氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)旱作春玉米氮素吸收及分配的影響

王澤林，白 炬，李 陽，岳善超,2，李世清,2*

（1 西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100；2 黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西楊凌 712100）

春玉米是黃土塬旱作農(nóng)業(yè)區(qū)重要的糧食作物之一，黃土高原地區(qū)降雨資源短缺，水分是限制旱地作物產(chǎn)量最主要的因素[1]。由于地膜在改善土壤水熱狀況進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育及提高作物產(chǎn)量等方面的突出作用[2-4]，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于黃土高原旱作玉米栽培。而合理施用氮肥對(duì)提高玉米產(chǎn)量和氮肥利用率具有重要意義。

玉米籽粒產(chǎn)量是由生育期內(nèi)干物質(zhì)及養(yǎng)分的累積、分配和轉(zhuǎn)移特性所決定的。前人圍繞施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)和氮素累積和運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)道較多，但結(jié)論不一致。李廣浩等[5]研究表明，黃淮海區(qū)域施氮量在0～360 kg/hm2范圍時(shí)，群體干物質(zhì)累積量、植株氮素總累積量及花后氮素同化量均隨著施氮量的增加而增加；Liu等[6]研究表明，在黃土旱塬地區(qū)覆膜栽培條件下，施氮量在0～250 kg/hm2范圍時(shí)，春玉米氮素累積量、干物質(zhì)累積量和花后干物質(zhì)累積量隨施氮量增加而顯著提高；Meng等[7-8]研究指出，與農(nóng)戶常規(guī)產(chǎn)量水平相比，高產(chǎn)條件下干物質(zhì)總累積量顯著增加，且玉米花后干物質(zhì)累積比例和氮素累積比例增加更為顯著。鄭偉等[9]研究報(bào)道，增施氮肥雖提高玉米營(yíng)養(yǎng)體氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)效率，但對(duì)籽粒氮的貢獻(xiàn)率則保持在50.8%～62.9%；而曹國(guó)軍等[10]研究表明超高產(chǎn)玉米籽粒中77.52%的氮素由營(yíng)養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運(yùn)；但Osaki等[11]研究表明過量氮素運(yùn)轉(zhuǎn)則導(dǎo)致玉米葉片早衰及光合能力下降，不利于產(chǎn)量的提高；何萍等[12]認(rèn)為，隨氮肥用量的增加玉米營(yíng)養(yǎng)器官的氮素運(yùn)轉(zhuǎn)率呈先增加后降低趨勢(shì)。雖然圍繞地膜覆蓋和施氮玉米對(duì)氮素吸收利用、干物質(zhì)累積和產(chǎn)量的影響開展了大量研究，但玉米品種、栽培措施和產(chǎn)量水平的不同，施氮量對(duì)干物質(zhì)累積及花后干物質(zhì)累積與氮素累積、分配和轉(zhuǎn)移影響均不同。

近年來，李世清課題組構(gòu)建了黃土旱塬地區(qū)旱地春玉米高產(chǎn)高效栽培模式，該模式基于全膜雙壟溝種植技術(shù)，通過Hybrid-Maize模型優(yōu)化品種、播期和密度，實(shí)現(xiàn)旱作春玉米15 t/hm2左右產(chǎn)量水平，該體系適宜施氮量為250 kg/hm2[13-15]。但是氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)該地區(qū)高產(chǎn)春玉米 (產(chǎn)量15 t/hm2) 干物質(zhì)累積及氮素累積、分配和轉(zhuǎn)移的影響研究較少，而且地膜覆蓋對(duì)其影響不清楚。本研究通過2年大田試驗(yàn)，以春玉米“先玉335”為供試品種，探討黃土旱塬地區(qū)地膜覆蓋和氮肥施用對(duì)高產(chǎn)春玉米干物質(zhì)累積動(dòng)態(tài)及氮素吸收分配及產(chǎn)量的影響，為合理施氮與產(chǎn)量協(xié)同提高提供理論依據(jù)。

圖1 2016和2017年春玉米生長(zhǎng)季降雨量和日均氣溫Fig. 1 Precipitation and daily average temperature during spring maize growing seasons in 2016 and 2017

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)于2016—2017年在中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所長(zhǎng)武黃土高原農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站進(jìn)行。該站位于陜西省咸陽市長(zhǎng)武縣洪家鎮(zhèn)王東村(35°12′N，107°40′E，海拔 1220 m)，屬典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，地貌為高原溝壑區(qū)，地帶性土壤為黑壚土。試區(qū)氣候?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年均降水578 mm (其中73%分布于5—9月，即春玉米生長(zhǎng)季)；年均氣溫9.7℃ (5—9月平均溫度為19.0℃)，無霜期171 d。試驗(yàn)開始前0—20 cm土壤理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)14.1 g/kg、土壤全氮0.9 g/kg、礦質(zhì)氮10.5 mg/kg、有效磷15.9 mg/kg、速效鉀136.7 mg/kg、pH為8.4。2016年和2017年春玉米生育期日均氣溫和降雨情況如圖1所示，兩年春玉米生育期總降水量分別為374 mm和364 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在地膜覆蓋 (FM) 和不覆蓋 (NM) 兩種條件下設(shè)置4個(gè)施氮水平，氮素用量分別為0 (對(duì)照N0)、100 (施氮不足 N100)、250 (適宜施氮 N250) 和400 kg/hm2(過量施氮N400)，共8個(gè)處理，處理代號(hào)分別為 FM-N0、FM-N100、FM-N250、FM-N400、NM-N0、NM-N100、NM-N250和NM-N400。采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。玉米品種為“先玉335”，種植密度85000株/hm2，采用寬窄行雙壟溝種植模式，寬行60 cm，窄行40 cm。

氮肥為含氮量46%的尿素，分3次施入，其中40%作為基肥，30%于十葉期追施，30%于吐絲期追施。磷肥為過磷酸鈣，每公頃施純磷40 kg；鉀肥為硫酸鉀，每公頃施純鉀80 kg?；┑屎土?、鉀肥，于播前撒施于地表后翻耕。

2016年4月24日播種，9月15日收獲計(jì)產(chǎn)；2017年4月25日播種，9月14日收獲計(jì)產(chǎn)。分別在玉米六葉期 (V6)、十葉期 (V10)、吐絲期 (R1)、乳熟期(R3) 及完熟期 (R6) 采集植株樣品。十葉期時(shí)，將植株按器官分為葉和莖兩部分；吐絲期，將植株按器官分為葉、莖及穗；在乳熟期和完熟期將植株按器官分為葉、莖、籽粒和穗軸及苞葉。所有樣品在105℃下殺青30 min后，在80℃下烘至恒重，稱干重后，用粉碎機(jī)粉碎植物樣品，測(cè)定植株全氮含量。

表1 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of nitrogen application rate and plastic film mulching on yield and yield component of spring maize

1.3 計(jì)算公式

氮素累積量 (kg/hm2) = 氮素含量 × 干物質(zhì)質(zhì)量氮素轉(zhuǎn)移量 (kg/hm2) = 吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官氮素最大累積量 - 成熟期氮素累積量

氮素轉(zhuǎn)移率 = (氮素轉(zhuǎn)移量/吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官氮素最大累積量) × 100%

轉(zhuǎn)移氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率 = (氮素轉(zhuǎn)移量/成熟期籽粒氮素累積量) × 100%

氮肥農(nóng)學(xué)效率 (kg/kg，N) = (施氮處理產(chǎn)量 - 不施氮處理產(chǎn)量)/施氮量

氮肥偏生產(chǎn)力 (kg/kg，N) = 產(chǎn)量/施氮量

氮收獲指數(shù) = 成熟期籽粒氮素累積總量/成熟期植株氮積累總量 × 100%

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel和Origin Pro 2015進(jìn)行整理，SAS 9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米產(chǎn)量的影響

由表1可知，氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米籽粒產(chǎn)量。相同覆蓋措施條件下，春玉米產(chǎn)量均以N250處理最高，顯著高于N0和N100處理，在地膜覆蓋條件下過量施氮沒有進(jìn)一步提高籽粒產(chǎn)量，而不覆蓋條件下過量施氮顯著降低了籽粒產(chǎn)量。在相同施氮量條件下，地膜覆蓋處理的產(chǎn)量均顯著高于不覆蓋處理，以N250處理為例，F(xiàn)M-N250處理產(chǎn)量比NM-N250處理高68.9%(2016 年) 和 130% (2017 年)。

氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素也有影響。氮肥施用顯著提高每公頃穗數(shù)，2016年N400與N250處理公頃穗數(shù)顯著高于N0處理，但N100、N250和N400處理差異不顯著；地膜覆蓋和氮肥施用與地膜覆蓋二因素互作對(duì)公頃穗數(shù)無顯著影響，而2017年地膜覆蓋對(duì)公頃穗數(shù)影響達(dá)極顯著水平(P ＜ 0.01)，氮肥施用與地膜覆蓋二因素互作對(duì)公頃穗數(shù)影響達(dá)顯著水平，與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下N100、N250和N400處理穗數(shù)增加幅度分別為40.2%、20.7%和25.5%。氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高穗粒數(shù)和百粒重。相同覆蓋措施下，N250和N400處理穗粒數(shù)顯著高于N100和N0處理，但N250和N400處理無顯著差異。在地膜覆蓋條件下，N400和N250處理百粒重顯著高于N100和N0處理，但不覆蓋條件下，N400與N250處理百粒重顯著高于N0處理，N100、N250和N400處理間差異不顯著。

造成氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響存在年際差異的原因主要是土壤含水量和氣象因素。2017年不覆蓋處理播前土壤含水量顯著低于2016年，且2017年播種到出苗階段無降雨(圖1)，導(dǎo)致2017年不覆蓋條件下出苗率低于2016年。2017年不覆蓋處理由于六葉期至吐絲期降雨量較2016年低57.2 mm，土壤水分含量較2016年顯著降低，造成干旱脅迫，可能會(huì)影響到玉米的雌穗分化，同時(shí)也導(dǎo)致隨后開花、授粉受到嚴(yán)重影響；隨著生育期推進(jìn)，耗水進(jìn)一步增加，土壤水分含量進(jìn)一步下降，吐絲期是玉米需水關(guān)鍵期，也是穗粒數(shù)形成的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)水分脅迫最敏感，土壤水分含量下降導(dǎo)致氮素吸收受到抑制進(jìn)而影響有效粒數(shù)的形成，導(dǎo)致2017年不覆蓋處理穗數(shù)和穗粒數(shù)及產(chǎn)量顯著低于2016年。而地膜覆蓋提高降雨截獲效率，抑制土壤水分無效蒸發(fā)及具有增溫保墑作用，使春玉米吐絲期提前，從而減輕了這種不利影響，使得兩年地膜覆蓋處理穗粒數(shù)差異較少。

圖2 春玉米不同生育時(shí)期干物質(zhì)累積變化趨勢(shì)Fig. 2 Dry matter accumulation curves of spring maize at different growth stages

2.2 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米干物質(zhì)累積的影響

圖2表明，各處理春玉米干物質(zhì)累積動(dòng)態(tài)呈相同的變化趨勢(shì)，均呈“S”型曲線，吐絲期至灌漿期玉米干物質(zhì)累積速率最快，其次是十葉期至吐絲期，灌漿期至成熟期干物質(zhì)累積速率趨于平緩，成熟期干物質(zhì)量達(dá)到最大值。氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米各生育時(shí)期干物質(zhì)累積量。吐絲期前各生育時(shí)期，地膜覆蓋條件下N250和N400處理干物質(zhì)累積量顯著高于N100處理，而不覆蓋條件下N100和N250和N400處理間無顯著差異。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋使春玉米吐絲期提前7～10天，N100、N250和N400處理吐絲期干物質(zhì)累積量增加幅度分別為6.78%、38.3%和69.8% (2016年)，91.9%、65.1%和69.6% (2017年)。

氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米花后干物質(zhì)累積量及累積比例。地膜覆蓋條件下，N100處理花后干物質(zhì)累積量為6.36 t/hm2(2016年) 和8.97 t/hm2(2017年)，花后累積比例為51.1% (2016年) 和51.6% (2017年)，N250處理花后干物質(zhì)累積量及累積比例顯著高于N100處理，N250處理花后干物質(zhì)累積量為13.5 t/hm2(2016年)和14.1 t/hm2(2017年)，花后干物質(zhì)累積比例為58.8% (2016年) 和59.9% (2017年)，但N250與N400處理無顯著差異。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋N100、N250和N400處理花后干物質(zhì)累積量增幅分別為35.0%、108%和164% (2016年)，165%、182%和188% (2017年)，花后累積比例增幅分別為10.2%、20.9%和24.4% (2016年)，15.0%、28.4%和30.4% (2017年)；不覆蓋條件下，N250花后干物質(zhì)累積量最大分別為6.47 t/hm2(2016年) 和5.29 t/hm2(2017年)，顯著高于N0、N100和N400處理，而N400處理花后干物質(zhì)累積量顯著高于N100處理，但N100、N250和N400處理花后干物質(zhì)累積比例維持在41.3%～48.7%。

圖3 春玉米不同生育時(shí)期地上部氮素累積變化趨勢(shì)Fig. 3 Aboveground N accumulation curves of spring maize at different growth stages

2.3 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米氮素累積的影響

春玉米氮素累積量變化趨勢(shì)與干物質(zhì)累積變化趨勢(shì)相似，各處理春玉米氮素累積動(dòng)態(tài)均呈現(xiàn)“S”型曲線 (圖3)。氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米各生育時(shí)期氮素累積量。N100、N250和N400處理各生育時(shí)期氮素累積量顯著高于N0處理，但N400和N250處理差異不顯著。吐絲期前各生育時(shí)期，地膜覆蓋條件下N250和N400處理氮素累積量顯著高于N100處理，而不覆蓋條件下僅2017年十葉期N250和N400處理氮素累積量顯著高于N100處理。在吐絲期，與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下N100、N250和N400處理吐絲期氮素累積量增加幅度分別為11.0%、62.8%和83.1%(2016年)，151%、78.5%和81.6% (2017年)。

氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米花后氮素累積量。地膜覆蓋條件下，施氮處理花后氮素累積比例為51.1%～54.9%，N400處理花后氮素累積量及累積比例最高，花后累積量為157 kg/hm2(2016年) 和142 kg/hm2(2017年)，花后累積比例為54.9% (2016年) 和52.9% (2017年)，N250與N400處理無顯著差異，但N250和N400處理花后氮素累積量顯著高于N100處理。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋N100、N250和N400處理花后氮素累積量增加幅度分別為52.0%、98.6%和197% (2016年)，216%、133%和199% (2017年)，花后累積比例增幅分別為17.9%、10.5%和28.0% (2016年)，12.6%、13.7%和30.5% (2017年)；不覆蓋條件下，施氮處理花后氮素累積比例為40.5%～48.2%，N250處理花后氮素累積量和累積比例最大，花后氮素累積量為61.9 kg/hm2(2016 年) 和 57.9 kg/hm2(2017 年)，花后累積比例為47.3% (2016年) 和48.2% (2017年)，但N400與N250處理間花后氮素累積量無顯著差異，均顯著高于N100處理。

表2 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響Table 2 Effects of nitrogen application rate and plastic film mulching on nitrogen translocation of spring maize

2.4 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響

從表2可以看出，春玉米氮素轉(zhuǎn)移量、轉(zhuǎn)移氮素貢獻(xiàn)率葉片均高于莖稈。氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作顯著提高春玉米莖和葉氮素轉(zhuǎn)移量，在相同覆蓋措施下，莖和葉氮素轉(zhuǎn)移量均以N250處理最高，顯著高于N0和N100處理，但過量施氮并沒有進(jìn)一步提高莖和葉的氮素轉(zhuǎn)移量。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下N100、N250和N400處理莖氮素轉(zhuǎn)移量增幅分別為44.2%、96.3%和75.4%(2016年)，209%、136%和110% (2017年)，N100、N250和N400處理葉氮素轉(zhuǎn)移量增幅分別為49.3%、87.1%和113% (2016年)，248%、113%和130%(2017年)。地膜覆蓋條件下，N250和N400處理莖氮素轉(zhuǎn)移量與N100處理相比分別提高了111%和133% (2016年)，67.8%和51.4% (2017年)，N250和N400處理葉轉(zhuǎn)移量與N100處理相比分別提高了108%和146% (2016年)，64.0%和53.5%(2017年)。不覆蓋條件下，N250和N400處理莖氮素轉(zhuǎn)移量與N100處理相比分別提高了54.8%和91.3% (2016年)，120%和123% (2017年)，N250和N400處理葉氮素轉(zhuǎn)移量與N100處理相比分別提高了65.6%和72.6% (2016年)，168%和132% (2017年)。但氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作對(duì)轉(zhuǎn)移氮素貢獻(xiàn)率和氮素轉(zhuǎn)移率影響不顯著。

表3 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米氮素利用效率的影響Table 3 Effects of N application rates and plastic film mulching on nitrogen utilization efficiency of spring maize

2.5 氮肥施用和地膜覆蓋對(duì)春玉米氮素利用效率的影響

由表3可知，在相同覆蓋措施條件下，施氮顯著降低了氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，而地膜覆蓋顯著增加了氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，二者無交互作用。在相同覆蓋條件下，氮收獲指數(shù)均以N250處理最大，但過量施氮N400處理并沒有進(jìn)一步提高氮收獲指數(shù)。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋提高了氮收獲指數(shù)，N100、N250和N400處理的增幅分別為22.7%、13.2%和7.63% (2016年)，24.9%、14.9%和14.8% (2017年)，氮肥施用和地膜覆蓋及二因素互作對(duì)氮收獲指數(shù)均影響顯著。

3 討論

本試驗(yàn)中地膜覆蓋顯著提高了春玉米的產(chǎn)量，以N250處理為例，地膜覆蓋能實(shí)現(xiàn)14.7～14.9 t/hm2的產(chǎn)量，與不覆蓋相比，產(chǎn)量提高68.9%～130%。地膜覆蓋在促進(jìn)產(chǎn)量提高的同時(shí)，顯著提高了氮肥的偏生產(chǎn)力和氮收獲指數(shù)。以N250處理為例，地膜覆蓋條件下氮肥偏生產(chǎn)力為59.4 kg/kg (2016年) 和58.7 kg/kg (2017年)，與我國(guó)優(yōu)化管理的高產(chǎn)玉米田的氮肥偏生產(chǎn)力 (平均為57 kg/kg) 基本一致[16]；FMN250處理氮收獲指數(shù)最高，分別為75.4% (2016年)和71.1% (2017年)，與美國(guó)高產(chǎn)玉米氮收獲指數(shù)(76%左右) 基本一致[17]。

水肥運(yùn)籌與氮素的吸收、轉(zhuǎn)移及分配有著緊密聯(lián)系且存在顯著交互作用，充足的土壤水分是保證旱地氮肥充分發(fā)揮肥效的重要因素，對(duì)氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化、遷移、作物吸收以及在體內(nèi)的代謝均有顯著影響[18-20]。在干旱地區(qū)，水分缺乏會(huì)通過減少植株氮素吸收、轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸限制作物生長(zhǎng)[21]。本課題組之前結(jié)果表明，地膜覆蓋顯著提高了春玉米播前到六葉期5 cm深土壤溫度和0—200 cm土層儲(chǔ)水量，平均土壤溫度較不覆蓋處理在播前到六葉期提高1～1.5℃左右，在六葉期地膜覆蓋處理的平均土壤貯水量較不覆蓋處理高20.4～60.5 mm[14]。在地膜覆蓋條件下，氮肥施用不僅使春玉米苗期全氮含量顯著增加，而且干物質(zhì)量也顯著增加，說明二因素互作不僅促進(jìn)氮素吸收，同時(shí)促進(jìn)春玉米苗期生長(zhǎng)發(fā)育。地膜覆蓋實(shí)現(xiàn)了土壤增溫、保水、礦化養(yǎng)分等多種正效應(yīng)的互作與耦合，使玉米克服了生育前期的低溫、干旱等自然條件的限制，加快玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期植株冠層的生長(zhǎng)發(fā)育速度，提高冠層捕獲的有效光合輻射、玉米光合勢(shì)、光合速率及氣孔導(dǎo)度，提前到達(dá)吐絲期[22-24]。地膜覆蓋處理不僅較不覆蓋處理春玉米吐絲期提前了7～10天，而且顯著提高春玉米吐絲期氮素累積量和干物質(zhì)累積量。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下施氮處理花前干物質(zhì)累積量增幅趨勢(shì)與花前氮素累積量增幅趨勢(shì)一致。2017年不覆蓋處理十葉期至吐絲期降雨量較2016年低近70 mm，使得2017年不覆蓋處理吐絲期氮素累積量低于2016年，導(dǎo)致2017年吐絲期干物質(zhì)累積量顯著低于2016年不覆蓋處理。

生育后期同化產(chǎn)物積累是超高產(chǎn)栽培春玉米籽粒產(chǎn)量的主要來源[25]，高產(chǎn)、超高產(chǎn)玉米生育后期具有較高的干物質(zhì)累積優(yōu)勢(shì)[26]。該研究結(jié)果表明地膜覆蓋和氮肥施用二因素互作增加花后干物質(zhì)累積量和比例。地膜覆蓋處理較不覆蓋處理春玉米吐絲期提前了7～10天，使提前到達(dá)吐絲期春玉米具有較高的干物質(zhì)快速累積速率和較長(zhǎng)的干物質(zhì)迅速累積持續(xù)期，二者有機(jī)結(jié)合顯著提高春玉米花后干物質(zhì)累積量和比例。地膜覆蓋條件下施氮處理花后干物質(zhì)量為6.36～14.9 t/hm2，花后累積比例為51.1%～59.9%，而不覆蓋條件下施氮處理花后干物質(zhì)量為3.58～6.47 t/hm2，花后累積比例為41.3%～48.7%。靳小利等[27]研究表明，高產(chǎn)玉米花后干物質(zhì)累積比例為60%左右。本研究結(jié)果表明，地膜覆蓋條件下N250處理實(shí)現(xiàn)14.7～14.9 t/hm2的籽粒產(chǎn)量，其花后干物質(zhì)累積比例為58.8%～59.9%。

吐絲后氮素累積是籽粒中的氮素重要來源。李婷等[28]研究表明，地膜覆蓋不僅顯著增加春玉米吐絲前氮素累積量，而且顯著增加了吐絲后氮素累積量。葛均筑等[29]研究表明，覆膜和施氮顯著提高各生育時(shí)期氮素累積量，但二因素互作僅對(duì)吐絲期氮素累積量影響顯著。本研究表明，地膜覆蓋條件下施氮處理春玉米良好的營(yíng)養(yǎng)建成為春玉米花后氮素吸收和干物質(zhì)累積奠定良好的基礎(chǔ)，在地膜覆蓋條件下氮肥施用提高花后氮素累積量和比例的效果更顯著，地膜覆蓋條件下施氮處理花后氮素累積量為62.3～157.0 kg/hm2，花后氮素累積比例在51.5%～54.9%，不覆蓋條件下施氮處理花后氮素累積量為22.4～61.9 kg/hm2，花后氮素累積比例在40.5%～48.2%。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下施氮處理具有較高的花后氮素累積優(yōu)勢(shì)，花后氮素累積量高于花前，花后氮素吸收促進(jìn)玉米花后干物質(zhì)累積，地膜覆蓋條件下施氮對(duì)春玉米生育后期的影響大于前期，為春玉米高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

籽粒氮素累積是由吐絲后氮素累積和吐絲前累積的氮素再轉(zhuǎn)移共同作用的結(jié)果[17]。本研究表明，玉米養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒養(yǎng)分的貢獻(xiàn)要大于吐絲后養(yǎng)分累積對(duì)籽粒養(yǎng)分的貢獻(xiàn)，玉米養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒養(yǎng)分的貢獻(xiàn)為50.1%～66.0%。李文娟等[30]研究指出，籽粒中54.5%～60.6%的氮可以依賴于營(yíng)養(yǎng)體的轉(zhuǎn)運(yùn)。氮素轉(zhuǎn)移量取決于吐絲期可用氮素量和氮素轉(zhuǎn)移效率[17]，本研究中氮肥施用和地膜覆蓋二因素互作對(duì)氮素轉(zhuǎn)移率無顯著影響。與不覆蓋處理相比，地膜覆蓋條件下施氮處理莖和葉氮素轉(zhuǎn)移量分別提高44.2%～209%和49.3%～248%。因此吐絲期較高的氮素累積量是營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量提高的基礎(chǔ)，地膜覆蓋和氮肥施用二因素互作顯著提高吐絲期氮素累積量，進(jìn)而提高營(yíng)養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)移量。

4 結(jié)論

氮肥施用和地膜覆蓋互作不僅顯著提高春玉米苗期氮素吸收和干物質(zhì)累積，而且對(duì)春玉米生育后期氮素和干物質(zhì)累積的影響更大，為高產(chǎn)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，而氮肥施用和地膜覆蓋二因素協(xié)同促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)移量，從而提高春玉米籽粒產(chǎn)量和氮收獲指數(shù)。