不同施肥处理对夏玉米产量及肥料利用率的影响
作者： 李娜 张志伟 李艳红 石德杨
摘要 以玉米登海605为试验对象，探讨不同施肥处理对土壤理化性状、秸秆和籽粒中氮磷钾含量、玉米产量及经济系数的影响，测算夏玉米氮肥、磷肥和钾肥的利用率。结果表明，不同施肥处理降低了土壤pH及有机质、碱解氮、有效磷含量；氮磷钾全量施肥提高了夏玉米籽粒和秸秆产量及籽粒和秸秆养分吸收量。夏玉米氮肥、磷肥和钾肥的利用率分别为 32.96%、14.25%、41.67%，综合肥料利用率为40.34%，玉米经济系数为0.47 ～ 0.51。
关键词 夏玉米；肥料利用率；产量；经济系数
中图分类号 S 513 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2024）16-0130-03
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.027
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Effect of Different Fertilization Treatments on Yield and Fertilizer Utilization Rate of Summer Maize
LI Na1，ZHANG Zhi-wei1，LI Yan-hong2 et al
（1.Anqiu Bureau of Agriculture and Rural Areas，Weifang， Shandong 262100;2.Yantai Agricultural Technology Extension Center， Yantai， Shandong 264000）
Abstract The experiment used the main summer maize variety Denghai 605 as the test object， in order to explore the effect of different fertilization treatments on soil physicochemical properties， nitrogen， phosphorus and potassium contents in straw and grains， corn yield and economic coefficient， and calculated the utilization rates of nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers for summer maize. The results showed that different fertilization treatments reduced soil pH and organic matter， alkalihydrolyzed nitrogen， and available phosphorus;total nitrogen， phosphorus， and potassium increased the yield of summer maize grains and straw， as well as the nutrient absorption of grains and straw. In this experiment， the utilization rate of nitrogen fertilizer， phosphorus fertilizer and potassium fertilizer were 32.96%， 14.25% and 41.67%， respectively， and the utilization rates of comprehensive fertilizer was 40.34%. Economic coefficient of maize was 0.47-0.51.
Key words Summer maize;Utilization rate of fertilizer;Yield;Economic coefficient
基金项目 烟台市科技创新发展项目（2021NYNC012）。
作者简介 李娜（1989—），女，山东潍坊人，农艺师，硕士，从事土壤肥料与农技推广工作。*通信作者，农艺师，博士，从事作物高产高效与土壤肥料研究。
收稿日期 2023-09-19
玉米是我国重要的粮食作物之一，在动物饲料、工业原料等方面有广泛的应用，化肥在我国粮食产量的增加中发挥重要作用［1］，化肥是粮食的“粮食”。我国之所以能用世界7%的耕地养活世界22%的人口，化肥起了很大的作用，化肥为全球粮食增产作出了50%以上的贡献，在发展中国家化肥增产作用更大，化肥对粮食增产的贡献可达60%左右。但随着施肥量的增加，单位化肥增产的效应会下降，而适宜的用量才能产生最大的效益。研究显示，1980年至今的三十几年，我国粮食产量增长近85%，但化肥施用量增长了4.5倍［2］，化肥施用量的增速远超过粮食产量的增速［3］。当化肥施用量达到一定程度后，其对粮食增产的边际贡献率逐渐下降［4］。
《中国三大粮食作物肥料利用率研究报告》显示，我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物的肥料利用率水平与国际相比仍处于较低水平［5-6］。因此，在稳定粮食产量的前提下，提高肥料利用率，提高肥料的增产效率，减少肥料的损失，是实现农业绿色发展，落实国家“藏粮于地，藏粮于技”战略的核心之一。科学施肥是保证高产高效及减少环境污染的重要措施之一［7］，笔者通过夏玉米常规肥水条件下肥料利用率田间试验，摸清当地玉米生产中氮肥、磷肥、钾肥利用率现状，探究不同施肥处理对玉米产量、土壤性质、养分吸收及肥料利用率的影响，为当地玉米施肥结构调整提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设置于烟台市农业科学研究院试验基地，地形平坦整齐，肥力均匀，供试土壤前茬作物为小麦，之前未进行过其他施肥试验，土壤类型为棕壤，试验前0～20 cm土层土壤基本理化性状：pH 5.89，有机质13.65 g/kg，碱解氮69.53 mg/kg，有效磷52.48 mg/kg，速效钾247.62 mg/kg。
1.2 试验设计
共设5个处理，每个处理重复3次，共15个小区，小区面积30 m2，小区之间有明显的分区。具体设置：处理①空白，不施肥（CK）；处理②施磷、钾肥，不施氮（PK）；处理③施氮、钾肥，不施磷（NK）；处理④施氮、磷肥，不施钾（NP）；处理⑤施氮、磷、钾肥（NPK）。氮、磷、钾肥全部作基肥，设定玉米目标产量为7.8 t/hm2，推荐施肥量为240-105-120 kg/hm2（N-P2O5-K2O），尿素由山东德齐龙化工集团有限公司生产（总氮≥46.2%），重过磷酸由云南云天化股份有限公司生产（有效P2O5≥43%），硫酸钾由中农集团控股股份有限公司生产（K2O≥50%，Cl≤1.5%）。根据目标产量与测土配方施肥技术《NYT 2911—2016测土配方施肥技术规范》，具体施肥量设定见表1。
1.3 试验方法
小麦收获后，于2021年6月23日采用玉米播种机进行免耕播种，播种量为42 kg/hm2。经间苗后株数达52 500 株/hm2，行距60～70 cm，播深3～5 cm，出苗前喷施除草剂。及时间苗、定苗、中耕除草及防治病虫害，中耕促根，根据土壤墒情及天气状况，及时浇水和排灌。10月9日收获，对土壤及植株样品进行采集并带回室内测产、分析化验。整个生育期间无严重病虫害、洪涝、低温等显著影响试验结果的因素发生。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 土壤理化性质。
种植前及收获后分别采集0～20 cm表层土样，风干过筛后用于基本性质的测定，其中pH采用酸度计法测定；有机质采用重铬酸钾容量法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用盐酸氟化铵浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度计法测定。
1.4.2 氮、磷、钾含量。
籽粒与秸秆样品烘干粉碎后经浓H2SO4-H2O2消煮后，采用凯氏定氮法测定氮含量，钼锑抗比色法测定磷含量，火焰光度计法测定钾含量。
1.4.3 产量。
各小区分别选取具有代表性的连续6株玉米，待其自然风干后进行脱粒测产；另取具有代表性连续3株玉米，分为玉米秸秆与籽粒两部分，逐一称重，并带回实验室，待果穗自然风干后，脱粒烘干，分别测定玉米籽粒和秸秆干重。
1.5 计算方法
氮（磷、钾）肥利用率=［施氮（磷、钾）区玉米总吸氮（磷、钾）量 – 对照区玉米总吸氮（磷、钾）量］/施氮（磷、钾）肥量 × 100%，经济系数（收获指数）=经济产量/生物产量。
1.6 数据处理
采用 DPS 7.05 软件对试验数据进行分析，用最小显著极差法（LSD）进行平均数显著性检验；采用 Microsoft Excel 2003进行作图。
2 结果与分析
2.1 不同处理对土壤理化性质的影响
由表2可知，与空白相比，施肥显著降低了土壤中的有机质、碱解氮、速效钾含量及pH，有机质施肥处理间无显著差异，PK、NK处理对土壤有效磷影响不显著，缺素处理的土壤pH较低。可见，空白不施肥能缓解土壤酸化程度，全量施肥相比缺磷施肥有助于维持土壤有效磷处于较高水平。
2.2 不同处理对玉米产量及收获指数的影响
由表3可知，NPK全量施肥处理的玉米籽粒产量、秸秆产量及地上部产量均最高，籽粒产量较对照提高26.65%；空白处理的籽粒产量、秸秆产量及地上部产量均最低；NK和NPK处理的收获指数较高；可见，全量施肥有助于玉米产量和收获指数保持在较高水平，不施肥导致玉米显著减产，缺素处理的产量也处于较低水平。
2.3 不同处理对玉米籽粒及秸秆氮、磷、钾浓度的影响
由表4可知，NPK全量施肥的秸秆及籽粒氮、磷、钾含量较高，其中，NPK全量施肥籽粒全钾浓度显著高于缺钾处理，NPK全量施肥籽粒全磷浓度显著高于缺磷处理；NPK全量施肥秸秆全氮、全磷浓度显著高于空白及缺磷处理。可见，缺素或不施肥导致籽粒及秸秆氮、磷、钾浓度的降低。
2.4 不同处理对玉米氮、磷、钾吸收的影响
由表5可知，NPK全量施肥籽粒氮磷钾吸收量、秸秆氮磷钾吸收量均最大。可见，不施肥及缺素处理的籽粒及秸秆养分吸收量降低。玉米的氮肥利用率为32.96%，磷肥利用率为14.25%，钾肥利用率为41.67%；综合肥料利用率为40.34%。
3 讨论
科学施用化肥的目标是最大限度发挥化肥的正面作用和减少化肥的负面影响［8］。该试验结果表明，NPK全量施肥
相较于PK、NK、NP的缺素施肥能够更好地维持土壤理化性质，提高玉米产量，提高肥料利用率，有助于帮助粮食实现绿色高质高效发展的目标。从试验结果来看，NPK全量施肥的籽粒产量较CK增产26.65%，分别高于PK、NK、NP处理19.00%、3.86%、14.12%，其中不施氮、不施钾的处理产量明显低于全量施肥，说明玉米产量对缺氮最为敏感，其次是缺钾。研究表明，合理配施氮磷钾肥会提高作物产量［9-12］。该试验玉米NPK全量施肥的氮肥利用率为32.96%，磷肥利用率为14.25%，钾肥利用率为41.67% ，其中钾肥利用率最高，其次是氮肥，磷肥利用率最低。 全量施肥的元素吸收量明显高于不施肥和缺素施肥，说明合理配施氮磷钾肥能够促进玉米对氮磷钾元素的吸收，从而促进玉米生长，表明氮磷钾全量施肥对于增加玉米产量、提高肥料利用率起积极作用，在生产过程中，适量增施氮、钾肥，为该地区玉米生产的配方施肥具有一定的指导意义。
参考文献
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