制种玉米氮肥增效剂最佳施用量研究

唐伟杰，杨 霞，闫治斌，秦嘉海，肖占文，赵芸晨

（1.张掖市经济作物技术推广站，甘肃张掖 734000；2.甘肃万向德农马铃薯种业有限公司，甘肃 张掖 734000；3.甘肃敦煌种业股份有限公司，甘肃 酒泉 735000；4.河西学院，甘肃 张掖 734000）

甘肃河西内陆灌区水资源丰富，光照时间长，昼夜温差大，气候干燥，天然隔离条件好，是玉米制种和贮藏的理想场所。截止2011年底，河西走廊杂交玉米制种面积达到150万亩[1]。目前存在的主要问题是：化学肥料氮磷投入量与有机肥料氮磷投入量比例为100：28，氮肥施入土壤后，铵态氮被硝化细菌还原为硝态氮淋溶损失，降低了氮肥的利用率，增加了施肥成本[2]。因此，研究和开发氮肥增效剂，减少化肥施用量成为杂交玉米制种的关键所在。有关氮肥增效剂的研究，前人做了大量的研究工作[3～11]，而制种玉米氮肥增效剂最佳施用量的研究目前未见文献报道。本文以制种玉米氮肥增效剂最佳施用量的研究为切入点，旨在探索氮肥增效剂与制种玉米增产效益和最佳施用量，为氮肥增效剂的合理施用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地点概况：试验于2011年在张掖市甘州区甘俊镇高家庄村四社进行，海拔高度1560 m，年均气温6.8℃，年均降水量110 mm，年均蒸发量1950 mm。土壤类型为淡灌漠土[12]，0～20 cm土层含有机质16.35 g/kg，碱解氮 65.82 mg/kg，速效磷 8.64 mg/kg，速效钾 165.34 mg/kg，pH值8.21。

1.1.2 参试材料：（1）氮肥增效剂：上海碧晶农业科技有限公司产品，主要功能是抑制硝化细菌的活性，提高氮肥利用率。（2）多功能复混肥：含有机质54.2%，N 9.65%，P2O54.1%，Zn 0.16%。

1.1.3 参试作物：玉米品种郑单958。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理：每个处理在亩施多功能复混肥125 kg的基础上，氮肥增效剂施用量设计为0.00 g（CK）、133 g、267 g、400 g、533 g 5 个处理。 重复 3 次，随机区组排列。每个处理亩施多功能复混肥125 kg做肥底。

1.2.2 田间种植方法：试验小区面积为32 m2（8 m×4 m），每个小区四周筑埂，埂宽40 cm，埂高30 cm。多功能复混肥1/3在播种时施入20 cm土层，2/3在玉米大喇叭口期结合灌水追施。不同处理的氮肥增效剂稀释100倍液，在玉米拔节期灌水时随水冲施在土壤中。播种时间2011年4月20日，母本定植株距25 cm，行距50 cm，父本以满天星配置，株距50 cm。分别在玉米拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、乳熟期各灌水一次，每个小区灌水量相等。

1.2.3 测定项目与方法：玉米出苗60天后测定玉米植物学性状；收获时分别在试验小区内随机采集30株，测定经济性状，每个小区单独收获，将小区产量折合成亩产进行统计分析。玉米幼苗茎粗采用游标卡尺法测定，玉米幼苗地上干重采用105℃烘箱杀青30 min，80℃烘干至恒重。

1.2.4 数据统计方法：植物学性状、经济性状采用DPS V13.0软件进行直线回归分析，边际产量按公式“后一个处理产量-前一个处理产量”求得；边际产值按公式“边际产量×产品价格”求得；边际施肥量按公式“后一个处理施肥量-前一个处理施肥量”求得；边际成本按公式“边际施肥量×肥料价格”求得；边际利润按公式“边际产值-边际成本”求得。依据经济效益最佳施用量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效剂经济效益最佳施用量 （x0）[13，14]； 依据肥料效应回归方程式y=a+bx-cx2，求得氮肥增效剂经济效益最佳施用量时的玉米理论产量（y）[15]。

2 结果分析

2.1 氮肥增效剂对玉米植物学性状的影响

从玉米出苗60天后测定结果（表1）可以看出，不同梯度的氮肥增效剂施用量与玉米幼苗株高、茎粗、生长速度、地上部分鲜重、地上部分干重呈正相关，其直线回归方程分别为 y=85.5140+0.1679x、y=1.4900+0.0215x、y=8.7300+0.0234x、y=158.32+1.9840x、y=55.3940+0.7025x，相关系数（r）分别为 0.8995、0.9586、0.9161、0.9025、0.9070。氮肥增效剂亩施用量533 g时，玉米幼苗株高、茎粗、生长速度、地上部分鲜重、地上部分干重比CK分别增加1.43cm、0.17mm、0.20mm/d、13.79 g/株，4.91 g/株。

表1 氮肥增效剂对玉米幼苗生物学性状的影响

2.2 氮肥增效剂对玉米经济性状和产量的影响

据2011年9月28日玉米收获后测定结果（表2）可以看出，氮肥增效剂施用量与玉米穗粒数、穗粒重、百粒重、产量呈正相关，其直线回归方程分别为y=262.7560+1.4669x、y=74.4720+0.4335x、y=29.3460+0.0960x、y=6015.5560+46.1755x，相关系数（r）分别为0.9572、0.9951、0.9687、0.9809。 氮肥增效剂亩施用量533 g时，玉米穗粒数、穗粒重、百粒重、产量、增产率比CK 分 别 增 加 9.97 粒 、3.33 g、0.77 g、24.39 kg/亩 、6.11%。

表2 氮肥增效剂对玉米经济性状和产量的影响

2.3 氮肥增效剂对玉米增产效应和经济效益的影响

采用经济学原理进行分析可以看出：随着氮肥增效剂施用量的增加，玉米边际亩产量由最初的9.04 kg递减到2.56 kg，符合报酬递减律。从经济效益变化来看，亩边际利润由21.95元递减到-5.27元，氮肥增效剂亩施用量在400 g的基础上再增加133 g，收益出现负值。由此可见，氮肥增效剂亩施用量400 g时，玉米增产效应和经济效益较好（表3）。

2.4 氮肥增效剂经济效益最佳施用量与玉米的理论产量

将氮肥增效剂不同施用量与玉米产量间的关系应用肥料效应回归方程y=a+bx-cx2拟合，得到的回归方程是y=5986.16+45.9052x-1.4446x2；对回归方程进行显著性测验，F=19.56**，＞F0.01=16.62，r=0.9865**，说明回归方程拟合良好。氮肥增效剂价格 （Px）为120.00元/kg，玉米价格（Py）为 4.20 元/kg，将 Px、Py、回归方程的b和c代入经济效益最佳施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效剂经济效益最佳亩施用量（x0） 为 4.00 g。 将 x0代入回归方程 y=5986.16+45.9052x-1.4446x2， 求得玉米的理论亩产量 （y）为420.90 kg，计算结果与田间试验处理4相吻合（表3）。

表3 氮肥增效剂对玉米增产效应及经济效益分析

3 结论

氮肥增效剂施用量与玉米植物学性状、经济性状、产量呈正相关。随着氮肥增效剂施用量的增加，玉米边际产量、边际利润在递减，氮肥增效剂亩施用量在400 g的基础上再增加133 g，玉米收益出现负值。经回归统计分析，氮肥增效剂施用量与玉米产量间肥料效应回归方程是：y=5986.16+45.9052x-1.4446x2，氮肥增效剂经济效益最佳亩施肥量为400 g，玉米的理论亩产量为420.90 kg，计算结果与田间试验处理4相吻合。

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