不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19产量及氮素利用的影响

曹殿云+王宏伟+冯阳+蒋健+刘国玲+贾宝珠

摘要： 以玉米杂交种沈农T19为试验材料，通过田间试验研究一次性施肥（对照）、分次施肥及测土配方施肥对不同种植密度下沈农T19产量、花后干物质积累、干物质转移及氮素利用的影响。结果表明，同一种植密度条件下，测土配方施肥与分次施肥产量均高于一次性施肥，其中测土配方施肥玉米产量最高，在种植密度为67 500株/hm2时其产量可达10 524.85 kg/hm2，较对照显著提高10.84%，经济效益达6 578.58元/hm2；测土配方施肥与分次施肥的干物质转移量和转移效率较一次性施肥处理显著提高；测土配方施肥的氮肥利用率、氮肥农学利用效率、氮素吸收效率、氮肥偏生产力也均显著高于其他处理。同一施肥方式下，沈农T19的种植密度为67 500株/hm2时产量达最大值。

关键词： 沈农T19；施肥方式；密度；产量；氮素利用

中图分类号： S513.06 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）22-0054-04

长期以来，大多数玉米品种的生产潜力不能得到充分发挥，其中重要的原因是施肥方式和种植密度不合理 。研究表明，多数品种可通过增加种植密度来获得10%左右的增产效果[3]。

随着密植型玉米品种的大面积推广，养分供应逐步成为玉米生长发育和产量潜力发挥的限制因素。因此，探究合理的施肥方式和改善土壤养分供应状况成为目前农业生产上重要的研究方向[4]。关于不同施肥方式的效果，研究者们所持观点不同。虽然一次性施肥的劳动效率高，但玉米产量却没有显著提高，严重的还出现前期烧苗后期脱肥现象[5-6]；氮肥分次施用可更好地协调养分供应与作物吸收的矛盾，利于高产，但费时费工，生产成本较高[7-8]，与一次性深施肥相比，测土配方施肥的玉米增产增收效果显著[9]。

目前，在农业生产中存在氮肥施用量大、当季利用率低（仅为30%～35%）、氮磷钾肥配比不合理和施肥方法不当等问题，是造成粮食产量低、资源浪费和环境污染的主要原因[10-11]。因此，在控制施肥量的同时，改善施肥方式就显得尤为重要。本研究以杂交玉米沈农T19为试材，在不同种植密度和施肥方式处理下进行试验，旨在为提高玉米产量和氮肥利用率的研究提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中晚熟玉米杂交种沈农T19由沈阳农业大学特种玉米研究所提供。

1.2 试验地点与设计

试验于2014年在辽宁省海城市耿庄镇进行。5月6日播种，播前采用五点取样法取土样，通过测定可知，土壤中的碱解氮含量为95.76 mg/kg、速效磷含量为137.49 mg/kg、速效钾含量为124.52 mg/kg。

试验采用裂区设计，施肥方式处理为主区，种植密度处理为副区。

施肥方式设4个处理，分别为FCK（对照）：一次性深施肥[复合肥675 kg/hm2[N ∶ P2O5 ∶ K2O为27 ∶ 13 ∶ 15]；F1：测土配方施肥（复合肥254.43 kg/hm2，尿素 263.48 kg/hm2，氯化钾107.25 kg/hm2，播种时一次性施入）；F2：分期施肥（30%氮肥，全部磷、钾肥作底肥一次性施入，70%氮肥于大喇叭口期追施，总施肥量675 kg/hm2）。空白处理：不施用肥料（用于计算玉米肥料利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率等）。

种植密度设3个处理水平，分别为60 000、67 500、75 000株/hm2。小区行长5 m，行距0.56 m，8行区，小区面积 22.4 m2。

采用机器划行，人工播种，田间管理同当地生产田。

1.3 测定方法

1.3.1 产量测定

成熟期（9月29日）收获，每小区取中间4行果穗，自然风干后脱粒、称质量，以含水量14%计产。

1.3.2 生物产量、花后干物质积累量、干物质转移量及干物质转移效率的测定和计算

成熟期（9月20日）取各小區代表性植株5株，105 ℃杀青30 min后，移至70 ℃烘箱中烘干至恒质量。相关计算公式如下：

花后干物质积累量（PDMA）=成熟期全株干物质质量-开花期全株干物质质量；

干物质转移量（DMT）=开花期营养体干物质质量-成熟期营养体干物质质量；

干物质转移效率（DMTE）=干物质转移量/开花期营养体干物质质量×100%。

1.3.3 穗部性状及产量构成因素的测定

每小区随机取15穗进行室内考种，按常规方法测量穗粗、穗长、穗行数、行粒数、百粒质量等指标。

1.3.4 植株氮含量的测定

成熟期（9月20日）各小区取5株代表性植株的地上部，采用H2SO4-H2O2消煮法进行消煮，再采用半微量凯氏定氮法测定全氮含量。相关计算公式如下：

氮肥利用率（NUE）=（施氮区植株总吸氮量-空白区植株总吸氮量）/施氮量×100%；

氮肥偏生产力（PFP）=施氮处理产量/施氮量；

氮肥农学利用效率（ANUE）=（施氮区产量-空白区产量）/施氮量；

氮素吸收效率（NUPE）=植株地上部氮素积累量/施氮量。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2010与DPS软件进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19产量和效益的影响

由表1可知，同一施肥方式下，玉米产量在 67 500株/hm2 时达最大值，种植密度增加到75 000株/hm2时，产量均有不同程度的下降。由此可见，沈农T19的最佳种植密度为 67 500株/hm2。同一种植密度处理下，不同施肥方式的产量由高到低依次为F1处理>F2处理>FCK处理，种植密度为67 500株/hm2时，F1产量最高，为 10 524.85 kg/hm2，较FCK显著提高10.84%。

种植密度为60 000株/hm2时，测土配方施肥较一次性施肥经济收益增加的最多，但同一施肥方式处理下，种植密度为67 500 kg/hm2时经济效益最高，达6 578.58元/hm2；3个种植密度处理下，均表现为F1处理的经济效益最高，较对照高971.94～1 062.94元/hm2，表明测土配方施肥是实现增产增收的有效途径。

2.2 不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19穗部性状及产量构成因素的影响

由表2可知，种植密度与施肥方式对杂交玉米沈农T19穗粗的影响不大，均未达显著水平。同一种植密度下，均在F1处理下穗长、穗行数、行粒数和百粒质量最大；不同施肥方式下，穗行数、行粒数和百粒质量表现为F1处理>F2处理>FCK处理。同一施肥方式下，不同密度条件下玉米穗长无明显变化。穗行数、行粒数和百粒质量均随种植密度增加呈先增加后减少的趋势，且在种植密度为67 500株/hm2时，达到最大值。

2.3 不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19生物产量及收获指数的影响

由表3可以看出，种植密度相同时，杂交玉米沈农T19的F1处理生物产量最高，较FCK处理显著高3.81%～1007%， 较F2处理显著高9.38%～15.84%。同一施肥方式下，生物产量均随种植密度增加而增大，种植密度为75 000株/hm2时达最大值。

同一种植密度下，F2处理收获指数最高，较FCK处理显著高11.11%～12.50%，F2处理较F1处理高6.98%～8.11%，未达显著差异水平。同一施肥方式下，在 60 000株/hm2 时收获指数最高。

2.4 不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19花后干物质积累量和干物质转移量的影响

由表4可知，在相同种植密度下，杂交玉米沈农T19的花后干物质积累量表现为F1处理>F2处理>FCK处理，花后干物质积累量占总干物质的比例表现为FCK处理>F2处理>F1处理；干物质转移量和干物质转移效率表现为F1处理>F2处理>FCK处理，FCK处理显著低于其他处理，F1处理干物质转移量最大， 干物质转移效率最高。相同施肥方式

下，4项指标大体表现为随种植密度的增加呈先上升后下降的趋势，当种植密度为67 500株/hm2时，达到最高值。与FCK处理相比，F1、F2处理有利于玉米花后保持较高的同化能力、吸收能力，且有利于营养体干物质转移量和转移效率的提高。

2.5 不同施肥方式和种植密度对杂交玉米沈农T19氮素利用率的影响

氮肥利用率是作物吸收利用氮肥的重要指标。由表5可知，同一种植密度下，与FCK处理相比，F1、F2处理的氮肥利用率均有显著提高，提高幅度为9.95%～27.96%。同种施肥方式下，不同种植密度之间的氮肥利用率相差不大，表明与种植密度相比，改变施肥方式更有利于氮肥利用率的提高。

氮肥农学利用效率反映单位施氮量下作物经济产量的增加情况。由表5可知，同一种植密度下，不同施肥方式间杂交玉米沈农T19的氮肥农学利用效率表现为F1处理>F2处理>FCK处理，各处理间差异均达显著水平。

氮素吸收效率是作物累积氮量与施氮量的比值。同一种植密度条件下，FCK处理氮素吸收效率最低，F1处理氮素吸收效率最高，表明改变施肥方式有利于氮素吸收效率的提高，F1处理较FCK处理提高幅度为20.91%～24.81%，且各种施肥方式之间差异显著。

氮肥偏生产力反映单位施氮量对产量的影响。由表5可知，在相同种植密度下，不同施肥方式间的氮肥偏生产力差异显著，均表现为F1处理>F2处理>FCK处理。在同种施肥方式下，不同种植密度之间差异不大，表明改变施肥方式可显著影响氮肥偏生产力。

[BT1-*5] 3 结论与讨论

合理密植是提高玉米单产的重要栽培措施之一[12-15]。在低种植密度时，玉米产量随种植密度的增加而提高，随后增产幅度渐渐变小， 进一步增加种植密度则产量开始呈下降趋势，整体上呈现抛物线形状[16]。这是由于增加种植密度可提高玉米光、温资源利用率，依靠群体发挥增产潜力[17]，但种植密度过大时会造成田间荫蔽，通风、透光不良，最终造成减产。因此，适宜的种植密度是玉米高产的重要保障。本研究表明，杂交玉米沈农T19的最适种植密度为67 500株/hm2。

测土配方施肥比常规施肥平均增产768 kg/hm2， 增产幅度达9.30%，比常规施肥平均纯收益增加930元/hm2[18]。这是因为测土配方施肥可以根据作物的需肥规律、 土壤养分含量与肥料效应进行科学施肥，从而获得较高的产量和肥料利用率[19]。本研究表明，测土配方施肥较一次性深施肥处理产量增加985.30～1 099.05 kg/hm2，增产率为10.84%～11.85%，经济效益增加971.94～1 062.94元/hm2。王宜伦等研究表明，测土配方施肥和分次施肥條件下，玉米穗粒数和百粒质量等产量构成因素均好于一次性深施肥处理[20]，本研究结果进一步证实了该结论。

氮肥用量过高、运筹不当、养分供应不同步是氮素利用率低的主要原因[21-24]。在一定范围内，玉米产量随着施氮量的增加而提高，但过量增施氮肥将导致产量下降[25]。在控制氮肥用量的同时，改变施肥方式是提高氮素利用率的有效途径。本研究表明，与分次施肥和一次性深施相比，测土配方施肥可显著提高氮肥利用率、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率，这可能是由于合理调节了氮、磷、钾肥用量，使养分配比更加趋于合理。

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