不同施肥模式對玉米產(chǎn)量的影響及肥料利用率研究

相關部門對吉林省長春市的作物進行隨機區(qū)組設計，深層研究各種施肥方式對玉米生產(chǎn)力和化肥肥效的影響，設立了對照（CK）、缺N肥（T1）、缺P肥（T2）、缺K肥（T3）、全NPK處理（T4）5個組，每個處理重復3次。實驗證明，全NPK處理（T4）要比其他處理在植株高度、株高位置、穗長、穗粒數(shù)、產(chǎn)量等各個方面具有優(yōu)勢。T4處理的產(chǎn)量達到 9500kg?hm^-2 ，與CK相比提高 115%_° 從肥料利用情況看，N、P、K肥利用率分別為 40% 、 18% 、 45% 。研究證實了正確的施肥方法對玉米高產(chǎn)高效的重要影響，提供了提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量、改進肥料管理的方法，為長春地區(qū)玉米高產(chǎn)高效種植提供理論依據(jù)。未來應深入探索適合本地的精準施肥模式，助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

在玉米生產(chǎn)過程中，施肥是補充地力、調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分供應的重要環(huán)節(jié)之一。科學施肥不僅可以促進玉米的正常生長發(fā)育，大幅提高玉米的品質(zhì)和產(chǎn)量，還可以改良土質(zhì)，提高土壤肥力，推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，目前長春地區(qū)的玉米施肥環(huán)節(jié)存在一些誤區(qū)，如過多施用化肥，或者氮、磷、鉀比例失調(diào)，不僅造成肥料浪費、增加生產(chǎn)成本，還會引發(fā)一系列的環(huán)境問題，如土地硬化、水體富營養(yǎng)化等，限制了玉米產(chǎn)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

為解決以上問題，本研究在長春市采用隨機區(qū)組設計進行了田間試驗，較為全面地研究了不同施肥處理方式下玉米生長、產(chǎn)量和肥效指標間的關系，以期為該地區(qū)玉米科學施肥提供精準的理論依據(jù)，推動玉米產(chǎn)業(yè)朝著綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。

一、材料和方法

（一）試驗地點

田間試驗在2023年吉林省長春農(nóng)場試驗站進行，該站屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明、光溫資源同期、熱量、水分相當；全年平均氣溫為 4.8^°C ，年降水量在 550～650mm 。地形平坦、排水良好，土壤為黑土質(zhì)土，土質(zhì)肥沃、耕層深厚。前茬作物為大豆，收獲后常規(guī)整理。

試驗前采集 0～20cm 土層取樣并進行分析，以下為測定結(jié)果： pH6.8 ，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù) 32g?kg^-1 全氮質(zhì)量分數(shù) 0.18% ，水解氮量 140mg?kg^-1 ，有效磷量 20mg?kg^-1 ，速效鉀離子數(shù)量 120mg?kg^-1 ，緩效鉀離子 250mg?kg^-1 。

（二）試驗材料

供試玉米品種選用適宜長春地區(qū)種植的“先玉335^′′ ，該品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強等特點，由種子供應公司提供。試驗所用的尿素（含 N46% ）、過磷酸鈣（含 P₂O₅12% ）和氯化鉀（含 K₂O 60% ）均購自當?shù)卣?guī)農(nóng)資市場。

（三）試驗設計

試驗設5個小區(qū)：不施肥區(qū)CK，只施氮肥T1、只施磷肥T2、只施鉀肥T3、施NPK肥T4，每個小區(qū)重復3次，每個試驗小區(qū)面積為 30m²（3m×10m） ，用 1m 的帶寬隔斷與其他部分隔開，避免田塊邊緣的影響。同時，在試驗田設置隔離帶作為保護，防止其他因素干擾。每個小區(qū)有各自的灌溉和排水系統(tǒng)，進行水肥一體化管理。

根據(jù)長春地區(qū)玉米種植習慣，并結(jié)合測土施肥結(jié)果，進行測土配方施肥，各試驗處理施肥量見表1。播種前將全部磷酸氫二銨、硫酸鉀和尿素的一半作底肥均勻撒入土中，隨后對土壤進行深翻整地，使肥料更加易溶于土壤。尿素的另一半在玉米大喇叭口期施用，以開穴的方式進行追肥，施肥深度以 5～8cm 為宜，施肥后掩土澆水，使肥料能被玉米根部充分吸收利用。

整個試驗過程中，各小區(qū)農(nóng)田管理措施（如中耕除草、病蟲害防治等）均保持一致，并按當?shù)氐挠衩赘弋a(chǎn)栽培技術措施進行操作。

表1肥料施用對比

（四）測試指標

從玉米的播種至收獲期間，需要監(jiān)測所有的關鍵生長時期（播種期、萌發(fā)期、分藥期、大喇叭口期、散粉授粉期、灌漿成熟期），并在試驗點內(nèi)選取10株有代表性的玉米植株，細致監(jiān)測植株生長過程，并對玉米植株的株高、莖粗、葉數(shù)等形態(tài)參數(shù)進行測定。玉米成熟收獲后，工作人員采用5點取樣法，在每個試驗點分別選取5個點，并對每個點內(nèi)的10株玉米植株分別測量穗粗、穗長、禿尖長、行粒數(shù)、穗行數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素。此外，在各個試驗點內(nèi)隨機取樣3組玉米籽粒，籽粒質(zhì)量約為 1kg ，計算其含水量，并折算至標準含水量（ 14% 水分），以得出單粒質(zhì)量。各小區(qū)單獨收獲，剝粒稱取實際產(chǎn)量，并根據(jù)公式計算出氮磷鉀肥養(yǎng)分利用率。

氮肥、磷肥、鉀肥利用率 [（氮、磷、鉀區(qū)作物營養(yǎng)成分攝取量一缺素區(qū)作物營養(yǎng)成分攝取量）/供試作物肥料用量] ×100%

（五）數(shù)據(jù)分析

首先運用excel2019軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步整理及計算，然后利用spss25.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析（anova）。采用鄧肯（天uncan）多重比較法對各處理間的數(shù)據(jù)進行顯著性差異測驗，以 plt;0.05 為差異顯著的判定準則。

二、結(jié)果與分析

（一）不同施肥處理對玉米生育進程的影響

由表2可知，各處理玉米播種期和出苗期相似，在出苗后各施肥處理呈現(xiàn)差異，隨著時間增長差別更加明顯。由于沒有得到充足的養(yǎng)分補給，CK處理玉米植株的生長速度較其他施肥處理更緩慢，其拔節(jié)期、大喇叭口期和散粉期均比其他處理延長了5～7天，并且其灌水期間也比較短，因此提早進入成熟階段。T1處理（缺乏氮處理）由于土壤缺氮，植株呈現(xiàn)葉片發(fā)黃、生長緩慢等癥狀，其大喇叭口期和成熟期比CK處理3推遲4天；T2處理（缺乏磷處理）及T3處理（缺乏鉀處理）在生長期間均受到了一定程度的影響，其植株生長速率在CK與T4處理之間，在生長期間受到的影響較為相似。在有足量養(yǎng)分供給的情況下，T4處理（補充足量氮磷鉀元素）玉米植株生長健壯，其花期和果熟期在各處理中最為延后，生長總?cè)諗?shù)為132天，較CK處理晚7天。表明一定的施肥方式能夠控制玉米生長發(fā)育進程，保證玉米的正常生長周期，避免出現(xiàn)早衰。

表2玉米生育期對照

注：不同字母表示處理間差異顯著（ Plt;0.05： ，下同。

（二）不同施肥處理玉米的農(nóng)藝性狀

從表3可以看出，玉米的農(nóng)藝性狀在不同施肥水平之間存在顯著差別。植高方面，T2處理、T3處理和T4處理均高于CK處理的株高，增幅分別為 108% 112% ， 110% ，其中T3處理的植株最高，為 280cm T1處理雖較CK處理有所增加，但增幅小于T2處理和T4處理；穗位高方面，T3處理最大，為 120cm ，較CK高 253% ，遠大于其他處理；T2、T4處理穗位高較CK處理分別為 224% 、 200% ；T1處理較CK穗位高略有增加；穗粗和莖粗隨肥料施用量的增加而增長，T3處理的穗粗和莖粗最大，分別為 5.5cm 一 3.8cm ，較CK處理分別增長 62% 、 100% ；T2處理、T4處理的穗粗和莖粗也均大于CK處理；穗長方面，T2處理、T3處理、T4處理均較CK處理有所增加，增幅分別為 120% 、 130% 、 115% ，且T3處理的穗長最長，達 24.1cm ；T1處理的穗長也有一定的增加。

關于禿尖長的影響，T2處理禿尖最長，達到4.5cm ，但該結(jié)果并未比其他處理有顯著變化；T1、T3、T4處理的禿尖長均小于CK處理，尤其是T3處理和T4處理，相較CK處理降低幅度分別為 50% 和60% 。由此可知，合理施用化肥能夠有效控制玉米禿尖的發(fā)生，從而提高果穗質(zhì)量。

表3玉米品種比較試驗

（三）不同施肥處理玉米的產(chǎn)量

從下頁表4中可以看出，不同施肥方案對玉米產(chǎn)量的各構(gòu)成因素和總產(chǎn)量均有影響。由表4可知，行數(shù)、穗粒數(shù)和穗長在T1處理、T2處理、T3處理和T4處理中均顯著高于CK處理；其中，行粒數(shù)最大值為40，比CK提高了3倍；T4處理的穗行數(shù)最大，達18行，超出CK處理 157% ；，T4處理穗粒數(shù)最大，為720，超出CK 1340% ；且T1處理、T2處理和T3處理的行粒數(shù)、穗行數(shù)和穗粒數(shù)雖稍低于T4處理，但遠高于CK處理。所有的施肥處理，可以使玉米千粒質(zhì)量明顯提高。與CK處理比較，T1處理、T2處理、T3處理和T4處理的千粒質(zhì)量分別為 350g， 355g， 360g 和 370g ，分別增長 40% 、 42% 、 44% 和 48% ，證明了施肥有助于提升玉米種子的充實程度和品質(zhì)。

產(chǎn)量方面，T4處理最高，為 9500kg?hm^-2 ，比CK處理增產(chǎn) 115% ，增幅最大；T3和T2處理的產(chǎn)量分別為7000、 7500kg?hm^-2 ，比CK處理分別增產(chǎn) 58.4% 和69.7% ；T1處理較CK處理增產(chǎn) 30% ，增幅較少。

綜上所述，合理施肥，尤其是氮磷鉀全要素施肥 可以有效提高玉米產(chǎn)量的各構(gòu)成因素，從而顯著提高 玉米產(chǎn)量。

表4作物產(chǎn)量測試結(jié)果

（四）不同施肥處理的肥料利用率

從表5可以發(fā)現(xiàn)，在T4的處理中，玉米對氮磷鉀化肥的利用率最高，分別為 40% 、 18% 和 45% 。其中，鉀肥的利用率最高，表明在長春當?shù)貧夂蚣巴寥罈l件下，玉米對鉀肥的需求量和利用量要高于氮肥和磷肥，而且氮肥的利用率要次于鉀肥，磷肥的利用率最低，可能是磷肥在土壤中易固化及活性低造成的。

表5養(yǎng)分吸收量與肥料利用率

三、討論

該試驗通過在長春市進行現(xiàn)場調(diào)查，對不同施肥模式對玉米生長、產(chǎn)量及肥料利用效應進行比較研究，結(jié)果表明，全營養(yǎng)供給模式（T4）在各指標中均具有顯著的優(yōu)勢，也驗證了氮、磷、鉀3種養(yǎng)分之間具有重要的協(xié)同作用。

氮是玉米中很多元素所必需的，它直接影響玉米植株的高度、葉片擴大率以及光合能力等。本試驗中，施T2（缺磷區(qū)）、T3（缺鉀區(qū)）時，玉米株高和穗位高度顯著提高，這是由于充足的氮源供應的結(jié)果，同時表明玉米生長中氮源的作用占據(jù)主導地位。同時，還表現(xiàn)出T3處理穗長最顯著，這也是氮源促進玉米穗部生長作用的進一步佐證，與前人研究結(jié)果相似。但是，過量的氮源輸入可能會導致玉米徒長，抗風折斷能力下降等一系列問題，因此，工作人員在生產(chǎn)實踐中可根據(jù)土壤養(yǎng)分水平以及玉米生長所需來合理確定氮肥投入量。

雖然磷肥的利用率較其他肥料低，但其對玉米的影響也是不容小的。磷肥能夠促進玉米根的發(fā)育和植物抗逆性增強。T2處理（不施磷位置）玉米穗和莖直徑變大，這可能與磷肥有關。磷肥不僅會促進玉米的根發(fā)育、增強植物抗脅迫的能力，玉米穗和莖徑增粗與T2處理有關，這可能與磷肥促進細胞分裂與伸長有關。但由于磷肥在土壤中的移動性弱，容易被固定，其利用率不高。在農(nóng)作實踐中，為提高其利用率，可對磷肥進行選擇與改良。

本研究中鉀肥對玉米各生長指標均有顯著的提高作用，而且在本試驗中利用效率最高，鉀元素作為許多植物內(nèi)酶的激活劑，與光合作用、呼吸作用、物質(zhì)運輸?shù)戎匾磉^程密切相關，對農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)具有決定性作用。試驗對比顯示，T3處理、T4處理的穗長、穗粒數(shù)、產(chǎn)量等均優(yōu)于CK處理，主要是由于鉀肥供應較高。適量的鉀能提高玉米產(chǎn)量與改善其產(chǎn)品的特性，進而增強玉米抵御倒伏和抗病蟲害的能力。長春市的土壤雖然具有一定的供鉀潛力，然而經(jīng)過長時間的耕種仍需要為其補鉀以保證玉米高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

總之，采用T4處理，可為玉米不同生長時期的全部營養(yǎng)元素的攝取和利用提供平衡的營養(yǎng)保障，達到產(chǎn)量最大化的目的。但在各地土壤質(zhì)量、氣候條件、農(nóng)藝措施不同的情況下，應根據(jù)實際情況制定不同區(qū)域和具體條件下的特定配施方法，實現(xiàn)玉米的高產(chǎn)高質(zhì)生產(chǎn)。

四、結(jié)語

本研究基于田間試驗設置的隨機區(qū)組設計，旨在較深入解析3種施肥方式在長春市對玉米的產(chǎn)量和肥料利用率，具體結(jié)果如下：合理配施氮、磷、鉀元素對提高玉米生長和生產(chǎn)能力有決定性的作用。與不施任何肥料處理（CK）相比，全施氮磷鉀（T4）可以達到玉米株高、穗位高、穗長、穗粒數(shù)、產(chǎn)量最高的水平，并顯著高于不施肥區(qū)，所以要獲得長春地區(qū)更高的玉米產(chǎn)量，必須重視配施氮、磷、鉀肥的平衡。

未來，仍需在長春市進行土壤特性、天氣狀況與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的研究，繼續(xù)研究不同施肥模式對土壤養(yǎng)分變化及其混合利用化肥和有機肥的最佳施肥量，以更好地實現(xiàn)養(yǎng)分調(diào)控和玉米產(chǎn)量提高的目標，進一步推動長春市玉米產(chǎn)業(yè)可持續(xù)綠色科學發(fā)展。

作者簡介：林麗（1971—），女，吉林長春人，本科，高級農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術推廣工作。