控釋氮肥和尿素配比對不同品種夏玉米氮素累積、轉(zhuǎn)移及其利用效率的影響

郭家萌，何靈芝，閆東良，李卓，王泳超，邵瑞鑫，楊青華

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州450046）

玉米（Zea mays）作為中國第一大糧食作物［1］，其持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)關(guān)系到國家糧食安全。黃淮海區(qū)域作為我國主要的夏玉米產(chǎn)區(qū)，種植面積達(dá)0.15 億hm2，占全國玉米總播種面積的33%，產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的35%［2］，因此該區(qū)域的玉米穩(wěn)產(chǎn)增收對全國玉米生產(chǎn)有著舉足輕重的作用。氮素在玉米生長發(fā)育過程中起著重要作用，能夠促進(jìn)其器官建成，并且整個生長發(fā)育過程也對其有較大需求［3］。但近年來，隨氮肥投入量的增加，增產(chǎn)能力與氮肥利用率降低已成為普遍現(xiàn)象［4］。同時過量施用氮肥也會對環(huán)境造成一定壓力，因此合理施用氮肥對提高玉米產(chǎn)量和氮肥利用率及減輕環(huán)境壓力具有重要意義［5］。

當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥多以普通尿素等速效肥為主，肥效快但氮肥損失嚴(yán)重，導(dǎo)致后期養(yǎng)分供應(yīng)不足，需要進(jìn)行追肥［6］，而目前勞動力價格上漲，這勢必會造成生產(chǎn)成本增加［7］。控釋氮肥肥效期長，通過調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放，能供應(yīng)植株生育后期的氮素，減少氮肥損失，提高氮素利用率［8?11］，進(jìn)而實現(xiàn)高產(chǎn)。但是目前控釋氮肥一次性基施也會造成玉米植株前期生長緩慢，吸氮量和干物質(zhì)累積較低，并且單獨施用控釋肥生產(chǎn)成本較高，影響最終的經(jīng)濟(jì)效益［11］。因此采用普通尿素與控釋尿素配施的方法，既可以實現(xiàn)玉米整個生育期內(nèi)氮素均衡供應(yīng)，又能降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)降支增收的目的［12］。紀(jì)洋等［13］研究結(jié)果表明，在240 kg·hm?2的施氮水平下，控釋肥與尿素按4.5∶5.5的比例混施能夠顯著提高水稻產(chǎn)量并降低綜合溫室效應(yīng)。金容等［14］研究結(jié)果表明，相同施氮量下，控釋肥與尿素按比例摻混施用能夠使玉米中后期氮素累積量增加，提高氮肥利用率，產(chǎn)量相比尿素施用提高8.3%～21.6%。姬景紅等［15］和李偉等［16］研究發(fā)現(xiàn)，控釋肥與尿素?fù)交炷芴岣哂衩椎氐奈漳芰?，維持良好的光合性能，增加玉米籽粒產(chǎn)量，提高氮素利用率，降低硝態(tài)氮向土壤深層的流失，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，綜合考慮摻混比例在50%摻混條件下效果最好。郭金金等［17?18］認(rèn)為控釋肥和尿素按7∶3 摻混更有利于提高耕作層土壤養(yǎng)分，促進(jìn)氮素吸收和玉米產(chǎn)量的提高。因此，由于玉米所處生態(tài)環(huán)境和其品種特性的不同，控釋肥與尿素最優(yōu)摻混配比也有所差異。

不同玉米品種對氮素響應(yīng)差異較大，體現(xiàn)在其氮素累積及氮素利用效率方面，有學(xué)者［19］據(jù)此將玉米品種劃分為雙高效型、中氮高效型、雙低效型和高氮高效型。其中雙高效品種在中高氮條件下具有較高的氮素利用率，而雙低品種則相反。不同氮效率玉米品種的主要區(qū)別在于氮素的吸收和轉(zhuǎn)運規(guī)律不同，進(jìn)而影響最終產(chǎn)量［20］。控釋氮肥和尿素配施可以在玉米生長發(fā)育過程中匹配作物需求，但是對于不同氮效率玉米品種，其氮素供應(yīng)和品種的互作機(jī)理也不盡相同。以往研究大都集中在單獨品種的研究上，而針對不同品種玉米對控釋氮肥和尿素配比選擇的差異，以及干物質(zhì)和氮素累積與花前花后分配規(guī)律鮮有報道。因此，本試驗通過分析控釋氮肥與尿素配比對不同品種玉米干物質(zhì)和氮素累積轉(zhuǎn)運分配規(guī)律及產(chǎn)量的影響，探索黃淮海地區(qū)不同氮效率品種條件下控釋尿素與普通尿素的合理配比，以及花前花后氮素需求規(guī)律特征，為該區(qū)域夏玉米生產(chǎn)氮肥施用提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018?2019 年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)原陽科教園區(qū)（34°55′N，113°36′E）進(jìn)行，該區(qū)域地處黃淮海平原，屬溫帶季風(fēng)氣候。年均氣溫16.8 ℃（玉米生長季6?9 月平均氣溫為23.9 ℃），年均降水量435.9 mm（降水集中在6?9 月，約占70%左右），平均日照時長12 h。試驗地土壤為砂質(zhì)潮土（sandy soil），土壤有機(jī)質(zhì)含量10.57 g·kg?1，全氮含量1.08 g·kg?1，速效磷含量80.3 mg·kg?1，速效鉀含量129.5 mg·kg?1。2018 和2019 年玉米生育期內(nèi)日平均氣溫和日降水量具體情況見圖1，兩年玉米生育期內(nèi)總降水量為305.4 和256.5 mm。

圖1 2018-2019 年夏玉米生育期間日平均氣溫和日降水量Fig.1 The average temperature and daily precipitation of the experiment site during the growth period of maize in 2018 and 2019

1.2 供試材料

供試品種為氮低效品種豫禾988（YH988）與氮高效品種鄭單958（ZD958）［19］。所用種子均為河南秋樂種業(yè)公司提供。供試肥料為普通尿素（含N 46%）與安徽茂施公司生產(chǎn)的控釋氮肥（含N 45%），實驗室釋放周期為60 d（即25 ℃泡水實驗法60 d 釋放氮素的80%）［21］。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗采用裂區(qū)設(shè)計，重復(fù)3 次。以品種（YH988、ZD958）作為副區(qū)，以施氮處理為主區(qū)，設(shè)置6 個氮肥處理，分別為∶N0、N180U、N180C、N180C1、N180C2、N300U，其中0、180、300 表示施氮水平，分別為0、180（黃淮海區(qū)域推薦氮肥用量［22］）、300 kg·hm?2（該區(qū)域生產(chǎn)上農(nóng)戶常規(guī)施氮量），U 表示全尿素處理，C 為全控釋氮肥，C1、C2分別表示控釋肥∶尿素=1∶2 與2∶1，以N0處理為對照。常規(guī)尿素按當(dāng)?shù)亓?xí)慣分2 次施入，分別在基肥與拔節(jié)期追肥，基肥與追肥比例為1∶2，含控釋肥的處理進(jìn)行一次性基肥施入。各施肥處理均施用磷肥和鉀肥，用量為P2O590 kg·hm?2，K2O 90 kg·hm?2，與基施氮肥同時施入。冬小麥（Triticum aestivuml）收獲進(jìn)行滅茬處理后開始玉米季試驗。2018年6 月10 日播種，7 月9 日拔節(jié)，8 月4 日吐絲，9 月29 日收獲；2019 年6 月7 日播種，7 月8 日拔節(jié)，8 月3 日吐絲，9月26 日收獲。兩年均按60 cm 等行距種植，密度為75000 株·hm?2，小區(qū)面積為8.4 m×4.8 m。其他田間栽培管理按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.4 項目測定及方法

1.4.1 干物質(zhì) 于拔節(jié)期（V6）、吐絲期（R1）、完熟期（R6），每小區(qū)選取具有代表性、長勢均勻一致的植株3株，按不同器官（吐絲期按照莖稈、葉片、穗；完熟期按莖稈、葉片、苞葉、穗軸、籽粒）分開，150 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后進(jìn)行稱重。

1.4.2 植株氮含量 將植株樣品烘干稱重后，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過0.2 mm 篩，用催化劑（硫酸銅∶硫酸鉀=1∶10）與H2SO4消煮后用K9840 凱氏定氮儀（濟(jì)南）測定氮含量。相關(guān)計算參考張福鎖等［23］、顏鵬［24］和李文娟等［25］的方法：

氮肥利用效率包括氮肥農(nóng)學(xué)效率（agronomic nitrogen use efficiency，ANUE）、氮肥回收效率（nitrogen recovery efficiency，NRE）和氮肥偏生產(chǎn)力（partial factor productivity of nitrogen，PFPN），計算公式如下：

1.4.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期調(diào)查每個小區(qū)的實際穗數(shù)，并收取3.6 m2（2.0 m×1.8 m）樣方的所有穗，小區(qū)實收穗數(shù)計產(chǎn)，并折算成14%含水量產(chǎn)量。同時按照平均穗重選取20 穗的果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，測定穗粒數(shù)和百粒重，其中穗粒數(shù)=穗行數(shù)×行粒數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算，SPSS 25.0 進(jìn)行方差分析，新復(fù)極差法（Duncan’s method）多重比較，Graph Pad Prism 6 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥處理對不同品種玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2018?2019 年的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素表現(xiàn)基本一致（表1），氮肥施用能夠顯著提高玉米產(chǎn)量。YH988 和ZD958 均在180 kg·hm?2施氮水平下表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量水平，其中YH988 和ZD958 分別在控釋氮∶尿素氮=1∶2（N180C1）和2∶1（N180C2）的配比下產(chǎn)量最高，YH988 在N180C1下相較于N180U、N180C、N180C2、N300U 分別增長11.0%、4.3%、6.1%和25.1%（2018）；ZD958 在N180C2下相較于N180U、N180C、N180C1、N300U 分別提高11.1 %、12.8%、6.1 %、9.1%（2018）。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，兩年試驗結(jié)果均表明，YH988 在N180C1處理中有效穗數(shù)較多，同時在該處理中，穗粒數(shù)和百粒重也相對較高，可見，該處理中控施氮比尿素氮為1∶2，前期的速效氮能促進(jìn)YH988 的群體構(gòu)建，促進(jìn)玉米成穗，而控釋氮肥在后期又能保證玉米有效灌漿。對于ZD958 來說，N180C2處理雖然有效穗數(shù)較低，但是由于氮肥處理中增加了控釋氮的比例，增加了花后籽粒灌漿時期的氮素供應(yīng)，增加了籽粒的飽滿度，進(jìn)而提高了穗粒數(shù)和百粒重，產(chǎn)量最高。

施氮處理與試驗?zāi)攴蒿@著影響夏玉米產(chǎn)量，而品種對玉米產(chǎn)量無顯著影響。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，施氮處理顯著影響穗數(shù)和百粒重，且施氮處理與年份和施氮處理、年份與品種的交互效應(yīng)對百粒重的影響也達(dá)到顯著水平。對玉米穗數(shù)而言，試驗?zāi)攴輰ζ渚哂酗@著影響，且年份與品種之間的交互效應(yīng)也對其有顯著影響。

2.2 氮肥處理對不同品種玉米干物質(zhì)累積的影響

由圖2 可知，隨玉米生育期的推進(jìn)，各施氮處理的干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢，拔節(jié)期至吐絲期增長速度最快，并且各階段干物質(zhì)累積量均高于不施氮處理，但玉米干物質(zhì)累積量并不會隨施氮量的不斷增加而增加，較高施氮量（N300U）反而會抑制玉米干物質(zhì)的累積。同產(chǎn)量趨勢相同，2018 和2019 年，氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 分別在N180C1和N180C2處理下實現(xiàn)了干物質(zhì)累積的最大值，與不施氮處理相比，YH988 干物質(zhì)累積量在N180C1下提高33.8%（2018）和62.1%（2019）；ZD958 在N180C2下干物質(zhì)累積量提高27.9%（2018）和41.7%（2019）。相較于N180U、N180C、N180C2，YH988 干物質(zhì)累積量在N180C1下分別提高14.1%、9.1%、7.9%（2018）和29.5%、21.8%、6.4%（2019）；相較于N180U、N180C、N180C1，ZD958 在N180C2下干物質(zhì)累積量分別提高7.9%、10.6%、3.0%（2018）和14.5%、13.9%、9.9%（2019）。

2.3 氮肥處理對不同品種玉米花前花后干物質(zhì)累積分配的影響

由圖3 可以看出，施氮能顯著提高花后干物質(zhì)累積量和占比。對氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 而言，2018 和2019 年均是不施氮處理花后干物質(zhì)累積量和占比最低，而產(chǎn)量水平最高的N180C1和N180C2處理，花后干物質(zhì)累積量最高，分別達(dá)到了10.3（2018）、13.6 t·hm?2（2019）和10.0（2018）、14.0 t·hm?2（2019）（圖3），分別占比52.6%（2018）、59.4%（2019）和50.7%（2018）、55.0%（2019）（圖4），均高于該區(qū)域農(nóng)戶常規(guī)施氮N300U處理。

表1 氮肥處理對不同品種夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of nitrogen treatments on yield and yield components of different maize varieties

圖2 氮肥處理對不同品種夏玉米全生育期干物質(zhì)累積的影響Fig.2 Effects of nitrogen treatments on dry matter accumulation during the whole growth period of different maize varieties

圖3 氮肥處理對不同品種玉米花前花后干物質(zhì)累積的影響Fig.3 Effects of nitrogen treatments on dry matter accumulation during pre-and post-silking stage of different maize varieties

2.4 氮肥處理對不同品種玉米植株全生育期吸氮量的影響

不同氮肥處理下植株全生育期植株吸氮量與干物質(zhì)累積動態(tài)趨勢一致，施氮處理植株吸氮量顯著高于不施氮處理。拔節(jié)期至吐絲期的植株吸氮量呈快速上升的趨勢，隨后增長幅度變緩。由圖5 可知，2018 和2019 年，氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 在N180C1和N180C2處理下分別實現(xiàn)了氮素累積的最大值。對比N180U 處理，YH988 在N180C1下植株吸氮量上 升23.0%（2018）和20.5%（2019）；ZD958 在N180C2下上升21.4%（2018）和14.5%（2019）。與此同時，YH988 在N180C1處理下植株吸氮量也高于N180C，增幅達(dá)5.4%（2018）和6.8%（2019）；ZD958 在N180C2下與N180C 相比，增長15.8%（2018）和6.7%（2019）（圖5）。

圖4 氮肥處理對不同品種玉米花前花后干物質(zhì)分配的影響Fig.4 Effects of nitrogen treatments on dry matter distribution during pre-and post-silking stage of different maize varieties

圖5 氮肥處理對不同品種夏玉米全生育期植株吸氮量的影響Fig.5 Effects of nitrogen treatments on nitrogen uptake during the whole growth period of different maize varieties

2.5 氮肥處理對不同品種玉米花前花后植株吸氮量及分配的影響

圖6 表明，與干物質(zhì)花前花后累積規(guī)律一樣，施氮能顯著提高玉米花前花后的植株吸氮量，但是花前各施氮處理間差異不顯著，而花后各施氮處理間達(dá)到顯著水平。對于氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 而言，2018 年和2019 年，均是不施氮處理花后氮素累積和占比最低（圖6）。YH988 在產(chǎn)量水平最高的N180C1，ZD958 在產(chǎn)量水平最高的N180C2處理下，花后氮素累積最高，分別達(dá)到了64.5（2018）、48.8 kg·hm?2（2019）和52.7（2018）、51.5 kg·hm?2（2019）（圖6），分別占31.7%（2018）、37.8%（2019）和31.5%（2018）、33.3%（2019）（圖7）。

圖6 氮肥處理對不同品種夏玉米花前花后植株吸氮量的影響Fig.6 Effects of nitrogen treatments on nitrogen uptake at pre-and post-silking stage of different maize varieties

圖7 氮肥處理對不同品種夏玉米花前花后植株吸氮量分配的影響Fig.7 Effects of nitrogen treatments on nitrogen distribution at pre-and post-silking stage of different maize varieties

2.6 氮肥處理對不同品種玉米氮素轉(zhuǎn)移的影響

2018 和2019 年兩年試驗結(jié)果（表2）表明，施氮會提高秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量，但較高的施氮量會影響氮素轉(zhuǎn)移，與不施氮相比，YH988 在N180C1下氮素表觀轉(zhuǎn)移量提高43.0%（2018）和44.8%（2019）；ZD958 在N180C2下提高27.4%（2018）和3.3%（2019）（表2）。YH988 和ZD958 的花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量分別在N180C1和N180C2顯著高于其他處理，達(dá)到最大值。綜合比較秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量和花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量可以發(fā)現(xiàn)，氮低效品種YH988 的秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量高于氮高效品種ZD958，而ZD958 的花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量顯著高于YH988，由此可以推測，YH988 籽粒中的氮素累積是依賴于前期植株營養(yǎng)體中的氮素轉(zhuǎn)移，ZD958 籽粒中的氮素更多的是依賴于后期植株根系對土壤中氮素的吸收。收獲期籽粒氮含量和氮收獲指數(shù)，YH988 和ZD958 也分別在N180C1和N180C2較高，且ZD958 的氮收獲指數(shù)總體高于YH988.

表2 不同氮肥處理下吐絲期和收獲期秸稈氮含量、秸稈表觀轉(zhuǎn)移量、收獲期籽粒氮含量、花后根系氮吸收及轉(zhuǎn)移量和氮收獲指數(shù)Table 2 Differences in stover N content at silking and harvesting stage，apparent amount of N remobilization，grain N content at harvest stage，N from root absorption and transfer after flowering and N harvest index under different nitrogen treatments

品種、年份和施氮處理顯著影響吐絲期秸稈氮含量、秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量、收獲期籽粒氮含量、花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量。品種與施氮處理的交互效應(yīng)對收獲期秸稈氮含量和花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量的影響達(dá)到顯著水平，品種與年份的交互效應(yīng)對吐絲期秸稈氮含量與秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量具有顯著影響，施氮處理與年份之間的交互效應(yīng)對收獲期秸稈氮含量和氮收獲指數(shù)的影響均達(dá)到顯著水平，品種、施氮處理與年份之間的交互效應(yīng)對秸稈氮素表觀轉(zhuǎn)移量和氮收獲指數(shù)有顯著影響。

2.7 氮肥處理對不同品種玉米氮素利用效率的影響

由表3 可知，氮低效品種YH988 氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥回收效率均在N180C1下顯著高于其他處理，并且在高氮條件下氮肥回收效率最低。氮高效品種ZD958 氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥回收效率均在N180C2處達(dá)到最大，其中氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率在N300U 處理下最低，氮肥回收效率在N180C 處理下最低。由此可見，與速效氮肥和全控釋肥相比，控釋肥與尿素?fù)交炷茱@著提高氮肥利用效率，且YH988 和ZD958 分別在N180C1和N180C2下實現(xiàn)了氮素利用效率的最大化。

綜合分析，施氮處理顯著影響氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥回收效率，品種對氮肥回收效率的影響達(dá)到顯著水平，試驗?zāi)攴蒿@著影響氮肥偏生產(chǎn)力，品種與施氮處理的交互效應(yīng)顯著影響氮肥回收效率。

2.8 氮肥處理對不同品種玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

表4 結(jié)果表明，玉米純收益受氮肥處理和年份影響較大，差異達(dá)到極顯著水平。2018 和2019 年，氮低效品種YH988 在N180C1處純收益最大，達(dá)到11149.5（2018）和14099.0 元·hm?2（2019）。對氮高效品種ZD958 而言，純收益在N180C2處理下達(dá)到最大值，為10545.2（2018）和11721.5 元·hm?2（2019）。

3 討論

3.1 氮肥類型對不同品種玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

控釋氮肥與尿素?fù)交炜梢詢?yōu)化夏玉米氮肥的持續(xù)供應(yīng)，協(xié)調(diào)玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的關(guān)系，尿素與控釋肥摻混施用在一定程度上能增加百粒重和穗粒數(shù)，促進(jìn)果穗增粗增長［26?27］。Zheng 等［28?29］的研究結(jié)果表明，控釋肥與尿素?fù)交焓┯媚芨纳飘a(chǎn)量構(gòu)成因素，使產(chǎn)量提高6.8%～9.8%。本研究選取了黃淮海區(qū)域主栽的兩個品種，氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958。通過對不同氮素類型和比例對兩個品種玉米的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的分析發(fā)現(xiàn)，YH988 在180 kg·hm?2的施氮水平，控釋氮∶尿素氮=1∶2（N180C1）情況下，增產(chǎn)效果最為顯著。同時，該處理下，其有效成穗數(shù)顯著增加，百粒重也高于其他處理（表1）。說明YH988 產(chǎn)量增加的主要原因在于穗數(shù)和百粒重的提高，即在植株的營養(yǎng)生長期需要適量氮素供應(yīng)促進(jìn)其群體構(gòu)建，保證成穗率；而在后期又需要一定養(yǎng)分的持續(xù)供給來提高穗部的籽粒灌漿速率，促進(jìn)其粒重增加。而對于ZD958 而言，產(chǎn)量最高出現(xiàn)在180 kg·hm?2的施氮水平，控釋氮∶尿素氮=2∶1（N180C2）處理中，其產(chǎn)量提高主要得益于穗粒數(shù)和百粒重的增加。因此說明ZD958產(chǎn)量的提高更重要的是依賴玉米生殖生長期籽粒的灌漿，因此增加控釋氮肥的比例，有利于其開花后氮素的持續(xù)供應(yīng)，保證穗粒數(shù)和籽粒灌漿，進(jìn)而提高產(chǎn)量。因此，從產(chǎn)量角度分析，針對不同的品種YH988 和ZD958，均是在180 kg·hm?2的施氮水平下實現(xiàn)最優(yōu)，繼續(xù)提高氮肥施用量并不會使產(chǎn)量有顯著的提升，而兩個品種在180 kg·hm?2的推薦施氮水平下又需要不同的氮肥類型和比例的搭配，對于YH988 來說，前期的群體建成和后期灌漿需要協(xié)同關(guān)注，因此控釋氮∶尿素氮=1∶2 最佳；對于ZD958 而言，重點要關(guān)注的是花后的氮素持續(xù)供應(yīng)，因此控釋氮∶尿素氮=2∶1 最佳。

表3 不同氮肥處理下玉米的氮肥利用效率Table 3 Nitrogen use efficiency of maize under different nitrogen treatments of different maize varieties

3.2 氮肥類型對不同品種玉米花前花后干物質(zhì)、氮素累積分配以及氮肥利用率的影響

干物質(zhì)累積是作物產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)［30］，而同步氮素供應(yīng)和作物需求是實現(xiàn)玉米高產(chǎn)高效互相反饋的關(guān)鍵［31］。隨著玉米籽粒產(chǎn)量水平的提高，花后干物質(zhì)和氮素的累積比例也在提高，數(shù)據(jù)顯示，玉米產(chǎn)量由7.0 t·hm?2提高到13.0 t·hm?2時，花后干物質(zhì)累積比例從47%提高到60%，氮素累積由12%提高到32%［32］。本研究兩年試驗結(jié)果表明，YH988 和ZD958 分別在N180C1和N180C2處理下實現(xiàn)了干物質(zhì)和氮素累積的最高值，這與產(chǎn)量結(jié)果相統(tǒng)一。在花前花后干物質(zhì)和氮素累積分配規(guī)律上，YH988 在N180C1，ZD958 在N180C2的花后累積比例最高，也促進(jìn)了籽粒氮素的累積。籽粒中的氮主要有2 個來源：一是花后的直接吸收；二是營養(yǎng)器官的氮素向籽粒中的再轉(zhuǎn)移［33?34］。何萍等［35］研究發(fā)現(xiàn)，39.2%～52.9%的玉米籽粒氮素是來自營養(yǎng)體的氮素轉(zhuǎn)移。但不同品種玉米籽粒氮素來源有所不同。本試驗結(jié)果證明，YH988 在N180C1處理下收獲期秸稈氮含量較高，氮素表觀轉(zhuǎn)移量較低，說明其雖然前期由于速效氮的比例較高，營養(yǎng)群體構(gòu)建較好，但是由于其品種特性導(dǎo)致氮轉(zhuǎn)移效率低（表2），后期仍然需要持續(xù)的氮素供應(yīng)才能保證其產(chǎn)量；ZD958 在N180C2處理下秸稈氮素轉(zhuǎn)移效率較低，而收獲期籽粒含量較高，說明該品種更加需要花后土壤供氮，因此需要在氮肥配比中增加控釋氮肥的比例以增加花后的氮素供應(yīng)。比較兩品種的花后根系吸氮轉(zhuǎn)移量發(fā)現(xiàn)（表2），ZD958 根系在花后有著較強(qiáng)的吸氮能力，而這也是氮高效品種較為重要的特征之一，這與李文娟等［25］的研究結(jié)果相一致。在對氮肥利用效率的比較上，選取氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率和當(dāng)季利用率作為衡量的指標(biāo)。數(shù)據(jù)表明，2018 和2019 年，兩個品種均在180 kg·hm?2的施氮水平下實現(xiàn)了氮肥效率的較高值，其中YH988 在N180C1處理氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）和氮肥回收效率（NRE）分別為54.74、65.11 kg·kg?1和30.63%、24.37%，ZD958 在N180C2處 理 分 別 為55.71、59.85 kg·kg?1和35.07%、34.35%。這與國內(nèi)和國際報道的高產(chǎn)高效體系的氮肥利用效率相近，在中國集約農(nóng)業(yè)的土壤?作物綜合系統(tǒng)的試驗中得出的PFPN 值為56 kg·kg?1［36］，而在美國中部高產(chǎn)玉米帶PFPN 和NRE 值分別為60 kg·kg?1和40%［37］。因此，YH988 在N180C1處理及ZD958 在N180C2處理中均達(dá)到了國際上對于高產(chǎn)高效玉米氮肥利用效率的要求。

表4 氮肥處理對不同品種夏玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 4 Effects of nitrogen treatments on economic benefits of different maize varieties

3.3 氮肥類型對不同品種玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

對于農(nóng)民來說勞力成本的節(jié)省和經(jīng)濟(jì)效益的提高仍然是具體生產(chǎn)中需要去重點考慮的問題，所以在考慮控釋肥使用過程中必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益的核算［38］。本研究結(jié)果表明，雖然控釋氮肥單價高于普通尿素，但由于節(jié)省了一次田間勞動力投入，并且增加了后期的籽粒產(chǎn)出，進(jìn)而使控釋氮肥和尿素?fù)交焯幚碜罱K的經(jīng)濟(jì)效益仍然較高。其中，氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 分別在N180C1和N180C2處理下實現(xiàn)了最大收益。因此，該試驗結(jié)果有利于針對不同氮效率玉米品種進(jìn)行合理的氮肥類型選擇，進(jìn)一步節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

2018?2019 年試驗結(jié)果表明，在黃淮海潮土區(qū)夏玉米種植體系中，控釋肥與尿素合理配比一次性施用能夠顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量，但不同氮效率玉米品種對摻混比例要求有所不同。氮低效品種YH988 和氮高效品種ZD958 分別在控釋氮∶尿素氮=1∶2（N180C1）和控釋氮∶尿素氮=2∶1（N180C2）氮肥處理下實現(xiàn)了產(chǎn)量最高，并實現(xiàn)了較高的干物質(zhì)和氮素累積，同時提高了花后干物質(zhì)和氮素的累積分配，進(jìn)而提高了氮素利用率和經(jīng)濟(jì)效益。本試驗結(jié)合不同氮效率玉米品種與控釋氮肥和尿素的合理配比，為未來黃淮海夏玉米區(qū)實行輕簡和集約化的施肥方式提供了理論和技術(shù)依據(jù)。