緩控釋肥施用方式對夏玉米產量、肥料利用率及經濟效益的影響

史桂芳，董浩，于淑慧，朱國梁，牟小翎，鄭錚，任寒

（泰安市農業科學研究院，山東 泰安 271000）

施用化肥是保證糧食高產、穩產的一種重要措施。進入21世紀以來世界糧食單產的1／2、總產的1／3來自化肥的貢獻。化肥對我國糧食產量的貢獻率達40%～60%，但是養分當季利用率氮肥為30%～35%，磷肥僅為15%～20%，鉀肥為35%～50%，低于發達國家15～20個百分點，而且呈逐漸降低的趨勢［1］。化肥施用不合理、養分不均衡等問題，不僅造成養分利用率低、資源浪費、農業投入成本增加，而且引起土壤性質惡化、生態環境污染等問題［2－4］。

緩控釋肥作為一種新型肥料，能夠緩慢釋放養分，基本能與作物養分吸收同步，從而提高肥料利用率和作物產量，有效減少肥料對環境的危害，提高肥料的經濟、環境等方面效益，是全世界肥料領域研究的重點與前沿，被廣泛認為是高效且環境友好型的肥料。緩控釋肥能夠實現作物穩產高產的主要原因是其在作物的全生育期特別是中后期的養分供應比普通尿素更為合理和高效［5］。目前緩控釋肥在作物上的應用效果已取得了一定進展。本課題組一直致力于緩控釋肥的應用效果研究，為此曾進行過多方面的試驗，以期找到應用緩控釋肥取得最大效益化的途徑［6－9］。本試驗在不同產量水平的土壤上，研究緩控釋肥不同施用方式對夏玉米產量、肥料利用率及經濟效益的影響，以期找出最佳施用方式，為緩控釋肥在不同類型土壤上的推廣應用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試肥料：緩控釋氮肥為釋放期60天的包膜控釋尿素（N：43%），普通氮肥為小顆粒尿素（N：46%），磷肥為重過磷酸鈣（P2O5：46%），鉀肥為氯化鉀（K2O：60%）。供試玉米品種為鄭單958。試驗地土壤為棕壤和砂姜黑土，土壤耕層基礎理化性狀見表1。

表1 0～20 cm耕層土壤基礎理化性狀

1.2 試驗設計

試驗于2020年分別在山東省泰安市岱岳區大汶口鎮和肥城市安駕莊鎮同時進行。大汶口鎮試驗地為棕壤，安駕莊鎮試驗地為砂姜黑土。根據當地習慣設置施肥量，共設置7個處理，（1）CK：不施肥；（2）PK處理：不施氮肥，僅施磷鉀肥，棕壤每公頃投入P2O575.0 kg、K2O 105.0 kg，砂姜黑土每公頃投入P2O567.5 kg、K2O 75.0 kg；（3）NK處理：不施磷肥，僅施氮鉀肥，棕壤每公頃投入N 210.0 kg、K2O 105.0 kg，砂姜黑土每公頃投入N 180.0 kg、K2O 75.0 kg；（4）NP處理：不施鉀肥，僅施氮磷肥，棕壤每公頃投入N 210.0 kg、P2O575.0 kg，砂姜黑土每公頃投入N 180.0 kg、P2O567.5 kg；（5）FP處理：當地習慣施肥，棕壤每公頃投入N 210.0 kg、P2O575.0 kg、K2O 105.0 kg，砂姜黑土每公頃投入N 180.0 kg、P2O567.5 kg、K2O 75.0 kg；（6）CRF處理：施用緩控釋肥，氮肥用量較處理（5）減施10%，全層混施（撒施后旋耕），一次性基施，棕壤每公頃投入N 189.0 kg、P2O575.0 kg、K2O 105.0 kg，砂姜黑土每公頃投入N 162.0 kg、P2O567.5 kg、K2O 75.0 kg；（7）SF處理：施用緩控釋肥，氮肥用量同處理（6），機械施肥，種肥同播，一次性基施，棕壤每公頃投入N 189.0 kg、P2O575.0 kg、K2O 105.0 kg，砂姜黑土每公頃投入N 162.0 kg、P2O567.5 kg、K2O 75.0 kg。處理（2）至處理（5），氮肥為普通尿素，其中1／3作基肥，2／3大喇叭口期追施；除處理1外，其他處理每公頃投入硫酸鋅30.0 kg，全部基施。

試驗采用大田小區設計，隨機區組排列，重復3次。小區長10.0 m，寬6.6 m，面積66.0 m2。

1.3 測定項目及方法

于成熟期測定各小區產量并隨機選取10株置于通風處自然風干，用于地上部生物量、穗粒數和千粒重等指標測定。將風干秸稈和籽粒粉碎后測定氮、磷、鉀含量。全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用釩鉬黃比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007進行數據處理；數據分析應用SPSS 17.0軟件進行，采用LSD法進行差異顯著性檢驗。

肥料利用率采用差值法計算，計算公式：

氮肥利用率（%）＝（施氮區吸氮量－不施氮區吸氮量）／施氮量×100；

磷肥利用率（%）＝（施磷區吸磷量－不施磷區吸磷量）／施磷量×100；

鉀肥利用率（%）＝（施鉀區吸鉀量－不施鉀區吸鉀量）／施鉀量×100。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對玉米產量及其構成因素的影響

由表2看出，棕壤區，SF處理玉米產量最高，為11 278.3 kg／hm2，與FP相比，CRF、SF處理分別增產0.63%和1.55%，但差異不顯著。穗粒數以SF處理最高，與FP相比，CRF、SF處理分別增加0.04%和0.18%，各處理間差異不顯著。千粒重以SF處理最高，與FP相比，CRF、SF處理分別增加0.56%和0.80%，各處理間差異不顯著。

表2 不同施肥處理的玉米產量及其構成因素

砂姜黑土區亦以SF處理玉米產量最高，與FP相比，SF處理增產1.77%，CRF處理產量略減，降幅為0.36%，處理間差異不顯著。穗粒數以SF處理最高，與FP相比，SF處理增加1.17%，CRF處理降低0.72%，處理間差異不顯著。氮磷鉀全量施肥處理中，千粒重以SF處理最高，FP處理最低，處理間差異不顯著。以上表明，在氮肥減施10%條件下，施用緩控釋肥且采用種肥同播方式在兩種類型土壤上均能有效促進玉米的生殖生長，從而增加穗粒數和千粒重，最終獲得高產。

2.2 不同處理對玉米養分吸收和肥料利用率的影響

2.2.1 對玉米氮素吸收和氮肥利用率的影響 由表3看出，棕壤區，氮肥利用率以SF處理最高，為43.53%，FP處理最低，為31.67%。與FP相比，CRF、SF處理氮肥利用率分別增加28.10%和37.45%。砂姜黑土區，氮肥利用率亦以SF處理最高，為39.71%，CRF略低，為39.54%。與FP相比，CRF、SF處理氮肥利用率分別增加28.54%和29.10%。這表明，在棕壤和砂姜黑土上施用緩控釋肥均可大幅提高氮肥利用率，其中采用種肥同播方式效果更佳。

表3 不同施肥處理玉米氮素吸收量及氮肥利用率

2.2.2 對玉米磷素吸收和磷肥利用率的影響 由表4看出，棕壤區磷肥利用率以SF處理最高，為21.63%，FP處理最低，為15.93%。與FP相比，CRF、SF處理磷肥利用率分別提高18.77%和35.78%。砂姜黑土區，磷肥利用率亦以SF處理最高，為21.97%，與FP相比，SF處理磷肥利用率提高28.18%，CRF處理則略有下降，降幅為2.33%。以上表明，在棕壤和砂姜黑土上采用種肥同播方式施用緩控釋肥均可大幅提高磷肥利用率。

表4 不同施肥處理玉米磷素吸收量及磷肥利用率

2.2.3 對玉米鉀素吸收和鉀肥利用率的影響 由表5看出，棕壤區，鉀肥利用率以SF處理最高，為48.90%，CRF處理略低，為47.26%。與FP相比，CRF、SF處理鉀肥利用率分別提高22.09%和26.32%。砂姜黑土區，鉀肥利用率亦以SF處理最高，為55.08%，與FP相比，SF處理鉀肥利用率提高26.91%，CRF處理則略有下降，降幅為0.71%。以上表明，在棕壤和砂姜黑土上采用種肥同播方式施用緩控釋肥均可大幅提高鉀肥利用率。

表5 不同施肥處理玉米鉀素吸收量及鉀肥利用率

2.3 不同施肥處理經濟效益分析

由表6看出，棕壤區，全量施肥處理中SF處理相對凈收入最高，與FP相比，CRF和SF處理分別增加65.63元／hm2和312.11元／hm2。砂姜黑土區，全量施肥處理中SF處理相對凈收入最高，與FP相比增加416.45元／hm2，CRF處理則比FP處理略低，減少138.39元／hm2。這表明，在氮肥減施10%的條件下，在棕壤和砂姜黑土上采用種肥同播方式施用緩控釋肥能取得較高的經濟效益。

3 討論與結論

緩控釋肥因具有肥效長、養分利用率高、環境污染小、使用方便快捷等特點備受關注［10］，而合理施用緩控釋肥是實現肥效最大化的重要措施。對于緩控釋肥施肥方式，有研究認為緩控釋肥施用1次就可明顯提高籽粒產量和生物產量［5］；也有研究認為施肥1次效果不突出，采取基肥加1次追肥的施肥方式更能滿足作物的養分需求，對作物的增產效果更為顯著［11，12］。從本試驗可以看出，在氮肥減施10%條件下控釋肥采用種肥同播方式基施，在棕壤和砂姜黑土上玉米均可獲得較高產量，與習慣施肥相比，分別增產1.55%和1.77%，真正達到了減肥增效的效果。

肥料利用率是作物所能吸收肥料養分的比率，用以反映肥料的利用程度。一般而言，肥料利用率越高，技術經濟效果就越好，其經濟效益也就越高。大量研究表明，緩控釋氮肥能有效提高氮肥利用率［13－22］，它通過減緩氮素的釋放速率來維持較長時間的養分供應［23］，從而可以滿足玉米整個生育期特別是中后期對氮素的需求，進而加速氮磷鉀向籽粒轉移，最終達到穩定和提高產量，同時可以有效減少氨揮發和氮素向土壤深層淋失，提高肥料利用率。本研究結果表明，在氮肥減施10%條件下，與習慣施肥相比，兩種緩控釋肥施用方式均可大幅提高氮肥利用率，由習慣施肥的30.76%～31.67%增至39.71%～43.53%，增幅為28.10%～37.45%。而氮肥利用率的提高也促進了作物對磷鉀的吸收，除砂姜黑土全層混施處理略有降低外，其他施控釋肥處理的磷鉀肥利用率均有所提高，從而為最終獲得高產奠定了基礎。

成本高于普通氮肥一直是制約緩控釋肥在大田生產中大規模推廣應用的一個重要因素，但隨著生產工藝的改進，緩控釋肥與常規肥料的價格差距縮小，再通過減少肥料用量、減少追肥人工成本投入、提高產量等，足以彌補肥料成本劣勢［24］。本研究結果表明，在氮肥減施10%條件下，與習慣施肥相比，棕壤區兩種緩控釋肥施肥方式均能取得較高收益，其中種肥同播施肥方式收益較高，增收312.11元／hm2；砂姜黑土上，種肥同播施肥方式增收416.45元／hm2，全層混施處理略低，減少138.39元／hm2。可見，在不同類型土壤上采用種肥同播方式施用緩控釋肥均能提高夏玉米產量，大幅提高肥料利用率，最終獲得較好的經濟效益，是化肥減施增效的一種有效途徑。