不同施肥處理對夏玉米產量及肥料利用率的影響

摘要 以玉米登海605為試驗對象，探討不同施肥處理對土壤理化性狀、秸稈和籽粒中氮磷鉀含量、玉米產量及經濟系數的影響，測算夏玉米氮肥、磷肥和鉀肥的利用率。結果表明，不同施肥處理降低了土壤pH及有機質、堿解氮、有效磷含量；氮磷鉀全量施肥提高了夏玉米籽粒和秸稈產量及籽粒和秸稈養分吸收量。夏玉米氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為 32.96%、14.25%、41.67%，綜合肥料利用率為40.34%，玉米經濟系數為0.47 ～ 0.51。

關鍵詞 夏玉米；肥料利用率；產量；經濟系數

中圖分類號 S 513 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）16-0130-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.027

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Different Fertilization Treatments on Yield and Fertilizer Utilization Rate of Summer Maize

LI Na¹，ZHANG Zhi-wei¹，LI Yan-hong² et al

（1.Anqiu Bureau of Agriculture and Rural Areas，Weifang， Shandong 262100;2.Yantai Agricultural Technology Extension Center， Yantai， Shandong 264000）

Abstract The experiment used the main summer maize variety Denghai 605 as the test object， in order to explore the effect of different fertilization treatments on soil physicochemical properties， nitrogen， phosphorus and potassium contents in straw and grains， corn yield and economic coefficient， and calculated the utilization rates of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers for summer maize. The results showed that different fertilization treatments reduced soil pH and organic matter， alkalihydrolyzed nitrogen， and available phosphorus;total nitrogen， phosphorus， and potassium increased the yield of summer maize grains and straw， as well as the nutrient absorption of grains and straw. In this experiment， the utilization rate of nitrogen fertilizer， phosphorus fertilizer and potassium fertilizer were 32.96%， 14.25% and 41.67%， respectively， and the utilization rates of comprehensive fertilizer was 40.34%. Economic coefficient of maize was 0.47-0.51.

Key words Summer maize;Utilization rate of fertilizer;Yield;Economic coefficient

基金項目 煙臺市科技創新發展項目（2021NYNC012）。

作者簡介 李娜（1989—），女，山東濰坊人，農藝師，碩士，從事土壤肥料與農技推廣工作。*通信作者，農藝師，博士，從事作物高產高效與土壤肥料研究。

收稿日期 2023-09-19

玉米是我國重要的糧食作物之一，在動物飼料、工業原料等方面有廣泛的應用，化肥在我國糧食產量的增加中發揮重要作用^［1］，化肥是糧食的“糧食”。我國之所以能用世界7%的耕地養活世界22%的人口，化肥起了很大的作用，化肥為全球糧食增產作出了50%以上的貢獻，在發展中國家化肥增產作用更大，化肥對糧食增產的貢獻可達60%左右。但隨著施肥量的增加，單位化肥增產的效應會下降，而適宜的用量才能產生最大的效益。研究顯示，1980年至今的三十幾年，我國糧食產量增長近85%，但化肥施用量增長了4.5倍^［2］，化肥施用量的增速遠超過糧食產量的增速^［3］。當化肥施用量達到一定程度后，其對糧食增產的邊際貢獻率逐漸下降^［4］。

《中國三大糧食作物肥料利用率研究報告》顯示，我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物的肥料利用率水平與國際相比仍處于較低水平^［5-6］。因此，在穩定糧食產量的前提下，提高肥料利用率，提高肥料的增產效率，減少肥料的損失，是實現農業綠色發展，落實國家“藏糧于地，藏糧于技”戰略的核心之一。科學施肥是保證高產高效及減少環境污染的重要措施之一^［7］，筆者通過夏玉米常規肥水條件下肥料利用率田間試驗，摸清當地玉米生產中氮肥、磷肥、鉀肥利用率現狀，探究不同施肥處理對玉米產量、土壤性質、養分吸收及肥料利用率的影響，為當地玉米施肥結構調整提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設置于煙臺市農業科學研究院試驗基地，地形平坦整齊，肥力均勻，供試土壤前茬作物為小麥，之前未進行過其他施肥試驗，土壤類型為棕壤，試驗前0～20 cm土層土壤基本理化性狀：pH 5.89，有機質13.65 g/kg，堿解氮69.53 mg/kg，有效磷52.48 mg/kg，速效鉀247.62 mg/kg。

1.2 試驗設計

共設5個處理，每個處理重復3次，共15個小區，小區面積30 m²，小區之間有明顯的分區。具體設置：處理①空白，不施肥（CK）；處理②施磷、鉀肥，不施氮（PK）；處理③施氮、鉀肥，不施磷（NK）；處理④施氮、磷肥，不施鉀（NP）；處理⑤施氮、磷、鉀肥（NPK）。氮、磷、鉀肥全部作基肥，設定玉米目標產量為7.8 t/hm²，推薦施肥量為240-105-120 kg/hm²（N-PO-KO），尿素由山東德齊龍化工集團有限公司生產（總氮≥46.2%），重過磷酸由云南云天化股份有限公司生產（有效PO≥43%），硫酸鉀由中農集團控股股份有限公司生產（KO≥50%，Cl≤1.5%）。根據目標產量與測土配方施肥技術《NYT 2911—2016測土配方施肥技術規范》，具體施肥量設定見表1。

1.3 試驗方法

小麥收獲后，于2021年6月23日采用玉米播種機進行免耕播種，播種量為42 kg/hm²。經間苗后株數達52 500 株/hm²，行距60～70 cm，播深3～5 cm，出苗前噴施除草劑。及時間苗、定苗、中耕除草及防治病蟲害，中耕促根，根據土壤墑情及天氣狀況，及時澆水和排灌。10月9日收獲，對土壤及植株樣品進行采集并帶回室內測產、分析化驗。整個生育期間無嚴重病蟲害、洪澇、低溫等顯著影響試驗結果的因素發生。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤理化性質。

種植前及收獲后分別采集0～20 cm表層土樣，風干過篩后用于基本性質的測定，其中pH采用酸度計法測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮采用堿解擴散法測定；有效磷采用鹽酸氟化銨浸提-鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用乙酸銨浸提-原子吸收分光光度計法測定。

1.4.2 氮、磷、鉀含量。

籽粒與秸稈樣品烘干粉碎后經濃HSO-HO消煮后，采用凱氏定氮法測定氮含量，鉬銻抗比色法測定磷含量，火焰光度計法測定鉀含量。

1.4.3 產量。

各小區分別選取具有代表性的連續6株玉米，待其自然風干后進行脫粒測產；另取具有代表性連續3株玉米，分為玉米秸稈與籽粒兩部分，逐一稱重，并帶回實驗室，待果穗自然風干后，脫粒烘干，分別測定玉米籽粒和秸稈干重。

1.5 計算方法

氮（磷、鉀）肥利用率=［施氮（磷、鉀）區玉米總吸氮（磷、鉀）量 – 對照區玉米總吸氮（磷、鉀）量］/施氮（磷、鉀）肥量 × 100%，經濟系數（收獲指數）=經濟產量/生物產量。

1.6 數據處理

采用 DPS 7.05 軟件對試驗數據進行分析，用最小顯著極差法（LSD）進行平均數顯著性檢驗；采用 Microsoft Excel 2003進行作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤理化性質的影響

由表2可知，與空白相比，施肥顯著降低了土壤中的有機質、堿解氮、速效鉀含量及pH，有機質施肥處理間無顯著差異，PK、NK處理對土壤有效磷影響不顯著，缺素處理的土壤pH較低。可見，空白不施肥能緩解土壤酸化程度，全量施肥相比缺磷施肥有助于維持土壤有效磷處于較高水平。

2.2 不同處理對玉米產量及收獲指數的影響

由表3可知，NPK全量施肥處理的玉米籽粒產量、秸稈產量及地上部產量均最高，籽粒產量較對照提高26.65%；空白處理的籽粒產量、秸稈產量及地上部產量均最低；NK和NPK處理的收獲指數較高；可見，全量施肥有助于玉米產量和收獲指數保持在較高水平，不施肥導致玉米顯著減產，缺素處理的產量也處于較低水平。

2.3 不同處理對玉米籽粒及秸稈氮、磷、鉀濃度的影響

由表4可知，NPK全量施肥的秸稈及籽粒氮、磷、鉀含量較高，其中，NPK全量施肥籽粒全鉀濃度顯著高于缺鉀處理，NPK全量施肥籽粒全磷濃度顯著高于缺磷處理；NPK全量施肥秸稈全氮、全磷濃度顯著高于空白及缺磷處理。可見，缺素或不施肥導致籽粒及秸稈氮、磷、鉀濃度的降低。

2.4 不同處理對玉米氮、磷、鉀吸收的影響

由表5可知，NPK全量施肥籽粒氮磷鉀吸收量、秸稈氮磷鉀吸收量均最大。可見，不施肥及缺素處理的籽粒及秸稈養分吸收量降低。玉米的氮肥利用率為32.96%，磷肥利用率為14.25%，鉀肥利用率為41.67%；綜合肥料利用率為40.34%。

3 討論

科學施用化肥的目標是最大限度發揮化肥的正面作用和減少化肥的負面影響^［8］。該試驗結果表明，NPK全量施肥

相較于PK、NK、NP的缺素施肥能夠更好地維持土壤理化性質，提高玉米產量，提高肥料利用率，有助于幫助糧食實現綠色高質高效發展的目標。從試驗結果來看，NPK全量施肥的籽粒產量較CK增產26.65%，分別高于PK、NK、NP處理19.00%、3.86%、14.12%，其中不施氮、不施鉀的處理產量明顯低于全量施肥，說明玉米產量對缺氮最為敏感，其次是缺鉀。研究表明，合理配施氮磷鉀肥會提高作物產量^［9-12］。該試驗玉米NPK全量施肥的氮肥利用率為32.96%，磷肥利用率為14.25%，鉀肥利用率為41.67% ，其中鉀肥利用率最高，其次是氮肥，磷肥利用率最低。 全量施肥的元素吸收量明顯高于不施肥和缺素施肥，說明合理配施氮磷鉀肥能夠促進玉米對氮磷鉀元素的吸收，從而促進玉米生長，表明氮磷鉀全量施肥對于增加玉米產量、提高肥料利用率起積極作用，在生產過程中，適量增施氮、鉀肥，為該地區玉米生產的配方施肥具有一定的指導意義。

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