旱地玉米2+X田间肥效试验研究

陆得应，曹连福，杨开勇，杨荣辉

（1.梁河县小厂乡农业综合服务中心，云南 梁河 679204，2.梁河县土壤肥料工作站，云南 梁河 679200；3.梁河县平山乡农业综合服务中心，云南 梁河 679203）

玉米是需氮较多的作物，合理施氮对玉米增产有明显作用，随着氮素化肥用量逐年增加，玉米生产中的氮肥效应报酬递减现象日益突出 ，已有利用玉米3414试验，针对不同土坡条件及高、中、低土壤肥力水平氮磷钾肥最佳施用量的研究。2020年以来，梁河县先后在平山乡、小厂乡开展多组旱地玉米2+X田间肥效试验，在3414试验结论基础上研究磷钾肥施用量相同时不同施氮水平对玉米产量及效益的影响，以进一步确定氮肥施肥参数和依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在梁河县平山乡平山村，试验田土壤类型为红壤-棕红壤-粗粒结晶岩类棕红壤-黑末香土，质地为轻壤，前茬为油菜，肥力中上等。试验前用不锈钢土钻按“S”法采集耕作层（0～20 cm）混合土样2 kg，常规分析土壤养分，每千克含有机质69.1 g、碱解氮264.7 mg、有效磷29.6 mg、速效钾 215 mg，pH值为4.86。具体分析方法参见《土壤农化分析》[1]。

1.2 供试材料

供试玉米品种为川单99，由四川川单种业有限责任公司生产。供试肥料为N≥46.3%的尿素，单价3元/kg，由云南云天化股份有限公司生产；P2O5≥16%的普通过磷酸钙，单价1元/kg，由云南禄丰勤攀磷化工有限公司生产；K2O≥50%的硫酸钾，单价4.8元/kg，由四川川化青上化工有限公司生产，德国曼海姆技术。

1.3 试验设计

试验采用农业部《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911—2016）推荐的2+X试验设计，处理设计（见表1）。试验随机区组排列，3次重复，设5个处理，处理1为无氮区，处理2为70%优化氮区，处理3为优化氮区，处理4为常规施肥区，处理5为130%优化氮区。小区面积20 m2（4 m×5 m），四周设置保护行，保护行施常规肥料。根据梁河县旱地玉米3414试验结果，优化氮区推荐施用量确定为纯氮329 kg/hm2、P2O577 kg/hm2、K2O 111 kg/hm2，常规施肥区施尿素600 kg/hm2、复合肥（N∶P2O5∶K2O = 10∶10∶10）690 kg，折合纯N 336 kg/hm2、P2O560 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。

表1 玉米2+X试验设计及氮肥施用量（kg）

1.4 试验过程

试验于2021年4月30日播种，采用拉线条播，行塘距80 cm×30 cm，每塘播2粒，基本苗6.3万株/hm2。施肥分3个时期，基肥、种肥为20%氮肥+40%磷肥+40%钾肥于4月30日播种时施用，苗肥为40%氮肥+60%磷肥+60%钾肥于5叶期6月1日施用，拔节抽穗肥为40%氮肥于玉米抽穗前7月1日施用。9月14日测产，各小区单打单收计产，除施肥外，各小区其他田间管理措施相同。

1.5 数据处理与分析

试验数据按农业部（NY/T 497）“肥料效应鉴定田间试验技术规程”及Excel软件进行统计分析。农学效益、氮肥利用率计算公式为

（1）氮农学效率（kg/kg）=（施氮区产量-不施氮区产量）/ 施氮量；

（2）氮肥利用率（%）=100×（施氮区吸氮量-不施氮区吸氮量）/ 施氮量；

（3）净收益（元/hm2）= 经济产量×玉米价格-肥料施用量×肥料价格。

2 结果与分析

2.1 旱地玉米生育期

试验地玉米生育期129～131 d，各处理玉米生育期基本一致，无太大差异。

2.2 旱地玉米生物学性状

2.2.1 各性状方差分析

通过对玉米株高、穗位高、穗长、茎秆干重、穗粒数和产量的方差分析，结果表明，上述性状处理间差异均为极显著，重复间仅有穗位高差异显著，其余性状差异均不显著（见表2）。

表2 玉米各生物学性状方差分析

2.2.2 主要性状比较

处理1株高显著低于其他处理；处理4（常规）和处理5穗位高极显著高于其他处理，处理3和处理2穗位高极显著高于处理1；处理3穗长极显著高于处理1和处理2；除处理1外，其他处理间茎秆干重差异不大。处理3穗粒数极显著高于处理1、处理2和处理4，千粒重极显著高于处理1，产量也极显著高于处理1和处理2（见表3）。

表3 不同处理玉米生物学性状比较（LSR）

2.3 旱地玉米产量

各处理玉米产量依次为处理3＞处理5＞处理4＞处理2＞处理1。所有施氮处理产量均极显著高于不施氮处理，每公顷增产5 388～7 324 kg，增产率为130%～176.8%，说明了玉米施氮非常重要。施氮处理间处理3产量显著高于处理5、处理4，极显著高于处理2，表明合理施用氮肥能明显提高玉米产量，过多或过少施氮对玉米产量均有一定的影响。玉米经济产量与不同氮肥施用量之间的关系可用曲线Y =-0.048 X2+ 35.60 X+ 4 117（R2= 0.965）描述，求得最高产量施氮肥量为370.8 kg/hm2，施肥量329～427.7 kg/hm2均可获得理想的产量（见表3～4）。

2.4 净收益和产投比

除去肥料成本，不同处理净收益6 917.75～19 420.67元/hm2，差异明显，依次为处理3＞处理5＞处理4＞处理2＞处理1。净收益与施氮量可用曲线Y = -0.095 X2+ 64.16 X + 6 877（R2= 0.965）描述，求得最佳经济施肥量为337.7 kg/hm2。产投比5.04～6.64，依次为处理2＞处理3＞处理1＞处理4＞处理5（见表4）。

表4 不同氮肥用量对玉米经济效益的影响

2.5 氮肥农学效率和利用率

不同处理农学效率14.83～23.43 kg/kg，依次为处理2＞处理3＞处理4＞处理5。氮肥利用率24.79%～38.56%，依次为处理3＞处理2＞处理5＞处理4（见表4）。

3 结 论

（1）试验在磷钾肥施用量一致前提下，不同施氮量的处理3（N2P2K2）与处理5（N3P2K2）、处理4（常规）之间产量差异显著，与处理2（N1P2K2）、处理1（N0P2K2）之间产量差异极显著；处理5、处理4与处理1之间产量差异极显著。说明施用氮肥能显著提高旱地玉米产量，合理的施氮量能极显著提高玉米产量、净收益和产投比。通过相关分析得出最高产量施氮肥量为370.8 kg/hm2，最佳经济施氮肥量为337.7 kg/hm2。

（2）各处理氮肥利用率大致随施氮量增加呈现先增后减现象，氮肥利用率23.2%～38.56%。农学效率为14.83～23.43 kg/kg，不足的施氮量虽能提高氮肥农学效率，但明显降低了产量收益，而高施氮量的农学效率低下，将增加引发生态环境负面效应的危险。在保证高产和高收益条件下，处理3（N2P2K2）的农学效率22.26 kg/kg较为合理，说明我们根据以往试验结果得出的优化方案是可行的。