缓控释肥对糯玉米鲜苞产量和氮肥利用效率的影响

张垚，孔亮亮，杨跃华，刘俊峰，崔阳，宋俏姮

（四川省农业科学院水稻高粱研究所，四川 德阳 618000）

糯玉米品质独特，广泛应用于粮、经、饲领域，经济价值和开发价值较高。植株生物量是作物高产的基础，施氮量显著影响糯玉米产量[1～5]和干物质积累量[2，5，6]，因此在糯玉米高产栽培上氮肥管理至关重要。缓控释肥通过包膜技术，使肥料的释放更加接近于作物生长对养分的需求，保证氮素的持续供应，使氮肥管理更加智能化[7，8]。施用缓控释肥可以降低氨挥发[9]，控制硝态氮向下淋溶[10]，保证肥效的长久供给。研究表明，在夏玉米和水稻上，施用缓控释肥能够提高氮肥利用效率[9～14]；在甜玉米上，施用缓控释肥能够减少施肥次数，降低人工成本，提高氮肥农学效率和利用效率，在减施氮肥的情况下实现稳产[15，16]。目前，成都平原糯玉米种植上普遍施用的化肥为复合肥和尿素，存在化肥施用量大、肥料利用率低的问题，因此急需一种化肥减施增效的施肥方法，以降低过量施肥造成的环境风险，减少农村面源污染。在成都市新都区以当地糯玉米常规施肥为对照，研究缓控释肥对糯玉米鲜苞产量以及主要鲜苞性状、地上部干物质积累量和氮肥利用效率的影响，旨为该区糯玉米减肥增效生产提供技术支持和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

糯玉米品种为泸玉糯9 号，由四川省农业科学院水稻高粱研究所育成。该品种品质好，口感绵软，产量高，抗性较好。

肥料种类有尿素（N 含量46%，四川美丰化工股份有限公司）、氮磷钾三元复合肥（N、P2O5、K2O 含量均为15%，嘉施利化肥有限公司）、金正大控释掺混肥（N、P2O5、K2O 含量分别为26%、9%和9%，金正大生态工程集团股份有限公司）、重过磷酸钙（P2O5含量46%，云南树环化肥有限公司）和氯化钾（K2O含量60%，黑龙江倍丰农业生产资料集团有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验在四川省成都市新都区石板滩镇进行。土质为壤土，pH 值5.79，0～20 cm 耕层土壤基础养分含量为有机质32.6 g/kg、全氮0.182%、碱解氮307.4 mg/kg、有效磷49.1 mg/kg、速效钾126 mg/kg。试验氮肥施用方式设不施（CK）0、常规施肥（CK）1和缓控释肥3 个处理，其中CK1施肥方法依据成都平原鲜食玉米种植特点确定的糯玉米常规施肥习惯进行，不同处理的施肥量和施肥方法不同（表1）。小区面积39.6 m2（长10 m，宽3.96 m），完全随机区组排列，3 次重复。2019 年3 月20 号播种玉米，行距0.66 m，株距0.33 m；6 月22 号采收。其他田间管理措施同大田生产。

表1 不同处理的肥料施用时期和施用量Table 1 Fertilizer application period and amount of different treatments

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 土壤pH 值和养分含量。田间试验前，依照NY/T 1121.1—2006[17]取整块试验地 0～20 cm 耕层土壤，测定pH 值以及有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量。鲜苞采收期，依照NY/T 1121.1—2006[17]取每小区0～20 cm 耕层土壤，将同一处理3 次重复的土壤样品混合均匀，测量土壤碱解氮含量。土壤样品委托四川华标测检测技术有限公司依照有关标准[18～23]进行测定。

1.2.2.2 鲜苞性状。采收期，每小区收获中间2 行的苞穗，称量鲜苞产量（含苞叶）。从测产的果穗中，每处理随机取20 个果穗，测定穗长、穗粗、穗行数和行粒数。

1.2.2.3 地上部干物质积累量和含氮量。在每小区中间选取长势一致的玉米4 株（相邻2 行的连续2 株），取地上部分，将其分为秸秆（包括茎、叶、叶鞘）和鲜苞（包括穗轴、子粒、苞叶）两部分；取同一处理3 次重复的相同部分进行混样，分别测定秸秆和鲜苞的干物质积累量和含氮量。含氮量委托四川华标测检测技术有限公司依照有关标准[20]进行测定。

1.2.3 氮肥利用效率等参数 根据公式，计算氮肥利用效率等参数[10，16]：

氮肥利用效率（NRE，%）=（施氮区地上部吸氮量-对照区地上部吸氮量）/施氮量×100%

氮肥农学效率（NFAE，kg/kg）=（施氮区鲜苞产量-对照区鲜苞产量）/施氮量

氮肥生产效率（NFPE，kg/kg）=施氮区鲜苞产量/施氮量

氮素生理利用率（NPE，kg/kg） =（施氮区鲜苞产量-对照区鲜苞产量）/（施氮区地上部吸氮量-对照区地上部吸氮量）

氮收获指数（NHI，%）=鲜苞吸氮量/地上部吸氮量×100%

1.2.4 数据统计分析 利用WPS 软件进行数据整理。利用DPS 软件进行方差分析，采用Duncan’S 法进行多重分析。运用R 语言进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 缓控释肥对糯玉米鲜苞产量的影响

缓控释肥处理的鲜苞产量均＞2 个CK，分别较CK0和CK1增加了31.80%和 12.32%，其中与CK1差异不显著（图1）。表明施用缓控释肥能够提高糯玉米的鲜苞产量，但与常规施肥相比增产效果不明显。

图1 缓控释肥对糯玉米鲜苞产量的影响Fig.1 The effect of controlled release fertilizer on the fresh ear yield of waxy corn

2.2 缓控释肥对糯玉米穗部性状的影响

缓控释肥处理的穗长、穗粗、穗行数和行粒数均＞2 个CK，其中穗粗和穗行数与2 个CK 差异均不显著，但行粒数与2 个CK 差异均达到了显著水平，而穗长较CK1差异不大、较CK0差异显著（表2）。表明施用缓控释肥能够改善糯玉米的穗部性状，与常规施肥相比行粒数明显增多。

表2 缓控释肥对糯玉米穗部性状的影响Table 2 The effect of controlled release fertilizer on the ear traits of waxy corn

2.3 缓控释肥对糯玉米地上部干物质积累量和吸氮量的影响

缓控释肥处理的植株地上部干物质积累量均＞2 个CK，分别较CK0和CK1增加了36.81%和3.82%，与CK0差异达显著水平，其中鲜苞、秸秆的干物质积累量分别较CK0增加了45.78%和25.28%，较CK1增加了5.41%和1.53%（图2）。表明施用缓控释肥能够增加糯玉米的地上部干物质积累量，与常规施肥相比鲜苞和秸秆的干物质积累量均有所增加。

图2 缓控释肥对糯玉米地上部干物质积累量的影响Fig.2 The effect of controlled release fertilizer on the dry matter content of waxy corn

缓控释肥处理的植株地上部吸氮量均＞2 个CK，分别较CK0和CK1增加了42.61%和2.33%，其中与CK0相比鲜苞和秸秆的吸氮量均增加，与CK1相比鲜苞吸氮量有所增加、秸秆吸氮量略有降低（图3）。表明施用缓控释肥能够增加糯玉米的地上部吸氮量，与常规施肥相比鲜苞吸氮量增加、秸秆吸氮量降低，有利于提高鲜苞产量。

图3 缓控释肥对糯玉米地上部吸氮量的影响Fig.3 The effect of controlled release fertilizer on the accumulation of N of waxy corn

2.4 缓控释肥对糯玉米氮肥利用效率的影响

缓控释肥处理的施氮量为214.50 kg/hm2，较CK1减少14.37%；氮肥农学效率、生产效率、利用效率、生理利用率均＞CK1，指标值分别提高了114.08%、31.18%、26.40%和69.40%（表3）。表明与常规施肥相比，施用缓控释肥能够在减施氮肥的情况下提高氮肥的利用效率和生产效率。

氮收获指数反映了氮素在秸秆和鲜苞中分配的比例。缓控释肥处理的氮收获指数为62.09%，较常规施肥（58.40%）提高了3.69 个百分点。表明与常规施肥相比，施用缓控释肥能够提高氮素在鲜苞中的分配比例，为鲜苞产量形成奠定了物质基础。

表3 缓控释肥对糯玉米氮肥利用效率的影响Table 3 The effect of controlled release fertilizer on the nitrogen use efficiency of waxy corn

2.5 缓控释肥对糯玉米采收期土壤碱解氮含量的影响

缓控释肥处理的采收期土壤碱解氮含量＞播种前，增幅为25.37%；而CK0和CK1的采收期土壤碱解氮含量均＜播种前，降幅分别为37.31%和28.63%（图4）。表明施用缓控释肥能够提高糯玉米采收期土壤的碱解氮含量，与常规施肥相比实现了氮素的长期持续供应，在适当减施氮肥的情况下保证作物稳产甚至增产。

图4 缓控释肥对糯玉米采收期土壤碱解氮含量的影响Fig.4 The effect of controlled release fertilizer on the available nitrogen content in soil at waxy corn harvesting period

3 结论与讨论

糯玉米从拔节期开始物质累积速率保持高水平，其中在拔节至抽雄期、吐丝至采收期形成2 个高峰[24]；果穗快速生长期在授粉后12～38 d[25]。施用缓控释肥可以减少肥料挥发和淋溶损失，保证养分持续供应，在适当减施氮肥、减少施肥次数的情况下也能满足糯玉米生长过程中需肥关键期对养分的需求。研究显示，在适当减施肥料的条件下，施用控释肥能够保证作物产量稳定[10，13]。黄巧义等[16]在甜玉米上的研究结果表明，在减氮30%的情况下，控释尿素与普通尿素配施处理的鲜苞产量仍能达到普通尿素常规用量处理水平。本研究结果表明，缓控释肥较常规施肥虽然减施氮肥14.37%，但鲜苞产量增加12.32%。施用缓控释肥能够在减施氮肥的同时，减少施肥次数，降低人工成本，是糯玉米生产中化肥减施增效的有效途径。

缓控释肥通过在一定程度上影响果穗的穗部性状来影响作物产量。李伟等[12]研究发现，与只施普通尿素相比，控释尿素与普通尿素混施能够显著增加行粒数、穗行数和产量。胡娟等[10]研究表明，氮肥减量10%后与控释肥配施能够增加穗长和行粒数，显著提高产量。本研究条件下，与常规施肥相比，施用缓控释肥能够增加穗长、穗粗、穗行数和行粒数，其中对行粒数影响显著，鲜苞产量提高12.32%。

氮肥农学效率、生产效率、吸收效率、生理利用率和氮收获指数是反映作物吸收利用氮肥情况的有效指标[26]。施用控释氮肥可以提高作物的氮肥利用效率和农学效率[9～14，27]。本研究结果显示，施用缓控释肥可以同时提高氮肥利用效率、农学效率、生产效率、生理利用率和氮收获指数。缓控释肥是提高作物肥料利用率的有效载体。

缓控释肥通过包膜技术持续为土壤补充肥料，在作物生长中后期使土壤保持较高的养分供给水平。卫丽等[28]研究发现，施用控释肥较常规施肥能够提高吐丝期至成熟期的土壤全氮含量，增幅为12%～83%。鲁艳红等[13]研究显示，施用减氮15%的包膜尿素能够使土壤保持较高的供氮水平。本研究结果表明，施用缓控释肥能够提高糯玉米采收期土壤的碱解氮含量，而常规施肥的采收期土壤碱解氮含量明显低于播种前。缓控释肥是保持土壤肥力的有效手段，从而满足作物各个生育时期对养分的需求。

缓控释肥较常规施肥虽然减少了氮肥施用量和施肥次数，但能够显著增加行粒数，改善穗部性状，明显提高鲜苞产量和氮肥利用效率，适宜在成都平原糯玉米种植中应用。