专用缓释肥对夏玉米产量及肥料利用率的影响

张 博， 王海标， 陶静静， 谭金芳,， 王宜伦,

(1.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南 郑州 450002；2.河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002)

专用缓释肥对夏玉米产量及肥料利用率的影响

张 博1， 王海标2， 陶静静2， 谭金芳1,2， 王宜伦1,2

(1.河南农业大学河南粮食作物协同创新中心，河南 郑州 450002；2.河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002)

为了明确夏玉米专用缓释肥的施用效果和实现夏玉米高产高效施肥技术，采用田间试验研究了专用缓释肥对夏玉米产量、SPAD值、养分积累量、肥料利用率的影响。结果表明，鹤壁和许昌两试验点专用缓释肥较等养分普通肥料1次施分别增产5.17%和5.65%，较农民施肥分别增产9.99%和5.34%，植株氮养分积累量较普通肥料1次施分别增加6.21%和7.97%，氮肥利用率较普通肥料1次施分别提高7.66和8.69个百分点，与普通肥料2次施产量和肥料利用率均无显著差异。专用缓释肥(28-10-12，缓释氮素占50%)苗期1次性施用750 kg·hm-2促进了夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用，提高了产量和肥料利用效率，实现了高产、高效和简化施肥。

专用缓释肥；夏玉米；产量；肥料利用率

玉米是中国种植面积最大的粮食作物，2015年种植面积3.81×107hm2[1]。其产量高低直接影响中国粮食安全，保障玉米产量不容忽视[2]。夏玉米在生长发育阶段吸肥能力强，需肥量大，充足的养分供应是提高产量的关键，施肥对其增产效果显著[3-4]。在农民习惯施肥中往往存在施肥过量或不合理，注重偏施氮肥，忽视磷、钾肥配施等问题，导致玉米产量和肥料当季利用率低[5]。专用缓释肥根据不同地区土壤供肥能力和作物对养分不同需求配制，肥效期长，能分别满足植物在整个生长期对养分的需求，在农业生产中日益受到重视[6-7]。专用缓释肥可以提高作物产量和肥料养分利用率，减少施肥次数，降低劳动力投入，进而增加农民收入，在一定程度上减轻因肥料流失造成的环境污染[8-10]。前人就玉米缓释肥效果做了较多研究报道[11-15]，研究表明，缓释肥对夏玉米增产效果较好，显著提高氮素利用效率[16-17]，主要通过增加穗粒数和粒重实现增产[18-19]，施用缓释肥料能明显改善玉米营养品质[20-21]。有关河南省高产夏玉米专用缓释肥效果研究报道较少，作者在已有研究基础上，研制生产了玉米专用缓释肥(28-10-12)，其中缓释氮素占总氮量的50%[22-28]。本研究通过田间试验研究玉米专用缓释肥对豫北和豫中夏玉米产量、SPAD值、养分积累量、肥料利用效率的影响，旨在明确夏玉米专用缓释肥应用效果，以期为玉米专用缓释肥推广应用、实现夏玉米高产高效和简化施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2015年6—10月在河南省鹤壁市淇滨区钜桥镇刘寨村(简称鹤壁)高产粮食示范区和河南省许昌新区河南农业大学许昌校区试验站(简称许昌)进行。土壤农化性状见表1。

表1 供试土壤基本养分状况Table 1 Basic nutrient characters of the tested soils

1.2 试验设计

在已有研究基础上[22-28]，结合夏玉米需肥特性，研制生产了玉米专用缓释肥(28-10-12)，其中缓释氮素占总氮量的50%。选用尿素、包膜尿素(缓释氮为硫黄、树脂“双膜双控”包膜尿素，土壤中的释放期约80 d)、磷酸一铵和大颗粒氯化钾为原料进行掺混；专用缓释肥物化了3种技术，根据养分专家系统推荐施肥优化了氮磷钾比例，缓释氮素实现氮肥后移满足玉米后期氮素需求，适当增施钾肥，有效提高夏玉米抗倒性。

本试验共8个处理，如表2所示。供试氮肥为尿素(N 46%)，磷肥为磷酸二铵(N 18%，P2O546%)和普钙(P2O512%)，钾肥为氯化钾(K2O 60%)，专用缓释肥料(28-10-12)。鹤壁每个处理小区面积32 m2，2015-06-15播种，2015-10-06收获；许昌每个处理小区面积30 m2，2015-06-12种植，2015-10-03收获。2个试验地点供试品种均为浚单29，种植密度67 500株·hm-2，3次重复，随机区组排列。灌溉、病虫草害防治及其他田间管理措施同当地农民习惯一致。

1.3 样品采集与分析

播前采集0～20 cm混合土壤样品，自然风干后，磨碎，过筛。采用重铬酸钾容量法-外加热法(丘林法) 测定土壤有机质, 碱解-扩散法测定土壤碱解氮，0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法测定土壤有效磷; 乙酸铵浸提-火焰光度法测定土壤速效钾[29]。

选择光照充足天气在夏玉米大喇叭口期测定玉米植株的最新完全展开叶，吐丝期和灌浆期测定穗位叶SPAD值，每小区用日本产的SPAD 502测定20株玉米叶片(避开叶脉的中间位置)，取平均值。

收获期采集每个小区具有代表性的植株3株，于105 ℃下杀青15 min, 然后在65 ℃下烘干至质量恒定，测定植株干物质量。粉碎后分析植株养分含量。采用浓H2SO4-H2O2消煮，蒸馏定氮法测定植株全氮，钼黄比色法测定植株全磷，火焰光度计法测定植株全钾[29]。

表2 试验处理说明Table 2 Interpretation of experimental treatments

1.4 产量的测定与考种

玉米成熟后收获中间2行，每行收获10穗玉米装入尼龙网袋，晒干后脱粒称其质量，并用美国生产的mini GAS plus谷物快速水分测定仪测定每个小区玉米的含水量，以含水量14%折算作为产量。另取10穗玉米考种，调查穗粒数和千粒重。

1.5 计算统计方法

地上部生物量/(kg·hm-2)=玉米秸秆干物质量+玉米子粒干质量

养分积累量/(kg·hm-2)=[非收获物干物质量/(kg·hm-2)×非收获物养分含量/(g·kg-1)+收获物干物质量/(kg·hm-2)×收获物养分含量(g·kg-1)]/1 000

肥料利用率/%=(施肥区养分积累量-减素处理区养分积累量)/施肥量×100

增产率/%=(施肥区产量-不施肥区产量)/不施肥区产量×100

试验数据采用Excel 2016和DPS 6.55软件进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 专用缓释肥对夏玉米叶片SPAD值的影响

由表4可知，施专用缓释肥能分别提高大喇叭口期、吐丝期和灌浆期的SPAD值4.95%～15.14%,0.64%～10.96%和4.05%～11.37%。Z1在夏玉米灌浆期SPAD值较Z2 ,Z6和FP分别增加4.55%,4.37%和4.37%。Z1在吐丝期较Z2和FP、灌浆期Z1较Z2, Z6和FP均达到显著水平，说明专用缓释肥1次施的夏玉米生育后期可维持较高叶片SPAD值。Z6在大喇叭口期小于Z2，但在吐丝和灌浆期均大于Z2，说明普通肥料2次施较1次施在夏玉米生育后期对SPAD值效果较好。Z1较Z3在大喇叭口期，吐丝期和灌浆期SPAD值分别提高9.69%, 10.25%和7.04%，较Z4和Z5只在灌浆期达显著水平，说明施氮能显著提高SPAD值。专用缓释肥1次性施用能可维持夏玉米生育期较高叶片SPAD值。

表3 专用缓释肥对鹤壁夏玉米叶片SPAD值的影响

注：同列数值后的不同小写字母表示在5%水平上差异显著，下同。

Note: Different lowercase letters mean significant difference at 5% probability level. The same as below.

2.2 专用缓释肥对夏玉米产量及其构成因素的影响

从表4可以看出，鹤壁和许昌两试验点施专用缓释肥分别显著增产8.28%～19.10%和17.08%～32.14%，Z1处理较Z2处理分别增产5.17%和5.65%，较FP处理分别增产9.99%和5.34%，夏玉米施肥有较好的增产效果，专用缓释肥较等养分普通肥料1次施用显著增产，均较农户施肥显著增产，与普通肥料2次施用的产量无显著差异。Z1处理较Z3，Z4，Z5处理在鹤壁和许昌分别增产8.70%,5.93%,5.28%和12.86%,8.29%,6.26%，表明夏玉米施氮平均增产10.79%、施磷平均增产7.11%、施钾平均增产5.77%。施用专用缓释肥可以提高夏玉米的穗粒数和千粒重，从而实现增产。因此，专用缓释肥1次性施用夏玉米具有一定的增产效果。

表4 专用缓释肥对夏玉米产量及其构成因素的影响

2.3 专用缓释肥对夏玉米氮、磷、钾积累量的影响

由表5可以看出，施专用缓释肥使鹤壁夏玉米植株氮、磷、钾积累量分别增加了40.67%～83.27%,28.33%～61.57%和29.06%～58.55%，Z1较Z2,FP植株氮积累量分别增加了6.21%,17.10%，磷积累量分别增加了3.35%,17.71%，钾积累量分别增加了4.08%,6.78%。许昌夏玉米施专用缓释肥氮、磷、钾积累量分别增加了18.65%～62.82%,25.55%～60.63%和8.42%～33.99%。Z1植株氮、磷、钾养分积累量较Z2和FP分别增加了7.97%,2.46%,3.64%和8.84%,18.14%,6.48%。施肥显著提高了夏玉米的氮、磷、钾积累量，专用缓释肥较等养分普通肥料1次施用氮积累量显著增加，较农户施肥氮、磷积累量均显著增加。鹤壁专用缓释肥较农户施肥钾积累量显著增加。鹤壁和许昌的Z1较Z3氮积累量分别增加30.29%和37.22%，Z1较Z4的磷积累量分别增加9.19%和8.91%，Z1较Z5的钾积累量分别增加14.28%和15.93%。施氮平均增加氮积累量33.76%，施磷平均增加磷积累量9.05%，施钾平均增加钾积累量15.11%。由此可见,1次施用专用缓释肥促进了夏玉米对氮、磷和钾养分的吸收利用。

表5 不同处理对夏玉米养分积累量的影响

2.4 专用缓释肥对夏玉米肥料利用率的影响

由表6可以看出，鹤壁和许昌的Z1氮肥利用率较Z2分别提高了7.66%和8.69%，磷肥利用率分别提高了5.76%和3.86%，钾肥利用率分别提高了15.02%和12.06%。Z1的氮磷钾肥利用率与Z6无显著差异。专用缓释肥1次施用较等养分普通肥料1次施用提高了氮、磷、钾肥利用率，与2次施肥的肥料利用效率基本相同，实现了简化和高效施肥。

表6 专用缓释肥对夏玉米N，P，K利用率的影响

3 讨论与结论

施用缓释肥料是增加作物产量、提高肥料利用率、减少施肥次数的重要途径之一[30]。实现夏玉米高产优质的关键栽培措施之一是充足的养分供应，由于夏玉米生育后期植株较高，追肥不便，随着农村劳动力转移，使夏玉米后期追肥成为一个更大的难题，减少施肥次数实现简化施肥是今后玉米生产的发展趋势。

研究表明，研制玉米专用肥要确保一定的氮、磷、钾配比，只有专用肥的养分含量满足玉米的生长发育才能实现高产高效[31]。本试验所用的专用缓释肥(28-10-12，缓释氮素占50%)具有合适的氮、磷、钾比例，能够满足夏玉米对氮、磷、钾养分的需求，从而为夏玉米高产提供充足的养分保证。缓释肥养分释放速率小于速溶肥料，施入土壤后可在作物生长发育期间缓慢释放，有利于作物的吸收利用，减少氮素养分损失[32]。玉米专用缓释肥能够有效改善玉米农艺性状，提高产量，氮素积累量和肥料利用率，促进夏玉米叶片SPAD值的增加[11,33-35]。研究发现，施用夏玉米专用缓释肥较普通配方肥和农户习惯施肥分别平均增产1.29%和5.60%，专用缓释肥的氮肥利用率较普通配方肥平均增加3.47%[36]。本试验用专用缓释肥中50%的氮素为包膜尿素提供，施入土壤可以在80 d内缓慢释放，能够在夏玉米生长后期供应氮素营养，进而提高了氮素积累量、产量和氮肥利用率，同时亦提高了叶片SPAD值。试验结果表明,专用缓释肥苗期1次施用较等养分普通肥料1次施SPAD值在吐丝期和灌浆期分别增加2.38%和4.55%；较农户施肥分别增加3.48%和4.37%；专用缓释肥提高了夏玉米穗粒数和千粒重，较等养分普通肥料1次施平均增产5.41%，较农民施肥平均增产7.67%。专用缓释肥促进了夏玉米对氮素养分的吸收利用，专用缓释肥的氮素积累量较等养分普通肥料1次施平均增加7.09%；专用缓释肥的氮肥利用率平均为31.19%，较等养分普通肥料1次施用平均提高8.18%。试验研究结果亦表明，专用缓释肥还促进了夏玉米对磷、钾养分的吸收利用，专用缓释肥的磷素积累量较等养分普通肥料1次施平均增加2.91%，钾素积累量平均增加3.86%；专用缓释肥的磷、钾肥料利用率平均为14.04%和47.69%，磷肥利用率较等养分普通肥料1次施用平均提高4.18%，钾肥利用率平均提高13.54%。

专用缓释肥(28-10-12，缓释氮素占50%)苗期1次性施用750 kg·hm-2促进了夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用，增加了穗粒数和千粒重，提高了产量和肥料利用效率，节省了追肥时间和费用，实现了高产高效和简化施肥，可以在豫北和豫中地区推广应用。

[1] 中华人民共和国统计局. 中国统计年鉴2016 [M]. 北京：中国统计出版社，2016.

[2] 王宜伦，李潮海，谭金芳，等. 氮肥后移对高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响 [J]. 作物学报，2011, 37(2)：339-347.

[3] 王宜伦，常建智，张守林，等. 缓/控释氮肥对晚收夏玉米产量及氮肥效率的影响 [J]. 西北农业学报，2011, 20(4)：58-61.

[4] 刘德江，李青军，高伟，等. 施肥对玉米养分吸收利用、产量及肥料效益的影响 [J]. 中国土壤与肥料，2009(4)：56-59.

[5] 陈祥，同延安，杨倩. 氮磷钾平衡施肥对夏玉米产量及养分吸收和累积的影响 [J]．中国土壤与肥料，2008(6)：19-22．

[6] 何萍，金继运. 不同专用肥对玉米养分吸收和产量的影响 [J]. 玉米科学，2007，15(5)：117-120.

[7] 卢艳丽，白由路，王磊，等. 华北小麦-玉米轮作区缓控释肥应用效果分析 [J]. 植物营养与肥料学报，2011，17(1)：209-215.

[8] 陈国清，肖尧，景立权，等. 不同缓释肥水平对超高产夏玉米产量及群体质量的影响 [J]. 中国农学通报，2014，30(30)：182-187.

[9] 易镇邪，王璞孙，陈平平，等. 氮肥类型对夏玉米氮素吸收和利用的影响 [J]. 植物营养与肥料学报，2008，14(3)：472-478.

[10] 赵营，同延安，赵护兵. 不同供氮水平对夏玉米养分累积、转运及产量的影响 [J]. 植物营养与肥料学报，2006，12(5)：622-627.

[11] 施俭，包士忠，郭栋. 玉米专用缓释肥应用技术研究 [J]. 浙江农业科学，2011(4)：835-838.

[12] 王兵. 玉米专用肥应用效果研究 [J].现代农业科技，2015(13)：24-24.

[13] 王建平. “施可丰”长效缓释肥在玉米上应用试验总结 [J]. 北京农业，2012(36)：65-66.

[14] 卢振宇，黄志银，翟乃家，等. 不同类型氮肥对夏玉米产量及经济效益的影响 [J]. 山东农业科学，2012，44(10)：76-78.

[15] 李子双，谭德水，王薇，等. 不同控释肥对夏玉米农艺性状及产量的影响 [J]. 山东农业科学，2014，46(9)：85-88.

[16] 王宜伦，韩燕来，苗玉红，等. 沙薄地夏玉米施用包膜氮肥效果研究 [J]. 河南农业大学学报，2005，39(3)：349-351.

[17] 王玉军. 不同缓释有机复肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响 [J]. 中国土壤与肥料，2013(2)：42-45.

[18] 田红琳，杨华，许明陆，等. 5种缓释肥在渝单8号玉米上的应用效果 [J]. 江苏农业科学，2013，41(9)：66-68.

[19] 张培苹. 施用缓释肥料对夏玉米产量的影响试验 [J]. 安徽农学通报，2014(16)：30-31.

[20] 诸海焘，余廷园，田吉林．玉米专用缓释复合肥对糯玉米产量和品质的影响 [J]．上海农业学报，2009，25(2)：45-48．

[21] 范富，张庆国，侯迷红，等. 稳定性长效缓释肥对玉米产量及构成因素、品质的影响 [J]. 内蒙古民族大学学报(自然科学版)，2011，26(6)：675-678.

[22] 王宜伦. 控释肥包裹材料的筛选及包裹工艺研究 [D]. 郑州：河南农业大学，2002.

[23] 王宜伦，张许，李文菊，等. 氮肥后移对晚收夏玉米产量及氮素吸收利用的影响 [J]. 玉米科学，2011， 19(1)：117-120.

[24] 王宜伦，苏瑞光，刘举，等. 养分专家系统推荐施肥对潮土夏玉米产量及肥料效率的影响 [J]. 作物学报，2014，40(3)：563-569.

[25] 王宜伦，白由路，王磊，等. 基于养分专家系统的小麦-玉米推荐施肥效应研究 [J]. 中国农业科学， 2015，48(22)：4483-4492.

[26] 王宜伦，苏瑞光，刘举，等. 养分专家系统推荐施肥对超高产夏玉米产量及养分吸收利用的影响 [J]. 河南农业科学，2014，43(6)：44-48.

[27] 王宜伦，李慧，张晓佳，等. 不同质地潮土夏玉米推荐施肥方法研究 [J]. 中国生态农业学报，2012，20(4)：402-407.

[28] 王宜伦，韩燕来， 谭金芳，等. 钾肥对沙质潮土夏玉米产量及土壤钾素平衡的影响 [J]. 玉米科学，2008，16(4)：163-166.

[29] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 第3版.北京: 中国农业出版社，2000.

[30] 闫湘，金继运，何萍，等. 提高肥料利用率技术研究进展 [J]. 中国农业科学，2008，41(2)：450-459.

[31] 何萍，金继运. 不同专用肥对玉米养分吸收和产量的影响 [J]. 玉米科学，2007，15(5)：117-120.

[32] CHEN X, WANG H J, YANG X J, et al. Preliminary discussion on research progress and prospect of slow released fertilizers [J]. Agricultural Science & Technology, 2008(12): 2699-2702.

[33] 周宝元，王新兵，王志敏，等. 不同耕作方式下缓释肥对夏玉米产量及氮素利用效率的影响 [J]. 植物营养与肥料学报，2016，22(3)：821-829.

[34] 倪露，白由路，杨俐苹，等. 不同组分脲甲醛缓释肥的夏玉米肥料效应研究 [J]. 中国农业科学，2016，49(17)：3369-3378.

[35] 吴欢欢. 变性淀粉包裹型尿素氮素释放特性及生物学效应研究 [D]. 保定：河北农业大学，2011.

[36] 郭跃升，马荣辉，高瑞杰，等. 高效缓释肥在鲁中夏玉米上的应用效果试验示范 [J]. 山东农业科学，2015 (7)：78-80.

Effectofspecialslow-releasefertilizeronyieldandfertilizerusingefficiencyofsummermaize

ZHANG Bo1, WANG Haibiao2, TAO Jingjing2, TAN Jinfang1,2, WANG Yilun1,2

(1.Collaborative Innovation Center for Henan Grain Corps, Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002, China; 2.College of Resource and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

In order to confirm the effect of special slow-release fertilizer and realize the target of high yield and high efficiency fertilization technology of summer maize. Field experiment were conducted and the effect of special slow-release fertilizer were studied on yield, SPAD, nutrient accumulation and fertilizer using efficiency in summer maize. The results showed that for the experiments at Hebi and Xuchang,compared with the average nutrients common fertilizer application, the special slow-release fertilizer increased yield by 5.17% and 5.65% respectively, and compared with farmer’s fertilizer practice, increased by 9.99% and 5.34% respectively. The nitrogen nutrient accumulation increased by 6.21% and 7.97% respectively, compared with the average nutrients common fertilizer application. The nitrogen fertilizer use efficiency increased by 7.66% and 8.69% respectively, compared with the average nutrients common fertilizer application. There were no significant influence on yield and nitrogen fertilizer use efficiency in special slow-release fertilizer compared with ordinary fertilizer applied twice. Special slow-release fertilizer (28-10-12, 50% slow release nitrogen) could promote nitrogen, phosphorus and potassium nutrient absorption and utilization in summer maize, and improve fertilizer using efficiency, with high yield and high efficiency and simplified fertilization by one-time basal fertilization 750 kg·hm-2in the seedling stage.

special slow-release fertilizer; summer maize; yield; fertilizer using efficiency

2017-01-13

河南省农业科技成果转化计划项目(142201110025)

张 博(1992-)，男，河南驻马店人，硕士研究生，从事植物营养与肥料研究。

王宜伦(1976-)，男，山东郓城人，副教授，博士。

1000-2340(2017)04-0453-06

S 513

A

(责任编辑：常思敏)