控释氮肥施用位置对夏玉米产量及养分利用的影响

李子双++谭德水++赵同凯++李洪杰++王薇++赵文路++张桂祥++王蔷

摘要：为探讨控释氮肥一次性施用位置对夏玉米产量和养分利用的影响，通过两年田间定位试验，与普通氮肥优化施肥进行对比，研究了在不同位置一次性施用控释氮肥对夏玉米产量、养分积累与利用等方面的作用效果。结果表明，与优化施肥（T2）相比， 分层次施控释肥（T5）可有效提高夏玉米产量，2015年和2016年实收产量分别增加5.64%和3.97%；氮素积累量提高25.07 kg/hm2，且提高氮素向籽粒的轉运比例达5.41个百分点，氮肥利用率增加29.96%，农民纯收益增加达1 137.27元/hm2。

关键词：夏玉米；控释氮肥；施肥位置；氮肥利用率

中图分类号：S513.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）06-0079-04

AbstractIn order to investigate the effect of one-time application location of controlled release nitrogen fertilizer on yield and nutrient utilization of summer maize， through the field location experiments for two years， compared with the ordinary optimal nitrogen fertilization， the effects of different locations of one-time application of controlled release nitrogen fertilizer on yield， nutrient accumulation and utilization of summer maize were studied. The results showed that compared with the optimized fertilization （T2）， the hierarchical application of controlled release fertilizer （T5） could effectively increase the yield of summer maize. In 2015 and 2016， the harvest yield increased by 5.64% and 3.97%； the amount of nitrogen accumulation increased by 25.07 kg/hm2； the ratio of nitrogen translocation to grain increased by 5.41 percentage points； the nitrogen utilization rate increased by 29.96%； the net income of farmers increased by 1 137.27 yuan/hm2.

KeywordsSummer maize； Controlled release nitrogen fertilizer； Fertilization position； N use efficiency

中国是世界上的肥料消耗大国，长期以来，农民为提高产量盲目施肥现象严重，肥料利用率低，我国氮肥的当季利用率仅为30%～35%，农业生产成本增加，环境污染严重，这一系列的问题已经引起各界的关注[1-3]。随着经济的发展，很多农民播种后就进城打工，夏玉米后期追肥没有保证，大部分农户选择了“一炮轰”和大面积撒施的施肥方式，这无疑进一步降低了当前的肥料利用率。因此如何在保证产量的同时提高肥料利用率成为目前研究的重点问题之一[4]。控释肥因具有养分释放与作物吸收同步的特点而成为提高作物产量和氮肥利用效率的有效途径之一[5-8]。控释肥实现了一次性施肥技术，这项技术不仅简化生产操作环节，减少劳动力投入，而且在保证作物稳产的条件下可以增加农民收入。为实现一次性施肥的精准性以满足作物不同生育期的养分需求并提高肥料利用效率，本试验研究了不同层次不同位置施用控释肥对夏玉米产量及养分利用的影响，旨在探讨德州市夏玉米的合理施肥模式，为控释肥在生产上的应用提供技术参考。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2015—2016年在山东省德州市农业科学研究院科技园（E116°20′35.7″、N37°21′24.5″）进行。该地区属于温带大陆性季风气候，年平均日照时数2 724.8 h，年平均气温12.9℃，年平均降水量439.5～593.5 mm，资源丰富，雨热同季。供试土壤类型为潮土，砂质壤土，有机质含量1.12%，耕层土壤基本理化性状为：pH值8.1，全氮2.868 g/kg，速效钾59.54 mg/kg，有效磷21.66 mg/kg。

1.2供试材料

供试玉米品种为郑单958。供试肥料为控释氮肥（水性树脂包膜，膜可以生物降解，山东省农业科学院自行研制，N含量44%），普通肥料包括尿素（N含量46%）、过磷酸钙（P2O5含量12%）、硫酸钾（K2O含量50%）。

1.3试验设计

试验设5个处理，随机区组排列，重复3次，小区面积40 m2。T1处理：不施氮肥，只施磷钾肥，P2O5投入量为 105 kg/hm2，K2O投入量为75 kg/hm2； 〖HJ*4/9〗T2处理：优化施肥（当地测土配方施肥推荐用量），尿素（纯N用量为240 kg/hm2），基追比为1∶2，基肥实行种肥同播（在种子侧面10 cm），追肥地面撒施； T3处理：全部控释氮肥（纯N用量为240 kg/hm2，下同）在播种玉米时一次性沟施（在种子正下方与地表垂直8～10 cm）；T4处理：全部控释氮肥在播种玉米时一次性沟施（在种子下与地表垂直距离为8～10 cm，在播种行一侧横向距离10～12 cm）；T5处理：全部控释氮肥在播种玉米时一次性沟施（在种子下与地表垂直距离为8～10 cm和20 cm两层，在播种行一侧横向距离10～12 cm处施用，上层氮占总氮的30%左右，下层氮占总氮的70%左右）。所有处理的磷钾肥用量相同，且全部在播种前统一基施。

1.4测定项目与方法

1.4.1样品采集与测定玉米成熟后实收小区中间三行测产，并进行考种。植株干物质重及全氮含量采用均匀布五点取样，105℃杀青30 min，80℃烘干称植株重，粉碎保留，用自动定氮仪（KDY-9830） 测定样品全氮，重复3次。

1.4.2氮肥利用率的计算方法参考文献[9-11]的方法，氮肥利用率（%）=（施氮区地上部吸氮量-不施氮区地上部吸氮量）/施氮量×100。

1.5数据处理

采用Micrsofot Excel 2007软件对数据进行处理和作图，采用DPS 7.05统计软件进行方差分析和多重比较。

2结果与分析

2.1不同施肥处理对夏玉米产量及其构成因素的影响

由表1可以看出，2015年与2016年T2、T3、T4与T5处理夏玉米的千粒重、穗行数、行粒数以及产量均显著高于不施氮肥的T1处理；2015年施用氮肥的处理在千粒重、穗行数和行粒数间无显著差异；2016年施用氮肥的处理在穗行数和行粒数间无显著差异；无论是从理论产量还是从实际产量看，施用控释肥的T4和T5两处理的平均产量高于优化施肥（T2）处理；连续两年T5处理的实际产量均显著高于其他处理；与优化施肥（T2）相比， T5处理两年实际产量分别增加5.64%和3.97%，T3和T4处理的产量与T2处理差异不显著。

2.2不同施肥处理对夏玉米植株氮素吸收与分配的影响

利用两年试验结果的平均值得出夏玉米植株的氮素吸收量与分配比例（表2），由表2看出，施用控释肥处理（T3、T4、T5）的氮素吸收量要高于优化施肥处理（T2）；其中T5处理的植株氮素吸收总量最高，与T2处理相比提高25.07 kg/hm2，差异达显著水平，其次是T4和T3处理；从各器官的氮素吸收量分配看，施氮肥处理的茎秆氮素吸收量均大于叶片的氮素吸收量，籽粒分配比例明显高于茎秆和叶片，控释肥处理（T3、T4、T5）籽粒氮的平均分配比例明显高于优化施肥处理（T2），其中，T3和T5处理的氮素向籽粒转运比例达62.34%和61.05%，比T2处理分别高6.70个百分点和5.41个百分点。

2.3不同施肥位置对夏玉米氮肥利用率的影响

由图1看出，控释氮肥处理（T3、T4、T5）的氮肥利用率均高于优化施肥处理（T2），其中T3与T4处理的氮肥利用率略高于T2处理，T5处理的氮肥利用率最高，比T2处理高29.96%，差异达显著水平。

2.4不同施肥位置对夏玉米经济效益的影响

由表3看出，在氮肥投入量一致的情况下，控释肥处理（T3、T4、T5）的肥料成本比普通化肥处理（T2）增加132元/hm2，但一次性施肥人工费减少450元/hm2。从纯收益看，控释肥处理高于普通化肥处理2.50%～9.96%，其中分层施肥处理（T5）最高，净增收益达1 137.27元/hm2。

3讨论与结论

目前，缓/控释肥在玉米上的应用已有很多报道，而且增产效果明显，同时能有效提高氮肥利用率[12，13]。玉米控释肥种类繁多[14-16]，但最佳施肥位置却鲜有报道。植株养分吸收积累直接影响夏玉米的生长发育，进而影响产量[17，18]。本研究采用可降解水溶性包膜材料的控释肥进行试验，无论是价格还是环境方面都优于其他包膜材料。从产量上分析，分层次施控释肥（T5）与其他施肥方式相比，能显著提高夏玉米的产量。而且T5处理的植株氮素吸收总量最高，与T2处理差异显著；从各个器官的氮素吸收量的分配看，施于根系正下方的处理（T3）与分层次施控释肥（T5）的处理籽粒氮分配比例明显高于优化施肥处理（T2）。氮肥利用率是氮肥利用效率的重要指标[19]，控释氮肥处理的氮肥利用率高于普通化肥处理，其中分层次施控释肥处理（T5）的氮肥利用率最高，比普通化肥处理（T2）提高29.96%。

控释肥利用其控释的原理可以实现夏玉米的一次性施肥技术，免除了繁重的人工追肥，节省人工成本，达到了节本增效的效果，符合目前我国肥料的发展趋势和农民需求。本试验通过对夏玉米的生产成本及效益的分析得出，在氮肥投入量一致的情况下，控释肥处理（T3、T4、T5）的纯收益高于普通化肥处理2.50%～9.96%，其中分层施肥处理（T5）最高，净增收益达1 137.27元/hm2。考虑到目前种植玉米的机械水平和生态环境效应，控释肥的施肥位置还有待开展进一步研究，以达到精准施肥的目的。

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