氮肥類型與施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)及氮素積累的影響

楊奇 閆澤川 馮嘉 李昊原 張宇航 王金龍

楊 奇，閆澤川，馮 嘉，等. 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)及氮素積累的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（7）：86-93.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.07.012

（天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

摘要：為探究不同氮肥類型、不同施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)及氮素積累的影響，以期為天津地區(qū)炭基肥在玉米上的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，以鄭單958作為試驗(yàn)材料，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為肥料類型，分別為炭基肥和尿素；副區(qū)為玉米全生育期施氮量，分別為 0、135、270、405、540 kg/hm2，研究不同施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)及氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收利用的影響。結(jié)果表明，施用炭基肥可以提高玉米干物質(zhì)及氮素積累。施氮能夠提高吐絲期和成熟期干物質(zhì)積累量，炭基肥處理較尿素處理吐絲期葉、莖、總干物質(zhì)積累量平均下降了11.14%、13.11%、12.67%，成熟期炭基肥處理總干物質(zhì)積累量較尿素處理下降了6.72%。尿素處理較炭基肥玉米植株總干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了17.44%、對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均值提高了16.89%，但干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率沒(méi)有顯著差異。施氮能夠顯著提高玉米吐絲期和成熟期各器官氮素積累量（P<0.05），尿素處理較炭基肥處理提高了吐絲期總氮素積累量及成熟期莖、葉氮素積累量，但籽粒及總氮素積累量沒(méi)有顯著差異。在同一氮肥類型下，隨著施氮量增加，氮肥偏生產(chǎn)效率均顯著下降，氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率整體也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但在施氮量405 kg/hm2時(shí)有所提高。尿素處理下的氮素吸收利用率隨施氮量的提高而顯著下降。不同氮肥類型下，炭基肥處理的氮素吸收利用率略高于尿素處理，而氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)效率、氮肥利用率均減小，尿素處理氮肥利用率較炭基肥處理增加了66.20%。

關(guān)鍵詞：玉米；施氮量；氮肥類型；炭基肥；干物質(zhì)積累；氮素積累

中圖分類號(hào)：S513.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1002-1302（2024）07-0086-08

玉米是我國(guó)重要農(nóng)作物，具有種植面積廣、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐上確保其綠色、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全有重要作用。氮素作為植物所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，是限制作物產(chǎn)量的主要因子。因此，在資源一定的情況下，如何滿足作物生育期對(duì)氮素的需求，提高氮肥利用率是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，而適量施用氮肥能夠提高作物產(chǎn)量，提高氮肥利用率，炭基肥具有緩釋肥料的性質(zhì)，可以使養(yǎng)分釋放滿足作物生育期需求。胡迎春等的研究表明，緩釋肥與尿素配施能夠顯著提高氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥利用率［1］。有研究表明，施氮量增加會(huì)導(dǎo)致夏玉米植株?duì)I養(yǎng)器官轉(zhuǎn)運(yùn)量降低，說(shuō)明氮肥用量和玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量及轉(zhuǎn)運(yùn)率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系［2］。郭丙玉等研究發(fā)現(xiàn)，玉米最大氮素吸收速率與施氮量之間呈正相關(guān)關(guān)系，在一定施氮范圍內(nèi)，氮肥利用率會(huì)隨施氮量的增加而增加，過(guò)量施用氮肥反而會(huì)使氮肥利用率降低［3］。張?jiān)剖娴鹊难芯勘砻?，在干旱區(qū)棉田施用炭基肥與常規(guī)施肥相比，棉花氮素積累量顯著增加，氮素利用率提高了11.9%［4］。喬志剛等在安徽地區(qū)水稻種植中的研究表明，施用生物質(zhì)炭基肥，其氮素吸收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力分別較復(fù)合肥提高了9.3%～10.2% 和 37.4%～54.7%，從而減少了氮肥用量和氮損失，提高了肥效［5］。熊淑萍等研究發(fā)現(xiàn)，小麥花前貯存氮素對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率高達(dá)70%以上，而花后氮素積累量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較低［6］。孫全平等的研究表明，同等氮輸入條件下，減少化肥用量，使用生物炭與炭基肥混合可以提高氮素利用率［7］。陳懿等的研究表明，施用炭基肥與不施氮和常規(guī)施肥相比，烤煙吸氮量分別顯著提高了35.06%和14.24%，且炭基肥處理降低了氮損失，提高了氮肥表觀利用率［8］。陳子薇等在稻田中的研究表明，施用炭基肥可以顯著降低稻田土壤氮素徑流損失［9］。李大偉在辣椒和番茄上的研究表明，施用炭基肥處理的氮素農(nóng)學(xué)利用率均高于復(fù)合肥處理［10］。

施氮量能夠顯著影響植物營(yíng)養(yǎng)器官的物質(zhì)積累及氮素的再分配，使作物形成產(chǎn)量差異。合理的施氮量能夠有助于玉米干物質(zhì)積累及其向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，從而提高氮素收獲指數(shù)［11］。施氮量對(duì)不同生長(zhǎng)階段植物的氮素吸收利用和積累也有影響。劉鵬對(duì)高粱的研究表明，缺氮條件下，植株和籽粒的氮素積累量均顯著降低［12］。姜麗娜等對(duì)小麥的研究表明，不同施氮處理下，小麥干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率和氮素積累量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率以及小麥產(chǎn)量存在顯著差異，適當(dāng)?shù)卦鍪┑誓軌蛟黾又仓旮晌镔|(zhì)積累量，在施氮量為210 kg/hm2時(shí)，小麥的營(yíng)養(yǎng)器官花前干物質(zhì)積累量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率以及干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)子粒的貢獻(xiàn)率均達(dá)到最大值［13］。石祖梁等的研究表明，在一定范圍內(nèi)增加施氮量，小麥的氮素積累量會(huì)隨之增加，而氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率及對(duì)籽粒氮素貢獻(xiàn)率會(huì)降低［14］。劉志恒等通過(guò)田間定位試驗(yàn)表明，玉米氮肥偏生產(chǎn)力、農(nóng)學(xué)利用效率、氮肥當(dāng)季利用率均隨施氮量的增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，氮收獲指數(shù)在 270 kg/hm2 時(shí)達(dá)到最大，為66.7%［15］。王宜倫等的研究表明，施氮量為300 kg/hm2時(shí)，能夠提高蔗糖磷酸合成酶和硝酸還原酶的活性，從而促進(jìn)氮素吸收積累，促進(jìn)氮素吸收，減少氮肥損失，提高氮肥利用率［16］。已有學(xué)者對(duì)不同有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物炭對(duì)作物生長(zhǎng)的影響做了大量研究，但關(guān)于在天津地區(qū)，不同供氮量下，炭基肥作底肥對(duì)干物質(zhì)及氮素積累影響的報(bào)道較少。因此，本試驗(yàn)以不同氮肥類型，研究不同施氮處理對(duì)玉米干物質(zhì)積累、積累及氮素積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收利用的影響，以確定天津地區(qū)玉米生產(chǎn)最適宜的炭基肥施用量，以期為天津地區(qū)炭基肥在玉米上的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2021年5—10月在天津市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)示范中心展開，該示范中心位于天津市寧河區(qū)，地處119°47′E，31°89′N，屬于溫帶大陸性氣候，年平均溫度11.2 ℃，年降水量180～300 mm，無(wú)霜期為204 d，雨熱同期，降雨主要集中在6—8月，試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為壤土，0～20 cm土層土壤的基本理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)含量9.62 g/kg，全氮含量 1.41 g/kg，全磷含量1.03 g/kg，全鉀含量 19.78 g/kg，堿解氮含量87.36 mg/kg，有效磷含量105.30 mg/kg，速效鉀含量302.77 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為肥料類型，炭基肥和尿素；副區(qū)為玉米全生育期施氮量，分別為 0、135、270、405、540 kg/hm2，共10個(gè)處理，分別為BN0、BN1、BN2、BN3、BN4、UN0、UN1、UN2、UN3、UN4。每個(gè)處理重復(fù)3次，共30個(gè)小區(qū)。玉米于5月22日播種，9月15日收獲。其中炭基肥全部作為底肥施入，在拔節(jié)期追施尿素，二者按照供氮量 7 ∶3 比例施用，炭基肥購(gòu)自沈陽(yáng)隆泰生物工程有限公司，養(yǎng)分N、P2O5、K2O含量分別為24%、10%、10%，尿素氮含量為46%。磷、鉀肥作為底肥一次性施入，全生育期各處理施用量均為157.5 kg/hm2。為保證P2O5和K2O小區(qū)平衡，使用過(guò)磷酸鈣（P2O5含量12%）和硫酸鉀（K2O含量50%）補(bǔ)足。每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)6.5 m，寬3.6 m，行距60 cm，株距24.7 cm，設(shè)定密度為67 500 株/hm2，設(shè)置2個(gè)保護(hù)行。其他田間管理措施同當(dāng)?shù)刂懈弋a(chǎn)田管理措施，定期澆水除草防治病蟲害。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 玉米植株干物質(zhì)積累量

于玉米吐絲期及成熟期每小區(qū)選取具有代表性植株3株，按葉、莖部（包括莖稈、葉鞘、苞葉和穗軸）、籽粒分裝，于 105 ℃ 殺青60 min，在85 ℃烘干至恒重，冷卻后稱重。

1.3.2 玉米植株含氮量

玉米吐絲期及成熟期每個(gè)小區(qū)取具有代表性植株3株，按葉、莖部（包括莖稈、葉鞘、苞葉和穗軸）、籽粒分裝，于105 ℃殺青 60 min，在85 ℃烘干至恒重，冷卻后稱取干物質(zhì)量。將烘干樣品粉碎后過(guò)100目篩，使用濃硫酸消煮，用凱氏定氮儀測(cè)含氮量，根據(jù)干重計(jì)算氮素積累量。

營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量－成熟期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量；

營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率=（營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量）×100%；

營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率=（營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/籽粒干物質(zhì)量）×100%；

營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量=吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官氮積累量-成熟期營(yíng)養(yǎng)器官氮積累量；

營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率=（營(yíng)養(yǎng)器官氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官氮積累量）×100%；

營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率=（氮轉(zhuǎn)運(yùn)量/籽粒氮積累量）×100%；

氮素吸收利用率=籽粒產(chǎn)量/植株氮總積累量；

氮肥農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥利用率=［（施氮區(qū)植株氮總積累量-無(wú)氮空白區(qū)植株氮總積累量）/氮肥施用量］×100%；

氮肥偏生產(chǎn)效率=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)

采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，SPSS 25. 0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，Origin 2018作圖軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)積累的影響

由表1可知，氮肥類型和施氮量均極顯著影響玉米吐絲期各器官干物質(zhì)積累（P<0.01），氮肥類型極顯著影響成熟期玉米莖部、葉片及整株總干物質(zhì)積累，但對(duì)籽粒干物質(zhì)積累影響不顯著，而施氮量極顯著影響玉米成熟期各器官干物質(zhì)積累。由圖1可知，以尿素為供氮源，吐絲期各施氮處理干物質(zhì)積累量均顯著高于UN0處理，其中以UN4處理總量最高，UN2和UN3處理間差異不顯著。成熟期各施氮處理干物質(zhì)積累均顯著高于UN0處理，以UN3處理最高，但與UN4處理差異不顯著，可以看出，當(dāng)施氮量達(dá)到405 kg/hm2后再增加施氮量，干物質(zhì)積累不再隨著施氮量的增加而顯著增加。以炭基肥為供氮源，吐絲期各施氮處理干物質(zhì)積累均顯著高于BN0處理，其中以BN3處理總量最高，BN2和BN3處理間差異不顯著。成熟期各施氮處理干物質(zhì)積累均顯著高于BN0處理，以BN3處理最高，但與BN4處理差異不顯著，說(shuō)明當(dāng)施氮量達(dá)到 405 kg/hm2 后再增加施氮量，干物質(zhì)積累量不再隨著施氮量的增加而顯著增加。不同氮肥類型之間，炭基肥處理較尿素處理吐絲期葉、莖、總干物質(zhì)積累量平均下降了11.14%、13.11%、12.67%，成熟期炭基肥處理總干物質(zhì)積累量較尿素處理下降了6.72%，但對(duì)籽粒干物質(zhì)積累量沒(méi)有明顯影響。

2.2 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表2可知，氮肥類型能夠顯著或極顯著影響玉米莖部和整株的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率，但對(duì)于玉米葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的影響不顯著；施氮量能夠極顯著影響玉米各營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、玉米莖部和整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、莖部和整株的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率，但對(duì)于葉片的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率影響不顯著。

由表3可知，以尿素為供氮源，施氮對(duì)玉米各營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量增幅效果表現(xiàn)為莖部>葉片。

各施氮處理葉片、莖部和整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均高于UN0處理，均以UN4處理最高，尤其是葉片的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著高于其他處理，但UN1、UN2、UN4處理間莖部的轉(zhuǎn)運(yùn)量差異不顯著；UN1與UN2處理的整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量差異不顯著。玉米葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率表現(xiàn)為UN4處理最高；各施氮處理莖部和整株的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率均顯著高于UN0處理，均以UN1處理最高，但各施氮處理間差異不顯著。玉米葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各施氮處理均顯著高于UN0處理，以UN4處理最高，但除UN4處理外，其他3個(gè)施氮處理間差異不顯著； 莖部和整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各施氮處理均顯著高于UN0處理，以UN1處理最高。以炭基肥為供氮源，施氮對(duì)玉米各營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量增幅效果表現(xiàn)為莖部>葉片，各施氮處理葉片、莖部、整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均高于BN0處理，其中葉片以BN1處理最高，但各施氮處理之間差異不顯著；莖部和整株均以BN2處理最高，莖部各施氮處理間差異顯著。玉米葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率表現(xiàn)為BN1處理最高，各處理間差異不顯著；各施氮處理莖部和整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率均顯著高于BN0處理（整株的BN1處理除外），除BN1外各施氮處理間差異不顯著，以BN2處理最高，各施氮處理莖部干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率較BN0處理提高了43.16%～220.52%。 玉米葉片干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各處理之間差異不顯著，以BN1處理最高；莖部和整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各施氮處理均顯著高于BN0處理，以BN2處理最高，整株的BN3與BN4處理間沒(méi)有顯著性差異。不同氮肥類型之間，尿素處理與炭基肥處理相比，葉片的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率的均值差異不明顯，莖部干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了20.88%、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值提高了23.36%，整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了17.44%、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值提高了16.89%。

2.3 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米氮素積累的影響

由表4可知，氮肥類型和施氮量均極顯著影響玉米吐絲期各器官氮素積累，氮肥類型極顯著影響成熟期玉米莖部、葉片的氮素積累，但對(duì)籽粒和整株的氮素積累影響不顯著，而施氮量均極顯著影響玉米成熟期各器官氮素積累。

由圖2可知，以尿素為供氮源，吐絲期各施氮處理各器官的氮素積累值均表現(xiàn)為莖部>葉片，吐絲期玉米葉片和莖部氮素積累各施氮處理均顯著高于UN0處理，以UN4處理最高。成熟期各施氮處理氮素積累量均表現(xiàn)為莖部>葉片，各施氮量處理氮素積累均顯著高于UN0，以UN4處理最大，當(dāng)施氮量達(dá)到405 kg/hm2后再增加施氮量，氮素積累不再隨著施氮量的增加而顯著增加。以炭基肥為供氮源，吐絲期各施氮處理氮素積累量均表現(xiàn)為莖部>葉片，吐絲期玉米葉片、莖部氮素積累各施氮處理均明顯高于BN0處理，以BN3處理最高。成熟期各施氮處理氮素積累量均表現(xiàn)為莖部>葉片，各施氮處理玉米植株氮素積累均顯著高于BN0處理，以BN3處理最高，當(dāng)施氮量達(dá)到405 kg/hm2后再增加施氮量，氮素積累隨著施氮量的增加反而下降。不同氮肥類型之間，尿素較炭基肥提高了吐絲期玉米葉片、莖部、 總氮素積累及成熟期玉米葉片、莖部氮素積累，但對(duì)籽粒氮素積累及總氮素積累沒(méi)有明顯影響。

2.4 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米氮素轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表5可知，氮肥類型與施氮量均能顯著或極顯著影響玉米各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率以及氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率。

由表6可知，以尿素為供氮源，施氮對(duì)玉米各營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量增幅效果表現(xiàn)為莖部>葉片，各施氮處理葉片和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著高于UN0處理，其中以UN4處理最高；莖部氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著高于UN0處理，以UN2處理最高。各施氮處理玉米葉片、莖部和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率均顯著高于UN0處理，其中葉片以UN4處理最高，莖部各施氮處理之間差異不顯著，以UN2處理最高，整株以UN4處理最高，UN2處理次之，但二者之間沒(méi)有顯著性差異。玉米葉片、莖部和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各施氮處理均顯著高于UN0處理，其中葉片以UN4處理最高，莖部以UN2處理最高，整株以UN4處理最高，但除UN3處理外的各施氮處理間差異不顯著。以炭基肥為供氮源，施氮對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量增幅效果表現(xiàn)為莖部>葉片，各施氮處理葉片、莖部和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著高于BN0處理，其中以BN3處理最高。玉米葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率表現(xiàn)為BN3處理最高；各施氮處理莖部和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率均顯著高于BN0處理，以BN2或BN3處理最高，且BN2、BN3處理之間沒(méi)有顯著差異。玉米葉片、莖部和整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為各施氮處理均顯著高于BN0處理，其中葉片以BN3處理最高；莖部和整株以BN2處理最高，BN3處理次之。不同氮肥類型間，尿素處理與炭基肥處理相比，莖部氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了20.88%，葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均值下降了2.51%， 玉米整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提升了17.45%；莖部氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率均值提高了11.67%，葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率均值下降了12.32%，玉米整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率均值提高了7.28%；莖部氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值增加了21.36%，葉片氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值增加了7.76%，玉米整株氮素轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值增加了16.89%。

2.5 氮肥類型與施氮量對(duì)玉米氮素吸收利用的影響

由表7可知，氮肥類型極顯著影響氮肥利用率，而對(duì)氮素吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)效率的影響未達(dá)到顯著水平，而施氮量對(duì)氮素吸收率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)效率、氮肥利用率均具有極顯著影響。

由表8可知，以尿素為供氮源，玉米氮素吸收利用率隨施氮量增加而呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，以UN0處理氮素吸收利用率最大； 氮肥農(nóng)學(xué)效率總體隨施氮量的增加而減小，其他施氮處理較UN1處理下降了22.82%～44.45%； 隨著施氮量增加， 玉米氮肥偏生產(chǎn)效率不斷減小，各施氮處理較BN1處理下降了45.58%～66.72%，氮肥利用率以BN1處理最高。以炭基肥為供氮源，玉米氮素吸收利用率以BN2處理最高；氮肥農(nóng)學(xué)效率隨施氮量的增加總體呈降低趨勢(shì)，各施氮處理較BN1處理下降了24.89%～42.65%；隨著施氮量增加，玉米氮肥偏生產(chǎn)效率逐漸減小，各施氮處理較BN1處理顯著下降了44.58%～66.52%，氮肥利用率以BN3處理最高。不同氮肥類型之間，尿素處理的平均氮肥利用率較炭基肥處理增加了66.20%，而氮素吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率均無(wú)明顯影響。

3 討論

干物質(zhì)積累對(duì)于籽粒產(chǎn)量形成具有重要意義，增施氮肥能夠顯著提高營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量，并在一定范圍內(nèi)隨著施氮量的增加而增加［17-18］。孟令義等的研究表明，在開花期，相同施氮量下炭基肥與常規(guī)化肥相比，其葉片干物質(zhì)積累量下降了27.60%，總干物質(zhì)積累量下降了3.87%，在成熟期炭基肥處理總干物質(zhì)積累量較常規(guī)化肥下降了17.46%［19］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施氮均能顯著影響玉米吐絲期莖、葉、總干物質(zhì)積累量及成熟期玉米莖、葉、籽粒、總干物質(zhì)積累量，炭基肥處理較尿素處理吐絲期葉、莖、總干物質(zhì)積累量平均下降了11.14%、13.11%、12.67%，成熟期炭基肥處理總干物質(zhì)積累量較尿素處理下降了6.72%。進(jìn)入灌漿期后，干物質(zhì)積累再分配能夠提高籽粒產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)上通過(guò)提高營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力和干物質(zhì)積累量來(lái)實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)［20］。適宜的施氮量能夠促進(jìn)玉米干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)［21］。有研究表明，在一定范圍內(nèi)，玉米整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率及籽粒貢獻(xiàn)率逐漸提高［22］。本研究結(jié)果表明，施氮能夠提高玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)能力，在施氮量為0～270 kg/hm2時(shí)，玉米整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量隨著施氮量的增加而增加，而整株干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率、干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率則是先顯著增加后略微降低；尿素處理較炭基肥處理玉米整株總干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了17.44%，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率均值提高了16.89%，但干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率沒(méi)有明顯差異。

氮素對(duì)提高玉米產(chǎn)量具有重要作用，籽粒中的氮素來(lái)源于吐絲期營(yíng)養(yǎng)器官中的氮素及吐絲后的氮素同化積累［23］。施氮量能夠顯著影響玉米氮素積累，有研究表明，適宜的施氮量能夠提高玉米植株氮素積累和氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量，提高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)效率［24-26］。本試驗(yàn)表明，施氮量能夠顯著提高氮素積累量，尿素處理較炭基肥處理提高了吐絲期玉米葉片、莖部、總氮素積累量及成熟期玉米葉片、莖部氮素積累量，但對(duì)籽粒及總氮素積累量沒(méi)有明顯影響。在0～405 kg/hm2的范圍內(nèi)，各施氮處理的玉米各器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均明顯高于N0處理，尿素處理較炭基肥處理氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量、氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率及對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率均有所提高。氮素吸收利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力隨施氮量的增加而下降［27］。孫全平等的研究表明，在同等施氮條件下，常規(guī)化肥氮素利用率最高，而適量減少氮素施用，增加生物炭可以提高氮素利用率［7］。本研究表明，在同一氮肥類型下，隨著施氮量的增加，氮肥偏生產(chǎn)均顯著下降，氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率整體也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)但在施氮量 405 kg/hm2 時(shí)有所提高。尿素處理下的氮素吸收利用率隨施氮量的提高而顯著下降，但炭基肥處理下氮素吸收利用率并無(wú)明顯規(guī)律。不同氮肥類型下，炭基肥氮素吸收利用效率略高于尿素處理，而氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)效率、氮肥利用率均減小，尿素較炭基肥氮肥利用率極顯著增加了66.20%，而氮素吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率均無(wú)明顯差異。

4 結(jié)論

炭基肥可以提高玉米干物質(zhì)及氮素積累。施氮能夠提高吐絲期和成熟期干物質(zhì)積累量，炭基肥處理較尿素處理吐絲期葉、莖、整株平均干物質(zhì)積累量分別下降了11.14%、13.11%、12.67%，成熟期炭基肥處理總干物質(zhì)積累量較尿素處理下降了6.72%。尿素處理較炭基肥玉米植株總干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均值提高了17.44%、對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率均值提高了16.89%，但干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率沒(méi)有明顯差異。施氮量能夠顯著提高玉米吐絲期和成熟期各器官氮素積累量，尿素處理較炭基肥處理提高了吐絲期總氮素積累量及成熟期莖、葉氮素積累量，但對(duì)籽粒及總氮素積累量沒(méi)有明顯影響。在同一氮肥類型下，氮肥偏生產(chǎn)效率隨著施氮量的增加均顯著下降，氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥利用率整體也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)但在施氮量405 kg/hm2時(shí)有所提高。尿素處理下的氮素吸收利用率隨施氮量的提高而顯著下降。不同氮肥類型下，炭基肥氮素吸收利用效率略高于尿素處理，而氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)效率、氮肥利用率均略有減小，尿素較炭基肥氮肥利用率極顯著增加了66.20%。

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基金項(xiàng)目：天津市高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號(hào)：202110061062）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：2017YFD0200808）；[JP]國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31770505）。

作者簡(jiǎn)介：楊 奇（2001—），男，安徽安慶人，主要從事玉米、水稻栽培生理方面研究。E-mail：1277856839@qq.com。

通信作者：王金龍，博士，教授，主要從事作物生理生態(tài)學(xué)方面研究。E-mail：wangjinlong@tjau.edu.cn。