控释氮肥减施对春玉米产量、氮素吸收及转运的影响

尹彩侠，李前，孔丽丽，秦裕波，王蒙，于雷，刘春光，王立春，侯云鹏



控释氮肥减施对春玉米产量、氮素吸收及转运的影响

尹彩侠，李前，孔丽丽，秦裕波，王蒙，于雷，刘春光，王立春，侯云鹏

（吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部东北植物营养与农业环境重点实验室，长春 130033）

【目的】针对吉林省春玉米区氮肥施用不合理、氮肥利用效率下降的问题，通过田间试验研究控释氮肥较农民习惯用量减施条件下，春玉米的干物质形成与养分需求规律及分配特征，为控释氮肥在吉林省春玉米上的合理施用提供科学依据。【方法】于2013—2014年连续2年在吉林省公主岭市刘房子镇开展试验，供试玉米品种为先玉335，试验共设置了5个施肥处理，分别为不施氮肥（CK），农民习惯施肥（FP），推荐施肥（OPT，较FP减氮25%），控释氮肥1（CRU1，施氮量同OPT），控释氮肥2（CRU2，较FP减氮40%）。通过2年田间定位试验，系统分析了春玉米不同生育期植株生物量和氮素累积以及成熟期的分配特征，并研究了不同施氮处理对玉米产量、氮肥利用效率及氮素转运效率的影响。【结果】不同施氮处理间产量及产量构成因子差异显著，且年际和处理间的交互作用也达到极显著水平。玉米产量并未因施氮量的减少而降低，且有小幅度增产。CRU1处理的玉米产量高于FP处理，两年平均增产4.5%，但与OPT处理产量相比差异并不显著。控释氮肥减量施用提高了氮肥生理效率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥利用率，CRU1处理较FP处理，氮肥生理效率提高了28.5%，氮肥农学利用率提高了4.9 kg·kg-1，氮肥偏生产力提高了18.1 kg·kg-1，氮肥利用率提高了18.4%。春玉米干物质积累量随生育时期的推移呈快-慢-快的积累动态，且年际间变化趋势基本相一致，CRU1处理玉米地上部干物质积累量较FP处理增加了7.7%。控释氮肥适量减施不影响植株后期氮素的累积与分配，还可以提升植株氮素的吸收利用能力，促进花后植株养分的转运效率。CRU1处理玉米地上部氮素累积量较FP处理增加了5.0%，CRU1处理对籽粒的贡献率最高，两年平均为62.1%，较FP处理提高13.3%。【结论】控释氮肥减量25%（180 kg·hm-2）施用不降低玉米产量，还可有效提高植株氮素的转运效率，从而提高氮肥利用率。控释氮肥处理与推荐施肥处理在玉米产量、养分积累和转运以及氮肥利用均无显著性差异，相对农民习惯处理有显著性提高。

春玉米；控释氮肥；减量施用；产量；氮素累积

0 引言

【研究意义】东北春玉米区是我国最大的玉米主产区，对全国粮食安全生产具有举足轻重的作用[1]。施用氮肥可以增加玉米籽粒蛋白质含量，提高生物量和经济产量。然而近年来氮肥的过量施用，不仅造成了氮肥利用率显著下降，同时也造成氮的挥发和淋洗损失，对生态环境构成潜在威胁[2]。控释氮肥可以满足玉米中后期对氮素的要求，加速氮磷钾向籽粒的转移，可以达到稳定和提高产量以及减少氨挥发和氮素向土壤深层淋失的目的[3-4]。在吉林省春玉米区明确控释氮肥合理施用量，是协调作物稳产高产、氮肥高效利用和生态环境保护的一条可行性施肥措施。【前人研究进展】有研究表明，减量施用控释氮肥可以使作物保持稳产或小幅度增产，提高氮肥利用率，具有简化生产环节、节本增收和减少环境污染的优势[5-8]。李恩尧等[9]在洞庭湖红壤坡地对氮肥减量的研究结果表明，控释肥减氮20%处理与常规施肥处理相比，产量没有显著的影响，且氮肥利用提高13.9%—14.4%。谢勇等[10]的研究结果表明，在丘陵山地区域，控释氮肥减量20%—30%与常量施肥处理相比，能够有效减少氮素径流损失，降低污染环境的风险。孙晓等[11]在田间试验覆膜栽培模式条件下，研究了6种缓/控释尿素减量施用对春玉米产量、氮肥利用率及氮素积累的影响，结果表明与农户常规施肥相比，缓/控释尿素氮肥用量减少20%能够维持产量不降低，提高氮肥利用率2.26%—12.69%。赵斌等[12]的研究结果表明，控释肥减量25%时，比常规施肥增产9.7%—10.0%，其氮肥利用率和农学利用率也显著高于常规施肥处理。尹梅等[13]在云南旱地的研究结果表明，相同适施氮量下，控释氮肥的玉米产量比普通尿素玉米产量有明显提高，增产幅度在4.7%— 16.3%。云鹏等[14]研究了玉米减量施氮的效果, 发现与习惯施肥（240 kg N·hm-2）相比较, 在氮肥施用量减少40%的条件下仍可保障玉米产量，且土壤硝态氮含量亦未下降。【本研究切入点】在吉林省春玉米区，玉米一次性施肥面积占玉米总施肥面积的70%以上，且过量施氮现象严重，肥料效益下降，增加了生产成本，如何合理高效的施用氮肥是目前急需解决的问题。本文针对上述问题，探讨了控释氮肥减施条件下，对吉林春玉米的产量、氮肥效率、氮素吸收与转运影响，对指导控释氮肥在一次性施肥技术上的应用具有重要的意义。【拟解决的关键问题】本研究在吉林省春玉米区，通过2年田间定位试验，研究了控释氮肥减量条件下玉米植株氮素累积与分配特征、植株干物质与氮素向籽粒中转移能力和氮肥利用效率，以期为控释氮肥在吉林春玉米上的合理施用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2013—2014年在吉林省公主岭市刘房子镇（123°08′32″E、44°38′16″N）进行，该地区位于吉林省中部，属中温带大陆性季风气候，玉米生育期间平均气温为19.0℃，日照数为1 235 h，积温为3 000℃，年均降雨量为594 mm，无霜期144 d。试验田为玉米连作区，供试土壤为黑土，0—20 cm耕层土壤基础肥力为碱解氮127.2 mg·kg-1，速效磷32.9 mg·kg-1，速效钾124.1 mg·kg-1，有机质25.7 g·kg-1，pH 5.5。

1.2 试验设计

试验设5个处理，分别为不施氮肥（CK）、农民习惯施氮（FP）、推荐施肥（OPT，较FP减氮25%）、控释氮肥1（CRU1，施氮量同OPT）、控释氮肥2（CRU2，较FP减氮40%）。小区面积40 m2，3次重复，随机排列。供试玉米品种选用先玉335，种植密度60 000株/hm2。试验用控释氮肥为树脂包膜尿素（N 43%，释放期90 d）和普通尿素（N 46%），磷肥为重过磷酸钙（P2O546%），钾肥为氯化钾（K2O 60%）。OPT处理氮肥1/3于播种前基施，2/3于拔节期追施，磷肥、钾肥与其他各处理的氮、磷、钾肥均作为底肥于播种前一次性深施，具体施肥量见表1。2013年于4月27日播种，9月26日收获；2014年于4月29日播种，9月27日收获，其他田间管理方式按生产田进行。

1.3 样品采集与分析方法

分别于玉米拔节期、大喇叭口期、开花期、灌浆期和成熟期采取植株样品，每小区选取有代表性的植株3株，灌浆期和成熟期的植株样品分为秸秆和籽粒两部分。样品于105℃杀青30 min后， 80℃烘干至恒重。样品粉碎后，采用凯氏定氮法测定植株全氮含量。成熟期玉米收获面积10 m2，按14%水分折算产量。

表1 试验处理及肥料用量

1.4 数据分析与计算方法[1,2,13]

氮肥农学利用率（AEN，kg·kg-1）=（施氮处理籽粒产量-不施氮处理籽粒产量）/施氮量；

氮肥偏生产力（PFPN，kg·kg-1）=施氮区产量/施氮量；

氮肥生理利用率（NPE，kg·kg-1）=（施氮区籽粒产量-不施氮区籽粒产量）/（施氮区地上部总吸氮量-不施氮区地上部总吸氮量）；

氮肥利用率（NUE，%）=（施氮区地上部总吸氮量-不施氮区地上部总吸氮量）/施氮量×100；

氮素转运量（NT，kg·hm-2）= 开花期氮素累积量-成熟期营养体氮素累积量；

氮素转运率（NTR，%）=氮素转运量/开花期营养体氮素累积量×100%；

氮素转运对籽粒的贡献率（GCR，%）=氮素转运量/成熟期籽粒氮素累积量×100%。

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理和作图，采用SAS9.0软件进行方差分析和多重化比较。

2 结果

2.1 不同施氮处理对春玉米产量及其构成因素的影响

施氮是影响籽粒产量的主要因素，2年的定位试验表明，施氮后增产效果明显（表2）。各施氮处理下的玉米产量、收获穗数、穗粒数、百粒重均显著的高于CK，且玉米产量、穗粒数、百粒重在年际和处理间的差异均达到极显著水平，玉米产量和百粒重的年际和处理间的交互作用也达到极显著水平，这表明产量、穗粒数、百粒重三者的变异主要是由年际和施肥处理间的差异造成的。各施氮处理间公顷穗数差异不显著，CRU1、CRU2处理的穗粒数显著高于FP处理，但与OPT处理间差异不显著，各施氮处理间的百粒重差异不显著。两年产量平均数据显示，OPT处理的玉米产量最高，达11 757 kg·hm-2，较FP处理增产6.1%，其次是CRU1和CRU2处理，分别较FP处理增产4.5%和2.6%。虽然控释氮肥处理与FP处理间产量差异不显著，但施用控释氮肥节省了肥料投入成本，简化了生产环节，是一条简约化、高效化的施肥途径。

2.2 不同施氮处理对氮肥利用效率的影响

表3结果表明，OPT、CRU1、CRU2处理的氮肥生理利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥利用率均显著的高于FP处理，而处理间差异不显著。其中CRU1、CRU2处理的氮肥生理利用率分别较FP处理提高了28.5%和13.8%，氮肥农学利用率与氮肥偏生产力分别较FP处理提高了4.9、6.3 kg·kg-1和18.1、32.8 kg·kg-1，氮肥利用率较FP处理分别提高了18.4%和21.7%。综上可知，适量减少氮肥用量，不仅可小幅度提高玉米产量，还可显著提高氮肥的利用效率。

表2 不同施氮处理对玉米产量及产量构成因素的影响

方差分析结果中，NS表示差异不显著，**表示差异极显著（＜0.01），数据后不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平。下同

In the result of ANOVA, Ns indicates no significance,** indicates significantat＜0.01. Different letters in the column are significant among treatments at 5% level. The same as below

表3 不同施氮处理对氮肥利用效率的影响

2.3 不同施氮处理春玉米地上部干物质积累与分配的影响

2.3.1 不同生育时期春玉米地上部干物质积累 随着玉米生育时期的推移，玉米干物质积累量逐渐增加，施氮各处理的地上部干物质积累量均显著的高于不施氮肥处理，但各施氮处理间差异不显著（图1）。两年平均地上部干物质积累量以CRU1处理最高，为22 965 kg·hm-2，较FP和OPT处理分别增加1 634 kg·hm-2（7.7%）和468 kg·hm-2（2.1%），其次为CRU2处理，为22 771 kg·hm-2，较FP和OPT处理分别增加1 440 kg·hm-2（6.8%）和274 kg·hm-2（1.2%），CRU1和CRU2处理间干物质积累量差异不显著。

图1 不同施氮处理春玉米地上部干物质累积动态

2.3.2 成熟期春玉米不同器官干物质分配 图2可以看出，2013—2014年，成熟期各处理分配到茎叶和籽粒的干物质比重相近，施氮各处理茎叶和籽粒的干物质积累量显著的高于不施氮肥处理，各施氮处理间籽粒的干物质积累量差异不显著。2014年，CRU1处理茎叶和籽粒的干物质积累量较FP处理分别提高16.6%和7.3%，CRU2处理分别提高21.2%和9.6%。2年平均干物质分配结果显示，玉米营养器官所占比例为48.1%—50.0%，生殖器官所占比例为50.0%—51.9%。可见，施用缓控释氮肥且适当的减少其用量可增加地上部干物质的形成，减少作物产量损失。

不同小写字母表示不同处理间差异达5%显著水平。下同

2.4 不同施氮处理地上部氮素累积与分配

2.4.1 不同生育时期春玉米地上部氮素累积 图3可以看出，不同施氮处理春玉米地上部氮素累积动态与地上部干物质积累动态趋势相一致，且施氮处理玉米地上部氮素累积量显著高于不施氮处理。拔节期至开花期地上部氮素累积量呈快速上升趋势，随后缓慢增长，灌浆期至成熟期又快速增长。年际间在大喇叭口期各处理氮素累积量存在着较大差异，其他生育期间差异不显著，两年综合来看，以OPT处理氮素累积量最高，为233.49 kg·hm-2，较FP处理增加了10.6%，其次为CRU1和CRU2处理，分别较FP处理增加了5.0%和4.8%，3个处理间差异不显著。

图3 不同施氮处理春玉米地上部氮素累积动态

2.4.2 成熟期春玉米不同器官氮素分配 养分的吸收与转运直接影响着作物的生长和发育，从而影响着产量。由图4可以看出，成熟期CK的氮素累积量最低，施氮后显著提高，各处理籽粒的氮素累积量显著高于茎叶。2年平均籽粒的氮素累积量以OPT处理最高，较FP处理提高14.4%，其次为CRU1和CRU2处理，分别较FP处理提高了8.3%和8.1%，茎叶和籽粒中氮素累积量占总吸氮量的比例，2013年分别为26.2%—32.8%和67.2%—73.8%；2014年分别为31.8%—38.6%和61.4%—68.2%。

图4 成熟期春玉米各器官氮素分配比例

2.5 不同施氮处理营养器官氮素转运

养分的转运量和转运效率是营养体养分向籽粒转移量的重要指标，表4结果表明，施氮各处理氮素转运量和转运率均显著高于不施氮肥处理。2年平均数据表明，CRU1处理的氮素转运率与对籽粒的贡献率最高，分别较FP处理提高了10.1%和13.3%，较OPT处理提高了3.9%和12.7%，较CRU2处理提高了1.8%和4.4%。说明适当的减少控释氮肥用量可以提升植株氮素的转运能力，促进花后植株养分的转运效率和养分的积累。

表4 不同施氮处理植株氮素转运特征

3 讨论

3.1 控释肥减量对春玉米产量及氮肥利用率的影响

控释氮肥对玉米具有增产的效果，控释氮肥减施的目的是保证稳产、高产的条件下，减少氮肥的损失，提高氮肥的利用率[10,12]。本研究结果表明，以农民习惯施肥（240 kg N·hm-2）为对照，控释氮肥减量25%施用，使春玉米有小幅度增产，增产幅度为4.5%，其氮肥利用率提高了18.4%，且氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力显著提高。2年间玉米产量趋势一致，可见在东北春玉米区适当的减少氮肥施用量不影响玉米籽粒的建成。2014年同2013年相比，CK的玉米产量降低不明显，而各施氮处理玉米产量较2013年有所下降，主要是因为2014年8月下旬试验基地遭遇风灾，使试验区施氮各处理出现倒伏现象，影响了玉米籽粒的进一步成熟，造成玉米产量损失较大，而CK由于未施氮肥使玉米籽粒成熟进度加快，受灾时已基本处于腊熟状态，倒伏对其产生的影响较小，减产幅度小。2014年OPT与CRU1处理间产量差异不显著，且氮肥利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力较OPT处理有所提高，说明在相同施氮量（180 kg N·hm-2）情况下，速效氮肥一次追施与控释氮肥一次性底施的肥力效果相同，这与前人的研究结果一致[9,12]。CRU1和CRU2处理间玉米产量差异不显著，其原因可能是控释肥中的氮素释放缓慢平稳，能够在整个玉米生育期都保持较高的氮素水平，而且到生育后期也没有出现脱肥的情况，进而增加了玉米产量。虽然施用控释氮肥减氮25%和减氮40%玉米产量相近，但减氮25%处理更适合当地生产情况。在吉林省中部地区农户追求高产且操作简便的施肥方式，因此一次性过量施氮的现象十分普遍，过量施氮引起土壤酸化、地下水污染、温室气体排放等一系列的环境问题[15-19]，控释氮肥一次性减量施用，可以保障玉米产量，提高了肥料利用效率，同时解决玉米后期追肥困难、农村劳动力短缺的问题，提高了经济效益和社会效益。

3.2 控释氮肥对春玉米干物质积累、氮素吸收利用及分配的影响

作物的干物质积累量是产量形成的关键[20]，明确作物氮素吸收动态是提高氮肥利用率的关键[21]，养分的转移量和转移效率是营养器官养分向籽粒转移输出的重要指标[22]。施氮能够显著提高各器官的干物质量，开花期至成熟阶段是作物氮素吸收分配的关键时期[23-24]，在氮素供应条件较好的条件下，营养器官的氮素转移对籽粒的氮贡献率高，氮素供应不足时，营养器官的转运量较大，会引起叶片的早衰；而过量施肥由于营养体氮代谢旺盛，导致运往籽粒的氮素减少[25-26]。易镇邪等[27]研究发现，同等施氮量下，包膜尿素与复合肥处理氮素积累量高于普通尿素。有研究结果表明，控释肥能够显著提高植物花后的氮积累量，保持较高的光合速率和干物质积累，保证籽粒对养分的需求，从而提高产量[26,28-30]。本研究中，CRU1和CRU2处理的干物质各积累量、氮素累积量、氮素转运量及对籽粒的贡献率均高于FP处理，主要是由于FP处理一次性施肥量较大，导致前期氮素供应过剩，后期较少，出现脱氮现象，影响地上部干物质和氮素的积累，而控释氮肥的养分释放能够与作物的吸收相同步，满足了玉米生育期的养分需求。而CRU1和CRU2处理间的差异可能是由于施氮量的差异导致。

4 结论

适量的减少控释氮肥用量不影响植株干物质向籽粒中转移，并能提高植株氮素的吸收和转运能力。在吉林省春玉米连作条件下，控释氮肥较农民习惯施氮减施25%，未降低春玉米产量、干物质及氮素累积量，2年平均较农民习惯施肥增产4.5%，提高肥料利用率18.4%。合理施用控释氮肥，能够保障玉米生育期对养分需求，提高肥料利用率，增加地上部干物质积累量与氮素累积量。

[1] 蔡红光, 袁静超, 刘剑钊, 闫孝贡, 张洪喜, 梁尧, 任军. 高密度种植条件下春玉米氮素的需求规律与适宜施氮量. 中国农业科学, 2017, 50(11): 1995-2005.

CAI H G, YUAN J C, LIU J Z, YAN X G, ZHANG H X, LIANG Y, REN J. Optimal nitrogen application rate and nitrogen requirement characteristics in spring maize under high planting density condition.2017, 50(11): 1995-2005. (in Chinese)

[2] 易琼, 张秀芝, 何萍, 杨利, 熊桂云. 氮肥减施对稻-麦轮作体系作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(5): 1069-1077.

YI Q, ZHANG X Z, HE P, YANG L, XIONG G Y. Effects of reducing N application on crop N uptake, utilization, and soil N balance in rice-wheat rotation system.2010, 16(5): 1069-1077. (in Chinese)

[3] 杨俊刚, 高强, 曹兵, 陈新平. 一次性施肥对春玉米产量和环境效应的影响. 中国农学通报, 2009, 25(19): 123-128.

YANG J G, GAO Q, CAO B, CHEN X P. Effect of single fertilization on spring maize yield and environment.2009, 25(19): 123-128. (in Chinese)

[4] LI P F, LU J W, WANG Y, WANG S , HUSSAIN S, REN T, CONG R H, LI X K. Nitrogen losses, use efficiency, and productivity of early rice under controlled-release urea., 2018, 251: 78-87.

[5] 胡娟, 吴景贵, 孙继梅, 吕东波. 氮肥减量与缓控肥配施对土壤供氮特征及玉米产量的影响. 水土保持学报, 2015, 29(4): 116-120, 194.

HU J, WU J G, SUN J M, Lü D B. Effects of reduced nitrogen fertilization and its combined application with slow and controlled release fertilizers on soil nitrogen characteristics and yield of maize., 2015, 29(4): 116-120, 194. (in Chinese)

[6] 赵欢, 张萌, 秦松, 肖厚军, 郑常祥, 祝云芳. 缓释肥减量施用对覆膜栽培玉米生物性状、干物质积累与养分分配的影响. 玉米科学, 2017, 25(1): 139-146.

ZHAO H, ZHANG M, QIN S, XIAO H J, ZHENG C X, ZHU Y F. Effects of controlled release fertilizer reduction in plastic mulching on biological characteristics, dry matter accumulation and distribution of nutrient content of maize., 2017, 25(1): 139-146. (in Chinese)

[7] 鲁艳红, 聂军, 廖育林, 周兴, 谢坚, 汤文光, 杨曾平. 不同控释氮肥减量施用对双季稻产量和氮素利用的影响. 水土保持学报, 2016, 30(2): 155-161, 174.

LU Y H, NIE J, LIAO Y L, ZHOU X, XIE J, TANG W G, YANG Z P. Effects of application reduction of controlled release nitrogen fertilizer on yield of double cropping rice and nitrogen nutrient uptake., 2016, 30(2): 155-161, 174. (in Chinese)

[8] 陈贤友, 吴良欢, 李金先, 应金耀. 新型控释肥对水稻产量与氮肥利用率的影响探讨. 土壤通报, 2014, 41(1): 133-137.

CHEN X Y, WU L H, LI J X, YING J Y. Effects of new controlled release fertilizers on rice yield and nitrogen use efficiency ., 2014, 41(1): 133-137. (in Chinese)

[9] 李恩尧, 邱亚群, 彭佩钦, 侯红波, 李裕元, 任可爱. 洞庭湖红壤坡地减氮控磷对玉米产量和径流氮磷的影响. 水土保持学报, 2011, 25(4): 32-35.

LI E Y, QIU Y Q, PENG P Q, HOU H B, LI Y Y, REN K A. Effects of reduction and control nitrogen and phosphorous on maize yield and surface runoff in red soil slopes of Dongting Lake., 2011, 25(4): 32-35. (in Chinese)

[10] 谢勇, 荣湘民, 刘强, 张玉平. 控释氮肥减量施用对春玉米土壤地表径流氮素动态及其损失的影响. 水土保持学报, 2016, 30(1): 14-25.

XIE Y, RONG X M, LIU Q, ZHANG Y P. Effect of controlled release nitrogen fertilizer application on nitrogen dynamics and loss of surface run off in spring maize field.2016, 30(1): 14-25. (in Chinese)

[11] 孙晓, 景建元, 吕慎强, 尚浩博, 李娜, 田肖肖, 李嘉, 王吕, 王林权. 不同缓/控释尿素在黄土台塬区春玉米的减量施用效果. 中国生态农业学报, 2017, 25(6): 848-855.

SUN X, JING J Y, Lü S Q, SHANG H B, LI N, TIAN X X, LI J, WANG L, WANG L Q. Effect of different rates of slow/controlled release urea on nitrogen content in spring maize in loess highlands., 2017, 25(6): 848-855. (in Chinese)

[12] 赵斌, 董树亭, 张吉旺, 刘鹏. 控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响. 作物学报, 2010, 36 (10): 1760-1768.

ZHAO B, DONG S T, ZHANG J W, LIU P. Effects of controlled-release fertilizer on yield and nitrogen accumulation and distribution in summer maize., 2010, 36(10): 1760-1768. (in Chinese)

[13] 尹梅, 王贵宝, 陈华, 陈检锋, 苏帆, 付利波. 控释尿素对云南旱地玉米产量和氮肥利用率的影响. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2015, 43(11): 152-158.

YIN M, WANG G B, CHEN H, CHEN J F, SU F, FU L B. Effects of controlled-release urea on yield and nitrogen utilization rate of maize in arid area of Yunnan.,2015, 43(11):152-158. (in Chinese)

[14] 云鹏, 高翔, 陈磊, 卢昌艾, 张金涛, 刘荣乐, 汪洪, 林国林. 冬小麦-夏玉米轮作体系中不同施氮水平对玉米生长及其根际土壤氮的影响. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3): 567-574.

YUN P, GAO X, CHEN L, LU C A, ZHANG J T, LIU R L, WANG H, LIN G L. Plant nitrogen utilization and soil nitrogen status rhizosphere of maize as affected by various nitrogen rates in wheat - maize rotation system.2010, 16(3): 567-574. (in Chinese)

[15] 孟红旗, 刘景, 徐明岗, 吕家珑, 周宝库, 彭畅, 石孝均, 黄庆海, 王伯仁. 长期施肥下我国典型农田耕层土壤的pH 演变. 土壤学报, 2013, 50(6): 1109-1116.

MENG H Q, LIU J, XU M G, Lü J L, ZHOU B K, PENG C, SHI X J, HUANG Q H, WANG B R. Evolution of pH in top soils of typical Chinese croplands under long term fertilization., 2013, 50(6): 1109-1116. (in Chinese)

[16] 杨林章, 冯彦房, 施卫明, 薛利红, 王慎强, 宋祥甫, 常志州. 我国农业面源污染治理技术研究进展. 中国生态农业学报, 2013, 21(1): 96-101.

YANG L Z, FENG Y F, SHI W M, XUE L H, WANG S Q, SONG X P, CHANG Z Z. Review of the advances and development trends in agricultural non-point source pollution control in China.2013, 21(1): 96-101. (in Chinese)

[17] 赵先贵, 肖玲. 控释肥料的研究进展. 中国农业生态学报, 2002, 10(3): 95-97.

ZHAO X G, XIAO L. Current research on controlled fertilizers.2002, 10(3): 95-97. (in Chinese)

[18] 段然, 汤月丰, 文炯, 吴翠霞, 彭长城, 白玲玉, 曾希柏. 减量施肥对湖垸旱地作物产量及氮磷径流损失的影响. 中国农业生态学报, 2013, 21(5): 536-543.

DUAN R, TANG Y F, WEN J, WU C X, PENG C C, BAI L Y, ZENG X B. Effect of reducing fertilizer application on crop yield and nitrogen and phosphorus loss in runoff from embankment upland in Donating Lake Region., 2013, 21(5): 536-543. (in Chinese)

[19] 刘宁, 孙振涛, 韩晓日, 战秀梅, 杨劲峰. 缓/控释肥料的研究进展及存在问题. 土壤通报, 2010, 41(4): 1005-1009.

LIU N, SUN Z T, HAN X R, ZHAN X M, YANG J F. Research progress and existing problems on slow/controlled release fertilizers., 2010, 41(4): 1005-1009. (in Chinese)

[20] 陈国平. 玉米的干物质生产与分配. 玉米科学, 1994, 2(1): 48-53.

CHEN G P. The dry matter production and transportation of maize.1994, 2(1): 48-53. (in Chinese)

[21] ZOTARELLI L, SCHOLBERG J M, DUKES M D, MUNOZ R. Fertilizer residence time affects nitrogen uptake efficiency and growth of sweet corn., 2008, 37(3): 1271-1278.

[22] 刘占军, 谢佳贵, 张宽, 王秀芳, 侯云鹏, 尹彩侠, 李书田. 不同氮肥管理对吉林春玉米生长发育和养分吸收的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(1): 38-47.

LIU Z J, XIE J G, ZhANG K, WANG X F, HOU Y P, YIN C X, LI S T. Maize growth and nutrient uptake as influenced by nitrogen management in Jilin province.2011, 17(1): 38-47. (in Chinese)

[23] 侯云鹏, 孔丽丽, 李前, 尹彩侠, 秦裕波, 杨建, 于雷, 张磊, 谢佳贵. 不同施氮水平对春玉米氮素吸收、转运及产量的影响. 玉米科学, 2015, 23(3): 136-142.

HOU Y P, KONG L L, LI Q, YIN C X, QIN Y B, YANG J, YU L, ZHANG L, XIE J G. Effect of different nitrogen rates on nitrogen absorption, translocation and yield of spring maize.2015, 23(3): 136-142. (in Chinese)

[24] 景立权, 赵福成, 王德成, 袁建华, 陆大雷, 陆卫平. 不同施氮水平对超高产夏玉米氮磷钾积累与分配的影响. 作物学报, 2013, 39(8): 1478-1490.

JING L Q, ZHAO F C, WANG D C, YUAN J H, LU D L, LU W P. Effects of nitrogen application on accumulation and distribution of nitrogen, phosphorus and potassium of summer maize under super-high yield conditions., 2013, 39(8): 1478-1490. (in Chinese)

[25] 赵宏伟, 马风鸣, 李文华. 氮肥施用量对春玉米硝酸还原酶活性及产量的影响. 东北农业大学学报, 2004, 35(3): 276-281.

ZHAO H W, MA F M, LI W H. Study on the effects quantity of nitrogen on the activity of nitric-revivification enzyme, yield and quality of spring maize., 2004, 35(3): 276-281. (in Chinese)

[26] 王进军, 柯福来, 白鸥, 黄瑞冬. 不同施氮方式对玉米干物质积累及产量的影响. 沈阳农业大学学报, 2008, 39(4): 392-395.

WANG J J, KE F L, BAI O, HUANG R D. Effect of dry weight accumulation and yields of maize under different nitrogen application., 2008, 39(4): 392-395. (in Chinese)

[27] 易振邪, 王璞, 申丽霞, 张红芳, 刘明, 戴明宏. 不同类型氮肥对夏玉米氮素累积、转运与氮肥利用的影响. 作物学报, 2006, 32(5): 772-778.

YI Z X, WANG P, SHEN L X, ZHANG H F, LIU M, DAI M H. Effects of different types of nitrogen fertilizer on nitrogen accumulation, translocation and nitrogen fertilizer utilization in summer maize.2006, 32(5): 772-778. (in Chinese)

[28] 战秀梅, 李亭亭, 韩晓日, 邹殿博, 左仁辉, 叶冰. 不同施肥方式对春玉米产量、效益及氮素吸收和利用的影响. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(4): 861-868.

ZHAN X M, LI T T, HAN X R, ZOU D B, ZUO R H, YE B. Effects of nitrogen fertilization methods on yield, profit and nitrogen absorption and utilization of spring maize.2011, 17(4): 861-868. (in Chinese)

[29] 徐明岗, 李菊梅, 李冬初, 丛日环, 秦道珠, 申华平. 控释氮肥对双季稻生长及氮肥利用率的影响. 植物营养与肥料学报, 2009, 15(5): 1010-1015.

XU M G, LI J M, LI D C, CONG R H, QIN D Z, SHEN H P. Effect of controlled-release fertilizer on growth and fertilizer nitrogen use efficiency of double rice in southern china., 2009, 15(5): 1010-1015. (in Chinese)

[30] 吕东波, 吴景贵, 李建明, 曲晓晶, 胡娟. 不同缓控尿素对春玉米产量、品质及土壤有机氮的动态影响. 水土保持学报, 2016, 30(3): 165-170.

Lü D B, Wu J G, Li J M, QU X J, HU J. Effects of different slow con trolled release urea on yield, quality of spring maize and soil organic nitrogen dynamic., 2016, 30(3): 165-170. (in Chinese)

（责任编辑 李云霞，杨鑫浩）

Effect of Reduced Controlled-release Nitrogen Fertilizer Application on Yield, Nitrogen Absorption and Transportation of Spring Maize

YIN CaiXia, LI Qian, KONG LiLi, QIN YuBo, WANG Meng, YU Lei, LIU ChunGuang, WANG LiChun, HOU YunPeng

(Institute of Agricultural Resources and Environment, Jilin Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Plant Nutrition and Agro-Environment in Northeast Region, Ministry of Agriculture, Changchun 130033)

【Objective】The field experiment was conducted to research the formation of dry matter, nutrient requirement and distribution characteristics of spring maize when the rate of controlled-release nitrogen fertilizer (CRU) was lower than that of farmers conventional fertilization, to cope with the unreasonable nitrogen fertilizer application and the decrease of the nitrogen utilization efficiency of spring maize in Jilin province. The study aimed to evaluate the effect of CRU on yield, nitrogen absorption and transportation, and to provide scientific references to the reasonable CRU application of spring maize in Jilin province. 【Method】The field experiment was carried out in Liufangzi village, Gongzhuling city, Jilin province from 2013 to 2014. The maize variety was Xianyu335 in this experiment. It consisted of five fertilization treatments, including no nitrogen fertilizer (CK), farmer conventional fertilization (FP), recommended fertilization (OPT, the N fertilizer rate was less than that of FP by 25%), the N fertilizer rate was the same as OPT (CRU1), and the N fertilizer rate was less than that of FP by 40% (CRU2). The two-year study systematically analyzed the maize plant biomass, nitrogen accumulation at different growth stages and distribution characteristics at mature stage, and studied the effects of maize yield, nitrogen utilization efficiency and nitrogen transportation efficiency under different nitrogen fertilization treatments. 【Result】There were significant differences between yield and its components of different nitrogen treatments, and the interaction between years and treatments was extremely significant difference. Maize yield increased slightly with decreasing of nitrogen application rate. The higher yield of CRU1 treatment was significantly higher than that of FP treatment by 4.5% in the average two years, but the yield was no significant difference between CRU1 and OPT treatments. Reduced CRU application increased nitrogen physiological efficiency (NPE), agricultural efficiency (NAE), partial factor productivity (NPFP) and utilization efficiency (NUE) than them of FP treatment. The NPE, NAE, NPFP and NUE of CRU1 treatment were higher than that of FP treatment by 28.5%, 4.9 kg·kg-1, 18.1 kg·kg-1and 18.4%, respectively. The dry matter accumulation amount appeared fast-slow-fast dynamic changes with the development of the maize growth stages, and the annual change trend was consistent basically under these treatments. The dry matter accumulation of maize shoot under CRU1 treatment was higher than that of FP treatment by 7.7%. Reduced CRU application did not affect the nitrogen accumulation and distribution at maize later growth stage, but could improve plant nitrogen absorption and utilization ability, and promoted the nutrition transportation efficiency after flowering stage. The nitrogen accumulation of CRU1 treatment was higher than that of FP treatment by 5.0% of maize. The contribution rate to grain of CRU1 treatment was the highest than the other treatments by 62.1% in the average two years, which was higher than that under FP treatment by 13.3%. 【Conclusion】Controlled-release nitrogen fertilizer decreased nitrogen fertilizer by 25% (180 kg·hm-2). It did not only increase maize yield, but also improved nitrogen transportation efficiency, therefore resulting in higher nitrogen fertilizer utilization efficiency. There were no significant difference between CRU treatment and OPT treatment on maize yield, nutrition accumulation and transportation, and nitrogen utilization efficiency, but which of CRU and OPT was significantly higher than FP treatment, respectively.

spring maize; controlled-release nitrogen fertilizer; reduced fertilizer application; yield; nitrogen accumulation

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.012

2018-01-19；

2018-06-26

国家公益性行业（农业）专项（201303103）、吉林省农业科技创新工程（CXGC2017ZY012）

尹彩侠，E-mail：yincaixia11@163.com。通信作者王立春，E-mail：wlc1960@163.com。通信作者侯云鹏，E-mail：exceedfhvfha@163.com