氮肥用量对旱地玉米产量及产值的影响

刘淑军，黄 晶，梁海军，秦道珠

（1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；2.国家水稻产业祁阳综合试验站，湖南 祁阳 426182；3.祁阳县农业局，湖南 祁阳 426100）

玉米是我国的重要粮食、饲料加工和工业原料作物，在国民经济发展和人民生活中占有重要的地位[1-2]。玉米作为需氮较多的作物，对氮的吸收比其他任何元素都要多[3]，而且施氮量的多少、施肥期的不同均会对玉米的生长发育产生巨大影响[4-5]，生产中氮肥投入也不断增加，在施肥上存在氮肥过量或不合理施肥现象，造成肥料利用率很低，施肥成本高、经济效益下降[6]。并且过量的氮肥投入导致环境污染，也造成了氮肥的大量损失[7-8]。因此，在湘南红壤丘陵区第四纪红壤旱地设置一系列试验，研究了氮肥水平对旱地玉米的产量、产值、氮肥利用率的影响，以此获得最佳氮肥施用量，为玉米的氮肥合理施用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

试验于2010年3月到8月在祁阳县文富市镇官山坪中国农业科学院祁阳红壤实验站进行。供试土壤为湘南红壤丘陵区第四纪红壤发育的典型旱坡地土壤。面积1 200 m2，肥力中等。2010年3月24日取其耕层0～20 cm 土壤测得主要理化性状：有机质、全氮、全磷、全钾分别为23.30、1.28、0.68、11.23 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾分别为125.4、7.1、75.3 mg/kg，pH 值5.1。

1.2 供试作物品种与肥料

供试玉米品种为杂交玉米中熟品种鑫大棒（河南产）。供试肥料种类：尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O512%）、氯化钾（含K2O 60%）。

1.3 试验设计

试验在施用P、K 肥料、时期、方法完全一致的基础上，设计氮肥单因素5 水平田间肥效试验，各处理试验小区肥料用量详见表1。肥料施用方法：磷肥100%做基肥；氮肥40%在3～4 叶期施用，60%在7～8 叶时期施用；钾肥40%做基肥，60%钾肥作追肥（玉米7～8 叶期），结合中耕培土一次施用。试验小区面积20 m2，3 次重复，随机区组排列。玉米栽植密度为60 cm×40 cm，4.17 万穴/hm2，每穴双株。4月17日播种，4月22日出苗，6月10～16日抽雄，8月15日收获。大田生育期共120 d。

表1 玉米氮肥试验处理及肥料用量 （kg/hm2）

1.4 试验分析、记载主要内容

试验开始前采集耕层0～20 cm 基础土样，分析土壤有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮、有效磷、速效钾及pH。采用常规分析法[9]，即有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法，全氮采用半微量开氏法，全磷、全钾采用NaOH 熔融法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用Olsen 法，速效钾采用乙酸铵浸提，火焰光度法测定。

玉米收获时，调查有效穗数、株高、茎粗、穗粗、单穗粒重、百粒重等经济性状，并采集籽粒、秸秆样品，测定干物质量，分析籽粒、秸秆全氮养分含量。全氮采用H2SO4-H2O2消煮，蒸馏法测定。各小区分籽粒、秸秆单收单称、计算产量，并统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对玉米植株农艺及经济性状的影响

从表2 结果可看出，在不施用氮肥的情况下，玉米的有效穗数、株高、茎粗、穗粗均低于部分施氮肥的处理，统计分析结果表明，各处理之间的差异均未达到显著水平，可见，氮肥的施用对有效穗数、株高、茎粗、穗粗影响不明显。在氮肥用量提高到300 kg/hm2时，有效穗数、茎粗、穗粗和单穗粒重反而低于对照处理。氮肥的施用提高了玉米的单穗粒重和百粒重，在氮肥用量<225 kg/hm2时，两者均随着氮肥用量的增加而增加，以N225处理的单穗粒重和百粒重最高。统计分析结果表明，各处理之间的百粒重差异达到显著水平。

表2 氮肥不同施用量对玉米植株农艺及经济性状的影响

2.2 氮肥用量对玉米籽粒及秸秆产量的影响

表3 可见：在氮肥施用量<225 kg/hm2时，施用氮肥提高了玉米籽粒的产量，且随着施用量的增加逐渐增加，N75、N150、N225处理的玉米籽粒产量分别比N0处理增加9.0%、16.0%、37.3%，并且N225处理和不施氮肥的N0处理之间的差异呈显著水平，增产效果显著。而当氮肥施用量达到300 kg/hm2时，籽粒产量明显下降，比N0处理减产7.3%。

表3 氮肥不同施用量对玉米籽粒及秸秆产量的影响

在氮肥施用量<225 kg/hm2时，施用氮肥提高了玉米秸秆产量，N75、N150、N225处理的秸秆产量分别比N0处理增加15.4%、36.3%、19.7%，所有施氮肥的处理和不施氮肥的N0处理之间无显著性差异，增产效果不明显，当氮肥用量增加到300 kg/hm2时，秸秆产量明显下降，比N0处理减产8.5%。

2.3 氮肥用量对玉米总吸氮量和氮肥利用率的影响

不同氮肥用量下玉米籽粒和秸秆总吸氮量见表4，结果表明：籽粒总吸氮量明显高于秸秆总吸氮量，氮肥的施用提高了籽粒和秸秆的总吸氮量，其中以N225处理的籽粒、秸秆总吸氮量最高，分别为67.4、24.9 kg/hm2，当施氮量达到300 kg/hm2时，籽粒和秸秆的总吸氮量均下降。氮肥利用率以N225处理最高，为16.6%，明显高于N300处理，其次为N75处理，为15.7%。从以上的结果可以得出：对于提高籽粒、秸秆的总吸氮量及氮肥利用率来说，最合适的氮肥施用量为225 kg/hm2。

表4 氮肥不同施用量对玉米籽粒及秸秆总吸氮量和氮肥利用率的影响

2.4 氮肥用量对玉米产值效益的影响

玉米生物总量包括籽粒和秸秆。玉米籽粒一般用作动物饲料等；秸秆一般被焚烧。因此，在计算玉米产值时仅包括玉米籽粒。不同施氮量下的玉米纯增收入见表5，N0处理的玉米纯增收入为5 547.3元/hm2，4 个施氮处理N75、N150、N225、N300的玉米纯增收入分别5 726.1、5 778.1、6 730.0、3 518.7 元/hm2，结果表明：施氮量为225 kg/hm2时，玉米的纯增收入最高，比N0处理增加21.3%，继续增加氮肥用量到300 kg/hm2，玉米纯增收入迅速下降，比N0处理减少36.6%。因此，对于施用氮肥提高玉米产值来说，最合适的施氮量为225 kg/hm2。

表5 氮肥不同施用量对玉米产值的影响

3 结 论

（1）施用氮肥能提高玉米的单穗粒重和百粒重，在氮肥用量<225 kg/hm2时，随着氮肥用量的增加而增加，以N225处理的单穗粒重和百粒重最高，对有效穗数、株高、茎粗、穗粗影响不明显。

（2）施用合适的氮肥能够明显提高玉米的籽粒产量，其中最合适的氮肥施用量为225 kg/hm2，产量达到4 570.6 kg/hm2，比不施氮肥的对照处理增产37.3%，而当氮肥用量增加到300 kg/hm2时，籽粒产量明显下降，甚至低于对照处理。可见，盲目的增加氮肥用量并不能起到增加玉米籽粒产量的效果，反而造成籽粒产量下降，肥料资源浪费。

（3）施用氮肥可以提高籽粒和秸秆的总吸氮量，各施氮处理的氮肥利用率为3.8%～16.6%，在氮肥施用量为225 kg/hm2时达到最高值。

（4）各施氮处理的玉米产值为3 518.7～6 730.0元/hm2，合适的氮肥用量可以提高玉米产值，其中最为合适的氮肥水平为225 kg/hm2。

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