緩控釋肥對糯玉米鮮苞產量和氮肥利用效率的影響

張垚，孔亮亮，楊躍華，劉俊峰，崔陽，宋俏姮

（四川省農業科學院水稻高粱研究所，四川 德陽 618000）

糯玉米品質獨特，廣泛應用于糧、經、飼領域，經濟價值和開發價值較高。植株生物量是作物高產的基礎，施氮量顯著影響糯玉米產量[1～5]和干物質積累量[2，5，6]，因此在糯玉米高產栽培上氮肥管理至關重要。緩控釋肥通過包膜技術，使肥料的釋放更加接近于作物生長對養分的需求，保證氮素的持續供應，使氮肥管理更加智能化[7，8]。施用緩控釋肥可以降低氨揮發[9]，控制硝態氮向下淋溶[10]，保證肥效的長久供給。研究表明，在夏玉米和水稻上，施用緩控釋肥能夠提高氮肥利用效率[9～14]；在甜玉米上，施用緩控釋肥能夠減少施肥次數，降低人工成本，提高氮肥農學效率和利用效率，在減施氮肥的情況下實現穩產[15，16]。目前，成都平原糯玉米種植上普遍施用的化肥為復合肥和尿素，存在化肥施用量大、肥料利用率低的問題，因此急需一種化肥減施增效的施肥方法，以降低過量施肥造成的環境風險，減少農村面源污染。在成都市新都區以當地糯玉米常規施肥為對照，研究緩控釋肥對糯玉米鮮苞產量以及主要鮮苞性狀、地上部干物質積累量和氮肥利用效率的影響，旨為該區糯玉米減肥增效生產提供技術支持和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

糯玉米品種為瀘玉糯9 號，由四川省農業科學院水稻高粱研究所育成。該品種品質好，口感綿軟，產量高，抗性較好。

肥料種類有尿素（N 含量46%，四川美豐化工股份有限公司）、氮磷鉀三元復合肥（N、P2O5、K2O 含量均為15%，嘉施利化肥有限公司）、金正大控釋摻混肥（N、P2O5、K2O 含量分別為26%、9%和9%，金正大生態工程集團股份有限公司）、重過磷酸鈣（P2O5含量46%，云南樹環化肥有限公司）和氯化鉀（K2O含量60%，黑龍江倍豐農業生產資料集團有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗在四川省成都市新都區石板灘鎮進行。土質為壤土，pH 值5.79，0～20 cm 耕層土壤基礎養分含量為有機質32.6 g/kg、全氮0.182%、堿解氮307.4 mg/kg、有效磷49.1 mg/kg、速效鉀126 mg/kg。試驗氮肥施用方式設不施（CK）0、常規施肥（CK）1和緩控釋肥3 個處理，其中CK1施肥方法依據成都平原鮮食玉米種植特點確定的糯玉米常規施肥習慣進行，不同處理的施肥量和施肥方法不同（表1）。小區面積39.6 m2（長10 m，寬3.96 m），完全隨機區組排列，3 次重復。2019 年3 月20 號播種玉米，行距0.66 m，株距0.33 m；6 月22 號采收。其他田間管理措施同大田生產。

表1 不同處理的肥料施用時期和施用量Table 1 Fertilizer application period and amount of different treatments

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 土壤pH 值和養分含量。田間試驗前，依照NY/T 1121.1—2006[17]取整塊試驗地 0～20 cm 耕層土壤，測定pH 值以及有機質、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。鮮苞采收期，依照NY/T 1121.1—2006[17]取每小區0～20 cm 耕層土壤，將同一處理3 次重復的土壤樣品混合均勻，測量土壤堿解氮含量。土壤樣品委托四川華標測檢測技術有限公司依照有關標準[18～23]進行測定。

1.2.2.2 鮮苞性狀。采收期，每小區收獲中間2 行的苞穗，稱量鮮苞產量（含苞葉）。從測產的果穗中，每處理隨機取20 個果穗，測定穗長、穗粗、穗行數和行粒數。

1.2.2.3 地上部干物質積累量和含氮量。在每小區中間選取長勢一致的玉米4 株（相鄰2 行的連續2 株），取地上部分，將其分為秸稈（包括莖、葉、葉鞘）和鮮苞（包括穗軸、子粒、苞葉）兩部分；取同一處理3 次重復的相同部分進行混樣，分別測定秸稈和鮮苞的干物質積累量和含氮量。含氮量委托四川華標測檢測技術有限公司依照有關標準[20]進行測定。

1.2.3 氮肥利用效率等參數 根據公式，計算氮肥利用效率等參數[10，16]：

氮肥利用效率（NRE，%）=（施氮區地上部吸氮量-對照區地上部吸氮量）/施氮量×100%

氮肥農學效率（NFAE，kg/kg）=（施氮區鮮苞產量-對照區鮮苞產量）/施氮量

氮肥生產效率（NFPE，kg/kg）=施氮區鮮苞產量/施氮量

氮素生理利用率（NPE，kg/kg） =（施氮區鮮苞產量-對照區鮮苞產量）/（施氮區地上部吸氮量-對照區地上部吸氮量）

氮收獲指數（NHI，%）=鮮苞吸氮量/地上部吸氮量×100%

1.2.4 數據統計分析 利用WPS 軟件進行數據整理。利用DPS 軟件進行方差分析，采用Duncan’S 法進行多重分析。運用R 語言進行圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 緩控釋肥對糯玉米鮮苞產量的影響

緩控釋肥處理的鮮苞產量均＞2 個CK，分別較CK0和CK1增加了31.80%和 12.32%，其中與CK1差異不顯著（圖1）。表明施用緩控釋肥能夠提高糯玉米的鮮苞產量，但與常規施肥相比增產效果不明顯。

圖1 緩控釋肥對糯玉米鮮苞產量的影響Fig.1 The effect of controlled release fertilizer on the fresh ear yield of waxy corn

2.2 緩控釋肥對糯玉米穗部性狀的影響

緩控釋肥處理的穗長、穗粗、穗行數和行粒數均＞2 個CK，其中穗粗和穗行數與2 個CK 差異均不顯著，但行粒數與2 個CK 差異均達到了顯著水平，而穗長較CK1差異不大、較CK0差異顯著（表2）。表明施用緩控釋肥能夠改善糯玉米的穗部性狀，與常規施肥相比行粒數明顯增多。

表2 緩控釋肥對糯玉米穗部性狀的影響Table 2 The effect of controlled release fertilizer on the ear traits of waxy corn

2.3 緩控釋肥對糯玉米地上部干物質積累量和吸氮量的影響

緩控釋肥處理的植株地上部干物質積累量均＞2 個CK，分別較CK0和CK1增加了36.81%和3.82%，與CK0差異達顯著水平，其中鮮苞、秸稈的干物質積累量分別較CK0增加了45.78%和25.28%，較CK1增加了5.41%和1.53%（圖2）。表明施用緩控釋肥能夠增加糯玉米的地上部干物質積累量，與常規施肥相比鮮苞和秸稈的干物質積累量均有所增加。

圖2 緩控釋肥對糯玉米地上部干物質積累量的影響Fig.2 The effect of controlled release fertilizer on the dry matter content of waxy corn

緩控釋肥處理的植株地上部吸氮量均＞2 個CK，分別較CK0和CK1增加了42.61%和2.33%，其中與CK0相比鮮苞和秸稈的吸氮量均增加，與CK1相比鮮苞吸氮量有所增加、秸稈吸氮量略有降低（圖3）。表明施用緩控釋肥能夠增加糯玉米的地上部吸氮量，與常規施肥相比鮮苞吸氮量增加、秸稈吸氮量降低，有利于提高鮮苞產量。

圖3 緩控釋肥對糯玉米地上部吸氮量的影響Fig.3 The effect of controlled release fertilizer on the accumulation of N of waxy corn

2.4 緩控釋肥對糯玉米氮肥利用效率的影響

緩控釋肥處理的施氮量為214.50 kg/hm2，較CK1減少14.37%；氮肥農學效率、生產效率、利用效率、生理利用率均＞CK1，指標值分別提高了114.08%、31.18%、26.40%和69.40%（表3）。表明與常規施肥相比，施用緩控釋肥能夠在減施氮肥的情況下提高氮肥的利用效率和生產效率。

氮收獲指數反映了氮素在秸稈和鮮苞中分配的比例。緩控釋肥處理的氮收獲指數為62.09%，較常規施肥（58.40%）提高了3.69 個百分點。表明與常規施肥相比，施用緩控釋肥能夠提高氮素在鮮苞中的分配比例，為鮮苞產量形成奠定了物質基礎。

表3 緩控釋肥對糯玉米氮肥利用效率的影響Table 3 The effect of controlled release fertilizer on the nitrogen use efficiency of waxy corn

2.5 緩控釋肥對糯玉米采收期土壤堿解氮含量的影響

緩控釋肥處理的采收期土壤堿解氮含量＞播種前，增幅為25.37%；而CK0和CK1的采收期土壤堿解氮含量均＜播種前，降幅分別為37.31%和28.63%（圖4）。表明施用緩控釋肥能夠提高糯玉米采收期土壤的堿解氮含量，與常規施肥相比實現了氮素的長期持續供應，在適當減施氮肥的情況下保證作物穩產甚至增產。

圖4 緩控釋肥對糯玉米采收期土壤堿解氮含量的影響Fig.4 The effect of controlled release fertilizer on the available nitrogen content in soil at waxy corn harvesting period

3 結論與討論

糯玉米從拔節期開始物質累積速率保持高水平，其中在拔節至抽雄期、吐絲至采收期形成2 個高峰[24]；果穗快速生長期在授粉后12～38 d[25]。施用緩控釋肥可以減少肥料揮發和淋溶損失，保證養分持續供應，在適當減施氮肥、減少施肥次數的情況下也能滿足糯玉米生長過程中需肥關鍵期對養分的需求。研究顯示，在適當減施肥料的條件下，施用控釋肥能夠保證作物產量穩定[10，13]。黃巧義等[16]在甜玉米上的研究結果表明，在減氮30%的情況下，控釋尿素與普通尿素配施處理的鮮苞產量仍能達到普通尿素常規用量處理水平。本研究結果表明，緩控釋肥較常規施肥雖然減施氮肥14.37%，但鮮苞產量增加12.32%。施用緩控釋肥能夠在減施氮肥的同時，減少施肥次數，降低人工成本，是糯玉米生產中化肥減施增效的有效途徑。

緩控釋肥通過在一定程度上影響果穗的穗部性狀來影響作物產量。李偉等[12]研究發現，與只施普通尿素相比，控釋尿素與普通尿素混施能夠顯著增加行粒數、穗行數和產量。胡娟等[10]研究表明，氮肥減量10%后與控釋肥配施能夠增加穗長和行粒數，顯著提高產量。本研究條件下，與常規施肥相比，施用緩控釋肥能夠增加穗長、穗粗、穗行數和行粒數，其中對行粒數影響顯著，鮮苞產量提高12.32%。

氮肥農學效率、生產效率、吸收效率、生理利用率和氮收獲指數是反映作物吸收利用氮肥情況的有效指標[26]。施用控釋氮肥可以提高作物的氮肥利用效率和農學效率[9～14，27]。本研究結果顯示，施用緩控釋肥可以同時提高氮肥利用效率、農學效率、生產效率、生理利用率和氮收獲指數。緩控釋肥是提高作物肥料利用率的有效載體。

緩控釋肥通過包膜技術持續為土壤補充肥料，在作物生長中后期使土壤保持較高的養分供給水平。衛麗等[28]研究發現，施用控釋肥較常規施肥能夠提高吐絲期至成熟期的土壤全氮含量，增幅為12%～83%。魯艷紅等[13]研究顯示，施用減氮15%的包膜尿素能夠使土壤保持較高的供氮水平。本研究結果表明，施用緩控釋肥能夠提高糯玉米采收期土壤的堿解氮含量，而常規施肥的采收期土壤堿解氮含量明顯低于播種前。緩控釋肥是保持土壤肥力的有效手段，從而滿足作物各個生育時期對養分的需求。

緩控釋肥較常規施肥雖然減少了氮肥施用量和施肥次數，但能夠顯著增加行粒數，改善穗部性狀，明顯提高鮮苞產量和氮肥利用效率，適宜在成都平原糯玉米種植中應用。