氮肥运筹对辽东地区玉米产量和干物质积累的影响

　　摘要：为探明施肥深度和施氮量对辽东地区玉米产量及物质生产特性的影响，设置二因素裂区试验，研究氮肥深施对玉米产量和干物质积累的影响，分析玉米物质生产特性、产量构成及干物质积累的变化规律，以期为辽东地区氮肥合理施用提供理论依据。结果表明：在辽东地区，氮肥深施可提高植株对氮素的利用效率，促进植株生长，有利于干物质的积累，氮肥深施可显著提高拔节期、大喇叭口期、吐丝期和灌浆中期植株的干物质积累量，分别比普通施肥处理提高8.81、15.75、6.36和7.86个百分点，大喇叭口期至灌浆中期是植株干物质积累的主要阶段，氮肥深施比普通施肥处理提高7.16个百分点。因此认为：氮肥深施可有效提高本地区玉米植株的干物质积累量，有利于玉米产量增加的同时，还可提高植株的氮素利用效率，降低肥料施用过量造成的环境污染问题，从而实现生态环境的可持续发展。

　　关键词：玉米;氮肥深施;辽东地区;干物质积累

　　玉米作为粮食、经济、饲料于一体的重要作物，其高产、稳产对保障我国粮食安全十分重要，我国人均耕地面积仅为0.097hm2(2017年)，远低于世界平均水平，因此提高单产是保证我国粮食供应的主要途径。2017年我国玉米单产为6110kg/hm2，仅为美国玉米单产的55.5%，辽宁地处世界玉米的黄金带，玉米单产达6647kg/hm2(2017年)，但仍远低于美国，因此我国玉米单产仍有很大的提升空间[1]。

　　肥料论文范例：农作物秸秆肥料在土壤技术中的研究

　　肥料为作物生长提供充足的养分，是提高单产的重要措施，上世纪，肥料对玉米单产的贡献率高达40%~50%，21世纪后虽有所下降，但仍达25.3%[2,3]。近年来肥料与环境的矛盾日益突出，生产上化肥施用过量、盲目施肥等现象严重，导致肥料利用率低下，增加农业生产成本的同时还造成了一系列环境污染问题[4,5]，因此，在保证我国粮食安全的前提下，提高肥料利用率的同时降低肥料对环境的污染是农业生产中迫切需要解决的问题。氮素是植株生长必需的大量元素，土壤中的氮素一部分被植物吸收利用，另一部分残留在土壤中，还有少量通过地表径流、淋溶、氨挥发、硝化和反硝化作用等多种途径进入大气和水体中，造成环境污染[6]。

　　研究表明：氮肥深施可以减少氨挥发，降低因淋溶造成的氮素损失，还可以增强土壤胶体对铵离子的吸附能力，从而降低环境污染[7]。同时，氮肥深施可促进玉米根系生长，提高养分的吸收与利用效率，有利于干物质积累，为玉米高产奠定生物量基础[8];另外深松及氮肥深施可提高深层根系数量和活力，改善根系生长状况，减缓根系衰老，从而提高玉米产量[9];还有研究表明氮肥深施能提高玉米光合能力，延长光合持续期，提高氮素吸收效率，增加干物质积累，从而获得高产，但超过15cm后反而下降[10];氮肥深施对辽东地区玉米产量及氮肥吸收利用情况尚缺少系统研究，因此针对辽东地区研究氮肥深施对玉米的影响对提升辽宁玉米生产水平、促进农民增产增收的同时保持生态环境的可持续发展有十分重要的意义。

　　1材料与方法

　　1.1试验点概况

　　试验于2016年在辽宁省丹东农业科学院凤城试验基地完成，玉米生育期5月-9月活动积温为3159.9℃·d，降雨量816.7mm，日照时数992h。试验地为棕壤土，0～20cm土层含有机质16g/kg，碱解氮65mg/kg，有效磷58mg/kg，速效钾31mg/kg。

　　1.2材料与方法

　　试验品种为丹玉801，采用裂区设计，主区为氮肥施用深度：为种下5cm(P)和种下15cm(S)，副区为施氮量：分别为不施氮0(N0)、低氮90(N90)、中氮180(N180)、高氮300(N300)kg/hm2，各处理施磷量75kg/hm2，施钾量120kg/hm2，氮肥为尿素，含氮量≥464g/kg，磷肥为过磷酸钙，含P2O5量≥120g/kg，钾肥为氯化钾，含K2O量≥600g/kg，8个处理，3次重复，小区面积48m2，全部磷、钾肥和氮肥的40%于播种前一次性基施，剩余的60%于大喇叭口期一次性追施。

　　4月29日播种，种植密度5.25万株/hm2，9月25日收获。1.3测定项目与方法产量及产量构成：收获前调查每小区果穗结实≥20粒的果穗数量折算穗数，成熟收获后称取小区总穗鲜重，按平均穗重法选取15穗果穗进行室内考种，测定穗长、穗粗、秃尖长、行数、行粒数、千粒重及籽粒含水量，计算穗粒数和产量，千粒重和产量按14%含水率折算。

　　2结果与分析

　　2.1不同处理对玉米产量构成因素和穗部性状的影响

　　8个处理的产量及产量构成因素结果：产量及产量构成因素受施肥深度的影响不显著，受施氮量影响均显著，施肥深度及施氮量的互作效应对产量、穗数及穗粒数的影响显著。产量随施氮量的增加而升高，从8个处理的产量结果可以看出：SN300最高，SN180其次，PN300随后，PN180位居第四位，4者间差异不显著，PN300、PN180、SN90和PN90的产量间差异不显著。

　　穗数受施氮量和施肥深度与施氮量交互效应的影响不敏感，其中SN180的穗数最多，SN0最少，SN0显著低于其他7个处理，其他7个处理间差异不显著。施氮量和施肥深度与施氮量的互作效应对穗粒数影响显著，施氮处理(N300、N180、N90)的穗粒数显著高于不施氮处理(N0)，深施处理穗粒数由多到少依次为SN180>SN300>SN90，三者间差异不显著，PN300位居第四位，PN180和PN90随后，三者与SN300及SN90差异不显著。千粒重受施氮量的影响显著，但受施肥深度和施肥深度与施氮量互作效应的影响不显著。

　　2.2施肥深度和施氮量对玉米干物重积累和氮素利用效率的影响

　　施肥深度及施氮量对玉米不同生育时期干物质积累量的影响结果：施肥深度对拔节期、大喇叭口期、吐丝期和灌浆中期的干物质积累量影响均显著，仅对成熟期玉米干物质积累量影响不显著，可以看出，深施处理有利于促进玉米植株的生长，可显著提高成熟期以前玉米植株的干物质积累量。施氮量对玉米各个生育时期干物质积累量的影响均显著，随着施氮量的增加，干物质积累量显著提高，均以N300处理最大，吐丝期以后增加趋势更明显，说明增施氮肥是促进玉米植株生长，提高玉米干物质积累量的有效措施。施肥深度及施氮量的互作效应对拔节期、吐丝期和灌浆中期干物质积累量的影响显著，对大喇叭口期和成熟期的影响不显著，8个处理不同生育时期的干物质积累量结果。

　　3讨论与结论

　　氮肥深施通过增强土壤胶体的吸附能力和减少因挥发和淋溶造成的损失，从而提高氮肥利用效率;同时，氮肥深施还有利于出苗整齐，增加玉米株高和叶片数，提高叶面积指数和叶片叶绿素含量，增强植株的净光合速率，延长叶片光合持续期，使玉米生长后期保持较好的生物学性状，进而促进穗长、穗粒数、千粒重和产量的增加[10-12]。

　　本研究中，施肥深度通过与施氮量的互作效应实现玉米穗数和穗粒数的增加，促进玉米果穗的增长、增粗，进而提高玉米产量，其中SN300产量最高，SN180次之，分别比PN300和PN180增产7.75%和8.68%，由此可见，氮肥深施有利于辽东地区玉米产量的提高。植株干物质积累状况对玉米产量有直接影响，本研究中，拔节期、大喇叭口期、吐丝期和灌浆期氮肥深施处理的干物质积累量显著高于普通施肥处理，分别比普通施肥处理提高8.81、15.75、6.36和7.86个百分点。

　　大喇叭口期至灌浆中期是植株干物质积累的主要阶段，氮肥深施处理大喇叭口期至吐丝期玉米干物质积累量占整个生育期干物质积累量的17.21%，比普通施肥处理提高0.79个百分点，吐丝期至灌浆中期各处理干物质积累量占整个生育期干物质积累量的33.0%~59.5%，氮肥深施处理比普通施肥提高6.37个百分点，可以看出，在辽东地区，氮肥深施可有效的提高植株的干物质积累量，特别是植株花后的干物质积累，有利于玉米籽粒产量的提高，从而促进增产，与前人研究结果一致[12,13]。我国肥料利用效率低，同时农田化学氮肥的损失易对环境造成不良影响，因此改进施肥技术，通过降低氮肥损失率来提高氮肥的吸收利用效率具有相当大的潜力[2]。

　　氮肥深施能抑制氨挥发，从而提高氮肥利用率[14]，研究表明：玉米种子正下方深度施氮优于根侧施氮，以8~16cm为宜[15];一定深度范围内氮肥利用率随尿素施用深度的增加而升高，施用深度0cm、5cm、10cm和15cm的氮肥利用率依次为39.67%、44.92%、53.11%和52.65%[16];本研究中，氮肥深施可显著提高玉米的氮肥生理利用率和氮肥农学利用率，说明氮肥深施可提高玉米植株对土壤中氮素的吸收能力，促进植株的生长发育，有利于花后植株氮素向籽粒转移，从而实现增产。

　　偏生产力是反应土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标，比较适合我国目前土壤和环境养分供应量大、化肥增产效益下降的事实，是评价肥料利用率的适宜指标[17]，一般认为氮肥的偏生产力在40~80kg/kg之间，大于60kg/kg表明氮素管理较好或施肥量较低[18]，本地区，氮肥深施虽有利于氮肥偏生产力的提高，但仍有很大提升空间。

　　从本研究可以看出：在辽东地区，氮肥深施通过增加玉米果穗穗长、穗粗，促进穗数和穗粒数的增多，提高植株干物质积累量，特别是大喇叭口期至灌浆中期的干物质积累量，为玉米高产奠定生物量基础，同时，氮肥深施可提高玉米植株对氮素的利用效率，调节土壤养分与植株养分平衡，促进玉米植株生长的同时，有利于减少农田肥料损失，从而降低肥料施用过量造成的环境污染，为实现生态环境的可持续发展奠定基础。

　　参考文献：

　　[1]中国国家统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2018.

　　[2]朱兆良,金继运.保障我国粮食安全的肥料问题[J].植物营养与肥料学报,2013,19(2):259-273.

　　[3]李书田,金继运.中国不同区域农田养分输入、输出与平衡[J].中国农业科学,2011,44(20):4207-4229.

　　[4]白由路.植物营养与肥料研究的回顾与展望[J].中国农业科学,2015,48(17):3477-3492.

　　[5]侯云鹏,陆小平,赵世英,等.平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响[J].玉米科学,2014,22(4):126-131.

　　[6]周伟,吕腾飞,杨志平,等.氮肥种类及运筹技术调控土壤氮素损失的研究进展[J].应用生态学报,2016,27(9):3051-3058.

　　[7]刘海东,唐湘如,赵烈,等.不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移的影响[J].华北农学报,2016,31(5):216-221.

　　作者：樊叶1，樊琳琳2，薛兵东1，王秀凤1，那明慧1，付俊1，高洪敏1，张丽丽1，*

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