漢江洲灘平地夏玉米氮、磷、鉀吸收分配與利用效率分析

丁亨虎 ，吳家瓊 ，伍艮春 ，董華兵 ，劉克芝 ，孫玉海

（1.潛江市土壤肥料工作站，湖北 潛江 433100；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部潛江農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，湖北 潛江 433100；3.潛江市農(nóng)業(yè)局，湖北 潛江 433100）

玉米（Zea mays L.）是食品、飼料和工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的重要原料，已發(fā)展成為中國種植面積最大的糧食作物，2016年種植面積3 676.8萬hm2、產(chǎn)量21 955.2萬 t［1］，對保障國家糧食安全具有重要意義［2，3］。 化肥作為糧食增產(chǎn)的決定因子在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了舉足輕重的作用［4］。玉米是需肥較多的作物，采用適宜的施肥方式不僅能提高玉米產(chǎn)量，還能提高土壤肥力，改善子粒品質(zhì)，增強(qiáng)玉米對不良環(huán)境的抵抗能力［5］。實(shí)踐表明，合理施肥才能提高玉米肥料利用率，增加肥料經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本［6］。當(dāng)前，玉米生產(chǎn)中仍然存在氮肥施用量過多、鉀肥施用量偏少、施肥時期與肥料配比不合理等現(xiàn)象，成為提高玉米產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入的限制因子，造成玉米生產(chǎn)成本增加、產(chǎn)量和肥料利用率低，經(jīng)濟(jì)效益下降。因此，夏玉米科學(xué)施肥，對于提高產(chǎn)量和肥料利用率，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效與可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義［7-9］。提高肥料利用率是科學(xué)施肥的重要目標(biāo)，農(nóng)學(xué)效率和肥料利用率是衡量科學(xué)施肥的主要參考指標(biāo)［10］。玉米是側(cè)根系高稈作物，其邊際效應(yīng)十分明顯，邊際效應(yīng)對氮、磷、鉀肥的利用也是需要研究的問題之一［11，12］。本試驗(yàn)探索了漢江洲灘平地土壤肥力中等以下小麥全量還田的潮土田條件下玉米邊際效應(yīng)對玉米產(chǎn)量的影響，并以小區(qū)中心子粒、莖葉實(shí)測值計算氮、磷、鉀肥料利用率、農(nóng)學(xué)效率及生理利用率［13-18］，探討當(dāng)季氮、磷、鉀協(xié)同利用率，以期為該地域夏玉米系統(tǒng)推薦施肥用量［19］、培肥地力提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)設(shè)在湖北省潛江市竹根灘鎮(zhèn)朱湖村湖北嘗香思食品有限公司小麥生產(chǎn)基地，土壤類型為潮土，土種為灰油沙土，耕層質(zhì)地為沙壤。常規(guī)法檢測土樣，其有機(jī)質(zhì)含量為20.45 g／kg，堿解氮含量為67.9 mg／kg， 速效磷含量為 21.2 mg／kg， 速效鉀含量為58.3 mg／kg，pH 7.66，土壤肥力中等以下。 前茬作物為冬小麥，小麥秸稈全量粉碎還田，施肥水平42%復(fù)合肥 450 kg／hm2，產(chǎn)量水平 4.5 t／hm2。供試玉米品種為蠡玉16；供試肥料為尿素（純氮≥46%）、過磷酸鈣（P2O5≥12%）、氯化鉀（K2O≥60%）、硫酸鋅（純鋅≥34.5%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)設(shè)6個處理，分別為CK（不施肥）、OPT-N（磷、鉀配施，無氮）、OPT-P（氮、鉀配施，無磷）、OPT-K（氮、磷配施，無鉀）、OPT（推薦配方施肥）、FP（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥）。其中，推薦配方施肥純N為204 kg／hm2，P2O5為 72 kg／hm2，K2O 為 72 kg／hm2， 純鋅3.15 kg／hm2；當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥純 N 為 255 kg／hm2，P2O5為 90 g／hm2，K2O 為 90 kg／hm2，純鋅 3.15 kg／hm2。 磷肥全部作基肥，氮肥、鉀肥60%用作基肥、40%作追肥。氮肥分2次追施，苗期10%、大喇叭口期30%；鉀肥在穗期（大喇叭口期）一次性追施。各處理鋅肥作基肥一次性施用。

每處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列，各處理小區(qū)面積50 m2（長 11.11 m×寬 2.25 m×2 廂），株行距為 32.65 cm×56.25 cm，小區(qū)基本苗272株［小區(qū)共8行，每行34株，小區(qū)行端（邊）80株，小區(qū)中心192株］，密度為5.44萬株／hm2，四周留有保護(hù)行，保護(hù)區(qū)為常規(guī)種植。

試驗(yàn)于5月28日整田施基肥，6月2日定行定穴人工點(diǎn)播，6月15日定苗（1株／穴），8月28日考種、小區(qū)實(shí)收實(shí)測產(chǎn)量。各處理病蟲防治、化學(xué)除草等其他管理措施一致。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

前茬小麥?zhǔn)斋@后取基礎(chǔ)土樣，測定有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀及pH。

玉米收獲前分別采集各小區(qū)中間兩行植株樣10株考種，記載株高、穗位高、莖稈粗（直徑，下同）、植株鮮重、穗長、禿尖長、穗粗、穗粒數(shù)及百粒重，并將子粒和莖葉（玉米芯）烘干后分別制樣檢測子粒、莖稈（玉米芯）養(yǎng)分含量。在玉米成熟收獲后，實(shí)打計（風(fēng)干重）子粒產(chǎn)量和玉米莖葉、玉米芯產(chǎn)量。

運(yùn)用試驗(yàn)小區(qū)（中心）子粒產(chǎn)量、莖葉（玉米芯）產(chǎn)量結(jié)果，按差減法［20］計算玉米百千克經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量以及氮、磷、鉀利用率、農(nóng)學(xué)效率和生理利用率。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行計算，處理公式如下：

玉米氮（磷、鉀）養(yǎng)分吸收總量（kg／hm2）＝玉米子粒產(chǎn)量（kg／hm2）×玉米子粒氮（磷、鉀）養(yǎng)分含量（%）+玉米莖葉產(chǎn)量（kg／hm2）×玉米莖葉氮（磷、鉀）養(yǎng)分含量（%）+玉米芯產(chǎn)量（kg／hm2）×玉米芯氮（磷、鉀）養(yǎng)分含量（%）；

玉米每100 kg子粒產(chǎn)量氮（磷、鉀）養(yǎng)分吸收量（kg）＝玉米氮（磷、鉀）養(yǎng)分吸收總量（kg／hm2）÷玉米子粒產(chǎn)量（kg／hm2）×100；

氮（磷、鉀）肥利用率＝［施肥區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量-無氮（磷、鉀）區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量］÷所施肥料中氮（磷、鉀）素的總量×100%；

氮（磷、鉀）肥協(xié)同利用率＝［施肥區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量-無氮（磷、鉀）區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量）］÷所施肥料中氮（磷、鉀）素的總量×100%；

氮（磷、鉀）肥農(nóng)學(xué)效率（kg／kg）＝［全肥區(qū)子粒產(chǎn)量（kg／hm2）-無氮（磷、鉀）區(qū)子粒產(chǎn)量（kg／hm2）］÷所施肥料中氮（磷、鉀）素的量；

氮（磷、鉀）肥生理利用率（kg／kg）＝［全肥區(qū)子粒產(chǎn)量（kg／hm2）-無氮（磷、鉀）區(qū)子粒產(chǎn)量（kg／hm2）］÷［全肥區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量-無氮（磷、鉀）區(qū)作物吸氮（磷、鉀）總量］；

小區(qū)行端（邊）邊際效應(yīng)＝［（小區(qū)行端（邊）子粒產(chǎn)量÷行端（邊）總株數(shù)）-（小區(qū)中心子粒產(chǎn)量÷小區(qū)中心總株數(shù)）］÷（小區(qū)中心子粒產(chǎn)量÷小區(qū)中心總株數(shù)）×100%。

小區(qū)行端（邊）：小區(qū)兩端謂行端，小區(qū)兩邊行謂行邊，統(tǒng)稱小區(qū)行端（邊）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對夏玉米農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 不同施肥處理對夏玉米產(chǎn)量成因的影響 由表1可知，OPT平均穗長為19.33cm，比CK穗長增加1.81 cm，增幅10.33%；比OPT-N穗長增加1.12 cm，增幅6.15%；與OPT-P、OPT-K穗長持平；比 FP穗長短1.22 cm，減幅5.94%。OPT平均穗粗為4.93 cm，比CK、OPT-N穗粗均增加0.39 cm，增幅8.59%，與OPT-P、OPT-K、FP 穗粗持平。 OPT、OPT-K 平均禿尖為1.41 cm，短于其他各處理，OPT-P禿尖也較短。OPT穗粒數(shù)最高，為484.20粒／穗，比CK穗粒增加55.53粒／穗，增幅 12.95%；比 OPT-N穗粒增加49.67粒／穗，增幅11.43%；比OPT-P穗粒增加36.79粒／穗，增幅8.22%；比OPT-K穗粒增加46.64粒／穗，增幅 10.66%；與 FP持平。OPT百粒重為27.47 g，比CK、OPT-N 分別增加 4.76、4.50g，增幅分別為20.96%、19.59%；與其他處理百粒重持平。OPT理論產(chǎn)量為 6 741.83 kg／hm2，比 CK理論產(chǎn)量增加1 817.37 kg／hm2，增幅 36.90%；比 OPT-N 理論產(chǎn)量增加 1 684.50 kg／hm2，增幅 33.31%；比 OPT-P 理論產(chǎn)量增加 645.93 kg／hm2，增幅10.60%；比OPT-K 理論產(chǎn)量增加583.77 kg／hm2，增幅9.48%；比FP理論產(chǎn)量增加152.05 kg／hm2，增幅2.31%，基本持平。

由此說明，在小麥全量秸稈還田條件下，對玉米產(chǎn)量成因影響起決定作用的是氮肥，其次是磷、鉀肥。配方施肥與缺素處理、不施肥處理比較，理論產(chǎn)量增幅達(dá)9.48%～36.90%。

表1 不同施肥處理對夏玉米產(chǎn)量成因的影響（LSD法）

2.1.2 不同施肥處理對夏玉米植株性狀的影響 由表2可知，配方施肥OPT平均株高為221.30 cm，與FP、OPT-P、OPT-K 差異不顯著；與 CK、OPT-N 差異顯著，分別增高22.27、20.53 cm，增幅分別為11.19%、10.23%。OPT平均穗位高為85.93 cm，與FP、OPTP、OPT-K差異不顯著；與CK、OPT-N差異顯著，分別增高10.33、11.76 cm，增幅分別為13.66%、15.86%。OPT莖稈最粗，為2.67 cm，除與FP差異不顯著外，與其他各處理均差異顯著，增幅為5.95%～13.62%。OPT單株鮮重為894.08 g，與FP差異不顯著，與其他各處理差異顯著，增幅為9.14%～44.48%。

試驗(yàn)表明，氮、磷、鉀配方施肥能促進(jìn)植株正常生長，缺素對玉米生長影響氮素最大，鉀素、磷素次之。與OPT相比，缺氮素處理的株高、穗位高、莖稈粗及單株鮮重均顯著降低，缺鉀素和缺磷素處理的莖稈粗、單株鮮重顯著降低，說明此類田塊必須增施氮肥，調(diào)施磷、鉀肥才能保證玉米增產(chǎn)增收。

表2 不同施肥處理對夏玉米植株性狀的影響（LSD法）

2.2 不同施肥處理對夏玉米產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)收獲時行端（邊）、中心區(qū)分別收獲稱重計產(chǎn)，小區(qū)基本苗272株，其中行端（邊）80株、小區(qū)中心192株，密度按5.44萬株／hm2計算，經(jīng)風(fēng)干得子粒產(chǎn)量見表3。由表3可知，中心小區(qū)和小區(qū)行端（邊）區(qū) OPT產(chǎn)量與 CK、OPT-N差異顯著，與OPT-P、OPT-K、FP差異不顯著。小區(qū)中心OPT產(chǎn)量為 6 398.61 kg／hm2，比 CK 增產(chǎn) 1 721.72 kg／hm2，增幅36.81%；比OPT-N增產(chǎn)1 379.83 kg／hm2，增幅27.49%；比 OPT-P 增產(chǎn) 378.72 kg／hm2，增幅 6.29%；比OPT-K增產(chǎn)195.50 kg／hm2，增幅3.15%；比FP減產(chǎn) 240.83 kg／hm2，減幅 3.67%。

由此說明，在中等以下肥力小麥秸稈全量還田條件下，氮、磷、鉀配施能提高玉米產(chǎn)量，其增產(chǎn)潛力氮素最大、磷肥次之、鉀肥最小，試驗(yàn)增產(chǎn)幅度分別為27.49%、6.29%、3.15%。

表3 不同施肥處理對夏玉米產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥處理夏玉米行端（邊）邊際效應(yīng)分析

小區(qū)設(shè)置為隨機(jī)排列，各處理四周除保護(hù)行養(yǎng)分水平一致以外，其他相鄰行端（邊）基本不一致，因而所表現(xiàn)的行端（邊）邊際效應(yīng)也不一致。由表4可知，OPT行端（邊）邊際效應(yīng)平均為-0.18%，最高達(dá)-1.19%，其中有1個小區(qū)向外輸運(yùn)養(yǎng)分，總體表現(xiàn)向外輸運(yùn)養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量下降；FP行端（邊）邊際效應(yīng)平均為-5.37%，最高達(dá)-7.42%，3小區(qū)均表現(xiàn)向外輸運(yùn)養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量下降；CK行端（邊）邊際效應(yīng)平均為5.57%，最高達(dá)8.48%，3小區(qū)均表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量增加；OPT-N行端（邊）邊際效應(yīng)平均為1.37%，2小區(qū)為正數(shù)、1小區(qū)為負(fù)數(shù)，總體表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量增加；OPT-P行端（邊）邊際效應(yīng)平均為5.97%，2小區(qū)為正數(shù)、1小區(qū)為負(fù)數(shù)，總體表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量增加；OPT-K行端（邊）邊際效應(yīng)平均為-3.21%，3小區(qū)均為負(fù)數(shù)，總體表現(xiàn)為向外輸運(yùn)養(yǎng)分、玉米產(chǎn)量下降。

表4 不同施肥處理夏玉米行端（邊）邊際效應(yīng)

由此說明，中等以下肥力田塊，夏玉米氮、磷、鉀肥行端（邊）邊際效應(yīng)幅度變化小，對玉米產(chǎn)量影響較小，其小區(qū)肥料利用效率基本反映其結(jié)果，但用中心小區(qū)計算則更接近肥料利用效率實(shí)值。同時，從3個缺素處理行端（邊）邊際效應(yīng)說明，氮、磷素在土壤中的移動性明顯強(qiáng)于鉀素。

2.4 不同施肥處理對夏玉米氮、磷、鉀分配的影響

從圖1可以看出，不同施肥處理夏玉米子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分配有一定的差異，其中氮養(yǎng)分含量處理間差異顯著，磷、鉀養(yǎng)分處理間差異不顯著。子粒養(yǎng)分含量總體表現(xiàn)為氮養(yǎng)分＞鉀養(yǎng)分＞磷養(yǎng)分。

OPT子粒氮養(yǎng)分含量為14.7g／kg，與處理OPT-P、OPT-K、FP持平，差異不顯著；與處理CK、OPT-N差異顯著，分別增加2.88、2.55 g／kg，增幅分別為24.37%、20.99%。處理OPT子粒磷養(yǎng)分含量為2.72 g／kg，與各處理差異不顯著。處理OPT子粒鉀養(yǎng)分含量為3.60 g／kg，與其他各處理差異不顯著。

圖1 不同施肥處理夏玉米子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分含量

由圖2可見，不同施肥處理夏玉米芯氮、磷、鉀養(yǎng)分含量分配有一定的差異，其中氮、磷養(yǎng)分含量處理間差異顯著，鉀養(yǎng)分含量處理間差異不顯著。玉米芯養(yǎng)分含量總體表現(xiàn)為鉀養(yǎng)分＞氮養(yǎng)分＞磷養(yǎng)分。

圖2 不同施肥處理夏玉米芯氮、磷、鉀養(yǎng)分含量

OPT玉米芯氮養(yǎng)分含量為4.24 g／kg，與其他處理差異不顯著；與CK持平，比OPT-N增加1.92%，比 OPT-P、OPT-K、FP 分別下降 10.73%、15.37%、6.61%。OPT玉米芯磷養(yǎng)分含量為1.13 g／kg，比CK和OPT-N顯著降低，與其他處理差異不顯著。OPT玉米芯鉀養(yǎng)分含量為6.88 g／kg，與其他各處理差異均不顯著。

由圖3可見，不同施肥處理夏玉米莖葉氮養(yǎng)分含量分配差異顯著，磷養(yǎng)分含量有一定差異，鉀養(yǎng)分含量基本無差異。玉米莖葉養(yǎng)分含量總體表現(xiàn)為鉀養(yǎng)分＞氮養(yǎng)分＞磷養(yǎng)分。

OPT莖葉氮養(yǎng)分含量為13.31 g／kg，與OPT-P、OPT-K、FP處理差異不顯著；與CK、OPT-N差異顯著，分別增加 5.26、5.73 g／kg，增幅分別為 64.34%、75.59%。OPT莖葉磷養(yǎng)分含量為2.17 g／kg，與其他各處理差異均不顯著，其中與處理OPT-P相比，增加0.47 g／kg、增幅27.65%。OPT莖葉鉀養(yǎng)分含量為16.87 g／kg，與其他各處理差異均不顯著。

圖3 不同施肥處理夏玉米莖葉氮、磷、鉀養(yǎng)分含量

2.5 不同施肥處理對植株養(yǎng)分吸收的影響

2.5.1 不同施肥處理對植株單株養(yǎng)分吸收的影響對玉米子粒、莖葉、芯養(yǎng)分含量檢測結(jié)果及單株產(chǎn)量結(jié)果按差減法進(jìn)行運(yùn)算得圖4、圖5、圖6。

圖4 不同施肥處理夏玉米子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量

由圖4可見，夏玉米子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收總量各處理排序?yàn)?FP （2 562 mg／株）＞OPT （2 471 mg／株）＞OPT-K（2 377 mg／株）＞OPT-P（2 297 mg／株）＞OPT-N（1 715 mg／株）＞CK（1 548 mg／株），其中處理 FP、OPT各養(yǎng)分含量與 CK、OPT-N差異顯著。OPT單株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量分別比CK、OPT-N增加923、756 mg／株，增幅分別為 59.63%、44.08%。各處理氮、磷、鉀吸收量總體表現(xiàn)為氮素＞鉀素＞磷素，其中OPT單株吸收量氮素為1 729 mg／株、鉀素為423 mg／株、磷素為319 mg／株，說明此類土壤氮素對增加子粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大。

由圖5可見，夏玉米莖葉氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量各處理排序?yàn)?OPT（7 502 mg／株）＞OPT-K（7 326 mg／株）＞FP （7 201mg／株）＞OPT-P （6 068 mg／株）＞OPT-N（4 527 mg／株）＞CK（4 438 mg／株），其中處理OPT各養(yǎng)分含量與處理CK、OPT-N、OPT-P差異顯著，與其他處理差異不顯著。處理OPT與處理CK、OPT-N、OPT-P、OPT-K、FP 比較，單株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量分別增加 3 064、2 975、1 434、176、301 mg／株，增幅分別為 69.04%、65.72%、23.63%、2.40%、4.18%。各處理氮、磷、鉀吸收量總體表現(xiàn)為鉀素＞氮素＞磷素，其中OPT單株吸收量鉀素為3 913 mg／株、氮素為 3 088 mg／株、磷素為 501 mg／株，說明此類土壤鉀素對增加莖葉產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大。

圖5 不同施肥處理夏玉米莖葉氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量

圖6 不同施肥處理夏玉米芯氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量

由圖6可見，夏玉米芯氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量各處理排序?yàn)?FP（435 mg／株）＞OPT（417 mg／株）＞OPT-P （370 mg／株）＞OPT-K （367 mg／株）＞OPT-N（328 mg／株）＞CK（320 mg／株）。其中，處理 OPT 氮素與處理CK、OPT-N差異顯著，與其他處理差異不顯著；處理OPT鉀素與CK、OPT-N、OPT-K差異顯著，與其他處理差異不顯著；處理OPT磷素與OPT-N、OPT-P差異顯著，與其他處理差異不顯著。處理OPT 與 CK、OPT-N、OPT-P、OPT-K 比較，單株氮磷鉀養(yǎng)分吸收總量分別增加 97、89、47、50 mg／株，增幅分別為 30.31%、27.13%、12.70%、13.62%；OPT與FP比較，單株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量下降18 mg／株，降幅為4.14%。各處理氮、磷、鉀吸收量總體表現(xiàn)為鉀素＞氮素＞磷素，其中OPT單株吸收量鉀素為205 mg／株、氮素為 179 mg／株、磷素為 34 mg／株，說明此類土壤鉀素對增加玉米芯產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大。

2.5.2 不同施肥處理對植株養(yǎng)分吸收總量的影響由表5可知，不同施肥處理對玉米氮、磷、鉀素養(yǎng)分吸收影響明顯，處理OPT與FP、OPT-K差異不顯著，與CK、OPT-N、OPT-P差異顯著。由此說明，此類田塊種植夏玉米氮、磷、鉀配施利于玉米養(yǎng)分的吸收，其中氮素對玉米養(yǎng)分的吸收影響最大、磷素次之，鉀素影響較小。與CK、OPT-N、OPT-P相比，OPT全氮吸收量分別增加 139.63、133.49、44.67 kg／hm2，增幅分別為105.70%、96.56%、19.67%；全磷吸收量分別增加 10.54、9.67、10.43 kg／hm2，增幅分別為 29.31%、26.26%、28.92%；全鉀吸收量分別增加72.04、64.73、33.98 kg／hm2，增幅分別為 41.16%、35.50%、15.95%。2.5.3 玉米每100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮（磷、鉀）養(yǎng)分吸收量 由表6可知，不同施肥處理玉米每100 kg子粒養(yǎng)分吸收量有一定的差異。處理OPT玉米每100 kg子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量為8.84 kg，高于其他各處理，其中全氮吸收量為4.25 kg、全磷吸收量為0.73 kg、全鉀吸收量為3.86 kg。玉米每100 kg子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量處理OPT與FP、OPT-K比較增幅不明顯，與處理CK、OPT-N、OPT-P比較增幅明顯，增幅分別為19.46%、24.33%、11.62%。

2.6 不同施肥處理對玉米氮、磷、鉀利用效率的影響

由表7可知，氮肥利用率平均為65.44%，最高達(dá)71.83%；磷肥利用率平均為14.49%，最高達(dá)20.51%；鉀肥利用率平均為27.74%，最高達(dá)53.17%。OPT氮、磷、鉀協(xié)同利用率平均為63.85%，最高達(dá)69.60%；FP氮、磷、鉀協(xié)同利用率平均為48.66%，最高達(dá)50.29%。

表5 不同施肥處理夏玉米氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量 （單位：kg/hm2）

表6 不同施肥處理夏玉米每100 kg子粒養(yǎng)分吸收量 （單位：kg）

表7 不同施肥處理夏玉米氮、磷、鉀利用效率

氮肥農(nóng)學(xué)效率平均為6.76 kg／kg，最高達(dá)7.88 kg／kg；磷肥農(nóng)學(xué)效率平均為 5.26 kg／kg， 最高達(dá)10.27 kg／kg；鉀肥農(nóng)學(xué)效率平均為 2.72 kg／kg，最高達(dá) 12.47 kg／kg。

氮肥生理利用率平均為10.34 kg／kg，最高達(dá)13.50 kg／kg；磷肥生理利用率平均為 36.31 kg／kg，最高達(dá) 50.07kg／kg，鉀肥生理利用率平均為 9.79kg／kg，最高達(dá) 29.02 kg／kg。

由此說明，此類土壤在OPT條件下，氮、磷、鉀當(dāng)季回收利用率氮肥＞鉀肥＞磷肥。而單位施肥所增加的作物產(chǎn)量，氮肥明顯高于磷肥和鉀肥，其排序?yàn)榈剩玖追剩锯浄?。作物吸收單位肥料所獲子粒增加量，磷肥為最高，其排序?yàn)榱追剩镜剩锯浄省?/p>

3 小結(jié)與討論

3.1 討論

李丹等［7］研究認(rèn)為，施氮肥增加了穗粒數(shù)、百粒重、整株葉重和莖重，促進(jìn)了植株對氮的積累；施鉀肥降低了禿尖長度，增加了穗粒重及整株莖、葉、子粒干物質(zhì)的積累。本試驗(yàn)結(jié)果表明，增施氮素能增加玉米穗粒數(shù)、百粒重、整株葉重和莖重，促進(jìn)了植株對氮的積累，與上述觀點(diǎn)相同，但增施磷、鉀肥能降低玉米禿尖長度，與上述觀點(diǎn)不同，有待進(jìn)一步研究。對于干物質(zhì)的積累，李丹等［7］研究表明，玉米葉干物質(zhì)養(yǎng)分積累量氮（1.907 g／株）＞磷（1.124 g／株）＞鉀（0.811 g／株），子粒干物質(zhì)養(yǎng)分積累量鉀（2.124 g／株）＞氮（2.056 g／株）＞磷（1.561 g／株）。本試驗(yàn)結(jié)果則是子粒養(yǎng)分吸收量表現(xiàn)為氮素＞鉀素＞磷素，莖葉及玉米芯養(yǎng)分吸收量表現(xiàn)為鉀素＞氮素＞磷素。由此說明，玉米干物質(zhì)的積累與土壤類型、土壤肥力、環(huán)境條件、生產(chǎn)措施關(guān)聯(lián)較大，其養(yǎng)分積累也隨之發(fā)生變化。

張福鎖等［4］研究認(rèn)為，改進(jìn)施肥管理措施是提高肥料利用效率最直接最有效的措施。施肥過量是中國肥料利用率低的最主要原因，土壤肥力水平是決定肥料效率高低的基本因素，即在土壤肥力水平較低時肥料利用率和農(nóng)學(xué)效率較高，反之在高肥力土壤上肥料效率較低。截至2005年，全國玉米氮肥平均利用率為26.1%、最高可達(dá)88.9%，磷肥利用率11.0%、最高可達(dá)59.3%，鉀肥利用率31.9%、最高可達(dá)88.2%；氮、磷、鉀偏生產(chǎn)力分別為 51.6、72.4、64.7 kg／kg，農(nóng)學(xué)效率分別為 9.8、7.5、5.7 kg／kg，生理利用率分別為 37.5、68.4、18.0 kg／kg［4］。Dobermann［21］研究認(rèn)為，糧食作物氮肥效率目標(biāo)值在下述范圍內(nèi)比較適宜，即氮肥偏生產(chǎn)力 40～70 kg／kg，農(nóng)學(xué)效率 10～30 kg／kg，肥料利用率 30%～50%，生理利用率 30～60 kg／kg。本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮肥利用率為65.43%，磷肥利用率為14.49%，鉀肥利用率為27.74%，磷、鉀肥利用率與全國水平一致，氮肥利用率高于全國水平。氮、磷、鉀肥農(nóng)學(xué)效率分別為 6.76、5.26、2.73kg／kg，生理利用率分別為 10.34、36.31、9.79 kg／kg，低于全國平均水平和效率目標(biāo)值。

常建智等［9］研究認(rèn)為，當(dāng)前超高產(chǎn)攻關(guān)田的經(jīng)驗(yàn)施肥存在過量施肥現(xiàn)象。氮、磷、鉀配合施用顯著增加了植株養(yǎng)分積累，ASI法推薦平衡施肥較農(nóng)民常規(guī)施肥較好地促進(jìn)了玉米植株對養(yǎng)分的吸收與積累，OPT氮素積累比FP增加6.11%。鄧婷婷［14］的研究表明，每100 kg玉米子粒產(chǎn)量氮、磷、鉀吸收量分別為 2.20、0.85、2.40 kg。 王紅軍等［17］研究表明，每100 kg玉米子粒產(chǎn)量氮、磷、鉀吸收量分別為2.81、1.25、3.10 kg。本試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤肥力越低其吸收量越高，處理 OPT玉米每100 kg子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量為8.84 kg，高于全國平均水平，比FP增加5.74%。

當(dāng)下對肥料邊際效應(yīng)報道較少，而邊際效應(yīng)是一種普遍存在的自然現(xiàn)象，對肥料利用率也有影響，適度消除邊際效應(yīng)的影響，更接近肥料利用的真實(shí)值。有研究［11，12］認(rèn)為，玉米測產(chǎn)實(shí)踐中多采用收獲小區(qū)中間2～4行（總6行）的全部有效株測產(chǎn)，或去除行端1～3株后，收中間2～4行測產(chǎn)，其產(chǎn)量更接近實(shí)產(chǎn)。本試驗(yàn)參照玉米品種試驗(yàn)把小區(qū)行端（邊）納入邊際效應(yīng)范圍。

3.2 小結(jié)

1）洲灘平地中等以下肥力田塊小麥秸稈全量還田條件下，氮、磷、鉀配施能顯著提高玉米產(chǎn)量，其增產(chǎn)潛力氮素最大、磷素次之、鉀素最小，試驗(yàn)氮、磷、鉀素增產(chǎn)幅度分別為27.49%、6.29%、3.15%。

2）肥料行端（邊）邊際效應(yīng)對肥料試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響，中等以下肥力田塊，夏玉米氮、磷、鉀素行端（邊）邊際幅度較小，為-5.37%～5.97%。OPT行端（邊）邊際效應(yīng)為-0.18%，表明向外輸運(yùn)養(yǎng)分；FP行端（邊）邊際效應(yīng)為-5.37%，表現(xiàn)向外輸運(yùn)養(yǎng)分；CK行端（邊）邊際效應(yīng)為5.57%，表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分；OPT-N行端（邊）邊際效應(yīng)平均為1.37%，表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分；OPT-P行端（邊）邊際效應(yīng)平均為5.97%，表現(xiàn)為向外吸取養(yǎng)分；OPT-K行端（邊）邊際效應(yīng)平均為-3.21%，表現(xiàn)為向外輸運(yùn)養(yǎng)分。

3）氮、磷、鉀配方施肥能促進(jìn)夏玉米植株氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收。氮素對增加子粒產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，夏玉米單株子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收總量OPT為2 471 mg／株，表現(xiàn)為氮素（1 729 mg／株）＞鉀素（423 mg／株）＞磷素（319 mg／株）。鉀素對增加莖葉產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，夏玉米單株莖葉氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量以處理OPT最高，為 7 502 mg／株，表現(xiàn)為鉀素（3 913 mg／株）＞氮素（3 088 mg／株）＞磷素（501 mg／株）；鉀素對增加玉米芯產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大，單株玉米芯氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量 OPT 為 417 mg／株，表現(xiàn)為鉀素（205 mg／株）＞氮素（179 mg／株）＞磷素（34 mg／株）。

4）玉米每100 kg子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量和氮、磷、鉀肥料利用率表現(xiàn)為土壤肥力越低其吸收量和利用率越高。OPT玉米每100 kg子粒氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收總量為8.84 kg，其中全氮4.25 kg、全磷0.73 kg、全鉀 3.86 kg；OPT 氮、磷、鉀當(dāng)季回收利用率氮肥（65.44%）＞鉀肥（27.74%）＞磷肥（14.49%）；OPT氮、磷、鉀協(xié)同利用率為63.85%，F(xiàn)P氮、磷、鉀協(xié)同利用率為48.66%，表明推薦N為204 kg／hm2、P2O5為 72 kg／hm2、K2O 為 72 kg／hm2為適宜施肥量。而單位施肥所增加的作物產(chǎn)量，氮肥明顯高于磷肥和鉀肥，農(nóng)學(xué)效率氮肥為6.76 kg／kg、磷肥為5.26 kg／kg、鉀肥為 2.72 kg／kg。 作物吸收單位肥料所獲子粒增加量，即生理利用率磷肥最高，其排序?yàn)榱追剩?6.31 kg／kg）＞氮肥（10.34 kg／kg）＞鉀肥（9.79 kg／kg）。