缓控释肥对玉米氮磷钾养分分配及产量的影响

王安臻 皇甫呈惠 高占 贾志越 柯妍柠 刘树堂

摘要：為明确玉米氮磷钾养分高效分配及高产稳产的氮肥运筹，利用池栽试验，以青农11号玉米品种为材料，设置6个处理，分别为不施肥（对照）、不施氮肥、普通复合肥、脲缓控释肥、自制缓控释肥60天和自制缓控释肥90天，研究不同施肥处理对玉米氮磷钾养分分配及产量的影响。结果表明：自制缓控释肥更有利于玉米的生长和产量提高，与对照相比缓控释肥60天处理的玉米穗行数、行粒数、千粒重、穗长、小区粒重分别增加31.7%、28.9%、13.9%、15.9%、53.9%。缓控释肥60天、90天处理的氮磷钾养分分配差异不明显。施用缓控释肥60天的处理，玉米根、茎、叶、籽粒中氮素含量依次为12.77、46.10、50.36、107.80 kg/hm2，分别比对照提高2.51、1.81、1.59、1.26倍;磷素含量依次为3.21、10.06、4.99、72.50 kg/hm2，分别比对照提高1.28、1.23、1.26、1.60倍;钾素含量依次为18.19、96.12、24.44、44.84 kg/hm2，分别比对照提高2.03、2.10、1.67、1.13倍。可见施用缓控释肥60天，玉米可得到氮磷钾养分的高效分配。

关键词：缓控释肥;氮磷钾养分分配;产量构成因素;玉米

中图分类号：S513.062：S143 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）12-0058-05

Abstract In order to clarify the distribution of nitrogen， phosphorus and potassium nutrients in maize and the nitrogen fertilizer requirement of maize with high-stable yield， the pool-loading experiment was carried out with Qingnong 11 as the research material. Six treatments including control（no fertilizer）， no nitrogen fertilizer， common compound fertilizer， urea slow-controlled release fertilizer， 60-day slow-controlled release fertilizer and 90-day slow-controlled release fertilizer were set to study their effects on nitrogen， phosphorus and potassium nutrient distribution and yield of maize. The results showed that the slow-controlled release fertilizer was more conducive to the growth and yield of maize. Compared with the control， the spike row number， line grain number， 1 000-grain weight， spike length and grain weight of the plot of maize treated by 60-day slow-controlled release fertilizer increased by 31.7%， 28.9%， 13.9%， 15.9% and 53.9%， respectively. There were no significant differences in NPK nutrient distribution between 60-day slow-controlled release fertilizer and 90-day slow-controlled release fertilizer. Under the treatment of 60-day slow-controlled release fertilizer，the nitrogen content of root， stem， leaves and grain of maize were 12.77， 46.10， 50.36 and 107.80 kg/hm2， respectively， and were 2.51，1.81，1.59 and 1.26 times more than that of the control;the phosphorus content of the above maize organs were 3.21， 10.06， 4.99 and 72.50 kg/hm2， respectively， and were 1.28， 1.23， 1.26 and 1.60 times more than that of the control;the potassium content of the above maize organs were 18.19，96.12，24.44 and 44.84 kg/hm2， respectively， and were 2.03， 2.10， 1.67 and 1.13 times more than that of the control. It could be concluded that 60-day slow-controlled release fertilizer could meet the efficient distribution of nitrogen， phosphorus and potassium nutrients of maize.

Keywords Slow-controlled release fertilizer; Nitrogen， phosphorus and potassium nutrient distribution; Yield component;Maize

玉米生产上常存在施肥量过多或重施氮肥等不科学的施肥方式，肥料利用率普遍不高。传统化肥由于挥发、淋洗、流失等途径不断损耗，在给人们造成经济损失的同时还引发环境污染等一系列问题[1]。近年来缓/控释肥料一直是国内外相关领域研究的热点[2-4]。缓控释型肥料具有可控制养分释放，满足作物对养分的需求，提高肥料利用率、节省劳动力、降低环境污染等优点[5，6]。郑圣先[7]、杜建军[8]、赵营[9]等研究表明，缓控释肥具有玉米苗期肥效释放缓慢、生长旺盛期快速释放的特性，可满足玉米在不同生长时期对养分的需求，并能控制有效养分的流失和有效延长肥效释放时间。

氮磷钾在作物器官中的养分积累分配对作物生长发育及产量具有重要作用。土壤类型、玉米品种、肥料的运筹方式等都能影响玉米对氮磷钾的吸收和利用。了解玉米养分吸收积累特性是合理施肥的重要依据[10]，目前关于缓控释肥对玉米氮磷钾养分分配影响的研究较少。本试验设置6个不同施肥处理研究缓控释肥对玉米的产量构成因素及氮磷钾在器官中分配的影响，以期为玉米合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料

试验于2018年5月在青岛农业大学莱阳校区进行。本区位于东经 120.7°，北纬 36.9°，属暖温带半湿润季风气候，1月份平均气温 -4.2℃，年均气温 11.2℃，无霜期 209～243 天，年均降水量 779.1 mm，年均蒸发量约 2 000 mm，降雨大多集中于6—9月份，雨热同期。试验地为棕壤，土壤有机质含量10.16 g/kg，全氮0.67 g/kg，碱解氮51.42 mg/kg，速效钾86.43 mg/kg，速效磷55.19 mg/kg，pH值 6.8。

供试肥料：脲甲醛系列螯合缓释肥（N-P2O5-K2O=24-8-10）;普通氮磷钾复合肥为撒可富复合肥（N-P2O5-K2O=20-10-10）;过磷酸钙（P2O5 12%）;氯化钾（K2O 60%）;自制缓控释肥60天（N-P2O5-K2O=26-8-10）;自制缓控释肥90天（N-P2O5-K2O=26-8-10）。供试玉米品种为青农11号。

1.2 试验设计

试验共设 6个处理，各处理施肥量如表1所示。随机区组排列，重复3次。小区面积1 m2，深1.5 m，四周用水泥层隔离，以防处理之间水、肥的水平方向渗透影响。田间其它管理相同。各处理肥料均作基肥播前一次施用，5月26日播种，玉米每公顷种植密度为6.0万株。

1.3 测定方法

1.3.1 养分含量的测定 采集各小区成熟期玉米全株，按照根、茎、叶、籽粒等部位分开，在105～115℃条件下杀青1 h， 75℃烘干称重，测定植株地上部全氮、全磷、全钾含量。测定前的预处理采用H2SO4-H2O2消煮法。氮含量用凯氏定氮法测定，磷含量用钒钼黄比色法测定，钾含量用火焰光度计法测定。

1.3.2 相关计算公式 植株（器官）养分积累量（kg/hm2）=植株（器官）生物量×植株（器官）养分含量（%）。

1.4 数据处理

数据分析和图表制作采用Microsoft Excel 2010和DPS软件进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对玉米各器官养分积累分配的影响

2.1.1 对玉米氮素积累分配的影响 由图1可以看出，施氮区玉米植株地上部氮素积累量显著高于不施氮对照，说明氮肥可以促进玉米对氮素的吸收，提高器官中的氮素含量。由图1还可以看出，氮肥形态对玉米体内氮素积累也有一定影响，施用不同形态氮肥的玉米器官氮素含量存在明显差异，各处理表现为：缓控释肥>普通复合肥>脲缓控释肥;缓控释肥60天处理的玉米根、茎、叶、籽粒中氮素含量依次为12.77、46.10、50.36、107.80 kg/hm2，分别比对照提高2.51、1.81、1.59、1.26倍。说明缓控释肥可提高玉米根、茎、叶、籽粒中的氮素含量，各器官含氮量依次為：籽粒>叶>茎>根。

2.1.2 对玉米磷素积累分配的影响 由图2可以看出，施肥处理植株磷含量显著高于对照，说明施肥可以促进玉米对磷的吸收。玉米根、茎、叶、籽粒中的磷含量因肥料种类不同存在显著差异，其效应大小依次为：缓控释肥>普通复合肥>脲缓控释肥>不施氮肥。缓控释肥60天处理的玉米根、茎、叶、籽粒中磷素含量依次为3.21、10.06、4.99、72.50 kg/hm2，分别比对照提高1.28、1.23、1.26、1.60倍。缓控释肥处理的玉米根、茎、叶、籽粒中磷素含量均高于其它处理，且各器官中磷含量依次为：籽粒>茎>叶>根。

2.1.3 对玉米钾素积累分配的影响 由图3可以看出，不同类型肥料处理对玉米根、茎、叶、籽粒中钾素含量影响明显不同，依次为：缓控释肥>普通复合肥>脲缓控释肥>不施氮肥>对照，缓控释肥60天与缓控释肥90天处理的玉米各器官钾素含量存在差异，部分器官中达显著水平。缓控释肥60天处理的玉米根、茎、叶、籽粒中钾素含量依次为18.19、96.12、24.44、44.84 kg/hm2，分别比对照提高2.03、2.10、1.67、1.13倍，各器官中钾含量依次为：茎>籽粒>叶>根。

2.2 不同施肥处理对玉米产量构成要素的影响

由表2可以看出，与不施氮肥处理相比，不同类型肥料处理对玉米产量构成因素影响不同，对玉米穗行数、行粒数、千粒重、小区粒重的影响依次为：缓控释肥>普通复合肥>脲缓控释肥>不施氮肥。缓控释肥处理玉米产量显著高于其它处理，这可能除了与自制缓控释肥保肥节肥效果好外，还与缓控释肥在玉米生长各个时期养分的持续供应有关。施用缓控释肥60天与施用缓控释肥90天处理的效果无明显差异，说明施用缓控氮肥60天时即可达到较好的效果。与对照相比，缓控释肥60天处理的玉米穗行数、行粒数、千粒重、穗长、小区粒重分别增加31.7%、28.9%、13.9%、15.9%、53.9%。

3 討论与结论

3.1 缓控释肥对玉米不同器官中养分积累分配的影响

本试验结果表明，增施氮肥能显著提高玉米籽粒氮素积累量，促进叶片和茎的氮素积累，有利于延缓衰老，这与蒿宝珍等[11]研究相一致。但是肥料种类不同，对根、茎、叶和籽粒氮素积累的影响效果不同，缓控释肥60天、90天处理可有效促进玉米地上部氮素吸收，显著高于它肥料处理。施用缓控释肥60天处理玉米根、茎、叶、籽粒中氮素含量分别为：12.77、46.10、50.36、107.80 kg/hm2，分别比对照提高2.51、1.81、1.59、1.26倍，表现为籽粒>叶片>茎>根。

磷是作物生长发育不可缺少的营养元素之一，植物体内的含磷量因肥料种类、作物种类、作物生育期不同而不同。杨欢等[12]研究认为磷素主要分布在籽粒和茎秆中，与本试验得出的结论一致。磷素在玉米各器官中的含量依次为：籽粒>茎>叶>根。施用缓控释肥60天处理的玉米根、茎、叶、籽粒中磷素含量依次为3.21、10.06、4.99、72.50 kg/hm2，分别比对照提高1.28、1.23、1.26、1.60倍。自制缓控氮肥处理下玉米磷素含量明显高于其它处理，说明缓控释肥促进了根系对养分的吸收使更多的磷素向地上部转移。

钾是植物生长发育所必需的营养元素，具有品质元素之称，植物体内的含钾量常因作物种类和器官的不同而存在较大差异。王晓慧等[13]研究认为钾素主要分布在籽粒和茎秆中，这与本试验研究结论一致。缓控释肥可提高玉米根、茎、叶、籽粒中的钾素含量，施用缓控释肥60天处理的玉米根、茎、叶、籽粒中钾素含量依次为18.19、96.12、24.44、44.84 kg/hm2，分别比对照提高2.03、2.10、1.67、1.13倍，且各器官中含钾量依次为茎>籽粒>叶>根。

3.2 缓控释肥对玉米产量构成因素的影响

施肥玉米穗行数、行粒数、穗长、千粒重、小区粒重都有增加，但增加的幅度因肥料种类不同而存在差异，整体来说缓控释肥增幅最高，依次为：缓控氮肥>普通复合肥>脲缓控释肥。缓控氮肥60天与90天处理效果无明显差异，说明施用缓控氮肥60天处理即可达到较好效果。

参 考 文 献：

[1] 高鹏，张睿.玉米缓控释肥的产量效应研究[J].陕西农业科学，2018，65（2）：15-16，20.

[2] 李宗新，王庆成，齐世军，等. 控释肥对玉米高产的应用效应研究进展[J]. 华北农学报，2007，22（S1）：127-130.

[3] 吕娇，李淑敏，潘明阳，等. 不同包膜控释氮肥对玉米的影响[J]. 天津农业科学，2012，18（1）：46 -50.

[4] 赵秉强，张福锁，廖宗文，等. 我国新型肥料发展战略研究[J]. 植物营养与肥料学报， 2004，10（5）：536-545.

[5] 王空军，张吉旺，郭玉秋，等. 我国北方玉米品种个体产量潜力与氮利用效率研究[J]. 应用生态学报，2005，16（5）：879-884.

[6] 刘轶. 控释肥氮释放对小麦玉米产量及氮素利用率的影响[D]. 泰安：山东农业大学， 2016.

[7] 郑圣先，聂军，熊金英，等. 控释肥料提高氮素利用率的作用及对水稻效应的研究[J]. 植物营养与肥料学报，2001，7（1）：11-16 .

[8] 杜建军，毋永龙，田吉林，等. 控/缓释肥料减少氨挥发和氮淋溶的效果研究[J]. 水土保持学报，2007，21（2）：49-52.

[9] 赵营，赵天成，王世荣. 缓/控释肥料在土壤中的氮素释放特征及其对春玉米氮吸收的影响[J].中国农学通报，2015，31（17）：163-168 .

[10]Schmidt J， Beegle D， Zhu Q， et al. Improving in season nitrogen recommendations for maize using an active sensor[J]. Field Crops Res.，2011，120：94-101.

[11]蒿宝珍，姜丽娜，方保停，等. 限水灌溉冬小麦冠层氮分布与转运特征及其对供氮的响应[J]. 生态学报， 2011， 31（17）：4941-4951.

[12]杨欢，赵浚宇，施凯，等. 磷素施用对鲜食糯玉米养分积累分配和产量的影响[J]. 玉米科学， 2016，24（1）：148-155.

[13]王晓慧，任英，曹玉军，等. 东北春玉米区不同耕作方式对玉米钾素积累分配的影响[J/OL]. 玉米科学：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1201.s.20170406.1740.030.html.1-8.