旱地玉米2+X田間肥效試驗研究

陸得應，曹連福，楊開勇，楊榮輝

（1.梁河縣小廠鄉農業綜合服務中心，云南 梁河 679204，2.梁河縣土壤肥料工作站，云南 梁河 679200；3.梁河縣平山鄉農業綜合服務中心，云南 梁河 679203）

玉米是需氮較多的作物，合理施氮對玉米增產有明顯作用，隨著氮素化肥用量逐年增加，玉米生產中的氮肥效應報酬遞減現象日益突出 ，已有利用玉米3414試驗，針對不同土坡條件及高、中、低土壤肥力水平氮磷鉀肥最佳施用量的研究。2020年以來，梁河縣先后在平山鄉、小廠鄉開展多組旱地玉米2+X田間肥效試驗，在3414試驗結論基礎上研究磷鉀肥施用量相同時不同施氮水平對玉米產量及效益的影響，以進一步確定氮肥施肥參數和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在梁河縣平山鄉平山村，試驗田土壤類型為紅壤-棕紅壤-粗粒結晶巖類棕紅壤-黑末香土，質地為輕壤，前茬為油菜，肥力中上等。試驗前用不銹鋼土鉆按“S”法采集耕作層（0～20 cm）混合土樣2 kg，常規分析土壤養分，每千克含有機質69.1 g、堿解氮264.7 mg、有效磷29.6 mg、速效鉀 215 mg，pH值為4.86。具體分析方法參見《土壤農化分析》[1]。

1.2 供試材料

供試玉米品種為川單99，由四川川單種業有限責任公司生產。供試肥料為N≥46.3%的尿素，單價3元/kg，由云南云天化股份有限公司生產；P2O5≥16%的普通過磷酸鈣，單價1元/kg，由云南祿豐勤攀磷化工有限公司生產；K2O≥50%的硫酸鉀，單價4.8元/kg，由四川川化青上化工有限公司生產，德國曼海姆技術。

1.3 試驗設計

試驗采用農業部《測土配方施肥技術規程》（NY/T 2911—2016）推薦的2+X試驗設計，處理設計（見表1）。試驗隨機區組排列，3次重復，設5個處理，處理1為無氮區，處理2為70%優化氮區，處理3為優化氮區，處理4為常規施肥區，處理5為130%優化氮區。小區面積20 m2（4 m×5 m），四周設置保護行，保護行施常規肥料。根據梁河縣旱地玉米3414試驗結果，優化氮區推薦施用量確定為純氮329 kg/hm2、P2O577 kg/hm2、K2O 111 kg/hm2，常規施肥區施尿素600 kg/hm2、復合肥（N∶P2O5∶K2O = 10∶10∶10）690 kg，折合純N 336 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。

表1 玉米2+X試驗設計及氮肥施用量（kg）

1.4 試驗過程

試驗于2021年4月30日播種，采用拉線條播，行塘距80 cm×30 cm，每塘播2粒，基本苗6.3萬株/hm2。施肥分3個時期，基肥、種肥為20%氮肥+40%磷肥+40%鉀肥于4月30日播種時施用，苗肥為40%氮肥+60%磷肥+60%鉀肥于5葉期6月1日施用，拔節抽穗肥為40%氮肥于玉米抽穗前7月1日施用。9月14日測產，各小區單打單收計產，除施肥外，各小區其他田間管理措施相同。

1.5 數據處理與分析

試驗數據按農業部（NY/T 497）“肥料效應鑒定田間試驗技術規程”及Excel軟件進行統計分析。農學效益、氮肥利用率計算公式為

（1）氮農學效率（kg/kg）=（施氮區產量-不施氮區產量）/ 施氮量；

（2）氮肥利用率（%）=100×（施氮區吸氮量-不施氮區吸氮量）/ 施氮量；

（3）凈收益（元/hm2）= 經濟產量×玉米價格-肥料施用量×肥料價格。

2 結果與分析

2.1 旱地玉米生育期

試驗地玉米生育期129～131 d，各處理玉米生育期基本一致，無太大差異。

2.2 旱地玉米生物學性狀

2.2.1 各性狀方差分析

通過對玉米株高、穗位高、穗長、莖稈干重、穗粒數和產量的方差分析，結果表明，上述性狀處理間差異均為極顯著，重復間僅有穗位高差異顯著，其余性狀差異均不顯著（見表2）。

表2 玉米各生物學性狀方差分析

2.2.2 主要性狀比較

處理1株高顯著低于其他處理；處理4（常規）和處理5穗位高極顯著高于其他處理，處理3和處理2穗位高極顯著高于處理1；處理3穗長極顯著高于處理1和處理2；除處理1外，其他處理間莖稈干重差異不大。處理3穗粒數極顯著高于處理1、處理2和處理4，千粒重極顯著高于處理1，產量也極顯著高于處理1和處理2（見表3）。

表3 不同處理玉米生物學性狀比較（LSR）

2.3 旱地玉米產量

各處理玉米產量依次為處理3＞處理5＞處理4＞處理2＞處理1。所有施氮處理產量均極顯著高于不施氮處理，每公頃增產5 388～7 324 kg，增產率為130%～176.8%，說明了玉米施氮非常重要。施氮處理間處理3產量顯著高于處理5、處理4，極顯著高于處理2，表明合理施用氮肥能明顯提高玉米產量，過多或過少施氮對玉米產量均有一定的影響。玉米經濟產量與不同氮肥施用量之間的關系可用曲線Y =-0.048 X2+ 35.60 X+ 4 117（R2= 0.965）描述，求得最高產量施氮肥量為370.8 kg/hm2，施肥量329～427.7 kg/hm2均可獲得理想的產量（見表3～4）。

2.4 凈收益和產投比

除去肥料成本，不同處理凈收益6 917.75～19 420.67元/hm2，差異明顯，依次為處理3＞處理5＞處理4＞處理2＞處理1。凈收益與施氮量可用曲線Y = -0.095 X2+ 64.16 X + 6 877（R2= 0.965）描述，求得最佳經濟施肥量為337.7 kg/hm2。產投比5.04～6.64，依次為處理2＞處理3＞處理1＞處理4＞處理5（見表4）。

表4 不同氮肥用量對玉米經濟效益的影響

2.5 氮肥農學效率和利用率

不同處理農學效率14.83～23.43 kg/kg，依次為處理2＞處理3＞處理4＞處理5。氮肥利用率24.79%～38.56%，依次為處理3＞處理2＞處理5＞處理4（見表4）。

3 結 論

（1）試驗在磷鉀肥施用量一致前提下，不同施氮量的處理3（N2P2K2）與處理5（N3P2K2）、處理4（常規）之間產量差異顯著，與處理2（N1P2K2）、處理1（N0P2K2）之間產量差異極顯著；處理5、處理4與處理1之間產量差異極顯著。說明施用氮肥能顯著提高旱地玉米產量，合理的施氮量能極顯著提高玉米產量、凈收益和產投比。通過相關分析得出最高產量施氮肥量為370.8 kg/hm2，最佳經濟施氮肥量為337.7 kg/hm2。

（2）各處理氮肥利用率大致隨施氮量增加呈現先增后減現象，氮肥利用率23.2%～38.56%。農學效率為14.83～23.43 kg/kg，不足的施氮量雖能提高氮肥農學效率，但明顯降低了產量收益，而高施氮量的農學效率低下，將增加引發生態環境負面效應的危險。在保證高產和高收益條件下，處理3（N2P2K2）的農學效率22.26 kg/kg較為合理，說明我們根據以往試驗結果得出的優化方案是可行的。