玉米是需氮量较大的作物，合理施用氮肥在玉米增产诸因素中起28%～30%的作用[1-2]，陈国平[2]对20世纪80年代我国各地氮肥试验结果总结发现，增施氮肥，玉米增产。近年来，景立权等[3]研究超高产夏玉米需氮量，结果表明，玉米需氮量随玉米产量的增加而增加。但随着我国作物整体施氮量的增加，土壤氮素含量逐渐提高，单位氮肥粮食增产率下降，氮肥的增产效应逐渐减弱。过量施氮，造成作物奢侈吸收，加重作物病虫害的发生[4]；同时给环境造成很大压力[2]，农业面源污染也愈加严重[5]，生产成本加大[6]。因此，合理施用氮肥是增加玉米产量、降低生产成本、减轻病虫害和优化环境的重要措施。 吴文革等[4]对江淮地区水稻氮肥用量进行研究，结果表明，过量施氮不能提高水稻产量。王世济等[7]研究表明，施氮量与玉米产量呈线性加平台关系。虽然前人开展过江淮地区氮肥用量与作物产量关系的研究，但关于江淮旱地玉米氮肥用量与植株干物质积累及氮素吸收动态等方面的研究尚未见系统报道。为此，笔者研究了江淮地区不同氮肥施用量对夏玉米干物质生产和氮素吸收利用的影响，以期为该地区玉米的减氮增效提供参考。 1 材料与方法 1.1 试验地概况试验在江淮地区的凤阳县农业科学研究所进行，供试土壤为黏盘黄褐土，土壤基本肥力：pH 6.2，有机质28.2 g/kg，碱解氮124.6 mg/kg，速效磷33.9 mg/kg，速效钾191.7 mg/kg。 1.2 试验设计供试品种为隆平206，种植密度为67 500株/hm2。设置不同氮肥施用量，分别为0、75、150、225、300、375 kg/hm2，分别用N0、N75、N150、N225、N300、N375表示，基肥氮和大喇叭口期追肥氮各50%。基施P2O5135 kg/hm2和K2O 270 kg/hm2。随机区组设计，3次重复。行距60 cm，小区面积16 m2。2012年6月18日播种，10月10日收获；2013年6月20日播种，10月15日收获，其余田间管理按常规措施进行。 1.3 测定项目与方法收获时每小区取植株样3株，植株地上部分按茎、叶、叶鞘、苞叶、雄穗、穗轴、籽粒分开，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，分别称重。样品烘干粉碎后供氮的测定，采用浓H2SO4-H2O2消煮，流动注射法测定氮含量。 1.4 数据分析采用DPS数据处理软件对试验数据进行处理。 2 结果与分析 2.1 不同氮肥施用量对夏玉米各器官氮含量的影响对不同氮肥施用量处理的夏玉米各器官氮含量进行方差分析，结果表明，不同处理间叶片、茎秆、籽粒、雄穗和鞘氮氮含量均存在显著差异；不同处理间苞叶和穗轴氮含量无显著差异。叶片氮含量随施氮量的增加而提高，其中N375处理各器官氮最高，N0处理最低，N300和N375处理叶片和籽粒氮含量显著高于其他处理，N300和N375处理间无显著差异。各器官氮含量随着施氮量的增加而显著提高，但N300和N375处理间各器官氮含量无显著差异(表1)。 对同一处理下不同器官氮含量进行方差分析，结果表明，不同器官间氮含量存在显著差异，籽粒和叶片氮含量高，茎秆氮含量最低，不同器官间氮含量表现为籽粒、叶片>雄穗>鞘>苞叶>穗轴>茎(表1)，籽粒和叶片间氮含量无显著差异。 表1 不同氮肥用量玉米各器官氮含量Table 1 Nitrogen content in each organ of maize under different nitrogen fertilizer ratesg/kg处理Treatment2012年叶Leaf茎Stem鞘sheath苞叶Bracts穗轴Spike-stalk雄穗Malespike籽粒Grain2013年叶Leaf茎Stem鞘Sheath苞叶Bracts穗轴Spike-stalk雄穗Malespike籽粒GrainN3751.39aA0.36aE0.69aC0.57aD0.42aE0.90aB1.29aA1.51aA0.43aD0.68aC0.68aC0.38aD1.06aB1.65aAN3001.32abA0.35aD0.59abC0.59aC0.41aD0.90aB1.23abA1.49aA0.47aD0.67aC0.52abCD0.35aD1.02abB1.60aAN2251.20bA0.35aD0.56abC0.68aC0.38aD0.89abB1.12bA1.25bB0.41abD0.62abC0.68aC0.36aD1.05abB1.70aAN1501.18bA0.24bE0.46bcD0.62aC0.41aD0.79bB1.11bA1.15bB0.37abF0.58abDE0.66aD0.42aEF0.98abC1.55aAN750.93cA0.24bD0.46bcC0.55aC0.44aC0.77bcB0.98cA1.10bA0.32bcC0.54abB0.53abB0.29aC0.93bcA1.11bAN00.79cB0.22bE0.32cDE0.52aC0.38aD0.68cB0.90cA0.80cA0.25cC0.39bB0.31bBC0.32aBC0.82cA0.84cA 2.2 不同氮肥施用量对夏玉米干物质积累和氮素吸收积累量的影响施用氮肥显著增加玉米植株的干物质积累量。施氮量在0～225 kg/hm2时，随着氮肥用量的增加，各处理间地上部植株干物质积累量和氮积累量显著增加；施氮量在225～375 kg/hm2时，随着施氮量的增加，各处理间地上部植株干物质总积累量和氮积累量不再显著增加(表2)。 表2 不同氮肥用量处理玉米氮吸收积累量Table 2 Nitrogen absorption and accumulation of maize under different nitrogen fertilizer ratesg/株处理Treatment2012年地上部植株干物质总重Totaldrymatterweightofplantsaboveground氮积累量Nitrogenaccumulation2013年地上部植株干物质总重Totaldrymatterweightofplantsaboveground氮积累量NitrogenaccumulationN375316.1a3.31a308.2a3.67aN300311.6a3.11ab291.8a3.49aN225306.7a2.85b300.2a3.26abN150282.2b2.50c263.4b2.86bN75245.5c1.85d190.6c1.63cN0181.9d1.24e136.8d0.89d 2.3 不同氮肥施用量对夏玉米产量的影响对不同处理玉米产量进行方差分析，结果表明，随着施氮量的增加，产量显著增加，施氮量至225 kg/hm2时，继续增施氮肥，产量无显著增加，产量与氮肥用量存在线性加平台的关系。2012年，施肥处理较对照增产30.7%～89.6%；2013年，增产37.9%～104.3%。氮素偏生产力表现为随着氮肥施用量的增加，氮素偏生产力降低(表3)。 3 结论与讨论 氮肥对玉米器官建成具有重要作用，施氮后增产效果明显，因此了解氮素吸收特性是合理施肥的重要依据。当植株缺氮时，由于蛋白质合成少，酶和叶绿素含量下降，细胞分裂减慢，叶色发黄，早熟、低产；相反，当植株氮素过剩时，碳氮代谢不协调，造成徒长，抗逆性下降，感病倒伏减产。氮肥施用数量受玉米植株氮素累积量、阶段吸收量和吸收强度的影响，而玉米氮素吸收数量又受品种特性、产量水平、环境条件及栽培技术等方面的影响[8]。植株养分吸收积累直接影响夏玉米的生长发育，进而影响产量，了解氮素吸收积累特性是合理施用氮肥的重要依据[9-10]。 表3 不同氮肥用量处理玉米产量Table 3 Maize yields under different nitrogen fertilizer rates处理Treatment产量Yieldkg/hm22012年2013年增产率Increasedrate%2012年2013年氮素偏生产力Nitrogenpartialproductivity2012年2013年N37512224a10301a89.6104.332.6e27.5dN30012103a9923ab87.796.840.3d33.1dN22512089a9619ab87.590.853.7c42.8cN15011016b8903b70.976.673.4b59.4bN758424c6953c30.737.9112.3a92.7aN06446d5042d———— 该研究结果表明，随着氮肥施用量的增加，不同器官氮含量显著增加，其中叶片氮含量最高；施氮能够显著增加干物质积累和植株氮积累量。当氮肥用量超过300 kg/hm2时，增施氮肥不再显著增加玉米的生物产量和经济产量，但玉米的氮吸收量仍显著增加，增施氮肥会发生玉米氮的奢侈吸收。不同器官氮含量表现为籽粒、叶片>雄穗>鞘>苞叶>穗轴>茎，籽粒和叶片间氮含量无显著差异。在施肥量较少的条件下，植株生物量及氮积累量较小，可能会导致其他器官转移到籽粒中的氮素比例趋于增高，而在施氮量较多的条件下则趋于减少，但可能导致氮素的过度吸收及淋溶，给生态环境带来一定的压力。王俊忠等[11]通过15N标记法研究高产田和中产田施氮量对夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代谢的影响。各个器官15N积累量表现为籽粒>叶片>茎>根>叶鞘>穗轴。高产田施氮量超过300 kg/hm2时，籽粒和叶片中积累15N有所下降，而茎和根中积累15N的量随施氮量的增加而增加。 随着氮肥施用量的提高，干物质积累提高，产量提升。范亚宁等[12]研究认为施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理，施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系。杨荣等[13]研究认为，施氮处理较不施氮处理产量增加48.22%～108.6%，施氮量超过225 kg/hm2，玉米产量不再显著增加，地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率开始有降低趋势。该研究结果表明，随着氮肥用量的增加，氮素的偏生产力显著降低，过量增施氮肥导致增产效率下降，施氮量至225 kg/hm2时，产量无显著增加，产量与氮肥施用量存在线性加平台的关系。 [1] 于飞，施卫明.近10年中国大陆主要粮食作物氮肥利用率分析[J].土壤学报，2015，52(6)：1311-1324. [2] 陈国平.玉米的干物质生产与分配 [J].玉米科学，1991，2(1)：48-53. [3] 景立权，赵福成，王德成，等.不同施氮水平对超高产夏玉米氮磷钾积累与分配的影响[J].作物学报，2013，39(8)：1478-1490. [4] 吴文革，杨联松，苏泽胜，等.不同施氮条件下杂交中籼稻的群体质量与产量形成[J].中国生态农业学报，2008，16(5)：1083-1089. [5] 王桂苓，马友华，石润圭，等.安徽省农业环境现状与农田养分流失研究综述[J].安徽农学通报，2009，15(7)：96-98. [6] 史文娟，董召荣，汪本忠，等.施氮对江淮地区饲用玉米产量形成的调控研究[J].中国生态农业学报，2010，18(3)：674-676. [7] 王世济，韩坤龙，李强，等.江淮旱地玉米氮肥适宜用量研究[J].中国农学通报，2013，29(21)：47-50. [8] 李瑞秋，高小彦，吴敦肃.淹水对玉米苗某些生理和形态的影响[J].植物学报，1991，33(6)：473-477. [9] 吕鹏，张吉旺，刘伟，等.施氮量对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17(4)：852-860. [10] 郑伟，何萍，高强，等.施氮对不同土壤肥力玉米氮素吸收和利用的影响植物营养[J].植物营养与肥料学报，2011，17(2)：301-309. [11] 王俊忠，黄高宝，张超男，等.施氮量对不同肥力水平下夏玉米碳氮代谢及氮素利用率的影响[J].生态学报，2009，29(4)：2045-2052. [12] 范亚宁，李世清，李生秀.半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化[J].应用生态学报，2008，19(4)：799-806. [13] 杨荣，苏永中.水氮配合对绿洲沙地农田玉米产量、土壤硝态氮和氮平衡的影响[J].生态学报，2009，29(3)：1459-1469. 玉米是需氮量较大的作物，合理施用氮肥在玉米增产诸因素中起28%～30%的作用[1-2]，陈国平[2]对20世纪80年代我国各地氮肥试验结果总结发现，增施氮肥，玉米增产。近年来，景立权等[3]研究超高产夏玉米需氮量，结果表明，玉米需氮量随玉米产量的增加而增加。但随着我国作物整体施氮量的增加，土壤氮素含量逐渐提高，单位氮肥粮食增产率下降，氮肥的增产效应逐渐减弱。过量施氮，造成作物奢侈吸收，加重作物病虫害的发生[4]；同时给环境造成很大压力[2]，农业面源污染也愈加严重[5]，生产成本加大[6]。因此，合理施用氮肥是增加玉米产量、降低生产成本、减轻病虫害和优化环境的重要措施。吴文革等[4]对江淮地区水稻氮肥用量进行研究，结果表明，过量施氮不能提高水稻产量。王世济等[7]研究表明，施氮量与玉米产量呈线性加平台关系。虽然前人开展过江淮地区氮肥用量与作物产量关系的研究，但关于江淮旱地玉米氮肥用量与植株干物质积累及氮素吸收动态等方面的研究尚未见系统报道。为此，笔者研究了江淮地区不同氮肥施用量对夏玉米干物质生产和氮素吸收利用的影响，以期为该地区玉米的减氮增效提供参考。1 材料与方法1.1 试验地概况试验在江淮地区的凤阳县农业科学研究所进行，供试土壤为黏盘黄褐土，土壤基本肥力：pH 6.2，有机质28.2 g/kg，碱解氮124.6 mg/kg，速效磷33.9 mg/kg，速效钾191.7 mg/kg。1.2 试验设计供试品种为隆平206，种植密度为67 500株/hm2。设置不同氮肥施用量，分别为0、75、150、225、300、375 kg/hm2，分别用N0、N75、N150、N225、N300、N375表示，基肥氮和大喇叭口期追肥氮各50%。基施P2O5135 kg/hm2和K2O 270 kg/hm2。随机区组设计，3次重复。行距60 cm，小区面积16 m2。2012年6月18日播种，10月10日收获；2013年6月20日播种，10月15日收获，其余田间管理按常规措施进行。1.3 测定项目与方法收获时每小区取植株样3株，植株地上部分按茎、叶、叶鞘、苞叶、雄穗、穗轴、籽粒分开，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，分别称重。样品烘干粉碎后供氮的测定，采用浓H2SO4-H2O2消煮，流动注射法测定氮含量。1.4 数据分析采用DPS数据处理软件对试验数据进行处理。2 结果与分析2.1 不同氮肥施用量对夏玉米各器官氮含量的影响对不同氮肥施用量处理的夏玉米各器官氮含量进行方差分析，结果表明，不同处理间叶片、茎秆、籽粒、雄穗和鞘氮氮含量均存在显著差异；不同处理间苞叶和穗轴氮含量无显著差异。叶片氮含量随施氮量的增加而提高，其中N375处理各器官氮最高，N0处理最低，N300和N375处理叶片和籽粒氮含量显著高于其他处理，N300和N375处理间无显著差异。各器官氮含量随着施氮量的增加而显著提高，但N300和N375处理间各器官氮含量无显著差异(表1)。对同一处理下不同器官氮含量进行方差分析，结果表明，不同器官间氮含量存在显著差异，籽粒和叶片氮含量高，茎秆氮含量最低，不同器官间氮含量表现为籽粒、叶片>雄穗>鞘>苞叶>穗轴>茎(表1)，籽粒和叶片间氮含量无显著差异。表1 不同氮肥用量玉米各器官氮含量Table 1 Nitrogen content in each organ of maize under different nitrogen fertilizer ratesg/kg处理Treatment2012年叶Leaf茎Stem鞘sheath苞叶Bracts穗轴Spike-stalk雄穗Malespike籽粒Grain2013年叶Leaf茎Stem鞘Sheath苞叶Bracts穗轴Spike-stalk雄穗Malespike籽粒GrainN3751.39aA0.36aE0.69aC0.57aD0.42aE0.90aB1.29aA1.51aA0.43aD0.68aC0.68aC0.38aD1.06aB1.65aAN3001.32abA0.35aD0.59abC0.59aC0.41aD0.90aB1.23abA1.49aA0.47aD0.67aC0.52abCD0.35aD1.02abB1.60aAN2251.20bA0.35aD0.56abC0.68aC0.38aD0.89abB1.12bA1.25bB0.41abD0.62abC0.68aC0.36aD1.05abB1.70aAN1501.18bA0.24bE0.46bcD0.62aC0.41aD0.79bB1.11bA1.15bB0.37abF0.58abDE0.66aD0.42aEF0.98abC1.55aAN750.93cA0.24bD0.46bcC0.55aC0.44aC0.77bcB0.98cA1.10bA0.32bcC0.54abB0.53abB0.29aC0.93bcA1.11bAN00.79cB0.22bE0.32cDE0.52aC0.38aD0.68cB0.90cA0.80cA0.25cC0.39bB0.31bBC0.32aBC0.82cA0.84cA注：同列不同小写字母表示相同器官不同处理间差异显著(P<0.05)；不同大写字母表示相同处理下不同器官间差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicate significant differences in nitrogen content between different treatments under the same organ(P<0.05)；different capital letters indicate significant differences in nitrogen content between different organs under the same treatment(P<0.05)2.2 不同氮肥施用量对夏玉米干物质积累和氮素吸收积累量的影响施用氮肥显著增加玉米植株的干物质积累量。施氮量在0～225 kg/hm2时，随着氮肥用量的增加，各处理间地上部植株干物质积累量和氮积累量显著增加；施氮量在225～375 kg/hm2时，随着施氮量的增加，各处理间地上部植株干物质总积累量和氮积累量不再显著增加(表2)。表2 不同氮肥用量处理玉米氮吸收积累量Table 2 Nitrogen absorption and accumulation of maize under different nitrogen fertilizer ratesg/株处理Treatment2012年地上部植株干物质总重Totaldrymatterweightofplantsaboveground氮积累量Nitrogenaccumulation2013年地上部植株干物质总重Totaldrymatterweightofplantsaboveground氮积累量NitrogenaccumulationN375316.1a3.31a308.2a3.67aN300311.6a3.11ab291.8a3.49aN225306.7a2.85b300.2a3.26abN150282.2b2.50c263.4b2.86bN75245.5c1.85d190.6c1.63cN0181.9d1.24e136.8d0.89d注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicate significant differences in nitrogen content between different treatments2.3 不同氮肥施用量对夏玉米产量的影响对不同处理玉米产量进行方差分析，结果表明，随着施氮量的增加，产量显著增加，施氮量至225 kg/hm2时，继续增施氮肥，产量无显著增加，产量与氮肥用量存在线性加平台的关系。2012年，施肥处理较对照增产30.7%～89.6%；2013年，增产37.9%～104.3%。氮素偏生产力表现为随着氮肥施用量的增加，氮素偏生产力降低(表3)。3 结论与讨论氮肥对玉米器官建成具有重要作用，施氮后增产效果明显，因此了解氮素吸收特性是合理施肥的重要依据。当植株缺氮时，由于蛋白质合成少，酶和叶绿素含量下降，细胞分裂减慢，叶色发黄，早熟、低产；相反，当植株氮素过剩时，碳氮代谢不协调，造成徒长，抗逆性下降，感病倒伏减产。氮肥施用数量受玉米植株氮素累积量、阶段吸收量和吸收强度的影响，而玉米氮素吸收数量又受品种特性、产量水平、环境条件及栽培技术等方面的影响[8]。植株养分吸收积累直接影响夏玉米的生长发育，进而影响产量，了解氮素吸收积累特性是合理施用氮肥的重要依据[9-10]。表3 不同氮肥用量处理玉米产量Table 3 Maize yields under different nitrogen fertilizer rates处理Treatment产量Yieldkg/hm22012年2013年增产率Increasedrate%2012年2013年氮素偏生产力Nitrogenpartialproductivity2012年2013年N37512224a10301a89.6104.332.6e27.5dN30012103a9923ab87.796.840.3d33.1dN22512089a9619ab87.590.853.7c42.8cN15011016b8903b70.976.673.4b59.4bN758424c6953c30.737.9112.3a92.7aN06446d5042d————注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments该研究结果表明，随着氮肥施用量的增加，不同器官氮含量显著增加，其中叶片氮含量最高；施氮能够显著增加干物质积累和植株氮积累量。当氮肥用量超过300 kg/hm2时，增施氮肥不再显著增加玉米的生物产量和经济产量，但玉米的氮吸收量仍显著增加，增施氮肥会发生玉米氮的奢侈吸收。不同器官氮含量表现为籽粒、叶片>雄穗>鞘>苞叶>穗轴>茎，籽粒和叶片间氮含量无显著差异。在施肥量较少的条件下，植株生物量及氮积累量较小，可能会导致其他器官转移到籽粒中的氮素比例趋于增高，而在施氮量较多的条件下则趋于减少，但可能导致氮素的过度吸收及淋溶，给生态环境带来一定的压力。王俊忠等[11]通过15N标记法研究高产田和中产田施氮量对夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代谢的影响。各个器官15N积累量表现为籽粒>叶片>茎>根>叶鞘>穗轴。高产田施氮量超过300 kg/hm2时，籽粒和叶片中积累15N有所下降，而茎和根中积累15N的量随施氮量的增加而增加。随着氮肥施用量的提高，干物质积累提高，产量提升。范亚宁等[12]研究认为施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理，施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系。杨荣等[13]研究认为，施氮处理较不施氮处理产量增加48.22%～108.6%，施氮量超过225 kg/hm2，玉米产量不再显著增加，地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率开始有降低趋势。该研究结果表明，随着氮肥用量的增加，氮素的偏生产力显著降低，过量增施氮肥导致增产效率下降，施氮量至225 kg/hm2时，产量无显著增加，产量与氮肥施用量存在线性加平台的关系。参考文献[1] 于飞，施卫明.近10年中国大陆主要粮食作物氮肥利用率分析[J].土壤学报，2015，52(6)：1311-1324.[2] 陈国平.玉米的干物质生产与分配 [J].玉米科学，1991，2(1)：48-53.[3] 景立权，赵福成，王德成，等.不同施氮水平对超高产夏玉米氮磷钾积累与分配的影响[J].作物学报，2013，39(8)：1478-1490.[4] 吴文革，杨联松，苏泽胜，等.不同施氮条件下杂交中籼稻的群体质量与产量形成[J].中国生态农业学报，2008，16(5)：1083-1089.[5] 王桂苓，马友华，石润圭，等.安徽省农业环境现状与农田养分流失研究综述[J].安徽农学通报，2009，15(7)：96-98.[6] 史文娟，董召荣，汪本忠，等.施氮对江淮地区饲用玉米产量形成的调控研究[J].中国生态农业学报，2010，18(3)：674-676.[7] 王世济，韩坤龙，李强，等.江淮旱地玉米氮肥适宜用量研究[J].中国农学通报，2013，29(21)：47-50.[8] 李瑞秋，高小彦，吴敦肃.淹水对玉米苗某些生理和形态的影响[J].植物学报，1991，33(6)：473-477.[9] 吕鹏，张吉旺，刘伟，等.施氮量对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17(4)：852-860.[10] 郑伟，何萍，高强，等.施氮对不同土壤肥力玉米氮素吸收和利用的影响植物营养[J].植物营养与肥料学报，2011，17(2)：301-309.[11] 王俊忠，黄高宝，张超男，等.施氮量对不同肥力水平下夏玉米碳氮代谢及氮素利用率的影响[J].生态学报，2009，29(4)：2045-2052.[12] 范亚宁，李世清，李生秀.半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化[J].应用生态学报，2008，19(4)：799-806.[13] 杨荣，苏永中.水氮配合对绿洲沙地农田玉米产量、土壤硝态氮和氮平衡的影响[J].生态学报，2009，29(3)：1459-1469.

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