麦玉轮作区不同施氮量对夏玉米生物性状及产量的影响

雷忠顺 黄寅玲

摘要 为研究麦玉轮作区在受洪涝受害后不同施氮量对夏玉米产量的影响，并分析玉米生物性状、产量及经济效益对不同施氮量响应的差异。于2022年采用小区试验，设置6种氮肥施用量模式，分别设常规施磷钾肥（CK，T1）、常规施肥减施氮肥15%（T2）、常规施肥减施氮肥5%（T3）、常规施肥（T4）、常规施肥增施氮肥5%（T5）和常规施肥增施氮肥15%（T6）6个处理。结果表明，在一定范围内，随着施氮量的增加，夏玉米穗长、穗粗、株高等生物性状呈增长趋势，秃尖长度呈降低趋势，以T5最佳。随着氮肥施用量的增加，玉米籽粒产量表现为先升高后降低的变化趋势，T5和T6产量分别为 9 201.0和9 166.5 kg/hm2，显著高于常规减施氮肥的T1、T2和T3。不同施氮量处理经济效益较T1均有不同程度增加，T5最高，为23 922.6元/hm2。综合分析，麦玉轮作区在受洪涝受害后以常规施肥增施氮肥5%处理产量和经济效益最佳。

关键词 麦玉轮作；夏玉米；氮肥；生物性状；产量

中图分类号 S143.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）03-0131-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.032

Effects of Nitrogen Application Rate on Yield and Agronomic Traits of Maize in Wheat-corn Rotation Area

Abstract In order to study nitrogen utilization efficiency of summer maize in wheat-maize crop rotation area affected by flood in 2022， a plot experiment was designed to study the effects of different nitrogen rates on the yield， agronomic traits， economic benefit of maize. Conventional P and K fertilizer （T1）， cconventional fertilization reduces N application by 15% （T2）， conventional fertilization reduces N application by 5% （T3）， conventional fertilization （T4）， conventional fertilization increases N application by 5% （T5） and conventional fertilization increases N application by 15% （T6） treatments were set. The results showed that under the experiment conditions， ear length， ear diameter and plant height of maize gradually increased with the increase of nitrogen rates， however， the length of bare tip tends to decrease. T5 performed best. And the yields showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of nitrogen rates. And the yields of T5 and T6 treatments were 9 201.0 and 9 166.5  kg/hm2， respectively， which were significantly higher than that of the corresponding nutrient deficiency fertilizer treatments T1， T2 and T3. Compared with T1， the economic benefit of different nitrogen application rates increased in different degrees， and T5 reached the highest at 23 922.6 yuan/hm2.Comprehensive consideration of yield and economic benefit， T5 was the optimal combination.

Key words Wheat-maize rotation;Summer maize;Nitrogen fertilizer;Agronomic traits;Yield

小麥-玉米轮作是我国华北地区大田主要的种植模式，小麦和玉米产量不仅关系到农户经济收益，更关乎我国的粮食安全［1］。小麦-玉米轮作作为一种重要的耕作模式，在提高粮食产量中起到了重要作用。安阳市位于河南省北部，玉米为安阳市常年主要种植粮食作物之一。玉米的“粮食”主要为氮磷钾肥料，玉米对氮肥较为敏感，施氮后增产效果明显［2］，合理增施氮肥可有效提高作物产量［3-4］。氮素是玉米生长过程中需求量最大的矿物元素，氮素的投入极大程度上决定了玉米产量的提升，合理施用氮肥是作物获得高产的有效措施之一［5］。追求玉米高产甚至超高产是农学家一直追求的目标，亦是国家粮食战略的重要需求［6］。近年来，我国玉米连年增产，对于保障我国粮食安全起到重要作用［7］。

玉米生产中，氮肥过量投入现象普遍，氮肥利用率不高，农业生态环境受到威胁［8-9］，氮肥减施是玉米发展的必然趋势［10-13］。随着近年来测土配方施肥、化肥减量等项目实施，玉米施肥量逐渐合理。如何提高农作物氮肥利用率仍是当前关注的焦点。在受2021年“7.20”洪涝灾害影响下，笔者结合农业部门常年推荐用量和当地实际生产中所使用的氮肥用量进行增减，研究氮肥不同用量对玉米生物性状、产量及经济效益的影响，为进一步优化玉米施氮量，实现粮食高产、稳产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在安阳市洪河屯乡葛庄村农田内，地力水平为中上等，土体无明显障碍层，排灌方便，田面平整、肥力均匀、交通便利。试验地土壤类型属潮土，于2022年6月12日进行了土壤样品采集，土壤有机质含量15.60 g/kg，全氮含量0.96 g/kg，有效磷含量13.60 mg/kg，速效钾含量142.0 mg/kg，pH为7.9，容重1.53 g/cm3。前茬作物为小麦，产量9 750 kg/hm2，连续秸秆还田3年以上，玉米播种进行了旋耕整地。

1.2 试验材料

供试肥料为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%），由安阳市土肥工作站提供。供试玉米品种为郑单958。

1.3 试验设计

试验设6个处理，3次重复，随机区组排列。小区面积60 m2，每小区之间、区组间均设埂；埂宽0.5 m，埂高0.3 m，防止窜水窜肥；区组之间留0.5 m宽的浅沟，便于排灌水；试验地周围设2 m保护行。氮、磷、钾肥采用农业部门常年推荐用量与当地大田常规施氮用量，N 240 kg/hm2，P2O5 30 kg/hm2，K2O 45 kg/hm2。磷肥、钾肥及基施氮肥于定苗后施用，余下的氮肥在玉米大喇叭口期施入（表1）。

1.4 田间管理

2022年6月14日播种，6月14日进行小区规划，6月27日按67 500株/hm2进行定苗，6月27日按试验设计将基施氮肥和全部磷钾肥，均匀混合后施入各个小区，7月23日追施氮肥。施肥方法采用开沟条施覆土，其他如浇水、除草、病虫害防治等管理措施均在同一天内完成。

1.5 测定项目与方法

1.5.1 生物性状测定。

于玉米成熟期，每小区设3个点，每点连续选取10株作为考察样本，测定株高、穗位高。每点连续取样10穗作为考察样本，在室内测定穗长、穗粗、秃尖及穗行数、行粒数、千粒重。成熟后收获各小区中间4行玉米，脱粒、晒干、称重，并折合成产量（kg/hm2）。利用数粒仪数500粒称重，重复3次，并换算成千粒重。

1.5.2 效益分析。

夏玉米按市场2.6元/kg计价，尿素按3.2元/kg计价，大喇叭口期追施尿素人工费用按300元/hm2计，种子、播种、农药、灌水、收割及磷、钾肥料等投入一致不做重复计算。

1.6 数据分析

采用Microsoft Excel 2007对试验数据进行统计分析，采用SPSS 16.0软件对试验数据进行差异显著性分析（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对玉米生物性状的影响

由表2可知，在一定范围内，随着施氮量的增加，夏玉米穗长、穗粗、株高总体呈增长趋势，同时可降低秃尖长度。不同施氮量处理对夏玉米穗长、穗粗、秃尖的影响均达显著水平。从穗长看，随着施氮量的增加呈上升趋势，以T6最高，为17.37 cm；但T3、T4、T5、T6之间差异未达显著水平。从穗粗看，随着施氮量的增加呈先上升后降低趋势，以T5最高，为14.81 cm，分别较T1、T2、T3、T4、T6增加2.62、0.69，0.19、0.06、0.01 cm；T3、T4、T5、T6与T1、T2差异达显著水平。从秃尖看，不同施氮量处理间差异未达显著水平，以T5表现最好。从株高、穗位高看，各处理之间差异均未达显著水平。从成熟时间看，随着施氮量的增加，成熟时间越来越晚。

2.2 不同施氮量对玉米产量构成的影响

从表3可以看出，增施氮肥可顯著提高夏玉米穗粒数和籽粒产量。在田间栽培管理措施相同的情况下，随着氮肥施用量的增加，玉米籽粒产量表现为先升高后降低的趋势。不同施氮量处理对夏玉米产量的影响达显著水平，施用氮肥的各处理与不施氮肥的T1相比，夏玉米的产量构成要素差异均达显著水平。从穗粒数看，随着施氮量的增加呈上升趋势，T5、T6均为481.7粒，T2、T3、T4、T5、T6之间差异不显著；但随着施氮量增加到一定量后穗粒数不再增长。从千粒重看，随着施氮量的增加呈先上升后降低趋势，各处理较T1增幅为3.0%～5.9%，以T4最高，为314.2 g，T2、T3、T4、T5、T6之间差异均未达显著水平。施用氮肥的5个处理分别与T1相比，施氮后产量增幅分别为18.0%、26.2%、30.5%、32.7%、32.2%，以T5产量最高，为9 201.0 kg/hm2，但T4、T5、T6之间差异未达显著水平。

2.3 不同施氮量对玉米经济效益的影响

由表4可知，不同施氮量处理产生的经济效益也存在差异，T5籽粒总产值最高，T1籽粒总产值最低；T2、T3、T4、T5、T6较T1净增收益1 532.1、2 839.8、3 535.8、3 843.3、3 585.6元/hm2，其中T5净收益最高；与T4相比，T2和T3分别减少收益2 003.7和696.0元/hm2，T5和T6分别增加收益307.5和49.8元/hm2。说明常规施肥增施氮肥5%（T5）对夏玉米具有较好的增产增收效果。

3 讨论

该试验结果表明，常规施肥减施氮肥15%（T6）夏玉米穗长、穗粗、株高、穗位高下降较为明显，尤其穗长和穗粗更为明显，秃尖呈上升趋势；常规施肥增施氮肥5%（T5）、15%（T6）处理与常规施肥（T4）、常规施肥减施肥氮肥5%（T3）相比，穗长、穗粗、秃尖、株高、穗位高基本相同，各处理间差异未达显著水平，但以常规施肥增施氮肥5%（T5）表现最优；生物学性状较优的处理玉米产量也最大，施肥能影响品种间的生物学性状优劣从而间接影响玉米的产量水平，与安江勇等［6］研究结果一致。过量氮肥造成玉米贪青徒长，延长玉米的生育期，与包改丽等［14］的研究结果一致。

不同施氮量处理对夏玉米产量影响显著。试验中，夏玉米不施氮肥处理会显著降低夏玉米产量；常规磷钾肥由于不施氮肥，夏玉米生长过程中氮磷钾比例严重失衡，造成夏玉米生长受阻，产量显著下降，由此可知，氮磷钾合理配比施用，是大幅提高玉米产量的重要调控技术。试验中，施肥量对玉米产量及其构成因素具有重要影响。研究表明，在高产水平下，影响产量的主要因素是生育期、穗粗、行粒数、千粒重等［15］。该试验中，随着氮肥的增加，行粒数呈增长趋势，穗粗、千粒重呈先增长后降低趋势，与该试期前期相吻合。穗粒数、千粒重和籽粒产量在常规施肥增施氮肥5%（T5）下达到最大值，但与常规施肥处理（T4）、常规施肥增施氮肥15%（T6）之间差异不显著。常规施肥增施氮肥15%（T6）夏玉米增产效果不明显，表明在一定范围内，穗粒数和千粒重均随施氮量的增加而增加，进而产量增加；而当过量施氮时，产量不再增加甚至呈下降趋势，这与前人［16-17］关于玉米氮肥用量研究结果一致。该试验表明常规施肥增施氮肥5%（T5），可使籽粒产量和千粒重达到较高水平。这与前期研究结果“在240 kg/hm2夏玉米产量达到最佳”不一致，可能受2021年“7.20洪涝灾害”的影响大水多次过田，且夏玉米生育期日照时数较常年少96.6 h的影响。

4 结论

夏玉米施用不同量氮肥表现具有一定差异，不同施氮量均可以促进夏玉米生长，增加夏玉米产量和效益。与不施氮肥相比，不同施氮量提高了夏玉米产量与经济效益，产量提高了1 251.0～2 268.0 kg/hm2，经济效益提高了1 532.1～3 843.3元/hm2；夏玉米常规施肥增施氮肥5%处理产量与常规施肥处理、常规施肥增施氮肥15%处理之间差异不显著，但产量和净增收益最高。综上所述，在洪水多次过田后，麦玉轮作区夏玉米以常规施肥增施氮肥5%（T5）效果最佳，促进玉米生长并获得高产，达到节本增效的目的。

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