2020年齊河縣夏玉米肥料利用率試驗(yàn)

張宗祥 黃丙玲 司慶臣 宋淑美

（齊河縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東齊河251100）

齊河縣地處魯西北平原，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候[1]，常年種植夏玉米面積在100萬畝以上，提高夏玉米肥料利用率對確保糧食生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全意義重大。肥料利用效率是衡量各種肥料施用措施是否科學(xué)高效的重要指標(biāo)[2]。為深入開展化肥使用量零增長行動，保持化肥使用量負(fù)增長，確保到2020年化肥利用率提高到40%以上，針對齊河縣縣域內(nèi)主要糧食作物夏玉米進(jìn)行了田間肥料利用效率試驗(yàn)，以期為齊河縣合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，為持續(xù)推進(jìn)化肥減量增效提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)

試驗(yàn)時(shí)間為2020年6～10月，試驗(yàn)地點(diǎn)為齊河縣齊魯生態(tài)有限公司田塊（36°35′35″N、116°35′55″E）。該地塊常年種植糧食作物小麥、玉米，土壤屬于中等肥力水平，地勢平坦，排灌條件良好。試驗(yàn)地不靠近道路、無土傳病害、無堆肥場所。

1.2 供試作物及品種

供試作物為夏玉米，作物品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N登海605。于2020年6月24日播種，行間距60 cm，株距25 cm。2020年10月11日收獲，全生育期109 d。

1.3 供試土壤

供試土壤為壤土。土壤pH 8.22，有機(jī)質(zhì)含量為19.35 g/kg，全氮、全磷和全鉀含量分別為1.04 g/kg、1.49 g/kg和16.40 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為105.8 mg/kg、34.3 mg/kg和190.0 mg/kg。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司印發(fā)的關(guān)于 《基于田間試驗(yàn)的三大糧食作物化肥利用率測算規(guī)范（試行）》的通知，田間試驗(yàn)采用多點(diǎn)對比重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)4個處理，即無氮區(qū)、無磷區(qū)、無鉀區(qū)和氮磷鉀區(qū)，3次重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列。小區(qū)長70 m、寬4.8 m，面積336 m2。小區(qū)間設(shè)有40 cm明顯的邊界分隔。小區(qū)分布見附圖。除施肥外，各小區(qū)其他田間管理措施相同，均為農(nóng)民習(xí)慣管理模式，各小區(qū)單灌單排。

附圖 小區(qū)分布

氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量分別為9 kg/畝、3 kg/畝和3 kg/畝。供試肥料為控釋尿素（含N 45%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%）。氮、磷、鉀肥全部作為基肥一次性機(jī)械施入。收獲時(shí)按小區(qū)取3行10 m實(shí)打?qū)嵤眨謩e測定籽粒和莖葉產(chǎn)量，并折算畝產(chǎn)。

1.5 測定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)實(shí)施前，采用多點(diǎn)混合法取基礎(chǔ)土樣。采用常規(guī)方法測定土壤主要理化性狀，其中pH采用電位法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法，全氮采用開氏定氮法，全磷采用堿熔-鉬銻抗比色法，全鉀采用堿熔-火焰光度計(jì)法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法，速效鉀采用1 mol/L乙酸銨提取-火焰光度法[3]。

作物收獲時(shí)，分別采集籽粒和莖稈樣品，測定植株籽粒和莖葉2部分的全氮、全磷、全鉀含量，其測定方法為采用硫酸—高氯酸消煮，全氮采用凱氏定氮蒸餾法、全磷采用鉬銻抗比色法、全鉀采用火焰光度法測定。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

（1）100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量計(jì)算方法：

100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量N（P、K）養(yǎng)分吸收量=［籽粒產(chǎn)量×籽粒N（P、K）養(yǎng)分含量+莖葉產(chǎn)量×莖葉N（P、K）養(yǎng)分含量］/籽粒產(chǎn)量×100。

（2）肥料利用率計(jì)算方法：

氮肥利用率＝（N2P2K2區(qū)作物地上部分N吸收量－N0P2K2區(qū)作物地上部分N吸收量）／N2P2K2區(qū)肥料N投入量×100%；

磷肥利用率＝（N2P2K2區(qū)作物地上部分P吸收量－N2P0K2區(qū)作物地上部分P吸收量）／N2P2K2區(qū)肥料P投入量×100%；

鉀肥利用率＝（N2P2K2區(qū)作物地上部分K吸收量－N2P2K0區(qū)作物地上部分K吸收量）／N2P2K2區(qū)肥料K投入量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對玉米產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，氮磷鉀、無氮、無磷和無鉀處理玉米籽粒產(chǎn)量分別為635.7 kg/畝、570.6 kg/畝、559.0 kg/畝和642.3 kg/畝，表現(xiàn)為無鉀處理＞氮磷鉀處理＞無氮處理＞無磷處理；玉米秸稈產(chǎn)量分別為565.7 kg/畝、429.3 kg/畝、401.6 kg/畝和469.4 kg/畝，表現(xiàn)為氮磷鉀處理＞無鉀處理＞無氮處理＞無磷處理。說明施用氮、磷、鉀肥能夠有效增加玉米地上部總生物量。

表1 不同處理玉米產(chǎn)量（單位：kg/畝）

2.2 不同施肥處理對玉米植株養(yǎng)分含量的影響

從表2可以看出，氮磷鉀施肥處理籽粒全氮、全磷和全鉀平均含量分別為1.348%、0.233%和0.366%，無氮處理籽粒全氮平均含量為1.205%，無磷處理籽粒全磷平均含量為0.244%，無鉀處理籽粒全鉀平均含量為0.385%。由此可以看出，氮磷鉀施肥處理籽粒全氮含量高于無氮處理籽粒全氮含量，即增施氮肥可以有效提高籽粒中全氮含量。

表2 不同處理玉米植株養(yǎng)分含量

氮磷鉀施肥處理莖葉全氮、全磷和全鉀平均含量分別為1.541%、0.127%和1.272%，無氮處理莖葉全氮平均含量為1.558%，無磷處理莖葉全磷平均含量為0.079%，無鉀處理莖葉全鉀平均含量為1.185%。由此可以看出，氮磷鉀施肥處理莖葉全磷和全鉀含量分別高于無磷處理莖葉全磷含量和無鉀處理莖葉全鉀含量，即增施磷、鉀肥可以分別有效提高莖葉中全磷和全鉀的含量。

2.3 不同施肥處理對玉米100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量的影響

從表3可以看出，氮磷鉀施肥處理100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量分別為2.74 kg、0.35 kg和1.51 kg，無氮處理100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮素吸收量為2.39 kg，無磷處理100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量磷素吸收量為0.30 kg，無鉀處理100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量鉀素吸收量為1.25 kg。由此可以看出，氮磷鉀施肥處理100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量均高于缺素區(qū)相應(yīng)養(yǎng)分的100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量，即增施氮、磷、鉀肥可以有效提高相應(yīng)養(yǎng)分的吸收效率。

表3 不同處理玉米100 kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量（單位：kg）

2.4 氮磷鉀肥料利用率

根據(jù)肥料利用率計(jì)算公式計(jì)算出玉米氮、磷、鉀肥料利用率分別為40.5%、16.8%和49.7%。

3 結(jié)論

（1）本研究表明，施用氮、磷、鉀肥能夠有效增加玉米地上部生產(chǎn)量；增施氮肥可以有效提高籽粒中全氮含量；增施磷肥、鉀肥可以分別有效提高莖葉中全磷和全鉀的含量；增施氮肥、磷肥、鉀肥可以有效提高相應(yīng)養(yǎng)分的吸收效率。

（2）肥料利用率是衡量施肥效果的主要指標(biāo)。原農(nóng)業(yè)部于2013年10月組織專家完成了 《中國三大糧食作物肥料利用率研究報(bào)告》，并發(fā)布了有關(guān)研究成果。《報(bào)告》顯示，目前我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥當(dāng)季平均利用率分別為33%、24%和42%。其中，小麥氮肥、磷肥、鉀肥利用率分別為32%、19%和44%，玉米分別為32%、25%和43%，水稻分別為35%、25%和41%。2019年12月18日農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司司長潘文博表示，2019年我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率均為39.2%，比2017年提高1.4個百分點(diǎn)、比2015年提高4個百分點(diǎn)。

本研究表明，齊河縣在采用機(jī)械施肥措施下，玉米氮、磷、鉀肥當(dāng)季利用率分別為40.5%、16.8%和49.7%，已達(dá)到國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部要求的2020年化肥利用率在40%以上的目標(biāo)。