氮肥運籌對遼東地區玉米產量和干物質積累的影響

　　摘要：為探明施肥深度和施氮量對遼東地區玉米產量及物質生產特性的影響，設置二因素裂區試驗，研究氮肥深施對玉米產量和干物質積累的影響，分析玉米物質生產特性、產量構成及干物質積累的變化規律，以期為遼東地區氮肥合理施用提供理論依據。結果表明：在遼東地區，氮肥深施可提高植株對氮素的利用效率，促進植株生長，有利于干物質的積累，氮肥深施可顯著提高拔節期、大喇叭口期、吐絲期和灌漿中期植株的干物質積累量，分別比普通施肥處理提高8.81、15.75、6.36和7.86個百分點，大喇叭口期至灌漿中期是植株干物質積累的主要階段，氮肥深施比普通施肥處理提高7.16個百分點。因此認為：氮肥深施可有效提高本地區玉米植株的干物質積累量，有利于玉米產量增加的同時，還可提高植株的氮素利用效率，降低肥料施用過量造成的環境污染問題，從而實現生態環境的可持續發展。

　　關鍵詞：玉米;氮肥深施;遼東地區;干物質積累

　　玉米作為糧食、經濟、飼料于一體的重要作物，其高產、穩產對保障我國糧食安全十分重要，我國人均耕地面積僅為0.097hm2(2017年)，遠低于世界平均水平，因此提高單產是保證我國糧食供應的主要途徑。2017年我國玉米單產為6110kg/hm2，僅為美國玉米單產的55.5%，遼寧地處世界玉米的黃金帶，玉米單產達6647kg/hm2(2017年)，但仍遠低于美國，因此我國玉米單產仍有很大的提升空間[1]。

　　肥料論文范例：農作物秸稈肥料在土壤技術中的研究

　　肥料為作物生長提供充足的養分，是提高單產的重要措施，上世紀，肥料對玉米單產的貢獻率高達40%~50%，21世紀后雖有所下降，但仍達25.3%[2,3]。近年來肥料與環境的矛盾日益突出，生產上化肥施用過量、盲目施肥等現象嚴重，導致肥料利用率低下，增加農業生產成本的同時還造成了一系列環境污染問題[4,5]，因此，在保證我國糧食安全的前提下，提高肥料利用率的同時降低肥料對環境的污染是農業生產中迫切需要解決的問題。氮素是植株生長必需的大量元素，土壤中的氮素一部分被植物吸收利用，另一部分殘留在土壤中，還有少量通過地表徑流、淋溶、氨揮發、硝化和反硝化作用等多種途徑進入大氣和水體中，造成環境污染[6]。

　　研究表明：氮肥深施可以減少氨揮發，降低因淋溶造成的氮素損失，還可以增強土壤膠體對銨離子的吸附能力，從而降低環境污染[7]。同時，氮肥深施可促進玉米根系生長，提高養分的吸收與利用效率，有利于干物質積累，為玉米高產奠定生物量基礎[8];另外深松及氮肥深施可提高深層根系數量和活力，改善根系生長狀況，減緩根系衰老，從而提高玉米產量[9];還有研究表明氮肥深施能提高玉米光合能力，延長光合持續期，提高氮素吸收效率，增加干物質積累，從而獲得高產，但超過15cm后反而下降[10];氮肥深施對遼東地區玉米產量及氮肥吸收利用情況尚缺少系統研究，因此針對遼東地區研究氮肥深施對玉米的影響對提升遼寧玉米生產水平、促進農民增產增收的同時保持生態環境的可持續發展有十分重要的意義。

　　1材料與方法

　　1.1試驗點概況

　　試驗于2016年在遼寧省丹東農業科學院鳳城試驗基地完成，玉米生育期5月-9月活動積溫為3159.9℃·d，降雨量816.7mm，日照時數992h。試驗地為棕壤土，0～20cm土層含有機質16g/kg，堿解氮65mg/kg，有效磷58mg/kg，速效鉀31mg/kg。

　　1.2材料與方法

　　試驗品種為丹玉801，采用裂區設計，主區為氮肥施用深度：為種下5cm(P)和種下15cm(S)，副區為施氮量：分別為不施氮0(N0)、低氮90(N90)、中氮180(N180)、高氮300(N300)kg/hm2，各處理施磷量75kg/hm2，施鉀量120kg/hm2，氮肥為尿素，含氮量≥464g/kg，磷肥為過磷酸鈣，含P2O5量≥120g/kg，鉀肥為氯化鉀，含K2O量≥600g/kg，8個處理，3次重復，小區面積48m2，全部磷、鉀肥和氮肥的40%于播種前一次性基施，剩余的60%于大喇叭口期一次性追施。

　　4月29日播種，種植密度5.25萬株/hm2，9月25日收獲。1.3測定項目與方法產量及產量構成：收獲前調查每小區果穗結實≥20粒的果穗數量折算穗數，成熟收獲后稱取小區總穗鮮重，按平均穗重法選取15穗果穗進行室內考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、行數、行粒數、千粒重及籽粒含水量，計算穗粒數和產量，千粒重和產量按14%含水率折算。

　　2結果與分析

　　2.1不同處理對玉米產量構成因素和穗部性狀的影響

　　8個處理的產量及產量構成因素結果：產量及產量構成因素受施肥深度的影響不顯著，受施氮量影響均顯著，施肥深度及施氮量的互作效應對產量、穗數及穗粒數的影響顯著。產量隨施氮量的增加而升高，從8個處理的產量結果可以看出：SN300最高，SN180其次，PN300隨后，PN180位居第四位，4者間差異不顯著，PN300、PN180、SN90和PN90的產量間差異不顯著。

　　穗數受施氮量和施肥深度與施氮量交互效應的影響不敏感，其中SN180的穗數最多，SN0最少，SN0顯著低于其他7個處理，其他7個處理間差異不顯著。施氮量和施肥深度與施氮量的互作效應對穗粒數影響顯著，施氮處理(N300、N180、N90)的穗粒數顯著高于不施氮處理(N0)，深施處理穗粒數由多到少依次為SN180>SN300>SN90，三者間差異不顯著，PN300位居第四位，PN180和PN90隨后，三者與SN300及SN90差異不顯著。千粒重受施氮量的影響顯著，但受施肥深度和施肥深度與施氮量互作效應的影響不顯著。

　　2.2施肥深度和施氮量對玉米干物重積累和氮素利用效率的影響

　　施肥深度及施氮量對玉米不同生育時期干物質積累量的影響結果：施肥深度對拔節期、大喇叭口期、吐絲期和灌漿中期的干物質積累量影響均顯著，僅對成熟期玉米干物質積累量影響不顯著，可以看出，深施處理有利于促進玉米植株的生長，可顯著提高成熟期以前玉米植株的干物質積累量。施氮量對玉米各個生育時期干物質積累量的影響均顯著，隨著施氮量的增加，干物質積累量顯著提高，均以N300處理最大，吐絲期以后增加趨勢更明顯，說明增施氮肥是促進玉米植株生長，提高玉米干物質積累量的有效措施。施肥深度及施氮量的互作效應對拔節期、吐絲期和灌漿中期干物質積累量的影響顯著，對大喇叭口期和成熟期的影響不顯著，8個處理不同生育時期的干物質積累量結果。

　　3討論與結論

　　氮肥深施通過增強土壤膠體的吸附能力和減少因揮發和淋溶造成的損失，從而提高氮肥利用效率;同時，氮肥深施還有利于出苗整齊，增加玉米株高和葉片數，提高葉面積指數和葉片葉綠素含量，增強植株的凈光合速率，延長葉片光合持續期，使玉米生長后期保持較好的生物學性狀，進而促進穗長、穗粒數、千粒重和產量的增加[10-12]。

　　本研究中，施肥深度通過與施氮量的互作效應實現玉米穗數和穗粒數的增加，促進玉米果穗的增長、增粗，進而提高玉米產量，其中SN300產量最高，SN180次之，分別比PN300和PN180增產7.75%和8.68%，由此可見，氮肥深施有利于遼東地區玉米產量的提高。植株干物質積累狀況對玉米產量有直接影響，本研究中，拔節期、大喇叭口期、吐絲期和灌漿期氮肥深施處理的干物質積累量顯著高于普通施肥處理，分別比普通施肥處理提高8.81、15.75、6.36和7.86個百分點。

　　大喇叭口期至灌漿中期是植株干物質積累的主要階段，氮肥深施處理大喇叭口期至吐絲期玉米干物質積累量占整個生育期干物質積累量的17.21%，比普通施肥處理提高0.79個百分點，吐絲期至灌漿中期各處理干物質積累量占整個生育期干物質積累量的33.0%~59.5%，氮肥深施處理比普通施肥提高6.37個百分點，可以看出，在遼東地區，氮肥深施可有效的提高植株的干物質積累量，特別是植株花后的干物質積累，有利于玉米籽粒產量的提高，從而促進增產，與前人研究結果一致[12,13]。我國肥料利用效率低，同時農田化學氮肥的損失易對環境造成不良影響，因此改進施肥技術，通過降低氮肥損失率來提高氮肥的吸收利用效率具有相當大的潛力[2]。

　　氮肥深施能抑制氨揮發，從而提高氮肥利用率[14]，研究表明：玉米種子正下方深度施氮優于根側施氮，以8~16cm為宜[15];一定深度范圍內氮肥利用率隨尿素施用深度的增加而升高，施用深度0cm、5cm、10cm和15cm的氮肥利用率依次為39.67%、44.92%、53.11%和52.65%[16];本研究中，氮肥深施可顯著提高玉米的氮肥生理利用率和氮肥農學利用率，說明氮肥深施可提高玉米植株對土壤中氮素的吸收能力，促進植株的生長發育，有利于花后植株氮素向籽粒轉移，從而實現增產。

　　偏生產力是反應土壤基礎養分水平和化肥施用量綜合效應的重要指標，比較適合我國目前土壤和環境養分供應量大、化肥增產效益下降的事實，是評價肥料利用率的適宜指標[17]，一般認為氮肥的偏生產力在40~80kg/kg之間，大于60kg/kg表明氮素管理較好或施肥量較低[18]，本地區，氮肥深施雖有利于氮肥偏生產力的提高，但仍有很大提升空間。

　　從本研究可以看出：在遼東地區，氮肥深施通過增加玉米果穗穗長、穗粗，促進穗數和穗粒數的增多，提高植株干物質積累量，特別是大喇叭口期至灌漿中期的干物質積累量，為玉米高產奠定生物量基礎，同時，氮肥深施可提高玉米植株對氮素的利用效率，調節土壤養分與植株養分平衡，促進玉米植株生長的同時，有利于減少農田肥料損失，從而降低肥料施用過量造成的環境污染，為實現生態環境的可持續發展奠定基礎。

　　參考文獻：

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　　[7]劉海東,唐湘如,趙烈,等.不同施肥深度對直播水稻氮素積累與轉移的影響[J].華北農學報,2016,31(5):216-221.

　　作者：樊葉1，樊琳琳2，薛兵東1，王秀鳳1，那明慧1，付俊1，高洪敏1，張麗麗1，*

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