不同栽培形式对春玉米氮吸收与利用消极意义

科学合理的氮肥运用是春玉米获得高产和提升氮肥利用效率、降低环境污染的重要方法.施氮肥时期和数量对作物产量及氮肥利用效率有明显的影响〔1-3〕.但是目前西辽河平原地区春玉米生产上，由于农民氮肥施用技术的粗放简化，多应用在小喇叭口期一次性施用的方法，使玉米整个生育期氮肥的供应能力不平衡，导致该地区春玉米实际产量与理想产量仍然存在较大差距，因此，了解春玉米对氮的吸收利用规律及如何合理施氮和提高氮肥利用效率的问题便显得尤其重要.本试验以春玉米单作体系为对象，研究了不同栽培模式对春玉米氮吸收及利用的影响，为该地区春玉米高产高效栽培提供科学依据.

1材料与方法

1.1试验地自然概况试验于2009年在地处西辽河平原的内蒙古民族大学实验农场进行.试验点地理坐标为43°36′N、122°22′E，海拔178m；试验地土壤为灰色草甸土，为当地主要土壤类型.前茬作物为大豆，耕层土壤有机质27.6g·kg-1、全氮0.93gkg-1、碱解氮含量为53.9mg·kg-1、速效磷8.57mg·kg-1、速效钾94.75mg·kg-1.

1.2试验材料与试验设计表1田间试验方案Table1Fieldtestdesign模式种植密度施肥量（kg/hm2）小区面积NP2O5K20NH6.025169060GC7.53001054560ZGC8.2544017024860供试品种为金山27，由通辽金山种业提供.试验设农户栽培模式（NH）、高产栽培模式（GC）和再高产栽培模式（ZGC）3个处理，随机排列，3次重复，小区面积为60m2.磷、钾肥一次性底施，氮肥再高产栽培模式在拔节期、大喇叭口期按1∶2的比例追施，农户和高产栽培模式在小喇叭口期一次性追施.

1.3测定项目与方法在V6（拔节，6月15日）、VT（吐丝，7月25日）、R3（乳熟，8月24日）和R6（成熟，9月26日）分别于各小区取样3株.按器官分离植株，105℃下杀青30min后，在65℃下烘干至恒重，测定干物质重.留小样粉碎后，用半微量凯氏定氮法测定植株中的N含量〔4〕.各小区测产面积为30m2，人工脱粒后测鲜粒重和含水率，并折算成含水率为14％的产量.氮素积累量、氮素吸收量、氮收获指数、氮素养分利用效率、氮肥偏生产力〔5,6〕根据以下公式计算.氮素积累量（Kg/hm2）=干物质重×N百分含量；氮吸收量（Kg/hm2）=某一生育时期N积累量—前一个生育时期N积累量；氮收获指数（NHI,%）=籽粒中N的积累量/成熟期植株N积累总量；氮素养分利用效率（NUE,kg.kg-1）＝籽粒产量/地上部分N积累量；氮肥偏生产力（NPFP,kg.kg-1）=籽粒产量/施N量.数据统计分析采用Excel2003和DPS软件处理.

2结果与分析

2.1植株氮吸收与积累

2.1.1植株氮含量动态表2玉米植株地上部分氮含量变化动态模式V6VTR3R6NH3.12±0.02aA1.73±0.04cB1.14±0.02bA1.01±0.05aAGC3.13±0.12aA1.91±0.05bA1.21±0.06aA1.07±0.06aAZGC3.14±0.12aA1.99±0.02aA1.24±0.04aA1.13±0.06aA注：数据后不同大、小写字母分别表示差异达0.01、0.05显著水平，同一指标模式间比较，下同.随着生育期的推移，植株地上部分N含量呈下降趋势（表2），玉米进入大喇叭口期后，植株干物质积累的速度大于养分吸收的速度，产生稀释效应，是导致植株体内N含量逐渐降低的主要原因〔7〕.同一生育时期内，植株地上部分氮含量均表现为再高产模式>高产模式>农户模式，其中吐丝期三者间差异达到极显著水平，乳熟期高产与再高产模式之间差异不显著，但二者均与农户模式之间差异均达到显著水平.

2.1.2植株氮吸收进程表3玉米各生育阶段氮吸收状况项目模式V1-V6(5.17—6.15)V6-VT(6.15—7.9)VT-R3(7.9—8.25)R3-R6(8.25—9.26)NH14.91±0.11aA157.02±2.93cC37.35±0.92cB31.10±5.40aA吸收量GC18.24±0.68aA204.50±6.08bB48.88±2.00bA41.15±8.20aAZGC19.47±0.08aA229.61±4.41aA55.70±4.19aA46.25±10.78aANH6.2165.4315.4712.89吸收比例GC5.8465.5215.5313.12ZGC5.5765.6415.6413.15NH0.654.490.790.97吸收速率GC0.795.841.041.29ZGC0.856.561.191.45由表3可见，各生育阶段植株氮的吸收量均表现为再高产模式>高产模式>农户模式，拔节至吐丝期三者之间达到极显著水平，吐丝至乳熟期模式间达到显著水平.从氮的吸收比例来看，播种至拔节期模式间差异较小以农户模式最高，再高产模式最低.拔节期后氮的吸收量占生育期总吸收量的比例同氮的吸收量变化趋势相同，均表现再高产模式>高产模式>农户模式.氮素吸收速率变化趋势与氮的吸收量相同为再高产模式>高产模式>农户模式，且峰值均出现在拔节期至吐丝期.综合三项指标来看，拔节期后均表现为再高产、高产模式高于农户模式，说明氮素后移有利于春玉米对氮的吸收.

2.1.3植株氮积累动态表4玉米植株氮积累量变化动态

Table4DynamicchangesofAccumulationofNindifferentgrowthanddevelopmentalstagesofmaize（kg/hm2）模式V6VTR3R6NH14.91±0.11aA171.94±3.04cC209.29±4.84cB240.38±10.13cBGC18.24±0.68aA222.74±5.64bB271.62±11.35bA312.77±15.30bAZGC19.47±0.08aA249.09±4.33aA304.78±20.82aA351.04±27.36aA由表4可见，随着生育期的推移各模式春玉米植株氮积累量均呈现逐渐增加的趋势.同一生育时期内模式间春玉米氮积累量以再高产模式最大，高产模式次之，农户模式最小，且吐丝期、乳熟期、成熟期模式间差异均达到显著水平.从增长幅度来看，模式间以农户模式最小并随着生育期的推移逐渐变小，这主要是由于农户模式施氮量小且施氮时期较早，到生育后期可供吸收利用的氮已消耗殆尽.高产及再高产模式增长幅度均高于农户模式，且以再高产最大.

2.1.4成熟期器官氮分配比例表5玉米成熟期器官氮分配比例

Table5DistributionproportionofNinfullmaturestageofmaize（%）模式叶茎穗轴籽粒根合计NH13.22aA22.83aA1.71aA58.87bB3.37aA100GC13.18aA17.18bA1.67aA64.28aAB3.70aA100ZGC12.32aA15.91bA1.65aA67.78aA2.33aA100由表5可见，春玉米成熟期氮分配比例以籽粒最大，其次是茎、叶，穗轴最小.模式间籽粒的氮分配比例为再高产模式>高产模式>农户模式，其中再高产、高产模式与农户模式差异达到显著水平.其它器官（根部除外）氮分配比例均以农户模式最高，模式间的差异（除茎中氮分配比例再高产、高产模式与农户模式差异达到显著水平外）均未达到显著水平.说明高产和再高产模式更有利于营养器官积累的氮向籽粒转移.根部氮分配比例以高产模式最高，再高产模式最低，模式间差异不显著.

2.2氮收获指数、养分利用效率及氮肥偏生产力表6玉米氮收获指数、养分利用效率及氮肥偏生产力

Table6Harvestindex（NHI）,NUtilizationEfficiency（NUE）andNpartialfactorproductivity（NPFP）ofmaize模式实测产量NHI(%)NUE(kg.kg-1)NPFP(kg.kg-1)NH11.198cB60.94bB46.64aA44.61aAGC14.647bA66.75aA46.91aA48.82aAZGC15.510aA69.40aA44.33bB35.25bB由表6可见，玉米氮收获指数以再高产模式最大，高产模式次之，农户模式最小，且再高产、高产模式与农户模式之间差异达到显著水平.受施氮量的影响，氮素养分利用效率的变化趋势与氮收获指数不同，模式间以高产模式最大，农户模式次之，再高产模式最小，再高产模式与高产模式、农户模式差异达到显著水平.氮肥偏生产力变化趋势与氮素养分利用效率变化趋势相同，为高产模式＞农户模式＞再高产模式，其中再高产模式显著低于高产模式、农户模式.说明生产中施用过多的氮肥虽然有利于提高氮收获指数，但对氮素养分利用效率、氮肥偏生产力是不利的，造成了肥料的浪费.

3结论

玉米植株体内的氮含量总体上随生育期的推移而降低，相同一生育时期内，植株地上部分氮含量均表现为再高产模式>高产模式>农户模式，其中吐丝期三者间差异达到极显著水平.玉米单位面积阶段性氮的吸收量和吸收速率均以再高产栽培模式＞高产栽培模式＞农户栽培模式；吐丝后氮的吸收量占生育期总吸收量的比例以再高产栽培模式＞高产栽培模式＞农户栽培模式.植株氮的阶段性积累量随生育期的推移呈现逐渐增加的趋势.同一生育时期内模式间氮积累量以再高产模式最大，高产模式次之，农户模式最小，且吐丝期、乳熟期、成熟期模式间差异均达到显著水平.成熟期籽粒中氮的分配比例再高产栽培模式与高产栽培模式差异不显著，但二者均显著高于农户模式，其他各器官（根部除外）氮分配比例均以农户模式最高.氮收获指数为再高产栽培模式＞高产栽培模式＞农户栽培模式，氮素养分利用效率及氮肥偏生产力均为高产栽培模式＞农户栽培模式＞再高产栽培模式.试验结果表明，农户栽培模式因氮素不足而影响玉米生长和产量，再高产栽培模式虽然产量高，但因氮肥过量而造成肥料的浪费，高产栽培模式是本地区春玉米高产的适宜栽培模式.