黄淮海夏玉米一次性施肥技术效应研究

杨岩，谭德水，江丽华, 3，郭建华，孙克刚，徐钰，石璟，王梅，刘兆辉



黄淮海夏玉米一次性施肥技术效应研究

杨岩1,2，谭德水1，江丽华1, 3，郭建华4，孙克刚5，徐钰1，石璟1，王梅1，刘兆辉6

（1山东省农业科学院农业资源与环境研究所/山东省植物营养与肥料重点实验室，济南 250100；2农业部废弃物基质化利用重点实验室，济南 250100；3农业部山东耕地保育科学观测实验站，济南 250100；4北京市农林科学院北京农业信息技术研究中心，北京 100097；5河南省农业科学院 植物营养与资源环境研究所/河南省农业生态与环境重点实验室，郑州 450002；6山东省农业科学院，济南 250100）

【目的】研究一次性施肥技术对黄淮海夏玉米产量、肥料利用效率和经济效益的影响，为黄淮海夏玉米区实现减肥增效、节本增收及轻简化生产技术的筛选提供理论依据。【方法】2015年和2016年在河北、河南、山东三省选择8个试验地点进行控释氮肥随夏玉米播种一次性施用大田试验。与普通氮肥分次施用（习惯施肥（FP）和优化施肥（OPT））对比，通过设置控释氮肥等量投入（CRFA）、减量20%控释氮肥投入（CRFA80%N、CRFB80%N和CRFC80%N），研究一次性施肥技术对黄淮海夏玉米经济效益的影响，并验证一次性施肥技术的减量施氮可行性。【结果】（1）与农民习惯施肥（FP）相比，一次性施肥处理对黄淮海区夏玉米株高、穗部性状和两年的平均产量均无显著影响，氮肥农学效率和表观利用率虽有所提高，但未达显著性差异；但一次性减氮施肥处理较FP处理，氮肥偏生产力显著提高了33.85%以上（＜0.05）。此外，CRFA、CRFA80%N、CRFB80%N和CRFC80%N处理相比农民习惯施肥（FP），每季平均节氮量分别为8.15、50.65、50.65、50.65 kg N·hm-2，增加纯收入927.40元/hm2以上。（2）除CRFA处理外，其余一次性施肥处理的硝态氮量均显著低于习惯施肥处理（FP）；一次性减氮施肥处理（CRFA80%N、CRFB80%N、CRFC80%N）0—90 cm土层NO3--N含量显著低于优化施肥处理（OPT）（＜0.05）。【结论】一次性施肥技术实现了黄淮海夏玉米的轻简化施肥，提高了氮肥的利用效率，能够在保证稳产增产的前提下，实现氮肥的减量施用；推荐减少20%氮用量的CRFA施肥模式在黄淮海夏玉米生产上一次性施用。

黄淮海；夏玉米；一次性施肥；减肥；增效

0 引言

【研究意义】黄淮海地区是我国最大的夏玉米主产区，产量约占全国的35%[1]，但由于长期不合理施肥，造成养分利用效率降低，在浪费资源的同时加重了环境的负担[2-3]。近年来，随着劳动力成本的提高，夏玉米一次性施肥已为越来越多的学者所推崇[4-6]。开展黄淮海夏玉米一次性施肥应用效果研究，能够为黄淮海区夏玉米生产实现稳产增产，提高养分利用率，及保障国家粮食安全提供理论基础和数据参考。【前人研究进展】已有研究表明缓/控释氮肥因具有养分释放与作物吸收同步的特点，对提高玉米产量、品质和氮肥利用率有较好的作用[7-10]，因此成为了一次性施肥技术中的重要环节。而夏玉米对氮肥敏感，且耐肥性强，施氮增产效果显著，合理施用氮肥能有效提高夏玉米产量和氮肥利用率，减轻环境压力[11-13]。【本研究切入点】黄淮海夏玉米区内针对一次性施肥方式对玉米产量、氮肥效应及氮素平衡影响的研究虽已有一定报道[5,10,14-16]，但研究地块的面积有限，区域代表性较小，对于一次性施肥在整个黄淮海夏玉米区的应用效果评价缺乏代表性。为此，笔者连续2年在河北、河南、山东3省的8个试验点进行了一次性施肥技术对夏玉米生长状况、产量、氮素利用率及0—90 cm土层硝态氮含量分布的影响研究。【拟解决的关键问题】旨在摸清一次性施肥在黄淮海区夏玉米上的应用效应，以期为黄淮海夏玉米区合理施肥、实现轻简化栽培等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2015年和2016年在黄淮海夏玉米主产区的河北、河南和山东3省的8处试验点进行。该区属暖温带半湿润性季风气候，气温高，蒸发量大，无霜期170—220 d，降雨量丰富，夏季降雨量占全年70%以上。地下水资源丰富，灌溉条件好。试验点土壤类型及基本养分含量见表1。

1.2 试验设计

试验共设7个处理，分别为：（1）不施氮、只施磷钾肥处理（N0PK）；（2）习惯施肥，根据各地前期调研得出具体的氮磷钾用量（FP）；（3）优化施肥，根据玉米需肥规律及当地土壤供肥能力对施肥量进行优化（OPT）；（4）控释肥A替代OPT处理中的氮肥，且氮磷钾施肥量与OPT处理相同（CRFA）；（5）CRFA处理氮肥减施20%（CRFA80%N）；（6）控释肥B替代CRFA80%N中的控释肥A（CRFB80%N）；（7）控释肥C替代CRFA80%N中的控释肥A （CRFC80%N）。3次重复，随机区组排列。试验用控释肥A为山东省农业资源与环境研究所研制的水基树脂包膜的控释尿素，膜可生物降解，含N 44%，控释期为30 d；控释肥B为金正大公司生产的热固性有机树脂包膜尿素，含N 29%，控释期为60 d；控释肥C为山东省农业资源与环境研究所研制的水基树脂包膜的控释尿素，膜可生物降解，含N 44%，控释期为45 d。其余肥料均由市场购置：氮肥为尿素（含N 46%），磷肥为过磷酸钙（含P2O512%）、钾肥为氯化钾（含K2O 60%）。

表1 各试验点土壤类型及养分指标

不同试验点各处理氮磷钾施用量如表2所示。磷钾肥全部一次性底施，大喇叭口期对FP和OPT处理追施氮肥。各试验点试验期内均采用高产玉米栽培的管理方法，玉米品种和种植密度均按照当地高产栽培技术推荐。播种时间为6月上旬，在玉米达到生理成熟、乳线完全消失时收获，收获时间在10月初。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 植株性状、茎秆特征及土样采集 收获前去掉两侧边行各1行及小区两端各去掉1 m为收获区，选取连续10株，测量株高，计算平均值；另连续取选20穗考种，调查穗长、穗行数、穗粒数、行粒数和百粒重等。收获中间2行植株样品，分别装入尼龙网袋，晒干脱粒称重，以含水量14%的重量折算产量[5]。

收获植株样品时，采集0—30、30—60、60—90 cm剖面新鲜土样，土壤样品由低温保鲜箱保存，带回实验室测定土壤残留硝态氮含量。

1.3.2 植株、籽粒养分及土壤硝态氮含量 收获时，连续取5株植株样品，分为籽粒、茎、叶和其他，计算各器官生物量，并烘干粉碎，测定各器官氮含量及其累积量，计算氮肥利用效率。采用浓H2SO4-H2O2消煮-蒸馏定氮法[17]分析植株各部分全氮含量。土壤样品硝态氮含量测定采用2 mol·L-1KCl溶液振荡提取后，利用连续流动分析仪进行测定。

1.3.3 有关指标计算和统计方法

变异系数[18]（CV）=标准差/均值 （1）

氮肥农学效率（NAE，kg·kg-1）=（施氮区籽粒产量－不施氮区籽粒产量）/施氮量[19]（2）

氮肥表观利用率（NRE，%）=（施氮区植株地上部养分吸收量-不施氮区植株地上部养分吸收量）/施氮量×100[20]（3）

氮肥偏生产力（PFPN，kg·kg-1）= 籽粒产量/施氮量[5]（4）

氮素需求量（ANA，kg·t-1）=植株地上部分氮素养分积累量/产量[5]（5）

养分积累量（kg·hm-2）=（非收获物干重×非收获物氮素含量）+（收获物干重×收获物氮素含量）[5]（6）

表2 各试验点施肥情况

1.4 数据统计分析

采用Excel 2010和SAS 8.1 软件进行数据处理和统计分析。

2 结果

2.1 一次性施肥对黄淮海区夏玉米株高及穗部性状的影响

表3所示数据为2015年和2016年8个试验点相关指标的平均值。与不施氮肥处理（N0PK）相比，2015年和2016年其余各处理施用氮肥后使夏玉米的株高、穗长、穗粗分别增加17.47%、21.81%、8.60%和16.28%、21.34%、11.22%以上，均达显著性差异水平（＜0.05），但对秃尖长无显著影响；此外，一次性施肥的CRFA、CRFA80%N、CRFB80%N、CRFC80%N处理与FP、OPT处理的各项指标均无显著差异，表明一次性施肥技术对黄淮海区夏玉米长势及外观性状无显著影响。

2.2 一次性施肥对黄淮海区夏玉米产量及其构成因素的影响

从表4可以看出，一次性施肥处理和OPT处理与FP处理相比，在穗粒数和百粒重上并无显著差异。2016年，FP和OPT处理的百粒重较N0PK处理显著增加9.20%和9.69%（＜0.05），但与一次性施肥技术各处理无显著差异；与N0PK处理相比，各处理的平均产量均有较大幅度增产，除2015年的CRFC80%N处理外，其余处理在2年试验期内的增产效果稳定且显著（＜0.05）。各处理两年的产量变异系数均保持在0.20左右，说明各试验点不同处理间的产量稳定性较好，但各处理2016年的产量变异系数较2015年均有所增加，可能与山东桓台县生态与可持续发展试验站和河北农科院大河试验站玉米成熟期时当地阴雨天气较多而整体减产有关。与FP处理相比，CRFA处理2年的平均增产率最高，达7.91%，且2016年各一次性施肥技术处理的增产率较2015年均有较大提高，表明一次性施肥技术对于黄淮海区夏玉米的稳产增产效应明显。

表3 不同处理对夏玉米株高及穗部性状的影响

同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平。下同

Values followed by different letters in a column are significant among the treatments at the 5% level. The same as below

由于黄淮海夏玉米种植区内的气温、降水等气候环境因素存在较大差异，一次性施肥技术在不同土壤类型上对夏玉米平均产量水平影响变异较大（表5）。在棕壤上，除CRFC80%N外，其余一次性施肥处理较FP处理均表现出较好的稳产增产效果，其中CRFA处理的增产率最高，达12.74%；在褐土上，仅CRFA处理出现稳产增产效果，其中在砂姜黑土上的增产率为7.17%，达显著性水平（＜0.05）；在潮土上，一次性施肥处理均表现出较好的增产效果，其中CRFC80%N的增产率显著高于FP处理（＜0.05），达11.66%；一次性施肥处理在砂姜黑土上未表现出明显的稳产增产效果。利用一次性施肥技术的4个处理中，CRFA和CRFA80%N处理在不同土壤类型上均表现出较好的稳产增产效果，说明控释肥A对于黄淮海夏玉米区不同土壤类型的适应性相对较好，能够作为黄淮海夏玉米区轻简化施肥技术的推荐备选措施。

表4 不同处理对试验期内夏玉米产量及其构成因素的影响

表5 不同处理对不同土壤类型夏玉米产量的影响

2.3 一次性施肥对黄淮海区夏玉米氮肥利用效率的影响

由表6可知，与FP处理相比，一次性施肥技术在试验期内，对黄淮海区夏玉米的氮肥农学效率、氮肥表观利用率及氮素吸收量均表现出一定程度的提高趋势，但未达显著性差异水平。在氮肥偏生产力上，一次性施肥技术的各处理亦表现出较明显的增长趋势，其中一次性减氮施肥处理在2年的试验期内均显著提高了氮肥偏生产力（＜0.05），CRFA80%N、CRFB80%N和CRFC80%N处理在2015年和2016年分别较FP处理增加32.15%、31.27%、27.55%和40.94%、36.43%、45.45%，平均提高达33.85%。因此，一次性减氮施肥技术能够在实现黄淮海区夏玉米轻简化管理的同时，显著提高氮肥偏生产力，明显提高氮肥利用率。

2.4 一次性施肥对黄淮海区夏玉米0-90cm土壤NO3--N含量的影响

图1为各试验点不同处理2016年夏玉米收获时0—90 cm土层NO3--N含量平均值分布情况。由图可知，0—30 cm土层，CRFA和FP处理的硝态氮含量显著高于其余处理（＜0.05），分别达18.00和17.40 mg·kg-1。0—90 cm土层范围内，除CRFA处理外，其余处理的硝态氮量均显著低于FP处理，此外，OPT处理的土壤NO3--N含量显著高于一次性减氮施肥处理（＜0.05），达9.16 mg·kg-1。

表6 不同处理夏玉米氮肥利用效率

图1 不同处理对0—90 cm土层硝态氮含量的影响

2.5 一次性施肥技术经济效益分析

不同处理经济效益分析如表7所示，一次性施肥技术处理的夏玉米产值较FP处理均不同程度提高，其中CRFA处理的产值最高，达14 444.92 元/hm2，且由于其为一次性施肥，省去了后期追肥900 元/hm2的人工费，因此其收益亦高于其他处理，较FP处理增收1 772.61元/hm2，说明一次性减量施肥能够减少追肥人工投入，增加农民纯收入。此外，CRFA80%N和CRFA处理的收益均高于OPT处理，CRFB80%N和CRFC80%N处理则略低于OPT处理，说明控释肥A在黄淮海夏玉米区的整体适应性相对较好，且CRFA80%N处理可作为农民增收的推荐施肥技术。

表7 不同处理经济效益分析

各处理成本核算依据如下：玉米价格按1.60元/kg计；普通肥料N按3.91元/kg计，控释氮A、B和C按较普通氮分别增加1.30、2.17和1.50元/kg N计；追肥劳动力价格按900元/hm2计（只有FP和OPT有追肥用工）

The cost accountings are as follows: The price of maize is calculated by 1.60 yuan/kg; Common urea fertilizer price is 3.91 yuan/kg, and controlled release nitrogen fertilizer A (CRFA) is1.30 yuan/kg N higher than urea, B(CRFB) is 2.17 yuan/kg N higher than urea, and C (CRFC) is 1.50 yuan/kg N higher than urea; The price of labor for topdressing is 900 yuan/hm2(only treatments of FP and OPT need additional employment in topdressing)

3 讨论

氮素是夏玉米生长所必需的重要元素[21]，也是夏玉米产量形成的重要限制因子[22]，氮肥施用不当，不但容易造成作物减产和氮肥利用率下降，还会引发一系列的环境问题[23-25]。近年来，在提高化肥利用率方面，国内已有一些成果报道，如氮肥深施、平衡施肥、以水带肥、腐殖酸配施等技术[21,26-27]，但在提高肥料利用率的同时，显著增加玉米产量的能力仍有待进一步提高[28]。研究表明，作物生育期内干物质的积累是产量形成的基础，干物质积累的水平决定了最终籽粒产量的高低[29-31]。玉米的干物质生产主要来自叶片的光合作用[32]。生育后期干物质积累多，说明花后光合生产能力强[33]。周宝元等[34]研究发现，与常规施肥处理比，施用缓释肥明显改善了玉米的光合性能，使植株开花后仍然保持较高的叶面积指数和光合速率，且下降缓慢，有利于生产更多的光合产物，此外，缓/控释肥根据玉米生长特性进行选择性释放，显著提高花后土壤氮素的供应能力[9]，从而改善后期光合性能，延缓了叶片衰老[35]。因此，施用缓/控释肥料是提高作物产量和肥料利用率的重要手段和方法[34,36]。研究表明，与等氮量的常规施肥相比，缓控释氮肥在不同地区不同土壤对玉米均有不同程度的增产[5,37-38]，与本试验一次性施肥技术中施用缓/控释氮肥的结果相吻合。由此可知，夏玉米底肥一次性施用缓/控释肥能满足夏玉米全生育期养分需求，节约追肥成本，从而实现轻简化生产。

本试验条件下，2016年夏玉米收获时，OPT处理0—90 cm土层中NO3--N含量显著低于等施氮量的CRFA处理（图1），这可能是OPT处理的氮肥非一次性施入，减少了淋溶等损失比例，并在一定程度上提高了氮肥利用效率（表6），从而减少了土壤中NO3--N的累积。而CRFA处理的养分释放相对较慢，能够明显减少肥料氮的损失[38]，在氮肥吸收量基本相当的情况下（表6），势必有可能造成土壤残留氮含量的升高。因此，在计算后茬作物的施肥量时应考虑土壤中残留氮的供肥能力，否则长此以往，势必会增加对大气和地下水环境的污染风险[38]。一次性减氮施肥处理在保证稳产增产、减少土壤NO3--N的累积，提高氮素利用效率和农民收入方面均有良好的表现，其中CRFA80%N和CRFB80%N的表现尤为稳定。

本试验期内，优化施肥和一次性施肥技术处理的氮肥利用率均较农民习惯处理有所提高，与王宜伦等[5]提出的减低施氮量可有效提高氮肥利用效率的结论相一致，但如何在保证稳产增产及保持土壤地力或培肥土壤的前提下，进一步提高氮肥利用效率，优化节约用肥仍需要进行深入的研究。

4 结论

黄淮海夏玉米底肥一次性施用缓/控释氮肥对夏玉米的生长状况和产量影响效果并不显著，但在黄淮海夏玉米区内的棕壤、潮土和砂姜黑土上表现出较好的稳产增产效果，较好地满足了夏玉米生育后期对氮素的吸收利用，提高了产量和氮肥偏生产力，其中CRFA和CRFA80%N处理在黄淮海夏玉米区不同土壤类型上均表现出较好的稳产增产效果，平均增产率分别为7.91%和4.64%。

采用夏玉米专用缓/控释肥一次性施用，避免了夏玉米生育后期的追肥，节约了追肥人工成本，实现了黄淮海夏玉米轻简化和高效施肥的目的。其中一次性减量施用氮肥处理能够保证黄淮海夏玉米的稳产增产，并有效提高氮素利用效率，其中氮肥偏生产力较FP处理显著提高33.85%。从配合国家化肥使用量零增长以及化肥减量施用政策考虑，推荐减少20%氮用量的CRFA施肥模式在黄淮海夏玉米生产上一次性施用。

致谢：各试验点及当地农业科学院相关人员对本试验的田间管理及样品采集均做了大量的工作，特此感谢！

[1] 魏珊珊. 增密减氮对高产夏玉米产量形成的影响及生理机制研究[D]. 泰安: 山东农业大学, 2016.

WEI S S. Effects of increasing planting density and decreasing nitrogen rate on yield formation of summer maize and its physiological mechanisms [D]. Taian: Shandong Agricultural University, 2016. (in Chinese)

[2] 李红莉, 张卫峰, 张福锁, 杜芬, 李亮科. 中国主要粮食作物化肥施用量与效率变化分析. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(5) : 1136- 1143.

LI H L, ZHANG W F, ZHANG F S, DU F, LI L K. Chemical fertilizer use and efficiency change of main grain crops in China., 2010, 16(5): 1136-1143. (in Chinese)

[3] TNERTON F S, JOSEPH G L. Crop grain yield response to crop ration and nitrogen over 35 years., 2008, 100: 643-650.

[4] 展茗, 赵明, 刘永忠, 徐尚忠. 湖北省玉米产需矛盾及提升玉米生产科技水平对策. 湖北农业科学, 2010, 49(4): 802-806.

ZHAN M, ZHAO M, LIU Y Z, XU S Z. Enhance maize production technology, alleviate the contradiction between production and demands of maize in Hubei province., 2010, 49(4): 802-806. (in Chinese)

[5] 王宜伦, 李潮海, 谭金芳, 韩燕来, 张许. 超高产夏玉米植株氮素积累特征及一次性施肥效果研究. 中国农业科学, 2010, 43(15): 3151-3158.

WANG Y L，LI C H，TAN J F, HAN Y L, ZHANG X. Studies on plant nitrogen accumulation characteristics and the effect of single application of base fertilizer on super-high-yield summer maize., 2010, 43(15): 3151-3158. (in Chinese)

[6] 高强, 李德忠, 黄立华, 朴成学, 汪娟娟. 吉林玉米带玉米一次性施肥现状调查分析. 吉林农业大学学报, 2008, 30(3): 301-305.

GAO Q, LI D Z, HUANG L H, PIAO C X, WANG J J. Investigation of present situation on single fertilization for maize in Jilin maize belt., 2008, 30(3): 301-305. (in Chinese)

[7] 张民, 杨越超, 宋付朋, 史衍玺. 包膜控释肥料研究与产业化开发. 化肥工业, 2005, 32(2): 7-12.

ZHANG M, YANG Y C, SONG F P, SHI Y X. Study and industrialized development of coated controlled release fertilizers., 2005, 32(2): 7-12. (in Chinese)

[8] 马丽, 张民, 陈剑秋, 孔凡美, 杨越超. 包膜控释氮肥对玉米增产效应的研究. 磷肥与复肥, 2006, 21(4): 12-14.

MA L, ZHANG M, CHEN J Q, KONG F M, YANG Y C. Effect of coated controlled release nitrogen fertilizer on yield increase of corn., 2006, 21(4): 12-14. (in Chinese)

[9] 邵国庆, 李增嘉, 宁堂原, 张民, 焦念元, 韩宾, 白美, 李洪杰. 灌溉和尿素类型对玉米氮素利用及产量和品质的影响. 中国农业科学, 2008, 41(11): 3672-3678.

SHAO G Q, LI Z J, NING T Y, ZHANG M, JIAO N Y, HAN B, BAI M, LI H J. Effects of irrigation and urea types on N utilization, yield and quality of maize., 2008, 41(11): 3672-3678. (in Chinese)

[10] 易镇邪, 王璞. 包膜复合肥对夏玉米产量、氮肥利用率与土壤速效氮的影响. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(2): 242-247.

YI Z X, WANG P. Effect of coated compound fertilizer on yield, nitrogen use efficiency and soil available nitrogen in summer maize., 2007, 13(2): 242-247. (in Chinese)

[11] MOSISA W, MARIANNE B, GUNDA S, DENNIS F, ALPHA O D, WALTER J H. Nitrogen uptake and utilization in contrasting nitrogen efficient tropical maize hybrids., 2007, 47: 519-528.

[12] PRESTERL T, GROH S, LANDBECK M, SEITZ G, SCHMDT W, GEIGER H H. Nitrogen uptake and utilization efficiency of European maize hybrids developed under conditions of low and high nitrogen input., 2002, 121: 480-486.

[13] NYIRANEZA J, DAYEGAMIYE A N, CHANTIGNY M H, LAVERDIERE M R. Variations in corn yield and nitrogen uptake in relation to soil attributes and nitrogen availability Indices., 2009, 73: 317-327.

[14] 王宜伦, 李潮海, 何萍, 金继运, 韩燕来, 张许, 谭金芳. 超高产夏玉米养分限制因子及养分吸收积累规律研究. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3): 559-566.

WANG Y L, LI C H, HE P, JIN J Y, HAN Y L, ZHANG X, TAN J F. Nutrient restrictive factors and accumulation of super-high-yield summer maize., 2010, 16(3): 559-566. (in Chinese)

[15] 王永军, 王空军, 董树亭, 胡昌浩, 张吉旺, 刘鹏. 氮肥用量、时期对墨西哥玉米产量及饲用营养品质的影响. 中国农业科学, 2005, 38(3) :492-497.

WANG Y J, WANG K J, DONG S T, HU C H, ZHANG J W, LIU P. Effects of different nitrogen application strategies on yield and forage nutritive quality of., 2005, 38(3): 492-497. (in Chinese)

[16] 王启现, 王璞, 申丽霞, 王秀玲, 张红芳, 翟志席. 施氮时期对玉米土壤硝态氮含量变化及氮盈亏的影响. 生态学报, 2004, 24(8): 1582-1588.

WANG Q X, WANG P, SHEN L X, WANG X L, ZHANG H F, ZHAI Z X. Effect of nitrogen application time on dynamics of nitrate content and apparent nitrogen budget in the soil of summer maize fields., 2004, 24(8): 1582-1588. (in Chinese)

[17] 鲍士旦. 土壤农化分析. 北京: 中国农业出版社, 2000: 30-33, 56-57, 81-83, 106-107.

BAO S D.Beijing: China Agricultural Press, 2000: 30-33, 56-57, 81-83, 106-107. (in Chinese)

[18] 陈家法, 陈隆升, 涂佳, 高定军. 长期施肥对油茶林产果量及土壤地力可持续性的影响. 中南林业科技大学学报, 2017, 37(7): 59-65.

CHEN J F, CHEN L S, TU J, GAO D J. Effect of long-term fertilization on yield and soil fertility sustainability of., 2017, 37(7): 59-65. (in Chinese)

[19] 栗丽, 洪坚平, 王宏庭, 谢英荷, 张璐, 邓树元, 单杰, 李云刚. 施氮与灌水对夏玉米土壤硝态氮积累、氮素平衡及其利用率的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(6): 1358-1365.

LI L, HONG J P, WANG H T, XIE Y H, ZHANG L, DENG S Y,SHAN J, LI Y G. Effects of nitrogen application and irrigation on soil nitrate accumulation, nitrogen balance and use efficiency in summer maize., 2010, 16(6): 1358-1365. (in Chinese)

[20] 鲁艳红, 聂军, 廖育林, 周兴, 王宇, 汤文光. 氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及土壤平衡的影响. 植物营养与肥料学报，2018, 24(1): 95-104.

LU Y H, NIE J, LIAO Y L, ZHOU X, WANG Y, TANG W G. Effects of urease and nitrification inhibitor on yield, nitrogen efficiency and soil nitrogen balance under double-rice cropping system., 2018, 24(1): 95-104. (in Chinese)

[21] 裴瑞杰, 袁天佑, 王俊忠, 胡娜, 李雅男. 施用腐殖酸对夏玉米产量和氮效率的影响. 中国农业科学, 2017, 50(11): 2189-2198.

PEI R J, YUAN T Y, WANG J Z, HU N, LI Y N. Effects of application of humic acid on yield, nitrogen use efficiency of summer maize.2017, 50(11): 2189-2198. (in Chinese)

[22] CASSMAN K G. Ecological intensification of cereal production systems: Yield potential, soil quality, and precision agriculture., 1999, 96(11): 5952-5959.

[23] 李燕青, 唐继伟, 车升国, 温延臣, 孙文彦, 赵秉强. 长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N2O 和CO2排放的影响. 中国农业科学, 2015, 48(21): 4381-4389.

LI Y Q, TANG J W, CHE S G, WEN Y C, SUN W Y, ZHAO B Q. Effect of organic and inorganic fertilizer on the emission of CO2and N2O from the summer maize field in the North China Plain., 2015, 48(21): 4381-4389. (in Chinese)

[24] HE P, LI S T, JIN J Y, WANG H T, LI C J, WANG Y L, CUI R Z. Performance of an optimized nutrient management system for double-cropped wheat-maize rotations in North-central China., 2009, 101(6): 1489-1496.

[25] JU X T, XING G X, CHEN X P, ZHANG S L, ZHANG L J, LIU X J, CUI Z L, YIN B, CHRISTIE P, ZHU Z L, ZHANG F S. Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems.,2009, 106(9): 3041-3046.

[26] 闫湘, 金继运, 何萍, 梁鸣早. 提高肥料利用率技术研究进展. 中国农业科学, 2008, 41(2): 450-459.

YAN X, JIN J Y, HE P, LIANG M Z. Recent advances in technology of increasing fertilizer use efficiency., 2008, 41(2): 450-459. (in Chinese)

[27] 朱菜红, 沈其荣, 徐阳春. 配施有机肥提高化肥氮利用效率的微生物作用机制研究. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(2): 282-288.

ZHU C H, SHEN Q R, XU Y C. Microbial mechanism on enhancement of inorganic fertilizer use efficiency for combined use of inorganic and organic fertilizers.2010, 16(2): 282-288. (in Chinese)

[28] CUI Z L, CHEN X P, MIAO Y X, ZHANG F S, SUN Q P, SCHRODER J, ZHANG H L, LI J L, SHI L W, XU J F, YE Y L, LIU C S, YANG Z P, ZHANG Q, HUANG S M, BAO D J. On-farm evaluation of the improved soil Nmin-based nitrogen management for summer maize in North China Plain., 2008, 100: 517-525.

[29] FAGERIA N K, BALIGAR V C, CLARK R B.. Food Products Press. An Imprint of the Haworth Press, Inc. New York, London, Oxford, 2005: 72-82.

[30] HOU P, GAO Q, XIE R Z, LI S K, MENG Q F, KIRKBY E A, RMHELD V, MÜLLER T, ZHANG F S, CUI Z L, CHEN X P. Grain yields in relation to N requirement: Optimizing nitrogen management for spring maize grown in China., 2012, 129(1): 1-6.

[31] DING L, WANG K J, JIANG G M, LIU M Z, NIU S L, GAO L M. Post-anthesis changes in photosynthetic traits of maize hybrids released in different years., 2005, 93(1): 108-115.

[32] 黄振喜, 王永军, 王空军, 李登海, 赵明, 柳京国, 董树亭, 王洪军, 王军海, 杨今胜. 产量15 000 kg·ha-1以上夏玉米灌浆期间的光合特性. 中国农业科学, 2007, 40(9): 1898-1906.

HUANG Z X, WANG Y J, WANG K J, LI D H, ZHAO M, LIU J G, DONG S T, WANG H J, WANG J H, YANG J S. Photosynthetic characteristics during grain filling stage of summer maize hybrids with high yield potential of 15000 kg·ha-1., 2007, 40(9): 1898-1906. (in Chinese)

[33] 戴明宏, 赵久然, 杨国航, 王荣焕, 陈国平. 不同生态区和不同品种玉米的源库关系及碳氮代谢. 中国农业科学, 2011, 44(8): 1585-1595.

DAI M H, ZHAO J R, YANG G H, WANG R H, CHEN G P. Source-sink relationship and carbon-nitrogen metabolism of maize in different ecological regions and varieties., 2011, 44(8): 1585-1595. (in Chinese)

[34] 周宝元, 孙雪芳, 丁在松, 马玮, 赵明. 土壤耕作和施肥方式对夏玉米干物质积累与产量的影响. 中国农业科学, 2017, 50(11): 2129-2140.

ZHOU B Y, SUN X F, DING Z S, MA W, ZHAO M. Effect of tillage practice and fertilization on dry matter accumulation and grain yield of summer maize.,2017, 50(11): 2129-2140. (in Chinese)

[35] ECHARTE L, ROTHSTEIN S, TOLLENAAR M. The response of leaf photosynthesis and dry matter accumulation to nitrogen supply in an older and a newer maize hybrid., 2008, 48(2): 656-665.

[36] 闫湘, 金继运, 何萍, 梁鸣早. 提高肥料利用率技术研究进展. 中国农业科学, 2008, 41(2): 450-459.

YAN X, JIN J Y, HE P, LIANG M Z. Recent advances in technology of increasing fertilizer use efficiency., 2008, 41(2): 450-459. (in Chinese)

[37] ZHENG W K, ZHANG M, LIU Z G, ZHOU H Y, LU H, ZHANG W T,YANG Y C, LI C L, CHEN B C. Combining controlled- release urea and normal urea to improve the nitrogen use efficiency and yield under wheat-maize double cropping system., 2016, 197: 52-62.

[38] 周丽平, 杨俐苹, 白由路, 卢艳丽, 王磊. 夏玉米施用不同缓释化处理氮肥的效果及氮肥去向. 中国农业科学, 2018, 51(8): 1527-1536.

ZHOU L P, YANG L P, BAI Y L, LU Y L, WANG L. Effects of different slow-released nitrogen fertilizers on summer maize and nitrogen fate in the field., 2018, 51(8): 1527-1536. (in Chinese)

（责任编辑 李云霞，赵伶俐）

The Effects of One-off Fertilization of Summer Maize in Huang-Huai-Hai Region

YANG Yan1,2, TAN DeShui1, JIANG LiHua1, 3, GUO JianHua4, SUN KeGang5, XU Yu1, SHI Jing1, WANG Mei1, LIU ZhaoHui6

(1Institute of Agricultural Resources and Environment, Shandong Academy of Agricultural Sciences/Shandong Province Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer, Jinan 250100;2Key Laboratory of Wastes Matrix Utilization, Ministry of Agriculture, Jinan 250100;3Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Shandong), Ministry of Agriculture, Jinan 250100;4Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097;5Institute of Plant Nutrition, Agricultural Resources and Environmental Science, Henan Academy of Agricultural Science/Henan Key Laboratory of Agricultural Eco-Environment, Zhengzhou 450002;6Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100)

【Objective】In order to provide a theoretical basis for the selection of simplified production techniques, to realize the fertilizer reduction and increasing efficiency, saving cost and increasing income in Huang-Huai-Hai region, the effects of one-off fertilization on the yield, nitrogen use efficiency and economic effects of summer maize were studied.【Method】The field experiments of one-off application of controlled release nitrogen fertilizer on maize was carried out in 8 test points selecting from Hebei, Henan and Shandong province from 2015 to 2016, the economic effects of one-off fertilization on summer maize in Huang-Huai-Hai region were studied to verify the feasibility of the nitrogen reduction of one-off fertilization. the one-off fertilization treatments of CRFA (the amount of nitrogen input in controlled release nitrogen fertilizer was equivalent to OPT treatment), CRFA80%N, CRFB80%N and CRFC80%N (with the amount of nitrogen input in controlled release nitrogen fertilizer was 20% reduction) were set to compare with the multiple application of common nitrogen fertilizer (FP treatment and OPT treatment).【Result】(1) Compared with FP treatment, the one-off fertilization had no significant effect on plant height, ear characters, and the average value of 2 years’ yield of summer maize in Huang-Huai-Hai region, even though the N agronomic efficiency (NAE) and N recovery efficiency (NER) had been increased; However, partial factor productivity from applied N (PFPN) of one-off reduced fertilization were significantly improved more than 33.85%. Inaddition, there were 8.15, 50.65, 50.65 and 50.65 kg N·hm-2saving of the CRFA, CRFA80%N, CRFB80%N and CRFC80%N treatment in one maize season, respectively. one-off fertilization increased net income more than 927.40 yuan·hm-2. (2) In addition to the CRFA treatment, the NO3--N contents of the remaining treatments of one-off fertilization were significantly lower than FP, and 0-90 cm soil NO3--N content of the treatments of one-off reduced fertilization (CRFA80 % N, CRFB80% N, CRFC80% N) were significantly lower than OPT (＜0.05). 【Conclusion】one-off fertilization realized the simplified fertilization of summer maize in Huang-Huai-Hai region, increased the nitrogen use efficiency, which could realize the fertilizer reduction and ensuring stable yield at the same time. It was recommended that the fertilization mode of controlled released nitrogen with reducing 20% should be applied to the summer maize production in Huang-Huai-Hai region.

Huang-Huai-Hai region; summer maize; one-off fertilization; fertilizer reduction; efficiency increasing

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.009

2018-01-18；

2018-06-25

国家重点研发计划（2018YFD0200600）、农业部行业专项（201303103）、山东省重点研发计划（2016ZDJS08A02）

杨岩，Tel：0531-66659631；E-mail：tornado23@126.com。通信作者江丽华，Tel：0531-66659096；E-mail：jiangli8227@sina.com。通信作者刘兆辉，Tel：0531-66659546；E-mail：liuzhaohui@saas.ac.cn