氮處理的單株干物質(zhì)積累量分別提高22.8%和125.8%，2017年相應(yīng)提高37.9%和52.8%。地膜覆蓋在各氮肥水平下均有促進(jìn)玉米生長(zhǎng)、增加其干物質(zhì)積累的作用，尤以減氮40%條件下的成熟期提高幅度最大；秸稈覆蓋對(duì)吐絲期干物質(zhì)積累無(wú)顯著影響，但在減氮40%條件下有提高成熟期干物質(zhì)積累的趨勢(shì)。

表2 不同氮肥水平和覆蓋方式對(duì)玉米吐絲期農(nóng)藝性狀的影響

2.3 覆蓋方式和氮肥水平對(duì)玉米氮素積累、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的影響

2.3.1 對(duì)氮素積累的影響

由圖4可知，氮肥水平和覆蓋方式可促進(jìn)玉米對(duì)氮素的吸收積累，最終對(duì)籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量產(chǎn)生顯著影響。隨著氮肥水平的提高，籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量呈增加的趨勢(shì)。覆蓋處理能不同程度地提高籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量，其中以地膜覆蓋處理效果最佳。減氮40%下地膜覆蓋處理的籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量均顯著高于無(wú)覆蓋處理；減氮20%下各處理間無(wú)顯著差異，但地膜覆蓋處理最高；常規(guī)施氮下地膜覆蓋處理最高，秸稈覆蓋處理其次。可見(jiàn)，氮肥水平和地膜覆蓋均能增加玉米對(duì)氮素的吸收積累，進(jìn)而提高籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量。

2.3.2 對(duì)各器官氮素運(yùn)轉(zhuǎn)與分配的影響

由表3可見(jiàn)，玉米吐絲后莖葉的氮素逐漸向籽粒轉(zhuǎn)移，其中葉的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量、運(yùn)轉(zhuǎn)率略高于莖，至成熟期氮素分配百分比表現(xiàn)為籽粒＞莖＞葉＞穗軸+苞葉（圖5）。不同覆蓋方式平均，常規(guī)施氮和減氮20%處理莖和葉的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量比減氮40%處理分別高55.91%、41.08%和37.45%、16.94%，穗氮素增加量分別高69.30%、82.02%，氮素供應(yīng)不足會(huì)降低玉米莖葉的氮素轉(zhuǎn)移率，以維持其正常生理活動(dòng)。至成熟時(shí)，玉米莖鞘的氮素分配百分比表現(xiàn)為常規(guī)施氮＞減氮20%＞減氮40%，葉片表現(xiàn)為減氮40%＞減氮20%＞常規(guī)施氮，穗軸+苞葉表現(xiàn)為常規(guī)施氮＞減氮40%＞減氮20%，籽粒表現(xiàn)為減氮20%＞減氮40%＞常規(guī)施氮，籽粒的分配比例在66%～68%之間（圖5）。

不同氮肥水平平均，地膜覆蓋處理莖鞘和葉片的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量顯著高于秸稈覆蓋和無(wú)覆蓋處理，分別高34.19%、36.61%和20.88%、25.97%，穗氮素增加量分別高29.44%、65.18%。至成熟時(shí)，莖鞘的氮素分配百分比表現(xiàn)為秸稈覆蓋＞地膜覆蓋＞無(wú)覆蓋，葉片和穗軸+苞葉均表現(xiàn)為秸稈覆蓋＞無(wú)覆蓋＞地膜覆蓋，籽粒表現(xiàn)為地膜覆蓋＞無(wú)覆蓋＞秸稈覆蓋，籽粒的分配比例在65%～68%之間。從以上結(jié)果可以看出，覆蓋方式和氮肥水平能夠協(xié)同作用調(diào)節(jié)氮素運(yùn)轉(zhuǎn)、分配，地膜覆蓋下較高氮肥水平有利于提高莖和葉氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)量，提高氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率，進(jìn)而促進(jìn)穗部氮素的增加，來(lái)增加籽粒的分配比例，說(shuō)明適宜的氮肥水平能促進(jìn)“源”向“庫(kù)”的運(yùn)輸，這可能與吐絲前氮素的吸收有關(guān)。吐絲后至成熟期穗部氮素的增加可能主要來(lái)源于植株各器官氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)和分配。而秸稈覆蓋下高氮肥水平雖然有利于提高莖和葉氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)量，促進(jìn)穗部氮素的增加，但氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率較低，籽粒的分配比例較低，這可能與吐絲后植株對(duì)氮素的吸收有關(guān)。氮肥水平和覆蓋方式在莖的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量和運(yùn)轉(zhuǎn)效率上存在顯著或極顯著的交互效應(yīng)，地膜覆蓋和減氮20%運(yùn)籌下，莖的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)量顯著最高，氮素運(yùn)轉(zhuǎn)效率和貢獻(xiàn)率較高。

2.3.3 對(duì)氮素生產(chǎn)和利用效率的影響

由表4可見(jiàn)，不同氮肥水平和覆蓋方式能影響氮素生產(chǎn)和利用效率，2016年氮肥水平和覆蓋方式對(duì)氮干物質(zhì)生產(chǎn)效率和氮肥偏生產(chǎn)力均有顯著或極顯著的影響，2017年氮肥水平對(duì)氮肥偏生產(chǎn)力有極顯著的影響。不同覆蓋方式平均，隨氮肥水平的增加，氮收獲指數(shù)、氮干物質(zhì)生產(chǎn)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮農(nóng)學(xué)利用率均表現(xiàn)為降低趨勢(shì)。不同氮肥水平平均，氮收獲指數(shù)、氮肥偏生產(chǎn)力和氮農(nóng)學(xué)利用率總體表現(xiàn)為地膜覆蓋處理較高，與無(wú)覆蓋處理相比，兩年平均分別高2.74%、11.19%和23.25%。由于地膜覆蓋促進(jìn)了植株氮素吸收和向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)，氮素積累總量和籽粒含氮量均較大（圖4），因此氮干物質(zhì)生產(chǎn)效率相對(duì)較低，氮收獲指數(shù)較高。而秸稈覆蓋雖然在玉米生育中后期促進(jìn)了植株氮素的吸收，但生物量和氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)的效率均較低，導(dǎo)致氮收獲指數(shù)和氮干物質(zhì)生產(chǎn)效率偏低。

表4 不同氮肥水平和覆蓋方式對(duì)氮效率的影響

2.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

由表5可以看出，氮肥水平和覆蓋方式因在一定程度上影響了玉米的穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)和百粒重等穗部性狀而影響玉米籽粒產(chǎn)量。總體而言，玉米籽粒產(chǎn)量隨氮肥水平的提高而增加，但增產(chǎn)的幅度逐漸降低甚至不增加，兩年趨勢(shì)一致，其中2016年的效果更明顯，這與2016年前期雨水少、干旱較重有關(guān)。在減氮條件下進(jìn)行覆蓋，尤其是2016年的地膜覆蓋具有顯著的增產(chǎn)效果，在低氮條件下秸稈覆蓋有一定增產(chǎn)效果，但在高氮條件下因影響苗期生長(zhǎng)而導(dǎo)致減產(chǎn)；兩年的試驗(yàn)中，在減氮20%條件覆蓋地膜處理的產(chǎn)量均達(dá)到了正常氮肥水平下不覆蓋處理的產(chǎn)量，表明地膜覆蓋可減氮20%。

3 討論

3.1 不同覆蓋方式下減氮對(duì)土壤水分和全氮含量的影響

水分與氮肥是玉米生長(zhǎng)發(fā)育中至關(guān)重要的兩個(gè)因素。適宜水分能幫助氮肥礦化固定，促進(jìn)作物對(duì)氮的吸收；氮肥可提高水分利用率，并減少水分散失［30-33］。本試驗(yàn)結(jié)果與前人研究一致，覆蓋處理和較高的氮肥水平均能增加耕層土壤水分含量，0～20 cm土層以秸稈覆蓋處理效果最好，這是由于秸稈對(duì)降雨的入滲率較高，且保墑抑蒸效果較好，能夠截留較多水分于土壤表層，對(duì)干旱的應(yīng)對(duì)效果較強(qiáng)；而地膜覆蓋處理由于透水性差，雖然保墑抑蒸效果好于秸稈覆蓋，但是對(duì)水分的入滲積累效果較差，導(dǎo)致土壤水分含量增加效果不如秸稈覆蓋。覆蓋處理可以減少土壤耕層養(yǎng)分的損失［21］，較高氮肥水平下，覆蓋處理增加0～40 cm土層全氮含量，常規(guī)施氮條件下秸稈覆蓋處理的效果最好，而減氮20%條件下地膜覆蓋效果最好，表明與地膜覆蓋相比，秸稈覆蓋對(duì)土壤氮素的增加效果需要更高的氮肥水平才能強(qiáng)化。減氮20%條件下，覆蓋處理對(duì)0～20 cm土層全氮含量的增加效果明顯，這可能是因?yàn)楦采w處理的保墑抑蒸效果導(dǎo)致更多的氮素集中在土壤表層所致。較高氮肥水平下覆蓋處理的土壤水分及全氮含量都較高，說(shuō)明覆蓋處理提高了土壤水分，幫助氮肥固定，進(jìn)而促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收積累，表現(xiàn)出明顯的水肥互促和耦合效應(yīng)，為干物質(zhì)積累奠定基礎(chǔ)。

表5 不同氮肥水平和覆蓋方式對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

3.2 不同覆蓋方式下減氮對(duì)氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、分配和氮效率的影響

開(kāi)花前，玉米氮素主要集中在營(yíng)養(yǎng)器官，而開(kāi)花后不斷向生殖器官轉(zhuǎn)移［34］。玉米開(kāi)花后氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)主要以葉片為主，轉(zhuǎn)運(yùn)率可達(dá)65%以上［35］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，吐絲后，莖和葉積累的氮素不斷向生殖器官轉(zhuǎn)移，其中葉的氮轉(zhuǎn)運(yùn)率達(dá)63.00%～72.62%，與前人研究基本符合；成熟期氮素積累主要集中在籽粒部分，分配比例達(dá)64.79%～71.68%，其他非籽粒部分的氮素分配比例表現(xiàn)為：莖鞘＞葉片＞穗軸+苞葉。不同氮肥水平下地膜覆蓋處理和常規(guī)施氮下秸稈覆蓋處理的單株籽粒氮素積累量和單株氮素積累總量均較高，莖和葉對(duì)籽粒總氮貢獻(xiàn)率達(dá)68.46%～69.26%，且穗氮增加量較高。表明合適的氮肥水平下，覆蓋處理能提高玉米籽粒和單株氮素積累，并促使?fàn)I養(yǎng)器官積累的氮素大量向籽粒轉(zhuǎn)移，極大促進(jìn)了籽粒氮素積累和產(chǎn)量形成，其中以地膜覆蓋處理效果最佳。合理的覆蓋能改善作物對(duì)氮肥的吸收積累，提高作物氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力［21］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與CK和無(wú)覆蓋處理相比，地膜覆蓋和秸稈覆蓋處理可提高籽粒和單株氮素積累總量，能不斷促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官的干物質(zhì)量和氮素積累量向籽粒轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致氮收獲指數(shù)、氮農(nóng)學(xué)利用率升高，其中地膜覆蓋處理效果最佳；且減氮20%下地膜覆蓋處理氮收獲指數(shù)、氮肥偏生產(chǎn)力均較高于常規(guī)施氮無(wú)覆蓋處理。

3.3 不同覆蓋方式下減氮對(duì)玉米干物質(zhì)積累與產(chǎn)量形成的影響

氮肥和覆蓋處理均能增加株高、莖粗和葉面積等農(nóng)藝性狀，促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累［26，36-39］。玉米干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，在一定范圍內(nèi)與產(chǎn)量呈密切正相關(guān)［25-26］，而前人研究表明［40-41］玉米穗長(zhǎng)、穗粗、產(chǎn)量總體表現(xiàn)為覆蓋＞不覆蓋，地膜覆蓋＞秸稈覆蓋。本研究表明，隨氮肥水平提高，玉米吐絲期株高、莖粗和單株葉面積逐漸增加，促進(jìn)吐絲后單株干物質(zhì)積累。地膜覆蓋處理能不同程度地促進(jìn)吐絲期穗位高、莖粗和單株葉面積增加，提高吐絲后單株干物質(zhì)量，進(jìn)而提高穗長(zhǎng)、穗粗、百粒重、穗粒數(shù)和產(chǎn)量。秸稈覆蓋能提高玉米成熟期單株干物質(zhì)積累，但產(chǎn)量與無(wú)覆蓋處理無(wú)顯著差異，這可能是吐絲后秸稈覆蓋對(duì)物質(zhì)積累有較高的促進(jìn)作用，而向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的比例較低，成熟期物質(zhì)積累較多地存在于營(yíng)養(yǎng)器官，氮素生產(chǎn)和利用效率較低，最終導(dǎo)致秸稈覆蓋對(duì)產(chǎn)量的影響較弱。減氮20%條件下，地膜覆蓋對(duì)玉米吐絲期莖粗和干物質(zhì)積累均有較強(qiáng)的增加作用，能在玉米各時(shí)期生長(zhǎng)發(fā)育中保持甚至提高生長(zhǎng)發(fā)育質(zhì)量，從而提高玉米產(chǎn)量。

4 結(jié)論

玉米生長(zhǎng)和氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)與分配受覆蓋方式和氮肥水平影響，不同覆蓋方式下，較高氮肥水平能增加耕層土壤水分和全氮含量，促進(jìn)玉米的氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)及分配和干物質(zhì)積累，改善產(chǎn)量構(gòu)成，最終提高產(chǎn)量。不同氮肥水平下，有覆蓋處理可促進(jìn)耕層土壤留存更多土壤水分和全氮含量，提高玉米農(nóng)藝性狀和干物質(zhì)積累量，優(yōu)化氮素吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配，改善產(chǎn)量構(gòu)成，進(jìn)而促進(jìn)氮效率和產(chǎn)量提高。減氮20%和地膜覆蓋下，玉米干物質(zhì)積累量較高，氮素運(yùn)轉(zhuǎn)、分配和產(chǎn)量及其構(gòu)成與常規(guī)施氮無(wú)覆蓋處理無(wú)顯著差異，存在玉米高產(chǎn)和氮肥減施并行的可能。