周寶元， 王新兵， 王志敏， 馬 瑋*， 趙 明*

(1中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所， 農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與栽培重點開放實驗室， 北京 100081;2中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院， 北京 100193)

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不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米產(chǎn)量及氮素利用效率的影響

周寶元1, 2， 王新兵1， 王志敏2， 馬 瑋1*， 趙 明1*

(1中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所， 農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與栽培重點開放實驗室， 北京 100081;2中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院， 北京 100193)

【目的】氮肥中氮素的合理釋放是提高作物產(chǎn)量及氮素利用效率的重要措施之一，耕作方式也可顯著影響氮肥施用效果。本文比較了淺旋、 免耕和深松三種耕作方式下緩釋肥和常規(guī)施肥對夏玉米干物質(zhì)積累、 葉面積指數(shù)及植株氮素積累的影響，為玉米緩/控釋肥的合理應(yīng)用和耕作方式的選擇提供科學依據(jù)和技術(shù)支撐?！痉椒ā吭囼炗?013年至2014年在河南新鄉(xiāng)進行。采用裂區(qū)設(shè)計，以耕作方式為主區(qū)，設(shè)淺旋(R)、 免耕(N)和條帶深松(S)3種耕作方式; 肥料類型為副區(qū)，設(shè)不施氮(CK)、 緩釋肥(SRF)和常規(guī)施肥(CCF)3個處理?！窘Y(jié)果】相同耕作方式下，緩釋肥處理的夏玉米產(chǎn)量及氮肥利用效率顯著高于常規(guī)施肥; 相同肥料處理，其條帶深松耕作的夏玉米產(chǎn)量及氮肥利用效率顯著高于淺旋和免耕直播處理。各處理中，以條帶深松下的緩釋肥處理產(chǎn)量及氮肥利用效率最高，顯著高于其他處理，其中兩年產(chǎn)量平均增幅為13.4%59.2%，氮肥農(nóng)學利用效率(AEN)增幅為27.9%72.7%，氮素表觀利用率(REN)增長15.155.7個百分點。分析表明，干物質(zhì)積累和氮素積累，尤其是花后干物質(zhì)和氮素積累的增加是產(chǎn)量提高的主要原因。 在N、 R和S 三種耕作方式下，緩釋肥處理的花后干物質(zhì)積累量較常規(guī)施肥分別提高13.0%、 12.7%和18.7%; 花后氮素積累量分別提高14.4%、 16.8%和17.8%，其中條帶深松耕作的增幅顯著高于淺旋和免耕直播。條帶深松下緩釋肥處理花后干物質(zhì)和氮素積累量顯著高于其他處理?！窘Y(jié)論】與傳統(tǒng)耕作方式和施肥方式相比，條帶深松耕作和緩釋肥的施用均顯著提高了夏玉米的產(chǎn)量及氮素利用效率，各處理中以條帶深松耕作下緩釋肥處理的夏玉米產(chǎn)量及氮素效率最高，因此，條帶深松深施緩釋肥可作為黃淮海區(qū)一項有效的合理耕作與施肥措施。

夏玉米; 緩釋肥; 耕作方式; 產(chǎn)量; 干物質(zhì)積累; 氮素積累; 氮素利用效率

nitrogen accumulation; nitrogen utilization efficiency

在作物單產(chǎn)提高的過程中，化肥所起的作用占40%60%[1]。然而，隨著作物產(chǎn)量水平不斷提高，生產(chǎn)中出現(xiàn)了氮肥過量施用、 不合理施肥等現(xiàn)象，造成了肥料利用率低，氮素損失和環(huán)境污染等問題[2-4]。研究表明，在華北平原冬小麥/夏玉米輪作體系中，農(nóng)民習慣施肥的周年總施氮量超過N 500 kg /hm2，而冬小麥、 夏玉米單季作物吸氮量分別僅為N 160和140 kg/(hm2·a)[2]，導致土壤中氮肥盈余達到N 227 kg/hm2[3]。而該區(qū)小麥、 玉米平均氮肥回收利用率分別僅為 18%和16%[4-5]，遠遠低于美國玉米生產(chǎn)的氮肥回收利用率(37%)[6]，每年通過氨揮發(fā)、 反硝化作用和淋洗損失的氮分別為N120、 16和136 kg/hm2[2]。因此，切實有效地提高氮肥利用率，減輕其對環(huán)境的威脅，對玉米高產(chǎn)、 高效和安全生產(chǎn)具有重要意義。

改善氮肥施用技術(shù)，科學合理施用氮肥是提高氮肥利用效率，實現(xiàn)環(huán)境友好的重要途徑。在華北平原，玉米生長期高溫多雨，生產(chǎn)中常采用一炮轟的施肥方式易引起氮素的大量淋失，不僅造成肥料資源浪費，利用率降低，也常常使玉米生長后期發(fā)生脫肥早衰[7]; 同時，由于玉米植株高大，后期追肥困難，費力費工，且會對玉米造成一定的傷害，導致不同程度的減產(chǎn)[8]。近年來，緩/控釋肥料的研制與應(yīng)用成為解決上述問題的新途徑。緩/控釋肥具有肥效期長且穩(wěn)定的特點，一次施用能滿足玉米在整個生育期對養(yǎng)分的需求，減少施肥的數(shù)量和次數(shù)，節(jié)省成本，也減少了對環(huán)境的污染[9]。前人研究已證明，與等養(yǎng)分量的普通化肥相比，緩/控釋肥能夠提高肥料的利用效率和作物產(chǎn)量[10-15]。然而，前人關(guān)于緩/控釋肥應(yīng)用效果的研究大多集中于緩/控釋肥單因素(不同類型，施用方式等)對玉米產(chǎn)量、 生長發(fā)育、 肥料效率及環(huán)境效應(yīng)的影響等方面[12-17]，很少關(guān)注其他栽培措施(如耕作方式)對其肥效的影響。顯然，耕作方式對作物產(chǎn)量及施用肥料效應(yīng)存在較大影響[18-19]。已有研究證明普通肥料在不同耕作方式下的作用效果不同[20-21]。而關(guān)于緩/控釋肥在不同耕作方式下的施用效應(yīng)研究較少。因此，本試驗通過田間試驗比較了在滅茬旋耕、 免耕直播和條帶深松三種耕作方式下緩釋肥對玉米產(chǎn)量及氮素利用效率的影響，并通過分析玉米干物質(zhì)及氮素積累與分配特征進一步研究耕作方式與緩釋肥互作的作用效果與增產(chǎn)機理，旨在為玉米緩/控釋肥的合理使用和耕作方式的選擇提供科學依據(jù)和技術(shù)支撐。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于20132014年在中國農(nóng)業(yè)科學院河南新鄉(xiāng)試驗基地進行，該區(qū)位于黃淮海平原區(qū)，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫14 ℃，全年≥10℃積溫4647.2℃。年降水量573.4 mm，多集中于7、 8月間，年日照時數(shù)2323.9 h。試驗地土壤為粘質(zhì)壤土，0—20 cm土層有機質(zhì)含量12.55 g/kg、 速效氮61.2 mg/kg、 速效磷16.2 mg/kg、 速效鉀110.0 mg/kg、 pH 8.21。2013年和2014年夏玉米生長季日照、 降水量及溫度狀況見表1。

表1　2013、 2014年夏玉米生長季月平均日照、 降雨量及溫度狀況

1.2試驗設(shè)計

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，以耕作方式為主區(qū)，設(shè)淺旋耕作(R)、 免耕直播(N)和條帶深松(S)3種方式; 肥料類型為副區(qū)，設(shè)不施氮(CK)、 常規(guī)施肥N 270 kg /hm2分次施用(CCF，60%基施，40%拔節(jié)期追施)，緩釋肥N 270 kg/hm2一次性基施(SRF)3個處理。免耕處理使用當?shù)氐霓r(nóng)哈哈免耕播種機進行播種，一次作業(yè)同時完成播種及施種肥作業(yè); 淺旋處理利用臥式旋耕耙進行10—15 cm旋耕，后與免耕處理相同，使用農(nóng)哈哈播種機進行播種、 施種肥作業(yè); 條帶深松處理采用中國農(nóng)科院作物所研制的HHN-2BFYC型立式條帶深松精量播種機進行深松、 播種及施肥一體化作業(yè)，深松深度為25—30 cm，施肥深度為10 cm。試驗用緩釋肥由河南省心連心化肥有限公司生產(chǎn)，其N、 P2O5、 K2O 含量分別為30%、 5%、 5%，該肥料采用高分子網(wǎng)捕技術(shù)，控失率高，阻止已釋放養(yǎng)分流失，形成肥料箱，為作物持續(xù)不斷提供養(yǎng)分; 常規(guī)施肥處理使用普通復合肥和尿素混合配制出與緩釋肥處理等養(yǎng)分量的肥料。各處理磷、 鉀肥施用量相同，均為P2O545 kg/hm2和K2O 45 kg/hm2，其中不施氮處理所用磷、 鉀肥為常規(guī)過磷酸鈣和氯化鉀肥料。

選用鄭單958為供試材料，于6月中旬播種，種植密度為60000 plant/hm2，60 cm等行距種植，株距25 cm。小區(qū)面積為96 m2(4.8 m×20 m)，每小區(qū)種植8行， 3次重復。其他管理措施同夏玉米高產(chǎn)田。在玉米達到生理成熟后收獲，2013年為9月28日，2014年為9月26日。

1.3測定項目與方法

1.3.1 葉面積及葉面積指數(shù)于玉米吐絲期、 成熟期，田間活體測量5株葉面積，采用長寬系數(shù)法計算葉面積(0.75)，葉面積指數(shù) (LAI)=該土地面積上的總?cè)~面積/土地面積。

1.3.2 干物質(zhì)積累于玉米吐絲期和成熟期，每個小區(qū)取代表性植株3株，按不同器官(莖鞘、 葉片、 籽粒和穗軸) 分開，于105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重后測定干物重，樣品粉碎用于養(yǎng)分(N)的測定。1.3.3 植株氮素含量及氮肥利用效率利用KT - 2300 型凱氏定氮儀測定植株不同部位氮素含量。計算方法如下[22-24]:

植株氮積累量(kg/hm2，nitrogen accumulation amount in plant，NAA)=植株含氮量(%)× 單株干重 × 小區(qū)密度;

氮肥農(nóng)學效率(kg/kg，agronomic use efficiency，AEN)=(施氮區(qū)玉米產(chǎn)量-對照區(qū)玉米產(chǎn)量)/施氮量;

氮肥表觀利用率(%，recovery efficiency of applied N，REN)=(施氮區(qū)玉米地上部吸氮量-對照區(qū)玉米地上部吸氮量)/施氮量 × 100。

1.3.4 測產(chǎn)、 考種每小區(qū)去掉兩側(cè)邊行和每行兩端各五株后，調(diào)查相應(yīng)的空稈數(shù)、 雙穗數(shù); 測定全部收獲穗的穗鮮重、 穗數(shù); 選取樣本穗20穗(誤差小于0.1 kg)，風干后脫粒，稱重，測定含水量，換算成14%含水量的重量，進而折合成公頃產(chǎn)量; 另外選取20穗進行考種。

1.4數(shù)據(jù)處理

本研究所用產(chǎn)量數(shù)據(jù)為2013年和2014年的試驗數(shù)據(jù)，其余均為2013年試驗數(shù)據(jù)。采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理， 采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行方差分析和多重比較，利用SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米產(chǎn)量的影響

由圖1A可知，相同耕作方式下，與不施氮對照(CK)相比，各施氮處理的玉米產(chǎn)量均顯著提高，且施緩釋肥處理(SRF)的產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施肥(CCF)。2013年，在淺旋(R)耕作下，SRF處理的產(chǎn)量比CCF和CK分別提高了6.3%和34.8%; 免耕直播(N)條件下， SRF比CCF和CK分別提高了7.2%和47.0%; 條帶深松(S)條件下，SRF比CCF和CK分別提高了13.9%和49.4%。不同耕作方式比較，條帶深松耕作(S)的SRF處理的產(chǎn)量最高，分別比淺旋(R)和免耕直播(N)條件下的SRF處理提高了10.7%和11.5%， 差異顯著。

圖1　2013年和2014年不同處理夏玉米產(chǎn)量Fig.1　Grain yields of summer maize under different tillage practices and fertilization in 2013(A) and 2014(B)

在2014年的試驗中，各處理玉米產(chǎn)量的變化和2013年的整體趨勢一致，相同耕作方式下，表現(xiàn)為SRF>CCF>CK。淺旋耕作下SRF處理的產(chǎn)量比CCF和CK分別提高了9.1%和38.9%; 免耕直播下分別提高了9.2%和43.0%; 深松耕作下分別提高了12.8%和40.7%。不同耕作方式比較，條帶深松耕作下SRF處理的產(chǎn)量最高，分別比免耕直播和淺旋條件下的SRF處理高10.2%和8.2%，且差異顯著。

2.2不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米花前、 花后干物質(zhì)積累與分配的影響

由表2可以看出，相同耕作方式下，常規(guī)施肥(CCF)和緩釋肥處理(SRF)處理的夏玉米花前干物質(zhì)積累量、 花后干物質(zhì)積累量及整個生育期總干物質(zhì)積累量均顯著高于CK。SRF和CCF處理之間花前干物質(zhì)積累量沒有明顯差異，而SRF處理的花后干物質(zhì)積累量顯著高于CCF，淺旋耕作(R)下的增幅為13.0%，免耕(N)條件下增幅為12.7%，條帶深松耕作(S)下增幅為18.7%。各處理中，以條帶深松耕作(R)緩釋肥處理的花后干物質(zhì)積累量最高，顯著高于其他處理，增幅為8.4%41.1%。由于花后干物質(zhì)積累的顯著增加，SRF處理全生育期總干物質(zhì)量顯著高于CCF， 3種耕作方式下增幅分別為8.1%(R)、 8.9%(N)和12.3%(S)，且條帶深松與緩釋肥互作處理的總干物質(zhì)積累量最高，顯著高于其他處理，增幅為6.2%57.1%。同時，相同耕作方式下，SRF處理的花后干物質(zhì)積累量占全生育期總干物質(zhì)積累量的比值顯著高于CCF和CK處理。不同耕作方式之間，條帶深松耕作下各處理的花后干物質(zhì)積累量占全生育期的比值均高于免耕直播和淺旋耕作。各處理中，以條帶深松下緩釋肥處理的花后干物質(zhì)積累量占全生育期的比值最高。

以上結(jié)果說明，與常規(guī)施肥相比，緩釋肥能夠顯著提高玉米花后干物質(zhì)積累量及花后干物質(zhì)積累量占總干物質(zhì)積累量的比例，其中在條帶深松耕作條件下緩釋肥處理的增幅最大。

表2　2013年不同處理夏玉米花前與花后干物質(zhì)積累

注(Note): CK—不施氮肥 Without nitrogen; CCF—常規(guī)施肥 N 270 kg/hm2Conventional compound fertilizer; SRF—緩釋肥 N 270 kg/hm2Slow release fertilizer．同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異達5%顯著水平 Values followed by different letters in a column are significant among the treatments at the 5% level．

圖2　2013年不同處理夏玉米開花期和成熟期群體葉面積指數(shù)Fig.2　Leaf area index (LAI) of summer maize at the silking and maturity under different tillage practices and fertilization in 2013[注(Note): CK—不施氮肥 Without nitrogen; CCF—常規(guī)施肥 N 270 kg/hm2 Conventional compound fertilizer; SRF—緩釋肥 N 270 kg/hm2 Slow release fertilizer．柱上不同字母表示差異達5%顯著水平 Different letters above the bars mean significant at the 5% level.]

2.3不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米葉面積指數(shù)(LAI)的影響

圖2A顯示，相同耕作方式下， 緩釋肥處理(SRF)處理和常規(guī)施肥處理(CCF)處理的開花期葉面積指數(shù)(LAI)均顯著高于CK，在淺旋耕作(R)條件下， CCF和SRF處理分別比CK提高了68.2%和74.5%; 免耕直播(N)條件下， CCF和SRF分別比CK提高了57.9%和63.6%; 條帶深松(S)條件下， CCF和SRF分別比CK提高了50.3%和62.5%。而SRF處理和CCF處理之間開花期的LAI沒有顯著差異。

成熟期(圖2B)，各處理LAI均顯著降低。R、 N和S 三種耕作方式下，CK處理的LAI降幅分別為70.4%，71.7%和69.9%; CCF處理的LAI降幅分別為66.1%，63.7%和61.2%; SRF處理的LAI降幅分別為57.3%，54.8%和50.0%，顯著低于CK和CCF處理。3種耕作方式比較，條帶深松耕作(S)下各處理(CK，CCF和SRF)的LAI下降幅度最小，顯著低于淺旋(R)和免耕直播(N)下的各處理(P<0.05)。另外，各處理中，以條帶深松耕作下緩釋肥處理的LAI下降幅度最小，比其它處理低8.8%30.3%(P<0.05)。

2.4不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米花前、 花后氮素積累與分配的影響

表3結(jié)果表明，相同耕作方式下，CCF和SRF處理的夏玉米花前氮素積累量、 花后氮素積累量及整個生育期總氮素積累量均顯著高于CK對照，而SRF和CCF處理之間花前氮素積累量沒有明顯差異。但是，SRF處理的花后氮素積累量顯著高于CCF，3種耕作方式下增幅分別為14.4%、 16.8%和17.8%。各處理中以條帶深松耕作下緩釋肥處理的花后氮素積累量最高，顯著高于其他處理，增幅為17.1%401.7%。因此，SRF處理全生育期總氮素積累量顯著高于CCF，3種耕作方式下增幅分別為8.8%(R)、 8.3%(N)和9.1%(S)，且條帶深松下緩釋肥處理的總氮素積累量最高，顯著高于其他處理，增幅為8.2%162.2%。同時，相同耕作方式下，SRF處理的花后干物質(zhì)積累量占全生育期總氮素積累量的比值顯著高于CCF和CK處理。不同耕作方式比較，條帶深松耕作下各處理的花后氮素積累量占全生育期的比值均高于免耕直播和淺旋耕作。各處理中，以條帶深松與緩釋肥互作處理的花后氮素積累量占全生育期的比值最高。

表3　2013年不同處理夏玉米花前與花后氮素積累與分配

注(Note): CK—不施氮肥 Without nitrogen; CCF—常規(guī)施肥 N 270 kg/hm2Conventional compound fertilizer; SRF—緩釋肥 N 270 kg/hm2Slow release fertilizer．同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異達5%顯著水平 Values followed by different letters in a column are significant among the treatments at the 5% level．

以上結(jié)果說明，與不施肥和常規(guī)施肥處理相比，施用緩釋肥能夠顯著提高玉米花后氮素積累量及其占總氮素積累量的比例，且在條帶深松耕作下增幅最大。

2.5不同耕作方式下緩釋肥對夏玉米氮素利用效率的影響

從表4可以看出，相同耕作方式下， 緩釋肥處理的氮肥農(nóng)學利用效率及氮肥表觀利用率均顯著高于常規(guī)施肥處理。與常規(guī)施肥處理相比，淺旋耕作(R)下緩釋肥處理的氮肥農(nóng)學效率提高11.7%，氮肥表觀利用率提高18.2%; 免耕直播下(N)緩釋肥處理的氮肥農(nóng)學效率提高25.0%，氮肥表觀利用率提高15.0%; 條帶深松耕作(S)下緩釋肥處理的氮肥農(nóng)學效率提高38.5%，氮肥表觀利用率提高15.5%。不同耕作方式比較，條帶深松耕作的氮肥農(nóng)學利用效率及氮肥表觀利用率均高于淺旋和免耕直播處理。各處理中，條帶深松耕作下緩釋肥處理氮素利用效率最高，與淺旋和免耕直播條件下的SRF處理相比，氮肥農(nóng)學效率分別提高了54.7%和27.9%，氮素表觀利用率分別提高了31.7%和15.1%。

以上結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，緩釋肥能夠顯著提高玉米氮肥利用效率，且耕作方式對不同施肥處理的氮肥利用效率影響較大，條帶深松耕作下緩釋肥處理的氮肥利用率增幅最大。

表4　2013年不同處理夏玉米氮素利用效率

注(Note): CK—不施氮肥 Without nitrogen; CCF—常規(guī)施肥 N 270 kg/hm2Conventional compound fertilizer; SRF—緩釋肥 N 270 kg/hm2Slow release fertilizer. AEN—Nitrogen agronomic efficiency; REN—Recovery efficiency of nitrogen. 同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異達5%顯著水平Values followed by different letters in a column are significant among the treatments at the 5% level.

3　討論

緩/控釋肥料的應(yīng)用不僅能滿足作物對養(yǎng)分的需求，更重要的是能夠降低肥料損失，顯著提高肥料利用效率[25-28]。在本研究中，與常規(guī)施肥比，施用緩釋肥處理的夏玉米產(chǎn)量顯著提高，且產(chǎn)量的提高主要來自于花后干物質(zhì)積累的增加(表2)。前人研究已證明，禾谷類作物經(jīng)濟產(chǎn)量的60%以上來自開花后到成熟期的光合代謝產(chǎn)物[29-31]。本研究表明，緩釋肥處理與常規(guī)施肥處理的花前干物質(zhì)積累量沒有顯著差異，而緩釋肥處理花后干物質(zhì)積累量顯著高于常規(guī)施肥處理，且花后干物質(zhì)積累量占全生育期總干物質(zhì)量的比例接近60%，顯著高于常規(guī)施肥處理。說明施用緩釋肥有利于灌漿期干物質(zhì)的積累，這與前人關(guān)于不同包膜材料控釋復合肥的研究結(jié)果類似[17]。這主要是因為常規(guī)施肥前期大量的氮素淋失造成花后氮素不足，植株根系周圍出現(xiàn)氮素虧缺[32]，加速了花后植株衰老[7]，進而導致花后干物質(zhì)合成能力下降[33]; 而緩釋肥根據(jù)玉米生長特性進行選擇性釋放，前期釋放緩慢，從大口期以后釋放速率加快，花后土壤氮素的供應(yīng)能力顯著提高[34]，降低了營養(yǎng)器官，尤其是葉片中氮素向生殖器官的轉(zhuǎn)運量，從而延緩了葉片衰老，顯著提高花后干物質(zhì)積累量[35]。本研究中，緩釋肥處理花后氮素積累量顯著高于常規(guī)施肥處理，而花前氮素積累量沒有顯著差異。同時，由于緩釋肥處理促進了植株對養(yǎng)分的吸收，與常規(guī)施肥比，緩釋肥處理玉米氮肥農(nóng)學效率和氮素表觀利用率顯著提高。

然而，耕作措施可通過調(diào)節(jié)土壤環(huán)境對作物養(yǎng)分的吸收及利用產(chǎn)生重要影響，進而影響產(chǎn)量[36-37]。本研究中，與淺旋耕作和免耕直播比，條帶深松耕作下各施肥處理的花后氮素積累量顯著增加，而花前氮素積累量沒有顯著差異。較高的花后氮素積累有利于延緩葉片衰老，因此各施肥處理在條帶深松耕作下的花后葉面積指數(shù)顯著高于淺旋和免耕處理(圖2)，從而促進了花后干物質(zhì)積累量的增加(表3)，最終提高了產(chǎn)量。另外，由于各施肥處理在條帶深松耕作下氮素積累量和產(chǎn)量顯著高于淺旋和免耕處理，因此，條帶深松耕作下各處理玉米氮素農(nóng)學效率及氮肥回收利用效率顯著提高。其原因可能是淺旋耕作由于常年的機械壓實會使土壤耕層變淺，影響作物根系的正常下扎和活性，使作物花后根系衰老加快[32, 38]; 同時，免耕直播由于播種和施肥深度較淺，且土壤堅實，不利于根系下扎; 而條帶深松由于耕作較深，增加了耕層深度，降低了土壤容重，有利于根系下扎[32, 39]，使玉米生長后期能夠保持較高的根系活力，從而維持較高的養(yǎng)分吸收能力。因此，條帶深松耕作可以促進玉米對土壤中的氮素的吸收與利用。

總之，在本研究條件下，緩釋肥能夠顯著提高夏玉米產(chǎn)量及氮素利用效率，且耕作方式對緩釋肥的施用效果影響較大，在條帶深松耕作下施用緩釋肥的產(chǎn)量及氮素利用效率最高。但是，緩釋肥的應(yīng)用效果除了受耕作方式的影響外，還受土壤溫度、 濕度、 微生物及玉米品種等因素對養(yǎng)分釋放的影響。因此，為更好指導控釋肥的應(yīng)用，這些問題還有待進一步研究。

4　結(jié)論

與常規(guī)肥料相比，緩釋肥能夠顯著提高夏玉米產(chǎn)量及氮素利用效率，主要是因為施用緩釋肥顯著提高了玉米干物質(zhì)積累量和植株氮素積累量，尤其是花后干物質(zhì)及氮素積累量。三種耕作方式中，條帶深松耕作下緩釋肥的作物產(chǎn)量及氮素利用效率最高?？梢?，緩釋肥與條帶深松耕作相結(jié)合能夠更加有效地提高玉米產(chǎn)量和氮素利用效率。

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Effect of slow-release fertilizer and tillage practice on grain yield and nitrogen efficiency of summer maize (Z.maysL.)

ZHOU Bao-yuan1, 2, WANG Xin-bing1, WANG Zhi-min2, MA Wei1*, ZHAO Ming1*

(1InstituteofCropSciences,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofCropEco-physiologyandCultivation,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China;2CollegeofAgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100093,China)

【Objectives】 N release dynamics of fertilizers plays an important role in increasing yield and nitrogen efficiency of maize. Soil tillage practice has remarkable influence on nitrogen use efficiency as well. In this paper, effects of a slow-release fertilizer with different tillage practices on grain yield and nitrogen efficiency of summer maize were compared, to identify the optimum soil tillage for the application of the slow-release fertilizer. 【Methods】 Two factors split plot expernments were conducted in Henan from 2013 to 2014 with summer maize as materials. The main factor was three soil tillage management, rototilling (R), no-tillage (N) and sub-soiling (S); The subplot treatments were nitrogen fertilizer; slow release fertilizer N 270 kg/hm2, conventional fertilizer N 270 kg/hm2(40% as basal application and 60% at the beginning of male tetrad stage), and no nitrogen fertilizer (control). 【Results】Under the same tillage, the grain yield and nitrogen use efficiency of the slow release fertilizer treatment are higher than those of applying the conventional fertilizer, and the differences are the greatest under the sub-soiling tillage. Among the tillage treatments, the yield of the slow release fertilizer treatment under the sub-soiling tillage (S-SRF) is 13.4%-59.2% higher than those of other treatments, while the agronomic nitrogen use efficiency of nitrogen (AEN) and recovery efficiency of applied nitrogen (REN) of S-SRF are 27.9%-72.7% and 15.1-55.7 percentage points higher, respectively, compared to those for other treatments. The yield and NUE increases are mainly affected by the dry matter accumulation and nitrogen accumulation (especially post-silking). The post-silking dry matter accumulation of applying the slow release fertilizer is 13.0%, 12.7% and 18.7% higher, respectively, compared to those for the conventional fertilizer treatments under rototilling, no-tillage, and sub-soiling. Furthermore, the post-silking nitrogen accumulation of applying the slow release fertilizer is 14.4%, 16.8% and 17.8% higher, respectively, compared to those for the conventional fertilizer treatments under rototilling, no-tillage, and sub-soiling. The post-silking dry matter accumulation and nitrogen accumulation of S-SRF are significantly higher than those of other treatments. 【Conclusions】 The yield and nitrogen use efficiency of maize in the two years are highest under the sub-soiling with the slow release fertilizer application. From the results we can conclude that the combination of sub-soiling and the application of slow release fertilizer could provide an approach for enhancing the nitrogen fertilizer use efficiency and getting high yield.

summer maize; slow-release fertilizer; soil tillage; grain yield; dry matter production;

2014-11-18接受日期: 2015-02-09網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-07-17

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(201203096); 國家科技支撐計劃(2013BAD07B00， 2013BAD08B00)資助。

周寶元(1984—)， 男， 河北涿州人， 博士研究生， 主要從事玉米高產(chǎn)高效栽培與生理研究。 E-mail: zhoubaoyuan2008@163.com

E-mail: weiwei_8200@126.com; E-mail: zhaomingcau@163.net

S513.01; S154.5

A

1008-505X(2016)03-0821-09