新密市夏玉米肥效试验探究

摘 要：为研究新密地区夏玉米的氮磷钾肥施用效果、新配方肥施用效果、新型肥料及微肥的产量效应，完善区域施肥指标体系和施肥配方，于2020—2021年在新密市开展了一系列试验。试验结果显示，新密地区玉米氮、磷、钾肥的农学效率分别为5.4 kg/kg、9.71 kg/kg和9.62 kg/kg，氮肥农学效率偏低，需进一步提升。配方施肥试验所得氮、磷、钾肥配方组合相比习惯施肥增产1 360.50 kg/hm2，增产率为15.84%，增产效果显著。新型肥料锌磷镁复合肥、腐植酸型复合肥可有效提高玉米产量，增产率分别为9.09%、9.22%。微量元素单因子（硫酸锌）试验表明，当锌肥施用量为22.5 kg/hm2时，可有效促进玉米生长发育，提高玉米产量。

关键词：新密市；夏玉米；肥效试验；产量

中图分类号：S513" 文献标识码：A" 文章编号：0488-5368（2024）10-0092-06

收稿日期：2024-01-17 修回日期：2024-03-25

基金项目：郑州市重大科技创新专项“适宜机械化收获玉米新品种选育”（188PCXZX803）。

第一作者简介：夏千惠（1995-），女，硕士，研究方向为玉米遗传与育种。

通信作者：王金召。

Study on Fertilizer Efficiency of Summer Maize in Xinmi

XIA Qianhui1，FENG Beibei1，WANG Baolin1，LIU Xiaoli2，XI Renjie2， ZHANG Hongjie2，ZHANG Guangyao2，WANG Jinzhao1

（（1. Zhengzhou Research Institute of Agricultural Science and Technology， Zhengzhou， Henan" 450000， China; 2. Xinmi Agriculture and Rural Work Commission， Xinmi， Henan" 452370， China）

Abstract：" This study investigates the application effects of nitrogen， phosphorus" and potassium fertilizer， the effects of a new formula fertilizer， and the yield effects of new fertilizer and micro-fertilizer on summer maize in the Xinmi region， and improves the regional fertilization index system and fertilizer formula. Experiments were conducted in Xinmi from 2020 to 2021. The results showed that the agronomic efficiency of nitrogen， phosphorus， and potassium fertilizer in the Xinmi area was 5.4 kg/kg， 9.71 kg/kg， and 9.62 kg/kg， respectively. The agronomic efficiency of nitrogen fertilizer was found to be low and required further improvement. Compared with conventional fertilization， the formula combination of nitrogen， phosphorus， and potassium fertilizer increased the yield by 1360.50 kg/hm2， with a yield increase of 15.84%. The new Zn-phosphate-magnesium compound fertilizer and humic acid compound fertilizer effectively increased the maize yield， by 9.09% and 9.22%， respectively. A single-factor test of trace element zinc sulfate shows that a dosage of 22.5 kg/hm2 effectively promotes the growth and development of maize， thereby increasing the yield.

Key words： Xinmi；Summer maize；Fertilizer effect test；Yield

新密市地处中原腹地，位于郑州市西南部。辖区气候湿润，光照充足，总耕地面积47 047.74 hm2，主要土壤类型为褐土。新密市是河南省主要的农作物生产区之一，小麦、玉米是新密地区最主要的粮食作物，也是新密地区农民最主要的经济来源。2022年河南省玉米播种面积为385.75万hm2，占全国玉米播种总面积的8.96%，排名第五，总产量占全国玉米总产量的8.21%，排名第六，玉米总产量仍有提升空间。肥料在河南省玉米生产中起着至关重要的作用[1]，也是农业生产中提高玉米品质和产量的关键[2]。肥料施用不合理是河南省玉米单产难以提高的重要原因。测土配方施肥技术的推广普及使新密市科学施肥水平有较大提升，但部分地区仍存在施肥结构不合理、肥料配比不协调、农作物产量下降、耕地质量下降、农产品品质下降等问题[3]。因此，有必要通过田间试验完善新密地区施肥指标体系和施肥配方。为此，于2020—2021年在大隗镇双楼村试验站开展了一系列肥效试验（氮磷钾肥施用效果试验、肥效校正试验、新型肥料试验、微量元素单因子（硫酸锌）试验），以期为新密地区夏玉米生产提供理论数据支持和生产实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2020—2021年在河南省新密市大隗镇双楼村试验站（34.43°N，113.59°E）进行。该区域气候特征四季分明、季节温差较大，属丘陵地区，2020年年平均温度16.5 ℃，降水量676.7 mm；2021年年平均温度16.9 ℃，降水量1 570.5 mm；全年无霜期220 d左右。试验站地势平缓，地力均匀，排灌设施配套齐全，旱涝保收，单季玉米产量水平500 kg左右。试验地土壤类型为典型褐土性土质，质地为壤土或砂壤土。

供试土壤农化性质：有机质12.90 g/kg、速效磷7.3 mg/kg、速效钾126.00 mg/kg、碱解氮210 mg/kg、有效锌0.49 mg/kg、pH 7.8。

1.2 试验材料

供试玉米品种为郑玉821[4]，由郑州市农业科技研究院生产和提供。供试肥料尿素、过磷酸钙、氯化钾、普通复混肥、聚核双效型复合肥、控失保持型复合肥、锌磷镁复合肥、腐植酸型复合肥、硫酸锌由新洋丰农业科技股份有限公司生产提供。

1.3 试验设计

2020年，玉米于6月9日足墒播种，10月1日收获；2021年，玉米于6月10日足墒播种，9月29日收获。

试验地规范划出试验小区，小区面积27.3 m2（长6.5 m，宽4.2 m），小区之间设埂，以防串水串肥。三个重复间留走道1 m，四周设置保护行。玉米间株距30 cm，行距55 cm，于五叶期每小区定苗168株，留苗密度约为6万株/hm2。

1.3.1 氮磷钾肥施用效果试验 选择相同肥力农田布置试验（2020—2021年），试验设置CK处理（不施肥）、PK处理（缺氮）、NK处理（缺磷）、NP处理（缺钾）、NPK处理（全肥处理）5个处理，3次重复，随机区组排列。施肥量的确定基于当地农民的施肥调查，确保代表当地实际施肥水平，供试肥料及施肥量分别为尿素240 kg/hm2（N 46%）、过磷酸钙90 kg/hm2（P-2O-5 16%）、氯化钾90 kg/hm2（K-2O 60%）。氮肥在玉米播前底施一半，35～40 d后足墒追施剩余氮肥。磷肥和钾肥在玉米播种前结合旋耕统一施入。

1.3.2 "配方施肥肥效校正试验 选择相同肥力农田布置试验（2021年），试验设置CK处理（不施肥）、NPK1处理（习惯施肥）、NPK2处理（配方施肥）3个处理，不设重复。习惯施肥量的确定基于当地农民的施肥调查，设计习惯施肥区供试肥料及施肥量分别为尿素225 kg/hm2、过磷酸钙37.5 kg/hm2、氯化钾37.5 kg/hm2。设计配方施肥区供试肥料及施肥量分别为尿素224 kg/hm2、过磷酸钙90 kg/hm2、

氯化钾90 kg/hm2。小区面积设置与试验设计略有不同，对照区面积为50 m2（长10 m，宽5 m），习惯施肥区、配方施肥区面积为100 m2（长10 m，宽10 m），其余设计同试验设计一致。

1.3.3 新型肥料试验 选择相同肥力农田布置试验（2021年），试验设置CK处理（普通复混肥 N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）、T1处理（聚核双效型复合肥：N-P-2O-5-K-2O∶28-6-7）、T2处理（控失保持型复合肥：N-P-2O-5-K-2O∶29-5-6）、T3处理（锌磷镁复合肥：N-P-2O-5-K-2O∶30-5-5）、T4处理（腐植酸型复合肥：N-P-2O-5-K-2O∶28-5-6）5个处理，3次重复，随机区组排列。不同处理施肥量均为750 kg/hm2。

1.3.4 微量元素单因子（硫酸锌）试验 选择相同肥力农田布置试验（2021年），试验设置CK处理（锌肥施用量0 kg/hm2）、Zn1处理（锌肥施用量15 kg/hm2）、Zn2处理（锌肥施用量22.5 kg/hm2）、Zn3处理（锌肥施用量30 kg/hm2）、Zn4处理（锌肥施用量37.5 kg/hm2）5个处理，3次重复，随机区组排列。供试肥料为硫酸锌（Zn 21%），在耕翻前掺细干土拌匀后均匀撒施。其他供试肥料及施肥量分别为尿素210 kg/hm2（N 46%）、过磷酸钙90 kg/hm2（P-2O-5 16%）、氯化钾60 kg/hm2（K-2O 60%），施肥方式同1.3.1。

1.4 测定项目及方法

于吐丝期分别挑选各个重复小区中长势一致的玉米植株10株，测定植株的株高和穗位高。收获前，各小区取具代表性的含玉米穗的5株玉米茎秆称重，测生物产量，并计算每亩生物总量。各重复小区实收中间3行计产，用水分测定仪测定籽粒含水量，脱粒计重后按照14%含水量折算最终产量；于脱粒前选取具有代表性的10穗玉米，人工测定穗长度、穗粗、穗行数、行粒数，根据穗行数和行粒数计算穗粒数；于脱粒后随机选取100粒籽粒称重，重复3次，取相近两个数值的平均数，按照14%含水量折算百粒重。

1.5 相关指标计算

产量反应指标计算公式如下：

缺氮（磷或钾）相对产量（%） = 缺氮（磷或钾）区籽粒产量 / 全肥区籽粒产量 × 100%；

氮（磷或钾）肥产量反应（kg/hm2） = 全肥区籽粒产量 - 缺氮（磷或钾）区籽粒产量；

氮（磷或钾）肥农学效率（kg/kg） = （全肥区籽粒产量-缺氮（磷或钾）区籽粒产量） / 施氮（磷或钾）肥量。

1.6 数据处理与分析

采用Excel 2020进行数据处理，SPSS 26进行单因素方差分析和差异显著检验。

2 结果与分析

2.1 施氮、磷、钾肥玉米的农艺性状及产量特征描述统计

从施肥玉米的农艺性状特征描述（表1）、产量反应指标及两年平均产量特征描述统计（表2）可知，NPK处理可有效促进玉米生长，提高玉米产量。NPK处理下，产量相关性状（株高、穗位、穗长、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重、生物产量）的表现优于其他施肥处理。NPK处理的玉米平均产量为8 211.0 kg/hm2，较CK处理增产1 582.0 kg/hm2，增产率为19.27%。玉米缺氮、磷、钾肥的相对产量分别为86.77%、91.08%和91.16%，说明玉米对缺氮最敏感，缺磷、缺钾减产幅度相对较低。产量反应结果显示，玉米NPK处理平均产量相较于PK、NK、NP分别增产1 296.0 kg/hm2、874.0 kg/hm2、865.5 kg/hm2，增产率分

别为15.25%、9.80%、9.69%，说明玉米施用氮肥的产量反应高于施用磷、钾肥的产量反应。肥料农学效率结果显示，玉米氮、磷、钾肥的农学效率分别为5.40 kg/kg、9.71 kg/kg和9.62 kg/kg，磷肥、钾肥的农学效率明显高于氮肥。

2.2 施配方肥玉米的农艺性状及产量特征描述统计

从施肥玉米的农艺性状及产量特征描述统计（表3）可知，NPK2处理的效果优于NPK1处理。NPK1及NPK2处理均表现出一定程度促进玉米生长的作用，但在NPK2处理下，穗位、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重相较于NPK1分别提高了3 cm、0.63 cm、0.13 cm、0.48行、1.13粒、32.83粒、2.53 g。NPK2处理的产量相较于CK、NPK1分别增产2 731.80 kg/hm2、1 360.50 kg/hm2，增产率分别为37.84%、15.84%。结果说明，试验区玉米施用配方肥的效果优于习惯施肥，更适宜新密地区推广使用。

2.3 施新型肥料玉米的农艺性状及产量特征描述统计

从施肥玉米的农艺性状及产量特征描述统计（表4）可知，T1处理对玉米仅有一定程度的增产作用，T3及T4处理对玉米生长及增产有较明显的促进作用。T3处理的穗位、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重较CK处理提高了6.7 cm、1.4 cm、0.2 cm、0.3行、0.9粒、25.7粒、1.2 g；生物产量较CK处理提高了3 896 kg/hm2；产量较CK处理提高了854 kg/hm2，增产率为9.09%。T4处理的穗位、穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、百粒重较CK处理提高了10 cm、1.4 cm、0.1 cm、2.2粒、31.5粒、1.2 g；生物产量较CK处理提高了1 576 kg/hm2；产量较CK处理提高866.1 kg/hm2，增产率为9.22%。总体而言，T3、T4对玉米生长有明显促进作用，增产效果更明显，说明锌磷镁复合肥、腐植酸型复合肥适宜在新密地区推广。

2.4 施锌肥玉米的农艺性状及产量特征描述统计

从施肥玉米的农艺性状及产量特征描述（表5）可知，Zn2、Zn3处理对玉米生长及增产有明显促进作用。Zn2处理的株高、穗位、穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、百粒重较CK处理分别提高了13.3 cm、1 cm、1.8 cm、0.1 cm、2.8粒、33.4粒、2 g；产量较CK处理分别提高了1 157 kg/hm2，增产率为14.34%。Zn3处理的株高、穗位、穗长、行粒数、穗粒数、百粒重、生物产量较CK处理分别提高了20 cm、1.3 cm、1.2 cm、3粒、42.7粒、0.8 g、1 880 kg/hm2；产量较CK处理提高了992 kg/hm2，增产率为12.29%。综合结果可知，玉米在Zn2处理下综合表现更好，说明新密地区锌肥的合理施用量为22.5 kg/hm2。

3 讨论与结论

3.1 新密地区玉米产量现状

2022年河南省及全国玉米平均产量分别为5 897.7 kg/hm2、6 436.1 kg/hm2，相比之下，试验地所在区域玉米平均产量较河南省、全国玉米平均产量分别提高了39.22%、27.58%。李雨新等[5]汇总了京津唐地区360位农户的夏玉米产量数据，得到京津唐地区夏玉米的平均产量为9 003 kg/hm2；刘昕萌等[6]通过对黄淮海区域390个现代玉米品种进行测产，得到夏玉米籽粒的平均产量为8 910 kg/hm2。相比之下，新密地区的夏玉米产量与其他高产区还存在一定差距。试验过程中，通过改善田间管理措施，及时查苗补种，灭茬除草，试验区域的平均产量由7 500 kg/hm2提升至8 211 kg/hm2，增产率为9.48%，说明新密地区夏玉米产量仍有较大提升潜力。

3.2 新密地区玉米氮磷钾肥施用效果

试验区域夏玉米施氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为1 296 kg/hm2、874 kg/hm2、865.5 kg/hm2，平均增产率分别为15.25%、9.80%、9.69%；相对产量分别为 86.75%、91.05%和91.15%；农学效率分别为5.4 kg/kg、9.71 kg/kg和 9.62 kg/kg。闫湘等[7]汇总了我国22个省32个养分检测村田间试验结果，发现玉米氮、磷、钾肥的农学效率分别为10.1 kg/kg、9.8 kg/kg和 8.1 kg/kg；汤明尧等[8]汇总了新疆32个玉米田间试验的结果，发现玉米氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为18.7 kg/kg、13.4 kg/kg和18.1 kg/kg。相比之下，新密市的氮肥农学效率显著偏低，有待进一步提升。需在氮磷钾肥比例、施肥方式等方面开展优化，逐步降低氮肥损失，提高氮肥农学效率。

3.3 新密地区配方肥、新型肥料对夏玉米的影响

试验区玉米施配方肥（N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）的平均产量为9 951.0 kg/hm2，与习惯施肥（N-P-2O-5-K-2O∶15-2.5-2.5）相比，增产率为15.84%，配方施肥的氮、磷、钾肥组合对比习惯施肥的增产效果更好，更适宜在新密地区生产应用。新型肥料试验结果显示，试验区玉米施普通复混肥（N-P-2O-5-K-2O∶14-6-4）的平均产量为9 390.7 kg/hm2，与普通复混肥相比，聚核双效型复合肥（N-P-2O-5-K-2O∶28-6-7）增产率为2.48%，控失保持型复合肥（N-P-2O-5-K-2O∶29-5-6）增产率为-3.10%，锌磷镁复合肥（N-P-2O-5-K-2O∶30-5-5）增产率为9.09%，腐植酸型复合肥（N-P-2O-5-K-2O∶28-5-6）增产率为9.22%。相比之下，施锌磷镁复合肥、腐植酸型复合肥的区域平均产量与施普通复混肥区差异较为显著，均增产9%以上。

从肥料配比上来看，锌磷镁复合肥的氮磷钾比为6∶1∶1，腐植酸型复合肥的氮磷钾比为5.6∶1∶1.2，锌磷镁复合肥的氮肥配比高于腐殖酸型复合肥，钾肥配比低于腐殖酸型复合肥，不考虑经济效益的条件下，锌磷镁复合肥更适宜对缺氮敏感、锌元素缺乏的新密区域土质，但应严格把控施肥量，控制氮肥摄入。

3.4 新密地区施锌肥对夏玉米的影响

锌是土壤中最有限的微量元素之一，却对作物的产量起着至关重要的作用[9]，锌供应不足会使玉米减产大约10%[10]。新密市农田土壤类型主要为褐土，土层结构好，透气透水性佳，但土壤锌含量普遍偏低，且土地长期施磷，由于锌和磷的拮抗作用，更易诱发缺锌，需通过施肥补充锌元素。朱盼盼等[11]对我国主要粮食作物施用锌肥的情况进行了分析，发现玉米在锌肥施用量为21～30 kg/hm2时的增产效果最好。马晓锋等[12]在蓝田县对锌肥合理施用量进行研究后，发现当地最适宜的锌肥施用量为30 kg/hm2。从结果来看，试验区在锌肥施用量为22.5 kg/hm2时玉米产量最高。但当锌肥施用量为30 kg/hm2时，玉米的实际产量仅比锌肥施用量为22.5 kg/hm2时降低1.79%。因此，后续可考虑在22.5 kg/hm2～30 kg/hm2的范围内，在多地设置不同施锌水平再次试验。

3.5 结论

尽管新密市已经推广测土配方施肥技术，践行化肥减量增效战略多年，仍存在化肥过施、微量元素缺乏等问题。农户在施用强度、施肥模式和方式等方面普遍缺乏技术与指导[13]，亟需通过田间试验完善相关施肥指标体系和施肥配方，改善农户施肥水平。本试验结果显示，新密地区土壤氮肥农学效率偏低，有待进一步提升，需在氮磷钾肥比例、施肥方式等方面开展优化，逐步降低氮肥损失，提高氮肥农学效率。配方施肥试验所得氮、磷、钾肥配方组合对比习惯施肥的增产效果较好。锌磷镁复合肥、腐植酸型复合肥对玉米有生长促进作用，增产效果明显。当锌肥施用量为22.5 kg/hm2时，玉米生长及增产效果明显。以上结论可为新密市夏玉米生产应用提供示范及数据支持。

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