新密市夏玉米肥效試驗探究

摘 要：為研究新密地區夏玉米的氮磷鉀肥施用效果、新配方肥施用效果、新型肥料及微肥的產量效應，完善區域施肥指標體系和施肥配方，于2020—2021年在新密市開展了一系列試驗。試驗結果顯示，新密地區玉米氮、磷、鉀肥的農學效率分別為5.4 kg/kg、9.71 kg/kg和9.62 kg/kg，氮肥農學效率偏低，需進一步提升。配方施肥試驗所得氮、磷、鉀肥配方組合相比習慣施肥增產1 360.50 kg/hm2，增產率為15.84%，增產效果顯著。新型肥料鋅磷鎂復合肥、腐植酸型復合肥可有效提高玉米產量，增產率分別為9.09%、9.22%。微量元素單因子（硫酸鋅）試驗表明，當鋅肥施用量為22.5 kg/hm2時，可有效促進玉米生長發育，提高玉米產量。

關鍵詞：新密市；夏玉米；肥效試驗；產量

中圖分類號：S513" 文獻標識碼：A" 文章編號：0488-5368（2024）10-0092-06

收稿日期：2024-01-17 修回日期：2024-03-25

基金項目：鄭州市重大科技創新專項“適宜機械化收獲玉米新品種選育”（188PCXZX803）。

第一作者簡介：夏千惠（1995-），女，碩士，研究方向為玉米遺傳與育種。

通信作者：王金召。

Study on Fertilizer Efficiency of Summer Maize in Xinmi

XIA Qianhui1，FENG Beibei1，WANG Baolin1，LIU Xiaoli2，XI Renjie2， ZHANG Hongjie2，ZHANG Guangyao2，WANG Jinzhao1

（（1. Zhengzhou Research Institute of Agricultural Science and Technology， Zhengzhou， Henan" 450000， China; 2. Xinmi Agriculture and Rural Work Commission， Xinmi， Henan" 452370， China）

Abstract：" This study investigates the application effects of nitrogen， phosphorus" and potassium fertilizer， the effects of a new formula fertilizer， and the yield effects of new fertilizer and micro-fertilizer on summer maize in the Xinmi region， and improves the regional fertilization index system and fertilizer formula. Experiments were conducted in Xinmi from 2020 to 2021. The results showed that the agronomic efficiency of nitrogen， phosphorus， and potassium fertilizer in the Xinmi area was 5.4 kg/kg， 9.71 kg/kg， and 9.62 kg/kg， respectively. The agronomic efficiency of nitrogen fertilizer was found to be low and required further improvement. Compared with conventional fertilization， the formula combination of nitrogen， phosphorus， and potassium fertilizer increased the yield by 1360.50 kg/hm2， with a yield increase of 15.84%. The new Zn-phosphate-magnesium compound fertilizer and humic acid compound fertilizer effectively increased the maize yield， by 9.09% and 9.22%， respectively. A single-factor test of trace element zinc sulfate shows that a dosage of 22.5 kg/hm2 effectively promotes the growth and development of maize， thereby increasing the yield.

Key words： Xinmi；Summer maize；Fertilizer effect test；Yield

新密市地處中原腹地，位于鄭州市西南部。轄區氣候濕潤，光照充足，總耕地面積47 047.74 hm2，主要土壤類型為褐土。新密市是河南省主要的農作物生產區之一，小麥、玉米是新密地區最主要的糧食作物，也是新密地區農民最主要的經濟來源。2022年河南省玉米播種面積為385.75萬hm2，占全國玉米播種總面積的8.96%，排名第五，總產量占全國玉米總產量的8.21%，排名第六，玉米總產量仍有提升空間。肥料在河南省玉米生產中起著至關重要的作用[1]，也是農業生產中提高玉米品質和產量的關鍵[2]。肥料施用不合理是河南省玉米單產難以提高的重要原因。測土配方施肥技術的推廣普及使新密市科學施肥水平有較大提升，但部分地區仍存在施肥結構不合理、肥料配比不協調、農作物產量下降、耕地質量下降、農產品品質下降等問題[3]。因此，有必要通過田間試驗完善新密地區施肥指標體系和施肥配方。為此，于2020—2021年在大隗鎮雙樓村試驗站開展了一系列肥效試驗（氮磷鉀肥施用效果試驗、肥效校正試驗、新型肥料試驗、微量元素單因子（硫酸鋅）試驗），以期為新密地區夏玉米生產提供理論數據支持和生產實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2020—2021年在河南省新密市大隗鎮雙樓村試驗站（34.43°N，113.59°E）進行。該區域氣候特征四季分明、季節溫差較大，屬丘陵地區，2020年年平均溫度16.5 ℃，降水量676.7 mm；2021年年平均溫度16.9 ℃，降水量1 570.5 mm；全年無霜期220 d左右。試驗站地勢平緩，地力均勻，排灌設施配套齊全，旱澇保收，單季玉米產量水平500 kg左右。試驗地土壤類型為典型褐土性土質，質地為壤土或砂壤土。

供試土壤農化性質：有機質12.90 g/kg、速效磷7.3 mg/kg、速效鉀126.00 mg/kg、堿解氮210 mg/kg、有效鋅0.49 mg/kg、pH 7.8。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為鄭玉821[4]，由鄭州市農業科技研究院生產和提供。供試肥料尿素、過磷酸鈣、氯化鉀、普通復混肥、聚核雙效型復合肥、控失保持型復合肥、鋅磷鎂復合肥、腐植酸型復合肥、硫酸鋅由新洋豐農業科技股份有限公司生產提供。

1.3 試驗設計

2020年，玉米于6月9日足墑播種，10月1日收獲；2021年，玉米于6月10日足墑播種，9月29日收獲。

試驗地規范劃出試驗小區，小區面積27.3 m2（長6.5 m，寬4.2 m），小區之間設埂，以防串水串肥。三個重復間留走道1 m，四周設置保護行。玉米間株距30 cm，行距55 cm，于五葉期每小區定苗168株，留苗密度約為6萬株/hm2。

1.3.1 氮磷鉀肥施用效果試驗 選擇相同肥力農田布置試驗（2020—2021年），試驗設置CK處理（不施肥）、PK處理（缺氮）、NK處理（缺磷）、NP處理（缺鉀）、NPK處理（全肥處理）5個處理，3次重復，隨機區組排列。施肥量的確定基于當地農民的施肥調查，確保代表當地實際施肥水平，供試肥料及施肥量分別為尿素240 kg/hm2（N 46%）、過磷酸鈣90 kg/hm2（P-2O-5 16%）、氯化鉀90 kg/hm2（K-2O 60%）。氮肥在玉米播前底施一半，35～40 d后足墑追施剩余氮肥。磷肥和鉀肥在玉米播種前結合旋耕統一施入。

1.3.2 "配方施肥肥效校正試驗 選擇相同肥力農田布置試驗（2021年），試驗設置CK處理（不施肥）、NPK1處理（習慣施肥）、NPK2處理（配方施肥）3個處理，不設重復。習慣施肥量的確定基于當地農民的施肥調查，設計習慣施肥區供試肥料及施肥量分別為尿素225 kg/hm2、過磷酸鈣37.5 kg/hm2、氯化鉀37.5 kg/hm2。設計配方施肥區供試肥料及施肥量分別為尿素224 kg/hm2、過磷酸鈣90 kg/hm2、

氯化鉀90 kg/hm2。小區面積設置與試驗設計略有不同，對照區面積為50 m2（長10 m，寬5 m），習慣施肥區、配方施肥區面積為100 m2（長10 m，寬10 m），其余設計同試驗設計一致。

1.3.3 新型肥料試驗 選擇相同肥力農田布置試驗（2021年），試驗設置CK處理（普通復混肥 N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）、T1處理（聚核雙效型復合肥：N-P-2O-5-K-2O∶28-6-7）、T2處理（控失保持型復合肥：N-P-2O-5-K-2O∶29-5-6）、T3處理（鋅磷鎂復合肥：N-P-2O-5-K-2O∶30-5-5）、T4處理（腐植酸型復合肥：N-P-2O-5-K-2O∶28-5-6）5個處理，3次重復，隨機區組排列。不同處理施肥量均為750 kg/hm2。

1.3.4 微量元素單因子（硫酸鋅）試驗 選擇相同肥力農田布置試驗（2021年），試驗設置CK處理（鋅肥施用量0 kg/hm2）、Zn1處理（鋅肥施用量15 kg/hm2）、Zn2處理（鋅肥施用量22.5 kg/hm2）、Zn3處理（鋅肥施用量30 kg/hm2）、Zn4處理（鋅肥施用量37.5 kg/hm2）5個處理，3次重復，隨機區組排列。供試肥料為硫酸鋅（Zn 21%），在耕翻前摻細干土拌勻后均勻撒施。其他供試肥料及施肥量分別為尿素210 kg/hm2（N 46%）、過磷酸鈣90 kg/hm2（P-2O-5 16%）、氯化鉀60 kg/hm2（K-2O 60%），施肥方式同1.3.1。

1.4 測定項目及方法

于吐絲期分別挑選各個重復小區中長勢一致的玉米植株10株，測定植株的株高和穗位高。收獲前，各小區取具代表性的含玉米穗的5株玉米莖稈稱重，測生物產量，并計算每畝生物總量。各重復小區實收中間3行計產，用水分測定儀測定籽粒含水量，脫粒計重后按照14%含水量折算最終產量；于脫粒前選取具有代表性的10穗玉米，人工測定穗長度、穗粗、穗行數、行粒數，根據穗行數和行粒數計算穗粒數；于脫粒后隨機選取100粒籽粒稱重，重復3次，取相近兩個數值的平均數，按照14%含水量折算百粒重。

1.5 相關指標計算

產量反應指標計算公式如下：

缺氮（磷或鉀）相對產量（%） = 缺氮（磷或鉀）區籽粒產量 / 全肥區籽粒產量 × 100%；

氮（磷或鉀）肥產量反應（kg/hm2） = 全肥區籽粒產量 - 缺氮（磷或鉀）區籽粒產量；

氮（磷或鉀）肥農學效率（kg/kg） = （全肥區籽粒產量-缺氮（磷或鉀）區籽粒產量） / 施氮（磷或鉀）肥量。

1.6 數據處理與分析

采用Excel 2020進行數據處理，SPSS 26進行單因素方差分析和差異顯著檢驗。

2 結果與分析

2.1 施氮、磷、鉀肥玉米的農藝性狀及產量特征描述統計

從施肥玉米的農藝性狀特征描述（表1）、產量反應指標及兩年平均產量特征描述統計（表2）可知，NPK處理可有效促進玉米生長，提高玉米產量。NPK處理下，產量相關性狀（株高、穗位、穗長、穗行數、行粒數、穗粒數、百粒重、生物產量）的表現優于其他施肥處理。NPK處理的玉米平均產量為8 211.0 kg/hm2，較CK處理增產1 582.0 kg/hm2，增產率為19.27%。玉米缺氮、磷、鉀肥的相對產量分別為86.77%、91.08%和91.16%，說明玉米對缺氮最敏感，缺磷、缺鉀減產幅度相對較低。產量反應結果顯示，玉米NPK處理平均產量相較于PK、NK、NP分別增產1 296.0 kg/hm2、874.0 kg/hm2、865.5 kg/hm2，增產率分

別為15.25%、9.80%、9.69%，說明玉米施用氮肥的產量反應高于施用磷、鉀肥的產量反應。肥料農學效率結果顯示，玉米氮、磷、鉀肥的農學效率分別為5.40 kg/kg、9.71 kg/kg和9.62 kg/kg，磷肥、鉀肥的農學效率明顯高于氮肥。

2.2 施配方肥玉米的農藝性狀及產量特征描述統計

從施肥玉米的農藝性狀及產量特征描述統計（表3）可知，NPK2處理的效果優于NPK1處理。NPK1及NPK2處理均表現出一定程度促進玉米生長的作用，但在NPK2處理下，穗位、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、穗粒數、百粒重相較于NPK1分別提高了3 cm、0.63 cm、0.13 cm、0.48行、1.13粒、32.83粒、2.53 g。NPK2處理的產量相較于CK、NPK1分別增產2 731.80 kg/hm2、1 360.50 kg/hm2，增產率分別為37.84%、15.84%。結果說明，試驗區玉米施用配方肥的效果優于習慣施肥，更適宜新密地區推廣使用。

2.3 施新型肥料玉米的農藝性狀及產量特征描述統計

從施肥玉米的農藝性狀及產量特征描述統計（表4）可知，T1處理對玉米僅有一定程度的增產作用，T3及T4處理對玉米生長及增產有較明顯的促進作用。T3處理的穗位、穗長、穗粗、穗行數、行粒數、穗粒數、百粒重較CK處理提高了6.7 cm、1.4 cm、0.2 cm、0.3行、0.9粒、25.7粒、1.2 g；生物產量較CK處理提高了3 896 kg/hm2；產量較CK處理提高了854 kg/hm2，增產率為9.09%。T4處理的穗位、穗長、穗粗、行粒數、穗粒數、百粒重較CK處理提高了10 cm、1.4 cm、0.1 cm、2.2粒、31.5粒、1.2 g；生物產量較CK處理提高了1 576 kg/hm2；產量較CK處理提高866.1 kg/hm2，增產率為9.22%。總體而言，T3、T4對玉米生長有明顯促進作用，增產效果更明顯，說明鋅磷鎂復合肥、腐植酸型復合肥適宜在新密地區推廣。

2.4 施鋅肥玉米的農藝性狀及產量特征描述統計

從施肥玉米的農藝性狀及產量特征描述（表5）可知，Zn2、Zn3處理對玉米生長及增產有明顯促進作用。Zn2處理的株高、穗位、穗長、穗粗、行粒數、穗粒數、百粒重較CK處理分別提高了13.3 cm、1 cm、1.8 cm、0.1 cm、2.8粒、33.4粒、2 g；產量較CK處理分別提高了1 157 kg/hm2，增產率為14.34%。Zn3處理的株高、穗位、穗長、行粒數、穗粒數、百粒重、生物產量較CK處理分別提高了20 cm、1.3 cm、1.2 cm、3粒、42.7粒、0.8 g、1 880 kg/hm2；產量較CK處理提高了992 kg/hm2，增產率為12.29%。綜合結果可知，玉米在Zn2處理下綜合表現更好，說明新密地區鋅肥的合理施用量為22.5 kg/hm2。

3 討論與結論

3.1 新密地區玉米產量現狀

2022年河南省及全國玉米平均產量分別為5 897.7 kg/hm2、6 436.1 kg/hm2，相比之下，試驗地所在區域玉米平均產量較河南省、全國玉米平均產量分別提高了39.22%、27.58%。李雨新等[5]匯總了京津唐地區360位農戶的夏玉米產量數據，得到京津唐地區夏玉米的平均產量為9 003 kg/hm2；劉昕萌等[6]通過對黃淮海區域390個現代玉米品種進行測產，得到夏玉米籽粒的平均產量為8 910 kg/hm2。相比之下，新密地區的夏玉米產量與其他高產區還存在一定差距。試驗過程中，通過改善田間管理措施，及時查苗補種，滅茬除草，試驗區域的平均產量由7 500 kg/hm2提升至8 211 kg/hm2，增產率為9.48%，說明新密地區夏玉米產量仍有較大提升潛力。

3.2 新密地區玉米氮磷鉀肥施用效果

試驗區域夏玉米施氮、磷、鉀肥的平均產量反應分別為1 296 kg/hm2、874 kg/hm2、865.5 kg/hm2，平均增產率分別為15.25%、9.80%、9.69%；相對產量分別為 86.75%、91.05%和91.15%；農學效率分別為5.4 kg/kg、9.71 kg/kg和 9.62 kg/kg。閆湘等[7]匯總了我國22個省32個養分檢測村田間試驗結果，發現玉米氮、磷、鉀肥的農學效率分別為10.1 kg/kg、9.8 kg/kg和 8.1 kg/kg；湯明堯等[8]匯總了新疆32個玉米田間試驗的結果，發現玉米氮、磷、鉀肥的平均農學效率分別為18.7 kg/kg、13.4 kg/kg和18.1 kg/kg。相比之下，新密市的氮肥農學效率顯著偏低，有待進一步提升。需在氮磷鉀肥比例、施肥方式等方面開展優化，逐步降低氮肥損失，提高氮肥農學效率。

3.3 新密地區配方肥、新型肥料對夏玉米的影響

試驗區玉米施配方肥（N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）的平均產量為9 951.0 kg/hm2，與習慣施肥（N-P-2O-5-K-2O∶15-2.5-2.5）相比，增產率為15.84%，配方施肥的氮、磷、鉀肥組合對比習慣施肥的增產效果更好，更適宜在新密地區生產應用。新型肥料試驗結果顯示，試驗區玉米施普通復混肥（N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）的平均產量為9 390.7 kg/hm2，與普通復混肥相比，聚核雙效型復合肥（N-P-2O-5-K-2O∶28-6-7）增產率為2.48%，控失保持型復合肥（N-P-2O-5-K-2O∶29-5-6）增產率為-3.10%，鋅磷鎂復合肥（N-P-2O-5-K-2O∶30-5-5）增產率為9.09%，腐植酸型復合肥（N-P-2O-5-K-2O∶28-5-6）增產率為9.22%。相比之下，施鋅磷鎂復合肥、腐植酸型復合肥的區域平均產量與施普通復混肥區差異較為顯著，均增產9%以上。

從肥料配比上來看，鋅磷鎂復合肥的氮磷鉀比為6∶1∶1，腐植酸型復合肥的氮磷鉀比為5.6∶1∶1.2，鋅磷鎂復合肥的氮肥配比高于腐殖酸型復合肥，鉀肥配比低于腐殖酸型復合肥，不考慮經濟效益的條件下，鋅磷鎂復合肥更適宜對缺氮敏感、鋅元素缺乏的新密區域土質，但應嚴格把控施肥量，控制氮肥攝入。

3.4 新密地區施鋅肥對夏玉米的影響

鋅是土壤中最有限的微量元素之一，卻對作物的產量起著至關重要的作用[9]，鋅供應不足會使玉米減產大約10%[10]。新密市農田土壤類型主要為褐土，土層結構好，透氣透水性佳，但土壤鋅含量普遍偏低，且土地長期施磷，由于鋅和磷的拮抗作用，更易誘發缺鋅，需通過施肥補充鋅元素。朱盼盼等[11]對我國主要糧食作物施用鋅肥的情況進行了分析，發現玉米在鋅肥施用量為21～30 kg/hm2時的增產效果最好。馬曉鋒等[12]在藍田縣對鋅肥合理施用量進行研究后，發現當地最適宜的鋅肥施用量為30 kg/hm2。從結果來看，試驗區在鋅肥施用量為22.5 kg/hm2時玉米產量最高。但當鋅肥施用量為30 kg/hm2時，玉米的實際產量僅比鋅肥施用量為22.5 kg/hm2時降低1.79%。因此，后續可考慮在22.5 kg/hm2～30 kg/hm2的范圍內，在多地設置不同施鋅水平再次試驗。

3.5 結論

盡管新密市已經推廣測土配方施肥技術，踐行化肥減量增效戰略多年，仍存在化肥過施、微量元素缺乏等問題。農戶在施用強度、施肥模式和方式等方面普遍缺乏技術與指導[13]，亟需通過田間試驗完善相關施肥指標體系和施肥配方，改善農戶施肥水平。本試驗結果顯示，新密地區土壤氮肥農學效率偏低，有待進一步提升，需在氮磷鉀肥比例、施肥方式等方面開展優化，逐步降低氮肥損失，提高氮肥農學效率。配方施肥試驗所得氮、磷、鉀肥配方組合對比習慣施肥的增產效果較好。鋅磷鎂復合肥、腐植酸型復合肥對玉米有生長促進作用，增產效果明顯。當鋅肥施用量為22.5 kg/hm2時，玉米生長及增產效果明顯。以上結論可為新密市夏玉米生產應用提供示范及數據支持。

參考文獻：

[1] 徐霞， 趙亞南， 黃玉芳，等. 河南省玉米施肥效應對基礎地力的響應[J].植物營養與肥料學報， 2019， 25（6）： 991-1 001.

[2] 朱兆良， 金繼運. 保障我國糧食安全的肥料問題[J].植物營養與肥料學報， 2013，19（2）：259-273.

[3] 鄭遂明， 王曉峰. 新密市農戶施肥調查與測土配方施肥技術應用[J]. 基層農技推廣， 2016， 4（8）：108-111.

[4] 王保林， 馮貝貝， 夏千惠， 等. 玉米新品種鄭玉821選育[J]. 作物研究， 2023， 37（4）： 405-408.

[5] 李雨新， 盧敏， 趙久然， 等. 京津唐夏玉米區生產現狀調研分析[J]. 作物雜志， 2023（4）： 174-181.

[6] 劉昕萌， 程乙， 劉玉文， 等. 黃淮海區域現代夏玉米品種產量與資源利用效率的差異分析[J]. 作物學報， 2023， 49（5）： 1 363-1 371.

[7] 閆湘， 金繼運， 梁鳴早. 我國主要糧食作物化肥增產效應與肥料利用效率[J]. 土壤， 2017， 49（6）：1 067-1 077.

[8] 湯明堯， 沈重陽， 陳署晃， 等.新疆小麥、玉米的產量和氮磷鉀肥利用效率[J]. 中國農業科學， 2022， 55（14）： 2 762-2 774.

[9] Alloway B J. Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans[J]. Environmental Geochemistry and Health， 2009， 31（5）：537-548.

[10] Subedi K D， Ma B L. Assessment of some major yield-limiting factors on maize production in a humid temperate environment[J]. Field Crops Research， 2009， 110：21-26.

[11] 朱盼盼， 石磊. 我國主要糧食作物施用鋅肥增產效果的整合分析[J]. 中國土壤與肥料， 2023（6）： 213-218.

[12] 馬曉鋒， 曹妮娜. 藍田縣夏玉米鋅肥不同用量試驗研究[J]. 農業科技通訊， 2020（8）：184-186.

[13] 李智鵬. 農戶化肥減量施用影響因素及優化對策研究[D]. 鄭州：河南農業大學， 2022.