氮肥运筹对春玉米生长动态与产量及经济效益的影响

董 智，靖 凯，邓林军，董 俊，向午燕，侯志研

（辽宁省农业科学院耕作栽培研究所，辽宁沈阳 110161）

氮肥运筹对春玉米生长动态与产量及经济效益的影响

董 智，靖 凯，邓林军，董 俊，向午燕，侯志研

（辽宁省农业科学院耕作栽培研究所，辽宁沈阳 110161）

在辽宁省农业科学院大固本玉米综合试验示范基地，通过田间试验研究氮肥运筹对春玉米的生长、产量及经济效益的影响。结果表明：氮肥施用比例适当后移，有利于叶面积指数的稳定，进而提升玉米的株高及地上部干物质的积累。氮肥追施两次（N1：6：3）的产量最高，较一次性施氮的产量提高16．9%，经济效益达14 146元／hm2，增收17．4%，产投比提高0．1%。随着玉米专用缓释肥的发展、玉米价格的波动及劳动成本的上升，玉米一次性施肥还有很大的发展空间。

玉米；产量；氮肥运筹；经济效益

玉米自身不具备固氮能力，其生长发育所需的氮素须从土壤中吸收，以施肥的方式补充氮素是实现玉米高产的有效措施之一［1～2］。通过科学合理地调整氮肥基肥和追肥比例，可以提高春玉米产量和土地可持续生产能力，进而实现经济效益和环境效益协调发展，然而，无论何种氮肥运筹均会在一定程度上增加劳动投入和资源消耗［3～6］。关于氮肥用量及施用比例对玉米产量的影响已进行了许多研究［1～12］，本试验通过研究半干旱地区氮肥运筹对春玉米生长动态、产量及经济效益的综合影响，旨在为玉米高产高效中氮肥的合理调控提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2014年在辽宁省农业科学院大固本玉米综合试验示范基地（122°13’E，42°15′N）进行，位于辽宁省阜蒙县大固本镇平安地村。该地区多年平均气温7．2℃，降雨量481 mm，5～9月份降雨量占全年降雨量的86%以上（阜蒙县气象局）。2014年5～9月份降雨量（基地自测）为306 mm。试验区土壤为褐土，轻质沙壤土，试验地0～20 cm土壤基本养分含量：全氮0．62 g／kg，有效磷17．23 mg／kg，速效钾88．72 mg／kg，有机质12．68 g／kg。

1.2 试验设计

试验设4个处理，即：T1（底施氮肥10%＋拔节期60%＋吐丝期30%）、T2（底施氮肥10%＋拔节期75%＋吐丝期15%）、T3（底施氮肥10%＋拔节期90%）和T4（氮肥全部底施，不设追肥）。依据该地区传统施肥量，尿素为450 kg／hm2，磷酸二铵为130 kg／hm2，硫酸钾为113 kg／hm2，每个处理的施肥量相同，施用方式不同，磷钾肥及部分氮肥随播种一次施入，氮肥按照试验处理施用，追肥采用穴施，距离玉米10～15 cm，穴深7 cm左右。

供试品种为郑单958，种植密度为60 000株／hm2。试验小区面积为40 m2，每小区种植8行，行距50 cm，株距33 cm，随机区组设计，3次重复。5月7日人工标尺摆播，设计密度均匀一致，9月27日收获，试验期间无灌溉，其它管理同与当地大田。

1.3 测定项目与方法

叶面积、株高测定：苗期选取生长情况处于小区平均水平的玉米10株，作为代表性植株进行标记，分别于拔节期（6月22日）、开花期（7月28日）、灌浆期（8月19日）测量叶片的长、宽，展开叶叶面积＝0．75×长×宽，未展开叶叶面积＝0．5×长×宽；同时，测量株高，抽穗前计算地面至叶片捋直的高度，抽穗后计算地面至雄蕊顶端的高度。

地上部干物质：地上部干物质计算地面以上所有部分风干后的重量，每个处理取样3株。

产量及其构成因素：收获时对每个区进行取样（中间2垄，全部收获），收获的样品穗全部装入网袋带回，晒干后考种。从中选出均匀样品穗5个，测定穗粒数、百粒重、穗长、穗粗、秃尖，样品全部脱粒称重，采用PM-8188谷物水分测定仪测定含水量，然后折算成标准含水量（14%）下的产量。

1.4 数据处理

采用EXCEL 2010进行数据处理，SPSS 20．0软件进行差异显著性检验（LSD法），用Origin 8．5作图。

2 结果与分析

2.1 氮肥运筹对玉米株高的影响

由氮肥运筹对玉米株高动态影响（图1）可以看出，氮肥处理对玉米苗期株高影响呈现为：T4＞T3＞T1＞T2，一次性施氮处理的株高显著高于分次施氮，分别比分次施氮处理高10．7%～20．6%，分次施氮各处理间差异不显著。拔节期玉米的株高表现为：T4＞T2＞T1＞T3，一次性施氮处理较分次施氮处理高2．5%～3．4%。自开花期分次施氮处理的玉米株高与一次性施肥的株高的差值逐渐变小，到灌浆期时T2和T3处理的株高高于T4，分别比T4高1．4%和3．2%；在乳熟期表现为：T2＞T3＞T1＞T4，分次施氮处理比一次性施氮处理的株高依次提高0．7%～2．5%。

2.2 氮肥运筹对玉米叶面积指数的影响

叶面积指数（LAI）是反映植物群体生长状况的一个重要指标，其大小直接与最终产量高低密切相关。由氮肥运筹对玉米叶面积指数动态影响（图1）可以看出，开花期灌浆期以前一次性施氮有利于玉米叶面积指数的提升，在苗期一次性施氮处理（T4）依次比分次施氮处理（T1／T2／T3）提高7．7%～11．5%，拔节期依次提高18．7%～20．6%，开花期提高1．2%～13．6%；自灌浆期分次施氮处理的叶面积指数高于一次性施氮，在灌浆期和乳熟期分次施氮处理依次比一次性施氮处理提高2．9%～6．6%和2．7%～15．2%。说明氮肥后移有利于玉米群体后期叶面积的稳定，进而促进玉米后期光合产物的合成与积累［7～9］。

2.3 氮肥运筹对玉米地上部干物质积累的影响

干物质（生物量）是产量形成的基础，作物要获得较高的产量，必须协调“源、库、流”的发展，进而形成较多的干物质，保障最终产量。由图2中的数据可知，氮肥运筹对玉米地上部干物质积累的变化趋势与叶面积指数相似，在灌浆期以前一次性施氮处理的优势明显，苗期一次性施氮处理（T4）依次比分次施氮处理（T1／T2／T3）提高11．9%～16．4%，拔节期和开花期分别提高10．0%～19．3%和7．5%～11．1%。氮肥后移有利于玉米后期地上部干物质的积累［7～11］，由调查数据可知，灌浆期和乳熟期分次施氮处理分别比一次性施氮处理提高0．6%～3．3%和1．3%～15．1%。

图1 氮肥运筹对玉米株高和叶面积指数的动态影响

图2 氮肥运筹对玉米地上部干物质积累影响

2.4 氮肥运筹对玉米产量及其构成因素的影响

由表1中数据可知，各处理对玉米产量的影响呈现为：T1＞T2＞T3＞T4，追施一次氮肥（T3）和氮肥一次性施入处理（T4）对玉米产量的影响不显著，追施两次氮肥处理（T1、T2）的产量显著高于一次性施氮和追施一次氮肥，追施两次氮肥的处理间差异不显著，分次施氮处理的产量依次比一次性施氮处理提高0．9%～16．9%。分次施氮处理还显著提高了玉米的百粒重，分次施氮处理较一次性施氮处理依次提高0．8%～15．7%，而分次施氮处理间百粒重的差异不显著，百粒重相差1．0～2．5 g；同时，分次施氮处理还显著提高了玉米的穗粒数，依次比一次施氮处理提高7．9%～9．8%，分次施氮处理间的差异不显著。氮肥运筹处理对玉米穗粗和秃尖的影响差异不显著，玉米的穗长呈现为：T3＞T1＞T2＞T4，T1和T3处理较一次性施氮显著提高了玉米的穗长，分次施氮处理较一次性施氮处理的穗长依次提高7．4%～13．6%。

2.5 氮肥运筹对经济效益影响

由氮肥运筹对经济效益的影响（表2）可以看出，一次性施肥的产量虽然最低，但其经济效益却高于氮肥一次追施，各处理的经济效益呈现为：T1＞T2＞T4＞T3，分次施氮处理的经济效益分别比一次性施肥提高17．4%、13．0%和－1．9%。各处理的产投比呈现为：T1＞T4＞T2＞T3，分次施氮处理比一次性施肥分别提高0．1%、－1．7%和－5．3%。从产投比及经济效益方面考虑，氮肥适当后移处理是一种高产高效的生产方式，但考虑到玉米后期追肥的成本及劳动的条件，一次性施肥也有一定的优势。

表1 氮肥运筹对玉米产量及其构成因素的影响

表2 氮肥运筹条件的投入产出情况 （元／hm2）

3 讨论与结论

合理的氮肥运筹既能满足玉米的养分需求，又可避免养分流失，是玉米高产的重要措施［3，5］。本研究表明：通过适当增加吐丝期施氮比例，可以提高玉米的株高，显著增加干物质的积累量。并且，氮肥施用比例适当后移，有利于叶面积指数的稳定，进而促进生育后期的生长。氮肥追施两次（N1∶6∶3）的产量最高，较一次性施氮的产量提高16．9%，经济效益达14 146元／hm2，增收17．4%，产投比提高0．1%。氮肥运筹对玉米产量的影响与前人的研究结果基本相似［11～15］，但随着玉米专用缓释肥的发展、玉米价格的波动及劳动成本的上升，玉米一次性施肥还有很大的发展空间。本研究未考虑拔节后追肥量的增加对收获后土壤无机氮的残留的影响，因此对不同地区玉米合理氮肥运筹比例还需进一步研究。

［1］张玉，秦华东，伍龙，等．玉米根系生长特性及氮肥运筹对根系生长的影响［J］．中国农业大学学报，2014，19（6）：62～70．

［2］文熙宸，王小春，邓小燕，等．玉米——大豆套作模式下氮肥运筹对玉米产量及干物质积累与转运的影响［J］．作物学报，2015，41（3）：448～457．

［3］银敏华，李援农，李昊，等．氮肥运筹对夏玉米根系生长与氮素利用的影响［J］．农业机械学报，2016，47（6）：129～138．

［4］杨升辉，张延和，刘晶，等．超高产栽培氮肥运筹对春玉米穗部性状及产量的影响［J］．作物杂志，2011（6）：38～41．

［5］王寅，陈琪，高强，等．氮肥用量对吉林省玉米产量和氮肥利用效率的影响［J］．玉米科学，2016，24（5）：112～117．

［6］Randall G W，Vetsch J A，Huffman J R．Corn production on a subsurface-drained mollisol as affected by time of nitrogen application and nitrapyrin［J］．Agronomy Journal，2003，95：1213～1219．

［7］葛均筑，展茗，赵明，等．一次性施肥对长江中游春玉米产量及养分利用效率的影响［J］．植物营养与肥料学报，2013，19（5）：1073～1082．

［8］张建军，樊廷录，党翼，等．密度与氮肥运筹对陇东旱塬全膜双垄沟播春玉米产量及生理指标的影响［J］．中国农业科学，2015，48（22）：4574～4584．

［9］赵洪祥，曹敏建，边少锋，等．氮肥运筹对雨养条件下春玉米农艺性状影响［J］．玉米科学，2010，18（4）：115～120．

［10］姜涛．氮肥运筹对夏玉米产量、品质及植株养分含量的影响［J］．植物营养与肥料学报，2013，19（3）：559～565．

［11］冯尚宗，彭美祥，孔金花，等．氮肥运筹对高产夏玉米干物质积累、叶面积指数及产量的影响［J］．江西农业学报，2015，27（2）：1～6．

［12］丁民伟，崔彦宏，刘梦星，等．氮肥用量与施用时期及分配比例对夏玉米干物质积累的影响［J］．河北农业大学学报，2007，30（6）：1～4．

［13］高强，李德忠，汪娟娟，等．春玉米一次性施肥效果研究［J］．玉米科学，2007，15（4）：125～128．

［14］王宜伦，李潮海，谭金芳，等．超高产夏玉米植株氮素积累特征及一次性施肥效果研究［J］．中国农业科学，2010，43（15）：3151～3158．

［15］王蒙，赵兰坡，王立，等．不同氮肥运筹对东北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影响［J］．玉米科学，2012，20（6）：128～131．

Effects of Nitrogen Application Regime on Growth Dynamics，Yield and Economical Benefit of Spring Maize

DONG Zhi，JING Kai，DENG Lin-jun，DONG Jun，XIANG Wu-yan，HOU Zhi-yan
（Tillage and Cultivation Research Institute，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 110161）

A spring maize field experiment was carried out in Fu xin of Liaoning province to investigate the effects nitrogen application regime on growth dynamics，yield and economical benefit．The results show that reasonable postponing nitrogen application increased plant height and dry matter accumulation，with better leaf area index．The treatment of nitrogen topdressing twice which the nitrogen ratio is 1 to 6 to 3 has maximum production，economical benefit was 14 146 yuan／hm2，which the average yield increase was 16．9%，the income increase was 17．4%and the input-output ratio increase was 0．1%compared to nitrogen single fertilize．The way of single fertilization will be used more and more with the using of slow-release fertilizer，lower corn price and higher labour cost．

Maize；Yield；Nitrogen application regime；Eeconomical benefit

S513．01；S143．1

A

1002－1728（2017）03－0015－04

10．3969／j．issn．1002－1728．2017．03．003

2017－04－06

国家科技支撑计划项目（2013BAD07B03）；水体污染控制与治理专项（2015ZX07103-007）。

董智（1981－），男，山东蒙阴县人，博士，助理研究员，主要从事免耕栽培技术与旱作农业研究。E-mail：dongzhi1207＠163．com

侯志研（1972－），男，辽宁朝阳人，研究员，主要从事作物高产与旱作农业研究。E-mail：houzhiyan＠163．com