氮、磷施用水平对土壤水肥状况及玉米产量的影响

温丽乐，王 平

（甘肃农业大学资源与环境学院，兰州 730070）

玉米是世界第三大粮食作物，播种面积和总产量仅次于水稻和小麦。玉米是C4植物，光合效率高，干物质积累量多，增产潜力大。玉米最终的经济产量是由生育期内物质的积累分配与转移规律所决定的［1]，追肥时期、次数和数量都会影响光合产物在玉米各营养器官中的积累和转运［2]。玉米产量高低受多种因素影响，如气候条件、土壤理化性质、施肥量等。气候要素对玉米收成的影响属于不可控因子，会随着施肥条件的变化而发生变化。而土壤理化性质在各影响因子中的影响水平相比较而言最小，施肥时间的变化基本不会对其造成影响［3]。因此，施肥量是玉米产量最重要、关键、易控制的影响因子。

氮、磷是农作物生长发育所必需的大量元素，适当增加氮磷肥用量，可以显著提高作物的产量［4]。目前在农业生产中，长期大量施用化肥，使化肥利用率降低，流失增加，这不仅导致了农田土壤污染，还会通过径流造成水体污染，甚至会造成地下水污染和空气污染。为此，笔者在田间设置不同氮磷追肥量试验，研究施肥对玉米产量的影响，揭示施肥量与玉米产量之间的关系，以找到更加合理的追肥措施，为提高玉米产量提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验设在甘肃省庆阳市西峰区陇东学院试验田，当地属黄土高原旱塬作区，海拔1421 m。本区域年平均气温10℃左右，无霜期160～180 d，年降水量400～600 mm，夏季高温多雨，冬季寒冷少雪。供试土壤为甘肃省典型的黑垆土，土壤疏松多孔，孔隙度54%，有机质含量18.7 g／kg，有效磷23.6 mg／kg，速效钾185 mg／kg，缓效钾1108 mg／kg，全氮0.91 g／kg，碱解氮67.3 mg／kg，pH值8.4，土壤容重1.2 g／cm3，土壤肥力中等。

1.2 供试材料

供试玉米品种为金穗1203。供试肥料为尿素（含N46%）、氮磷复合肥（含N、P各16%）。

1.3 试验设计与方法

试验设置5个处理。T1（CK）：对照组，不施氮磷肥；T2：施氮量180 kg／hm2，施磷量60 kg／hm2；T3：施氮量270 kg／hm2，施磷量90 kg／hm2；T4：施氮量360 kg／hm2，施磷量120 kg／hm2；T5：施氮量450 kg／hm2，施磷量150 kg／hm2。各3次重复，共15个小区，随机排列，小区面积28 m2（7 m×4 m）。试验地四周设保护行。

2017年4月下旬播种，密度54 000株／公顷，人工开穴点播，播深3～5 cm，每个坑中点1～2粒种子。幼苗1叶1心时，于早晚及时划膜放苗，并用土封闭膜口，补苗、定苗，对缺苗和弱苗及时补种。每穴留1株壮苗。2／3氮肥及磷肥作基肥在播种前一次性施入。在大喇叭口期追施剩余的1／3尿素，同时防治害虫。施肥方式是穴施，采用人工开穴，穴深10～15 cm，施入肥料后覆土2～3 cm。

1.4 测定项目

在拔节期、小喇叭口期、抽雄期、灌浆期、成熟期取耕层土样，分析土壤含水量、有效氮含量、有效磷含量。

土壤含水量：烘干法［5]。土壤有效氮含量：碱解扩散法［5]。土壤有效磷含量：0.5 mol／L NaHCO3浸提—钼锑抗比色法［5]。

玉米成熟时实测各小区产量。

2 结果与分析

2.1 施肥对土壤有效氮的影响

从表1可以看出，T2～T5的有效氮含量均高于T1（CK）。与对照相比较，各处理土壤有效氮含量差异显著，不同施肥条件下土壤中的有效氮含量均表现为上升趋势。几种施肥处理的土壤有效氮含量随生长时期呈先增加后降低的趋势，在小喇叭口期土壤中的有效氮含量最高。经方差分析，T3处理与T1、T2、T4、T5处理达到极显著差异水平（p＜0.01）。因此，T3处理是提高玉米产量的最佳施肥量。

表1 不同施肥处理的土壤有效氮含量 mg／kgTable 1 Content of soil available nitrogen under different nitrogen application levels

2.2 施肥对土壤有效磷的影响

由表2可以看出，T2～T5的有效磷含量均高于T1（CK）。与对照相比较，各处理土壤有效磷含量差异显著，不同施肥条件下土壤中的有效磷含量均表现为上升趋势。几种施肥处理的土壤有效磷含量均随生长时期呈先增加后降低的趋势，且在小喇叭口期土壤有效磷含量最高。方差分析表明，各施肥处理间差异达到极显著水平，且T3处理是提高玉米产量的最佳施肥量。

表2 不同施肥处理的土壤有效磷含量 mg／kgTable 2 Content of soil available phosphorus under different nitrogen application levels

2.3 施肥对土壤含水量的影响

不同施肥水平土壤含水量见表3，5种处理下土壤含水量变化趋势基本一致。在比较干旱的条件下，T1（CK）在拔节期的含水量最高，拔节期以后的各个生育期含水量逐渐下降，T2、T3、T4和T5处理的含水量的变化趋势与对照基本一致。

表3 不同施肥水平下的土壤含水量变化动态 %Table 3 Changes of soil water content in maize under different fertilization levels

2.4 施肥对玉米产量的影响

由表4可以看出，不同施肥水平对玉米产量影响很大。以T3处理玉米产量最高，为9937.65 kg／hm2，较 对 照 处 理 提 高1297.94 kg／hm2，增 产15%，说明适量施用氮磷肥可明显促进玉米的生长发育，提高其产量［6]。玉米产量随着施肥量增加而逐渐增加，但当达到氮素中量（270 kg／hm2）后，玉米的产量又逐渐下降。这与前人研究结论相似：在合理施氮水平范围内随着施氮量的增加产量逐渐增加，施氮量过多或过少玉米产量都会下降。但导致产量下降的原因不同，施氮量不足时，造成玉米干物质量不足，而导致产量降低；过量施氮则会造成玉米后期贪青晚熟，不利于产量的提高［12]。当施氮量270 kg／hm2，施磷量90 kg／hm2时，各养分含量比例适中，玉米生长发育旺盛，产量达到最高值。方差分析表明，各施肥处理间差异达到极显著水平，而且T3处理是提高玉米产量的最佳施肥量。

表4 不同施肥量处理的玉米产量比较Table 4 Comparison of the yield of maize under different fertilization application levels

3 结论与讨论

不同施氮水平下土壤的有效氮含量变化不是很大，但从整体来说，施肥处理与对照相比土壤的有效氮都有所提升，很好地改善了土壤的理化性状［8]，从而有利于玉米的生长。

不同施磷水平下土壤的有效磷含量在小范围内变化，但从整体来说，施肥处理与对照相比，土壤的有效磷都有所提升，说明施肥改善了土壤的磷含量，促进了玉米的生长发育。

不同施肥水平下土壤的含水量变化不明显，出现这种现象的原因：（1）可能是在比较干旱的条件下，玉米生长吸收了土壤中的水分；（2）在干旱条件下，土壤的孔隙度增加，使得一部分水分挥发；（3）也可能是土壤中水分的下渗；（4）玉米生长时期，田间杂草吸收了土壤中的水分。

本试验表明，不同施肥水平对玉米产量的影响显著，随施肥水平的提高，产量呈现为先增加再降低，且差异达显著水平，T3处理较对照增产15%，这说明在一定范围内施肥可明显促进玉米的产量增加。

综上所述，合理的施肥量能一定程度地促进玉米的生长发育，改善玉米全生育期的生长状况，提高产量。增施氮磷肥可促进玉米的生长发育，显著提高春玉米叶面积指数和叶面积持续期［9，10]；增加干物质积累能力和干物质向籽粒的转运，同时增加穗粒数和提高百粒重，充分发挥产量性能参数的共效机制，实现陇东地区春玉米的高产［11]。作物产量形成对氮、磷的需要具有一定的范围，适量施肥则可以实现产量和肥料利用率的协同增长，而过量施用后会造成氮磷肥利用效率的降低和环境的污染。