不平衡施肥對(duì)夏玉米產(chǎn)量和肥料利用率的影響

王學(xué)忠

（濱州市沾化區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 山東濱州 256800）

夏玉米是沾化區(qū)的主要糧食作物， 近年來(lái)種植面積穩(wěn)定在60 萬(wàn)畝以上，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施肥習(xí)慣普遍存在粗放施肥、偏施氮肥、不合理施用肥料等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量提高難，肥料利用率低，種植玉米的經(jīng)濟(jì)潛力得不到充分發(fā)揮。 盲目和過(guò)量施用化肥不僅嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，也造成了資源浪費(fèi)。本試驗(yàn)通過(guò)不平衡施肥和優(yōu)化施肥的對(duì)比， 探究平衡合理施肥對(duì)玉米產(chǎn)量和肥料利用率的影響， 從而進(jìn)一步提高夏玉米產(chǎn)量和種植效益， 鞏固化肥減量增效成果，提升耕地質(zhì)量水平。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2021年6～9月在濱州市沾化區(qū)泊頭鎮(zhèn)鄭家村進(jìn)行，該地區(qū)地處魯北黃河沖積平原，屬北溫帶東亞季風(fēng)區(qū)域大陸性氣候，年平均氣溫12℃左右，土壤類型為潮土， 耕層0～20 cm 土壤堿解氮含量為47.29 mg/kg，有效磷含量為17.50 mg/kg，速效鉀含量為 148.33 mg/kg， 有機(jī)質(zhì)含量為 16.58 g/kg，pH 為8.60，EC 為 0.54 mS/cm。 前茬作物為冬小麥，冬小麥?zhǔn)斋@后秸稈全部機(jī)械化粉碎還田， 肥料撒施后免耕播種。

供試作物：夏玉米，品種為萊科818號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理：T1（不施氮肥，磷鉀同優(yōu)化施肥，記為PK），T2（不施磷肥，氮鉀同優(yōu)化施肥，記為 NK），T3 （不施鉀肥， 氮磷同優(yōu)化施肥， 記為NP），T4（優(yōu)化施肥，測(cè)土配方施肥推薦配方、用量及施肥方式，記為OPT），T5（緩控釋肥料一次性施肥，氮磷鉀用量同配方肥處理，氮肥采用緩控釋肥料，一次性使用，記為SCR），T6（新型主體施肥模式，磷鉀用量同配方肥處理， 氮肥采用緩控釋肥料一次性施肥減少氮用量15%，記為SCR-15%N）。處理1～處理4每個(gè)小區(qū)面積0.06 畝，每個(gè)處理3 次重復(fù)，處理5～處理6 每個(gè)小區(qū)面積為0.30 畝，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列， 處理2～處理4 氮肥的1/3 播種前一次性作基肥撒施，喇叭口期2/3 氮肥作追肥，其他管理措施保持一致。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 土壤樣品的采集、 測(cè)試 采集作物種植前試驗(yàn)地0～20 cm 土壤，風(fēng)干、過(guò)篩，測(cè)定其堿解氮、速效磷鉀、有機(jī)質(zhì)、pH、EC。 試驗(yàn)結(jié)束后的土壤取樣，每小區(qū)取3個(gè)樣品，為3個(gè)剖面點(diǎn)的同層混合樣，取樣深度分別為 0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3 層。 分別測(cè)定其水分、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH、EC。

1.3.2 植株樣品的采集、 測(cè)試 在夏玉米收獲時(shí)測(cè)定產(chǎn)量及其三要素（穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重），實(shí)收測(cè)定產(chǎn)量， 取植株樣品測(cè)定籽粒和秸稈的氮、 磷、 鉀含量。

1.3.3 計(jì)算方法

（1）氮肥利用率（%）=（施氮區(qū)吸氮量-不施氮區(qū)吸氮量）/施氮量×100。

（2）磷肥利用率（%）=（施磷區(qū)吸磷量-不施磷區(qū)吸磷量）/施磷量×100。

（3）鉀肥利用率（%）=（施鉀區(qū)吸鉀量-不施鉀區(qū)吸鉀量）/施鉀量×100。

（4）經(jīng)濟(jì)系數(shù)=籽粒質(zhì)量/（籽粒質(zhì)量+秸稈質(zhì)量）。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法 用Microsoft Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

不同處理對(duì)夏玉米籽粒產(chǎn)量、 秸稈產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響見(jiàn)表1。 與優(yōu)化施肥處理（OPT）相比，不施氮肥處理（PK）夏玉米產(chǎn)量下降12.09%，不施磷肥處理（NK）夏玉米產(chǎn)量下降16.63%，不施鉀肥處理（NP）夏玉米產(chǎn)量下降 13.00%，控釋肥處理（SCR）夏玉米產(chǎn)量增加2.69%，控釋減氮處理（SCR-15%N）夏玉米產(chǎn)量下降3.88%。不同施肥處理對(duì)夏玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)影響較小，在 0.42～0.44 之間，平均為 0.43。 由此可見(jiàn)，不平衡施肥會(huì)引起夏玉米產(chǎn)量明顯下降，下降幅度為13.00%～16.63%， 施用控釋氮肥或控釋氮肥減量對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響較小， 夏玉米產(chǎn)量增減幅度都小于5%[1]。

表1 不同處理下夏玉米產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

2.2 不同施肥處理對(duì)夏玉米養(yǎng)分吸收和肥料利用率的影響

2.2.1 不同施肥處理對(duì)夏玉米氮吸收和氮肥利用率的影響 不同處理對(duì)夏玉米氮吸收的影響見(jiàn)表2。與優(yōu)化施肥處理（OPT）相比，不施氮肥處理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降20.69%和19.00%，不施磷肥處理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降20.89%和18.05%，不施鉀肥處理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降16.20%和13.12%，控釋肥處理（SCR）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別增加3.39%和6.48%，控釋減氮處理（SCR-15%N）夏玉米籽粒吸氮量下降2.39%， 地上部吸氮量增加3.41%。優(yōu)化施肥處理（OPT）氮肥利用效率為34.18%，控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）氮肥利用率分別為45.84%和40.30%。 可見(jiàn)，不平衡施肥會(huì)引起夏玉米吸氮量的顯著下降，下降幅度為13.12%～19.00%，籽粒吸氮量的下降幅度高于秸稈，施用控釋氮肥或控釋氮肥減量對(duì)夏玉米吸氮量影響不大，夏玉米吸氮量增減幅度都小于7%； 控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）都增加了氮肥利用率，增加幅度為6.13～11.66個(gè)百分點(diǎn)。

表2 不同施肥處理下夏玉米吸氮量和氮肥利用率

2.2.2 不同施肥處理對(duì)夏玉米磷吸收和磷肥利用率的影響 不同施肥處理對(duì)夏玉米磷吸收的影響見(jiàn)表3。與優(yōu)化施肥處理（OPT）相比，不施氮肥處理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降17.24%和16.35%，不施磷肥處理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降32.23%和40.62%，不施鉀肥處理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降22.98%和27.58%，控釋肥處理（SCR）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降 4.71%和16.09%， 控釋減氮處理（SCR-15%N） 夏玉米籽粒吸磷量分別下降17.44%和28.50%。 優(yōu)化施肥處理（OPT）磷肥利用效率為46.08%，控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）磷肥利用率分別為27.83%和13.75%。 可見(jiàn)，不平衡施肥、 控釋氮肥和控釋氮肥減量都會(huì)引起夏玉米吸磷量的顯著下降，下降幅度為16.09%～40.62%；控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）都降低了磷肥利用率，降低幅度為18.25~32.33個(gè)百分點(diǎn)。

表3 不同施肥處理下夏玉米吸磷量和磷肥利用率

2.2.3 不同施肥處理對(duì)夏玉米鉀吸收和鉀肥利用率的影響 不同施肥處理對(duì)夏玉米鉀吸收的影響見(jiàn)表4。與優(yōu)化施肥處理（OPT）相比，不施氮肥處理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降12.51%和18.54%，不施磷肥處理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降19.62%和17.60%，不施鉀肥處理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降20.53%和23.16%，控釋肥處理（SCR）夏玉米籽粒吸鉀量下降2.35%， 地上部吸鉀量增加15.02%， 控釋減氮處理（SCR-15%N）夏玉米籽粒吸鉀量下降14.51%，秸稈吸鉀量增加3.97%。 優(yōu)化施肥處理（OPT）鉀肥利用效率為53.75%， 控釋肥處理 （SCR） 和控釋減氮處理（SCR-15%N）磷肥利用率分別為88.60%和62.95%。可見(jiàn)， 不平衡施肥會(huì)引起夏玉米吸鉀量的顯著下降，下降幅度為17.60%～23.16%，控釋肥和控釋減氮也會(huì)引起夏玉米籽粒吸鉀量的下降， 但同時(shí)增加夏玉米秸稈吸鉀量，從而造成夏玉米吸鉀量的增加；控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）都增加了鉀肥利用率，增加幅度為9.20～34.85個(gè)百分點(diǎn)。

表4 不同施肥處理下夏玉米吸鉀量和鉀肥利用率

2.3 不同施肥處理對(duì)土壤表層養(yǎng)分的影響

不同施肥處理下夏玉米收獲后的土壤表層養(yǎng)分含量見(jiàn)表5。不同施肥處理對(duì)土壤表層養(yǎng)分具有不同影響。 不施氮肥處理，土壤堿解氮、有效磷、EC 最低，土壤pH 較低，土壤速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量最高；不施磷肥處理，土壤堿解氮最高，土壤速效鉀最低，土壤有效磷、 pH 和EC 較低， 其他養(yǎng)分含量居中； 不施鉀肥處理， pH 最低， 其他養(yǎng)分含量居中； 優(yōu)化施肥處理EC 最高， 其他養(yǎng)分含量居中； 控釋氮肥和控釋減氮處理土壤有效磷含量和pH 較高， 其他養(yǎng)分含量居中。

表5 不同施肥處理下土壤表層養(yǎng)分含量

可見(jiàn)，在土壤肥力水平較高的條件下，氮肥施用不僅直接影響土壤堿解氮的含量， 也會(huì)顯著影響土壤其他養(yǎng)分含量， 不平衡施肥造成作物對(duì)土壤養(yǎng)分的不均衡吸收，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)差異性分布，優(yōu)化施肥和控釋氮肥都能保持土壤肥力和土壤養(yǎng)分均衡分布，施用控釋氮肥條件下可適當(dāng)減少氮肥投入[2]。

3 結(jié)論

通過(guò)濱州市沾化區(qū)2021年鄭家村夏玉米化肥利用率田間試驗(yàn)，初步得出以下結(jié)論。

（1）不平衡施肥處理顯著降低夏玉米產(chǎn)量，施用控釋氮肥和控釋減氮對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響不大，施用控釋肥減少15%氮肥不會(huì)引起夏玉米產(chǎn)量的顯著下降。

（2）不平衡施肥處理顯著降低夏玉米對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收， 控釋肥和控釋減氮處理對(duì)夏玉米吸氮量影響不大，顯著降低吸磷量，增加吸鉀量。

（3）控釋肥處理（SCR）和控釋減氮處理（SCR-15%N）增加氮肥和鉀肥利用率，降低磷肥利用率。

（4）在土壤肥力水平較高的條件下，氮肥施用影響土壤堿解氮的含量， 不平衡施肥造成作物對(duì)土壤養(yǎng)分的不均衡吸收， 優(yōu)化施肥和控釋氮肥都能保持土壤肥力和土壤養(yǎng)分均衡分布， 施用控釋氮肥條件下可適當(dāng)減少氮肥投入[3]。