麥玉輪作區(qū)不同施氮量對(duì)夏玉米生物性狀及產(chǎn)量的影響

雷忠順 黃寅玲

摘要 為研究麥玉輪作區(qū)在受洪澇受害后不同施氮量對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響，并分析玉米生物性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)不同施氮量響應(yīng)的差異。于2022年采用小區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置6種氮肥施用量模式，分別設(shè)常規(guī)施磷鉀肥（CK，T1）、常規(guī)施肥減施氮肥15%（T2）、常規(guī)施肥減施氮肥5%（T3）、常規(guī)施肥（T4）、常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）和常規(guī)施肥增施氮肥15%（T6）6個(gè)處理。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，夏玉米穗長(zhǎng)、穗粗、株高等生物性狀呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，禿尖長(zhǎng)度呈降低趨勢(shì)，以T5最佳。隨著氮肥施用量的增加，玉米籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)，T5和T6產(chǎn)量分別為 9 201.0和9 166.5 kg/hm2，顯著高于常規(guī)減施氮肥的T1、T2和T3。不同施氮量處理經(jīng)濟(jì)效益較T1均有不同程度增加，T5最高，為23 922.6元/hm2。綜合分析，麥玉輪作區(qū)在受洪澇受害后以常規(guī)施肥增施氮肥5%處理產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最佳。

關(guān)鍵詞 麥玉輪作；夏玉米；氮肥；生物性狀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S143.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2024）03-0131-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.03.032

Effects of Nitrogen Application Rate on Yield and Agronomic Traits of Maize in Wheat-corn Rotation Area

Abstract In order to study nitrogen utilization efficiency of summer maize in wheat-maize crop rotation area affected by flood in 2022， a plot experiment was designed to study the effects of different nitrogen rates on the yield， agronomic traits， economic benefit of maize. Conventional P and K fertilizer （T1）， cconventional fertilization reduces N application by 15% （T2）， conventional fertilization reduces N application by 5% （T3）， conventional fertilization （T4）， conventional fertilization increases N application by 5% （T5） and conventional fertilization increases N application by 15% （T6） treatments were set. The results showed that under the experiment conditions， ear length， ear diameter and plant height of maize gradually increased with the increase of nitrogen rates， however， the length of bare tip tends to decrease. T5 performed best. And the yields showed a trend of first increasing and then decreasing with the increase of nitrogen rates. And the yields of T5 and T6 treatments were 9 201.0 and 9 166.5? kg/hm2， respectively， which were significantly higher than that of the corresponding nutrient deficiency fertilizer treatments T1， T2 and T3. Compared with T1， the economic benefit of different nitrogen application rates increased in different degrees， and T5 reached the highest at 23 922.6 yuan/hm2.Comprehensive consideration of yield and economic benefit， T5 was the optimal combination.

Key words Wheat-maize rotation;Summer maize;Nitrogen fertilizer;Agronomic traits;Yield

小麥-玉米輪作是我國(guó)華北地區(qū)大田主要的種植模式，小麥和玉米產(chǎn)量不僅關(guān)系到農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收益，更關(guān)乎我國(guó)的糧食安全［1］。小麥-玉米輪作作為一種重要的耕作模式，在提高糧食產(chǎn)量中起到了重要作用。安陽(yáng)市位于河南省北部，玉米為安陽(yáng)市常年主要種植糧食作物之一。玉米的“糧食”主要為氮磷鉀肥料，玉米對(duì)氮肥較為敏感，施氮后增產(chǎn)效果明顯［2］，合理增施氮肥可有效提高作物產(chǎn)量［3-4］。氮素是玉米生長(zhǎng)過(guò)程中需求量最大的礦物元素，氮素的投入極大程度上決定了玉米產(chǎn)量的提升，合理施用氮肥是作物獲得高產(chǎn)的有效措施之一［5］。追求玉米高產(chǎn)甚至超高產(chǎn)是農(nóng)學(xué)家一直追求的目標(biāo)，亦是國(guó)家糧食戰(zhàn)略的重要需求［6］。近年來(lái)，我國(guó)玉米連年增產(chǎn)，對(duì)于保障我國(guó)糧食安全起到重要作用［7］。

玉米生產(chǎn)中，氮肥過(guò)量投入現(xiàn)象普遍，氮肥利用率不高，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到威脅［8-9］，氮肥減施是玉米發(fā)展的必然趨勢(shì)［10-13］。隨著近年來(lái)測(cè)土配方施肥、化肥減量等項(xiàng)目實(shí)施，玉米施肥量逐漸合理。如何提高農(nóng)作物氮肥利用率仍是當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)。在受2021年“7.20”洪澇災(zāi)害影響下，筆者結(jié)合農(nóng)業(yè)部門常年推薦用量和當(dāng)?shù)貙?shí)際生產(chǎn)中所使用的氮肥用量進(jìn)行增減，研究氮肥不同用量對(duì)玉米生物性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化玉米施氮量，實(shí)現(xiàn)糧食高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在安陽(yáng)市洪河屯鄉(xiāng)葛莊村農(nóng)田內(nèi)，地力水平為中上等，土體無(wú)明顯障礙層，排灌方便，田面平整、肥力均勻、交通便利。試驗(yàn)地土壤類型屬潮土，于2022年6月12日進(jìn)行了土壤樣品采集，土壤有機(jī)質(zhì)含量15.60 g/kg，全氮含量0.96 g/kg，有效磷含量13.60 mg/kg，速效鉀含量142.0 mg/kg，pH為7.9，容重1.53 g/cm3。前茬作物為小麥，產(chǎn)量9 750 kg/hm2，連續(xù)秸稈還田3年以上，玉米播種進(jìn)行了旋耕整地。

1.2 試驗(yàn)材料

供試肥料為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O5 12%）、氯化鉀（K2O 60%），由安陽(yáng)市土肥工作站提供。供試玉米品種為鄭單958。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積60 m2，每小區(qū)之間、區(qū)組間均設(shè)埂；埂寬0.5 m，埂高0.3 m，防止竄水竄肥；區(qū)組之間留0.5 m寬的淺溝，便于排灌水；試驗(yàn)地周圍設(shè)2 m保護(hù)行。氮、磷、鉀肥采用農(nóng)業(yè)部門常年推薦用量與當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)施氮用量，N 240 kg/hm2，P2O5 30 kg/hm2，K2O 45 kg/hm2。磷肥、鉀肥及基施氮肥于定苗后施用，余下的氮肥在玉米大喇叭口期施入（表1）。

1.4 田間管理

2022年6月14日播種，6月14日進(jìn)行小區(qū)規(guī)劃，6月27日按67 500株/hm2進(jìn)行定苗，6月27日按試驗(yàn)設(shè)計(jì)將基施氮肥和全部磷鉀肥，均勻混合后施入各個(gè)小區(qū)，7月23日追施氮肥。施肥方法采用開溝條施覆土，其他如澆水、除草、病蟲害防治等管理措施均在同一天內(nèi)完成。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1 生物性狀測(cè)定。

于玉米成熟期，每小區(qū)設(shè)3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)連續(xù)選取10株作為考察樣本，測(cè)定株高、穗位高。每點(diǎn)連續(xù)取樣10穗作為考察樣本，在室內(nèi)測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖及穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重。成熟后收獲各小區(qū)中間4行玉米，脫粒、曬干、稱重，并折合成產(chǎn)量（kg/hm2）。利用數(shù)粒儀數(shù)500粒稱重，重復(fù)3次，并換算成千粒重。

1.5.2 效益分析。

夏玉米按市場(chǎng)2.6元/kg計(jì)價(jià)，尿素按3.2元/kg計(jì)價(jià)，大喇叭口期追施尿素人工費(fèi)用按300元/hm2計(jì)，種子、播種、農(nóng)藥、灌水、收割及磷、鉀肥料等投入一致不做重復(fù)計(jì)算。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)玉米生物性狀的影響

由表2可知，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，夏玉米穗長(zhǎng)、穗粗、株高總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，同時(shí)可降低禿尖長(zhǎng)度。不同施氮量處理對(duì)夏玉米穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖的影響均達(dá)顯著水平。從穗長(zhǎng)看，隨著施氮量的增加呈上升趨勢(shì)，以T6最高，為17.37 cm；但T3、T4、T5、T6之間差異未達(dá)顯著水平。從穗粗看，隨著施氮量的增加呈先上升后降低趨勢(shì)，以T5最高，為14.81 cm，分別較T1、T2、T3、T4、T6增加2.62、0.69，0.19、0.06、0.01 cm；T3、T4、T5、T6與T1、T2差異達(dá)顯著水平。從禿尖看，不同施氮量處理間差異未達(dá)顯著水平，以T5表現(xiàn)最好。從株高、穗位高看，各處理之間差異均未達(dá)顯著水平。從成熟時(shí)間看，隨著施氮量的增加，成熟時(shí)間越來(lái)越晚。

2.2 不同施氮量對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響

從表3可以看出，增施氮肥可顯著提高夏玉米穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量。在田間栽培管理措施相同的情況下，隨著氮肥施用量的增加，玉米籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)。不同施氮量處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響達(dá)顯著水平，施用氮肥的各處理與不施氮肥的T1相比，夏玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素差異均達(dá)顯著水平。從穗粒數(shù)看，隨著施氮量的增加呈上升趨勢(shì)，T5、T6均為481.7粒，T2、T3、T4、T5、T6之間差異不顯著；但隨著施氮量增加到一定量后穗粒數(shù)不再增長(zhǎng)。從千粒重看，隨著施氮量的增加呈先上升后降低趨勢(shì)，各處理較T1增幅為3.0%～5.9%，以T4最高，為314.2 g，T2、T3、T4、T5、T6之間差異均未達(dá)顯著水平。施用氮肥的5個(gè)處理分別與T1相比，施氮后產(chǎn)量增幅分別為18.0%、26.2%、30.5%、32.7%、32.2%，以T5產(chǎn)量最高，為9 201.0 kg/hm2，但T4、T5、T6之間差異未達(dá)顯著水平。

2.3 不同施氮量對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4可知，不同施氮量處理產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也存在差異，T5籽粒總產(chǎn)值最高，T1籽粒總產(chǎn)值最低；T2、T3、T4、T5、T6較T1凈增收益1 532.1、2 839.8、3 535.8、3 843.3、3 585.6元/hm2，其中T5凈收益最高；與T4相比，T2和T3分別減少收益2 003.7和696.0元/hm2，T5和T6分別增加收益307.5和49.8元/hm2。說(shuō)明常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）對(duì)夏玉米具有較好的增產(chǎn)增收效果。

3 討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，常規(guī)施肥減施氮肥15%（T6）夏玉米穗長(zhǎng)、穗粗、株高、穗位高下降較為明顯，尤其穗長(zhǎng)和穗粗更為明顯，禿尖呈上升趨勢(shì)；常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）、15%（T6）處理與常規(guī)施肥（T4）、常規(guī)施肥減施肥氮肥5%（T3）相比，穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖、株高、穗位高基本相同，各處理間差異未達(dá)顯著水平，但以常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）表現(xiàn)最優(yōu)；生物學(xué)性狀較優(yōu)的處理玉米產(chǎn)量也最大，施肥能影響品種間的生物學(xué)性狀優(yōu)劣從而間接影響玉米的產(chǎn)量水平，與安江勇等［6］研究結(jié)果一致。過(guò)量氮肥造成玉米貪青徒長(zhǎng)，延長(zhǎng)玉米的生育期，與包改麗等［14］的研究結(jié)果一致。

不同施氮量處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響顯著。試驗(yàn)中，夏玉米不施氮肥處理會(huì)顯著降低夏玉米產(chǎn)量；常規(guī)磷鉀肥由于不施氮肥，夏玉米生長(zhǎng)過(guò)程中氮磷鉀比例嚴(yán)重失衡，造成夏玉米生長(zhǎng)受阻，產(chǎn)量顯著下降，由此可知，氮磷鉀合理配比施用，是大幅提高玉米產(chǎn)量的重要調(diào)控技術(shù)。試驗(yàn)中，施肥量對(duì)玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素具有重要影響。研究表明，在高產(chǎn)水平下，影響產(chǎn)量的主要因素是生育期、穗粗、行粒數(shù)、千粒重等［15］。該試驗(yàn)中，隨著氮肥的增加，行粒數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，穗粗、千粒重呈先增長(zhǎng)后降低趨勢(shì)，與該試期前期相吻合。穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量在常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）下達(dá)到最大值，但與常規(guī)施肥處理（T4）、常規(guī)施肥增施氮肥15%（T6）之間差異不顯著。常規(guī)施肥增施氮肥15%（T6）夏玉米增產(chǎn)效果不明顯，表明在一定范圍內(nèi)，穗粒數(shù)和千粒重均隨施氮量的增加而增加，進(jìn)而產(chǎn)量增加；而當(dāng)過(guò)量施氮時(shí)，產(chǎn)量不再增加甚至呈下降趨勢(shì)，這與前人［16-17］關(guān)于玉米氮肥用量研究結(jié)果一致。該試驗(yàn)表明常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5），可使籽粒產(chǎn)量和千粒重達(dá)到較高水平。這與前期研究結(jié)果“在240 kg/hm2夏玉米產(chǎn)量達(dá)到最佳”不一致，可能受2021年“7.20洪澇災(zāi)害”的影響大水多次過(guò)田，且夏玉米生育期日照時(shí)數(shù)較常年少96.6 h的影響。

4 結(jié)論

夏玉米施用不同量氮肥表現(xiàn)具有一定差異，不同施氮量均可以促進(jìn)夏玉米生長(zhǎng)，增加夏玉米產(chǎn)量和效益。與不施氮肥相比，不同施氮量提高了夏玉米產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)量提高了1 251.0～2 268.0 kg/hm2，經(jīng)濟(jì)效益提高了1 532.1～3 843.3元/hm2；夏玉米常規(guī)施肥增施氮肥5%處理產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理、常規(guī)施肥增施氮肥15%處理之間差異不顯著，但產(chǎn)量和凈增收益最高。綜上所述，在洪水多次過(guò)田后，麥玉輪作區(qū)夏玉米以常規(guī)施肥增施氮肥5%（T5）效果最佳，促進(jìn)玉米生長(zhǎng)并獲得高產(chǎn)，達(dá)到節(jié)本增效的目的。

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