施氮水平及方式對不同玉米品種產(chǎn)量的影響分析

徐靜

摘? ? 要：以提高氮肥利用率、減少氮肥污染、提高玉米產(chǎn)量為目標(biāo)，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，對不同氮素水平下3個玉米品種秸稈和籽粒的全氮含量及玉米產(chǎn)量進(jìn)行測定。經(jīng)綜合分析比較得出，玉米產(chǎn)量隨著施氮量增加呈上升趨勢，由氮肥效應(yīng)方程進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算得出最高產(chǎn)量時(shí)的氮肥施用量，3個品種P1、P2、P3對應(yīng)的施肥量分別為243.02、370.80、249.85 kg/hm2。本試驗(yàn)確定的合理施氮量，既能維持或提高土壤肥力，獲得較高的產(chǎn)量、更高的施肥經(jīng)濟(jì)效益，又可以減少面源污染和降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：玉米；品種；氮水平；產(chǎn)量

文章編號：1005-2690（2023）12-0017-03? ? ? ?中國圖書分類號：S513? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)首先是糧食安全。習(xí)近平總書記在談及糧食安全時(shí)提出：“糧食安全是‘國之大者。悠悠萬事，吃飯為大。”目前，玉米是我國第一大糧食作物，也是重要的飼料和工業(yè)原料，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用。玉米產(chǎn)量對糧食安全有一定的影響，還關(guān)系到我國畜牧業(yè)發(fā)展。增加糧食總產(chǎn)量主要靠提高單產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)糧食穩(wěn)定增產(chǎn)在一定程度上得益于化肥的施用。氮肥是影響玉米產(chǎn)量的重要物質(zhì)及主要人為控制因子，可以促進(jìn)作物生長，是影響作物生長發(fā)育的主要環(huán)境因素之一[1]。因此，合理施用氮肥可以保障玉米生長所需要的營養(yǎng)，維持土壤肥力持續(xù)增加，極大提高氮肥的利用率[2]。

不合理施用氮肥而引起氮素利用效率低的現(xiàn)象日益普遍。氮肥利用率低下，不僅造成生產(chǎn)效益低下、資源浪費(fèi)，而且直接和間接地導(dǎo)致了一系列不良的環(huán)境反應(yīng)，例如農(nóng)業(yè)面源污染、土層變薄、耕地質(zhì)量下降等，與推動綠色高質(zhì)量發(fā)展的生態(tài)文明建設(shè)重要任務(wù)相違背。

加快發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)，走高質(zhì)量綠色發(fā)展道路，已成為新時(shí)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需求。在綠色發(fā)展逐步成為高質(zhì)量發(fā)展鮮明底色的時(shí)期，合理施用化肥是當(dāng)前亟待解決的問題。在前人研究的基礎(chǔ)上，利用不同施氮水平及方式對不同玉米品種產(chǎn)量影響的研究，確定施氮水平及方式對玉米的增產(chǎn)效果，計(jì)算出最佳施氮量與最高產(chǎn)量，從而為合理施用氮肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試玉米品種為吉農(nóng)302、農(nóng)大588和鄭單958，依次用P1、P2、P3表示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)植株N營養(yǎng)的空間變異，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)氮肥用量和品種2個因素試驗(yàn)。每個品種設(shè)置5個氮水平，純氮用量分別為0、50、100、150、200 kg/hm2，以N0、N1、N2、N3、N4表示；每個小區(qū)面積18.2 m2，按4.55 m×4 m劃區(qū)，行長4 m，行距0.65 m，7行區(qū)（如圖1），出苗后留苗48 000株/hm2。施氮方式分為追肥和不追肥，追肥區(qū)與不追肥區(qū)種肥按總量的1/3施入，追肥區(qū)按總量的2/3于拔節(jié)期追施。磷肥為過石（含P2O5 12％）和磷酸二銨（含P2O5 46％），以P2O5計(jì)算，用量為75 kg/hm2；鉀肥為硫酸鉀（含K2O 50％），以K2O計(jì)算，用量為50 kg/hm2。磷肥和鉀肥作基肥，一次性施入土壤。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 全氮含量測定

采用H2O2-H2SO4法消煮、凱氏定氮法測定全氮含量。

1.3.2 玉米產(chǎn)量測定

各小區(qū)分別測產(chǎn)，再按地形及品種選取不同地塊的各10穗玉米帶回實(shí)驗(yàn)室，在65 ℃下烘干至恒重后稱重，計(jì)算出凈產(chǎn)量系數(shù)，最后計(jì)算每小區(qū)的凈產(chǎn)量。調(diào)查成熟期各小區(qū)的植株數(shù)、玉米穗數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮水平基肥處理下玉米品種間產(chǎn)量的差異

氮肥能顯著提高玉米產(chǎn)量。從圖2可以看出，氮肥用量與玉米產(chǎn)量顯著相關(guān)（p1，r＝0.988 8；p2，r＝0.992 7；p3，r＝0.978 9；n＝5），玉米的產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈上升趨勢。3個品種的玉米產(chǎn)量均以N4處理為最高，P1、P2、P3產(chǎn)量分別為10.31、10.64、10.52 t/hm2，順序?yàn)镻2＞P3＞P1；3個玉米品種在N4處理下的玉米籽粒產(chǎn)量均比N0處理下的高，P1、P2、P3增產(chǎn)幅度分別為16.3％、15.2％、18.1％。這表明氮肥對玉米產(chǎn)量有很好的增產(chǎn)效果；隨著氮肥施入量增加，玉米明顯增產(chǎn)。

2.2 不同氮肥追施用量對玉米的增產(chǎn)效果

氮肥對提高玉米產(chǎn)量起重要作用。從表1可以看出，與N0相比，3個品種玉米產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)隨施氮水平的增加而提高，其中高氮比中氮的增產(chǎn)率大，繼續(xù)供氮產(chǎn)量仍有潛力，說明這些品種耐肥性較強(qiáng)，氮素營養(yǎng)效率較高，產(chǎn)量也較高。施用氮肥可使玉米增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為8.89％～21.71％，3個玉米品種在N4處理的增產(chǎn)率最大，P1、P2、P3增產(chǎn)率分別為21.71％、18.95％、20.48％。不同品種之間產(chǎn)量沒有顯著差異，P2產(chǎn)量最高，達(dá)10.98 t/hm2，但施用氮肥后增產(chǎn)幅度較小，為8.89％～18.95％，這可能與玉米的不同基因型有關(guān)。

2.3 氮肥效應(yīng)方程與施肥量的確定

在適宜的氮肥用量范圍內(nèi)，隨著氮肥用量的增加，玉米產(chǎn)量顯著提高。根據(jù)表2玉米產(chǎn)量隨氮肥施用量的變化趨勢得出，3個玉米品種P1、P2、P3肥效方程分別為y＝－0.029 0x2＋14.095x＋9 033.6，y＝－0.014 3x2＋10.605x＋9 337.6，y＝－0.026 7x2＋13.342x＋9 143.8，對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)r分別為0.951 6、0.968 0、0.955 8，均達(dá)到1％極顯著性差異，說明施肥用量與玉米產(chǎn)量有很好的相關(guān)性，一定條件下施肥量直接影響玉米產(chǎn)量。

由氮肥效應(yīng)方程進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算得出最高產(chǎn)量時(shí)的氮肥施用量，3個品種P1、P2、P3對應(yīng)的施肥量分別為243.02、370.80、249.85 kg/hm2。不同玉米品種間，最高產(chǎn)量的氮肥用量有明顯差異。研究表明，品種對氮肥的敏感程度有很大差別，需肥特點(diǎn)也不同[3-4]。有的品種是耐肥品種，要求肥多、水多、增產(chǎn)潛力大；有的品種耐肥性差，多施肥反而會發(fā)生倒伏現(xiàn)象，甚至影響最終產(chǎn)量。

2.4 不同施氮量對玉米氮肥利用率的影響

氮肥利用率是指植物吸收的肥料氮量占所施肥料總氮量的百分率，是一個具有重要價(jià)值的參數(shù)。影響氮肥利用率的因素很多，例如所施用肥料的種類與性質(zhì)、所采用的施肥技術(shù)、施肥量及施肥方式方法、栽培作物品種等。提高氮肥利用率的方法很多，本試驗(yàn)在適時(shí)播種、適時(shí)追肥前提下，進(jìn)一步采用變量追肥技術(shù)，利用裝有GreenSeeker探頭的追肥機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐，達(dá)到變量追肥的目的。

由表3可以看出，氮肥施入明顯增加了玉米地上部的總吸氮量，以N4處理最高，3個玉米品種在N4處理的總吸氮量分別達(dá)到了208.29、216.73、229.44 kg/hm2。氮肥利用率隨施氮量增加而降低。研究表明，氮肥施用會影響硝態(tài)氮在玉米籽粒中的累積，適量施用氮肥可使玉米中硝酸鹽的含量下降，過量施用化肥會使玉米中的硝酸鹽含量超標(biāo)[5]。因此，綜合考慮玉米產(chǎn)量、氮肥利用率及硝酸鹽污染等因素，減少施氮量是切實(shí)可行的。

3 結(jié)論與討論

科學(xué)施用氮肥對玉米有很好的增產(chǎn)效果，隨著氮肥施入量增加，產(chǎn)量明顯增加。氮肥是決定糧食產(chǎn)量的主要肥料因素，可以改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。3個品種P1、P2、P3對應(yīng)的施肥量分別為243.02、370.80、249.85 kg/hm2。在確定最佳追肥時(shí)期的前提下，合理施用氮肥，可以獲得更高的施肥經(jīng)濟(jì)效益，減少因氮肥施用過量造成的面源污染，降低生產(chǎn)成本。

氮肥利用率不高最突出的原因是氮肥施用量過大。當(dāng)植株缺氮時(shí)，蛋白質(zhì)合成減少，會造成早熟低產(chǎn)；當(dāng)植株氮素過剩時(shí)，蛋白質(zhì)合成增加，碳水化合物大量消耗，會造成徒長，易倒伏，從而造成減產(chǎn)。作物的吸氮量是有限度的，不可能與施肥量同步增加，超過正常需氮量越多，氮肥利用率就越低。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳雅君，閆慶偉，張璐，等.氮素與植物生長相關(guān)研究進(jìn)展[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，44（4）：144-148.

[2]李志勇，王璞.不同施肥條件下夏玉米的干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及氮肥利用效率[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2003，18（4）：91-94.

[3]Chapman S C ， Barreto H J. Using a chlorophyll meter to estimate specific leaf nitrogen of tropical maize during vegetative growth[J].Agron J，1997，89：557-562.

[4]尹枝瑞，李維岳，王小村，等.不同玉米品種對肥力反應(yīng)敏感性的初步研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1990（4）：125.

[5]李淑儀，鄭惠典，廖新榮，等.有機(jī)肥施用量與蔬菜硝酸鹽和重金屬關(guān)系初探[J].生態(tài)環(huán)境，2005，14（6）：307-311.

（編輯：郭 瑞）

作者簡介：徐 靜（1983—），女，蒙古族，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗人，碩士，高級農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全。