不平衡施肥对夏玉米产量和肥料利用率的影响

王学忠

（滨州市沾化区农业技术推广中心 山东滨州 256800）

夏玉米是沾化区的主要粮食作物， 近年来种植面积稳定在60 万亩以上，当地农民施肥习惯普遍存在粗放施肥、偏施氮肥、不合理施用肥料等现象，从而导致玉米产量提高难，肥料利用率低，种植玉米的经济潜力得不到充分发挥。 盲目和过量施用化肥不仅严重制约着农业可持续发展，也造成了资源浪费。本试验通过不平衡施肥和优化施肥的对比， 探究平衡合理施肥对玉米产量和肥料利用率的影响， 从而进一步提高夏玉米产量和种植效益， 巩固化肥减量增效成果，提升耕地质量水平。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2021年6～9月在滨州市沾化区泊头镇郑家村进行，该地区地处鲁北黄河冲积平原，属北温带东亚季风区域大陆性气候，年平均气温12℃左右，土壤类型为潮土， 耕层0～20 cm 土壤碱解氮含量为47.29 mg/kg，有效磷含量为17.50 mg/kg，速效钾含量为 148.33 mg/kg， 有机质含量为 16.58 g/kg，pH 为8.60，EC 为 0.54 mS/cm。 前茬作物为冬小麦，冬小麦收获后秸秆全部机械化粉碎还田， 肥料撒施后免耕播种。

供试作物：夏玉米，品种为莱科818号。

1.2 试验设计

试验共设置6个处理：T1（不施氮肥，磷钾同优化施肥，记为PK），T2（不施磷肥，氮钾同优化施肥，记为 NK），T3 （不施钾肥， 氮磷同优化施肥， 记为NP），T4（优化施肥，测土配方施肥推荐配方、用量及施肥方式，记为OPT），T5（缓控释肥料一次性施肥，氮磷钾用量同配方肥处理，氮肥采用缓控释肥料，一次性使用，记为SCR），T6（新型主体施肥模式，磷钾用量同配方肥处理， 氮肥采用缓控释肥料一次性施肥减少氮用量15%，记为SCR-15%N）。处理1～处理4每个小区面积0.06 亩，每个处理3 次重复，处理5～处理6 每个小区面积为0.30 亩，不设重复，小区随机排列， 处理2～处理4 氮肥的1/3 播种前一次性作基肥撒施，喇叭口期2/3 氮肥作追肥，其他管理措施保持一致。

1.3 试验方法

1.3.1 土壤样品的采集、 测试 采集作物种植前试验地0～20 cm 土壤，风干、过筛，测定其碱解氮、速效磷钾、有机质、pH、EC。 试验结束后的土壤取样，每小区取3个样品，为3个剖面点的同层混合样，取样深度分别为 0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3 层。 分别测定其水分、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH、EC。

1.3.2 植株样品的采集、 测试 在夏玉米收获时测定产量及其三要素（穗数、穗粒数、千粒重），实收测定产量， 取植株样品测定籽粒和秸秆的氮、 磷、 钾含量。

1.3.3 计算方法

（1）氮肥利用率（%）=（施氮区吸氮量-不施氮区吸氮量）/施氮量×100。

（2）磷肥利用率（%）=（施磷区吸磷量-不施磷区吸磷量）/施磷量×100。

（3）钾肥利用率（%）=（施钾区吸钾量-不施钾区吸钾量）/施钾量×100。

（4）经济系数=籽粒质量/（籽粒质量+秸秆质量）。

1.3.4 数据统计方法 用Microsoft Excel 2007 软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对夏玉米产量的影响

不同处理对夏玉米籽粒产量、 秸秆产量和经济系数的影响见表1。 与优化施肥处理（OPT）相比，不施氮肥处理（PK）夏玉米产量下降12.09%，不施磷肥处理（NK）夏玉米产量下降16.63%，不施钾肥处理（NP）夏玉米产量下降 13.00%，控释肥处理（SCR）夏玉米产量增加2.69%，控释减氮处理（SCR-15%N）夏玉米产量下降3.88%。不同施肥处理对夏玉米经济系数影响较小，在 0.42～0.44 之间，平均为 0.43。 由此可见，不平衡施肥会引起夏玉米产量明显下降，下降幅度为13.00%～16.63%， 施用控释氮肥或控释氮肥减量对夏玉米产量影响较小， 夏玉米产量增减幅度都小于5%[1]。

表1 不同处理下夏玉米产量统计

2.2 不同施肥处理对夏玉米养分吸收和肥料利用率的影响

2.2.1 不同施肥处理对夏玉米氮吸收和氮肥利用率的影响 不同处理对夏玉米氮吸收的影响见表2。与优化施肥处理（OPT）相比，不施氮肥处理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分别下降20.69%和19.00%，不施磷肥处理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分别下降20.89%和18.05%，不施钾肥处理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分别下降16.20%和13.12%，控释肥处理（SCR）夏玉米籽粒和地上部吸氮量分别增加3.39%和6.48%，控释减氮处理（SCR-15%N）夏玉米籽粒吸氮量下降2.39%， 地上部吸氮量增加3.41%。优化施肥处理（OPT）氮肥利用效率为34.18%，控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）氮肥利用率分别为45.84%和40.30%。 可见，不平衡施肥会引起夏玉米吸氮量的显著下降，下降幅度为13.12%～19.00%，籽粒吸氮量的下降幅度高于秸秆，施用控释氮肥或控释氮肥减量对夏玉米吸氮量影响不大，夏玉米吸氮量增减幅度都小于7%； 控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）都增加了氮肥利用率，增加幅度为6.13～11.66个百分点。

表2 不同施肥处理下夏玉米吸氮量和氮肥利用率

2.2.2 不同施肥处理对夏玉米磷吸收和磷肥利用率的影响 不同施肥处理对夏玉米磷吸收的影响见表3。与优化施肥处理（OPT）相比，不施氮肥处理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分别下降17.24%和16.35%，不施磷肥处理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分别下降32.23%和40.62%，不施钾肥处理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分别下降22.98%和27.58%，控释肥处理（SCR）夏玉米籽粒和地上部吸磷量分别下降 4.71%和16.09%， 控释减氮处理（SCR-15%N） 夏玉米籽粒吸磷量分别下降17.44%和28.50%。 优化施肥处理（OPT）磷肥利用效率为46.08%，控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）磷肥利用率分别为27.83%和13.75%。 可见，不平衡施肥、 控释氮肥和控释氮肥减量都会引起夏玉米吸磷量的显著下降，下降幅度为16.09%～40.62%；控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）都降低了磷肥利用率，降低幅度为18.25~32.33个百分点。

表3 不同施肥处理下夏玉米吸磷量和磷肥利用率

2.2.3 不同施肥处理对夏玉米钾吸收和钾肥利用率的影响 不同施肥处理对夏玉米钾吸收的影响见表4。与优化施肥处理（OPT）相比，不施氮肥处理（PK）夏玉米籽粒和地上部吸钾量分别下降12.51%和18.54%，不施磷肥处理（NK）夏玉米籽粒和地上部吸钾量分别下降19.62%和17.60%，不施钾肥处理（NP）夏玉米籽粒和地上部吸钾量分别下降20.53%和23.16%，控释肥处理（SCR）夏玉米籽粒吸钾量下降2.35%， 地上部吸钾量增加15.02%， 控释减氮处理（SCR-15%N）夏玉米籽粒吸钾量下降14.51%，秸秆吸钾量增加3.97%。 优化施肥处理（OPT）钾肥利用效率为53.75%， 控释肥处理 （SCR） 和控释减氮处理（SCR-15%N）磷肥利用率分别为88.60%和62.95%。可见， 不平衡施肥会引起夏玉米吸钾量的显著下降，下降幅度为17.60%～23.16%，控释肥和控释减氮也会引起夏玉米籽粒吸钾量的下降， 但同时增加夏玉米秸秆吸钾量，从而造成夏玉米吸钾量的增加；控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）都增加了钾肥利用率，增加幅度为9.20～34.85个百分点。

表4 不同施肥处理下夏玉米吸钾量和钾肥利用率

2.3 不同施肥处理对土壤表层养分的影响

不同施肥处理下夏玉米收获后的土壤表层养分含量见表5。不同施肥处理对土壤表层养分具有不同影响。 不施氮肥处理，土壤碱解氮、有效磷、EC 最低，土壤pH 较低，土壤速效钾和有机质含量最高；不施磷肥处理，土壤碱解氮最高，土壤速效钾最低，土壤有效磷、 pH 和EC 较低， 其他养分含量居中； 不施钾肥处理， pH 最低， 其他养分含量居中； 优化施肥处理EC 最高， 其他养分含量居中； 控释氮肥和控释减氮处理土壤有效磷含量和pH 较高， 其他养分含量居中。

表5 不同施肥处理下土壤表层养分含量

可见，在土壤肥力水平较高的条件下，氮肥施用不仅直接影响土壤碱解氮的含量， 也会显著影响土壤其他养分含量， 不平衡施肥造成作物对土壤养分的不均衡吸收，土壤养分呈现差异性分布，优化施肥和控释氮肥都能保持土壤肥力和土壤养分均衡分布，施用控释氮肥条件下可适当减少氮肥投入[2]。

3 结论

通过滨州市沾化区2021年郑家村夏玉米化肥利用率田间试验，初步得出以下结论。

（1）不平衡施肥处理显著降低夏玉米产量，施用控释氮肥和控释减氮对夏玉米产量影响不大，施用控释肥减少15%氮肥不会引起夏玉米产量的显著下降。

（2）不平衡施肥处理显著降低夏玉米对氮磷钾养分的吸收， 控释肥和控释减氮处理对夏玉米吸氮量影响不大，显著降低吸磷量，增加吸钾量。

（3）控释肥处理（SCR）和控释减氮处理（SCR-15%N）增加氮肥和钾肥利用率，降低磷肥利用率。

（4）在土壤肥力水平较高的条件下，氮肥施用影响土壤碱解氮的含量， 不平衡施肥造成作物对土壤养分的不均衡吸收， 优化施肥和控释氮肥都能保持土壤肥力和土壤养分均衡分布， 施用控释氮肥条件下可适当减少氮肥投入[3]。