制種玉米氮肥增效劑最佳施用量研究

唐偉杰，楊 霞，閆治斌，秦嘉海，肖占文，趙蕓晨

（1.張掖市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，甘肅張掖 734000；2.甘肅萬向德農(nóng)馬鈴薯種業(yè)有限公司，甘肅 張掖 734000；3.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅 酒泉 735000；4.河西學(xué)院，甘肅 張掖 734000）

甘肅河西內(nèi)陸灌區(qū)水資源豐富，光照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大，氣候干燥，天然隔離條件好，是玉米制種和貯藏的理想場(chǎng)所。截止2011年底，河西走廊雜交玉米制種面積達(dá)到150萬畝[1]。目前存在的主要問題是：化學(xué)肥料氮磷投入量與有機(jī)肥料氮磷投入量比例為100：28，氮肥施入土壤后，銨態(tài)氮被硝化細(xì)菌還原為硝態(tài)氮淋溶損失，降低了氮肥的利用率，增加了施肥成本[2]。因此，研究和開發(fā)氮肥增效劑，減少化肥施用量成為雜交玉米制種的關(guān)鍵所在。有關(guān)氮肥增效劑的研究，前人做了大量的研究工作[3～11]，而制種玉米氮肥增效劑最佳施用量的研究目前未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文以制種玉米氮肥增效劑最佳施用量的研究為切入點(diǎn)，旨在探索氮肥增效劑與制種玉米增產(chǎn)效益和最佳施用量，為氮肥增效劑的合理施用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況：試驗(yàn)于2011年在張掖市甘州區(qū)甘俊鎮(zhèn)高家莊村四社進(jìn)行，海拔高度1560 m，年均氣溫6.8℃，年均降水量110 mm，年均蒸發(fā)量1950 mm。土壤類型為淡灌漠土[12]，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)16.35 g/kg，堿解氮 65.82 mg/kg，速效磷 8.64 mg/kg，速效鉀 165.34 mg/kg，pH值8.21。

1.1.2 參試材料：（1）氮肥增效劑：上海碧晶農(nóng)業(yè)科技有限公司產(chǎn)品，主要功能是抑制硝化細(xì)菌的活性，提高氮肥利用率。（2）多功能復(fù)混肥：含有機(jī)質(zhì)54.2%，N 9.65%，P2O54.1%，Zn 0.16%。

1.1.3 參試作物：玉米品種鄭單958。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理：每個(gè)處理在畝施多功能復(fù)混肥125 kg的基礎(chǔ)上，氮肥增效劑施用量設(shè)計(jì)為0.00 g（CK）、133 g、267 g、400 g、533 g 5 個(gè)處理。 重復(fù) 3 次，隨機(jī)區(qū)組排列。每個(gè)處理畝施多功能復(fù)混肥125 kg做肥底。

1.2.2 田間種植方法：試驗(yàn)小區(qū)面積為32 m2（8 m×4 m），每個(gè)小區(qū)四周筑埂，埂寬40 cm，埂高30 cm。多功能復(fù)混肥1/3在播種時(shí)施入20 cm土層，2/3在玉米大喇叭口期結(jié)合灌水追施。不同處理的氮肥增效劑稀釋100倍液，在玉米拔節(jié)期灌水時(shí)隨水沖施在土壤中。播種時(shí)間2011年4月20日，母本定植株距25 cm，行距50 cm，父本以滿天星配置，株距50 cm。分別在玉米拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、灌漿期、乳熟期各灌水一次，每個(gè)小區(qū)灌水量相等。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法：玉米出苗60天后測(cè)定玉米植物學(xué)性狀；收獲時(shí)分別在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)采集30株，測(cè)定經(jīng)濟(jì)性狀，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成畝產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。玉米幼苗莖粗采用游標(biāo)卡尺法測(cè)定，玉米幼苗地上干重采用105℃烘箱殺青30 min，80℃烘干至恒重。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法：植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀采用DPS V13.0軟件進(jìn)行直線回歸分析，邊際產(chǎn)量按公式“后一個(gè)處理產(chǎn)量-前一個(gè)處理產(chǎn)量”求得；邊際產(chǎn)值按公式“邊際產(chǎn)量×產(chǎn)品價(jià)格”求得；邊際施肥量按公式“后一個(gè)處理施肥量-前一個(gè)處理施肥量”求得；邊際成本按公式“邊際施肥量×肥料價(jià)格”求得；邊際利潤(rùn)按公式“邊際產(chǎn)值-邊際成本”求得。依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效劑經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量 （x0）[13，14]； 依據(jù)肥料效應(yīng)回歸方程式y(tǒng)=a+bx-cx2，求得氮肥增效劑經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量時(shí)的玉米理論產(chǎn)量（y）[15]。

2 結(jié)果分析

2.1 氮肥增效劑對(duì)玉米植物學(xué)性狀的影響

從玉米出苗60天后測(cè)定結(jié)果（表1）可以看出，不同梯度的氮肥增效劑施用量與玉米幼苗株高、莖粗、生長(zhǎng)速度、地上部分鮮重、地上部分干重呈正相關(guān)，其直線回歸方程分別為 y=85.5140+0.1679x、y=1.4900+0.0215x、y=8.7300+0.0234x、y=158.32+1.9840x、y=55.3940+0.7025x，相關(guān)系數(shù)（r）分別為 0.8995、0.9586、0.9161、0.9025、0.9070。氮肥增效劑畝施用量533 g時(shí)，玉米幼苗株高、莖粗、生長(zhǎng)速度、地上部分鮮重、地上部分干重比CK分別增加1.43cm、0.17mm、0.20mm/d、13.79 g/株，4.91 g/株。

表1 氮肥增效劑對(duì)玉米幼苗生物學(xué)性狀的影響

2.2 氮肥增效劑對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

據(jù)2011年9月28日玉米收獲后測(cè)定結(jié)果（表2）可以看出，氮肥增效劑施用量與玉米穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重、產(chǎn)量呈正相關(guān)，其直線回歸方程分別為y=262.7560+1.4669x、y=74.4720+0.4335x、y=29.3460+0.0960x、y=6015.5560+46.1755x，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.9572、0.9951、0.9687、0.9809。 氮肥增效劑畝施用量533 g時(shí)，玉米穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重、產(chǎn)量、增產(chǎn)率比CK 分 別 增 加 9.97 粒 、3.33 g、0.77 g、24.39 kg/畝 、6.11%。

表2 氮肥增效劑對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響

2.3 氮肥增效劑對(duì)玉米增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的影響

采用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析可以看出：隨著氮肥增效劑施用量的增加，玉米邊際畝產(chǎn)量由最初的9.04 kg遞減到2.56 kg，符合報(bào)酬遞減律。從經(jīng)濟(jì)效益變化來看，畝邊際利潤(rùn)由21.95元遞減到-5.27元，氮肥增效劑畝施用量在400 g的基礎(chǔ)上再增加133 g，收益出現(xiàn)負(fù)值。由此可見，氮肥增效劑畝施用量400 g時(shí)，玉米增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益較好（表3）。

2.4 氮肥增效劑經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量與玉米的理論產(chǎn)量

將氮肥增效劑不同施用量與玉米產(chǎn)量間的關(guān)系應(yīng)用肥料效應(yīng)回歸方程y=a+bx-cx2擬合，得到的回歸方程是y=5986.16+45.9052x-1.4446x2；對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)，F(xiàn)=19.56**，＞F0.01=16.62，r=0.9865**，說明回歸方程擬合良好。氮肥增效劑價(jià)格 （Px）為120.00元/kg，玉米價(jià)格（Py）為 4.20 元/kg，將 Px、Py、回歸方程的b和c代入經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得氮肥增效劑經(jīng)濟(jì)效益最佳畝施用量（x0） 為 4.00 g。 將 x0代入回歸方程 y=5986.16+45.9052x-1.4446x2， 求得玉米的理論畝產(chǎn)量 （y）為420.90 kg，計(jì)算結(jié)果與田間試驗(yàn)處理4相吻合（表3）。

表3 氮肥增效劑對(duì)玉米增產(chǎn)效應(yīng)及經(jīng)濟(jì)效益分析

3 結(jié)論

氮肥增效劑施用量與玉米植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量呈正相關(guān)。隨著氮肥增效劑施用量的增加，玉米邊際產(chǎn)量、邊際利潤(rùn)在遞減，氮肥增效劑畝施用量在400 g的基礎(chǔ)上再增加133 g，玉米收益出現(xiàn)負(fù)值。經(jīng)回歸統(tǒng)計(jì)分析，氮肥增效劑施用量與玉米產(chǎn)量間肥料效應(yīng)回歸方程是：y=5986.16+45.9052x-1.4446x2，氮肥增效劑經(jīng)濟(jì)效益最佳畝施肥量為400 g，玉米的理論畝產(chǎn)量為420.90 kg，計(jì)算結(jié)果與田間試驗(yàn)處理4相吻合。

[1]佟屏亞.河西地區(qū)玉米制種基地考察報(bào)告[J].種子世界，2005（5）：4 ～ 8.

[2]閆湘，金繼運(yùn)，何萍，等.提高肥料利用率技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（2）：450 ～ 459.

[3]賈樹龍.氮肥增效劑的作用與應(yīng)用技術(shù)[J].河北農(nóng)業(yè)科技，1998，（3）：25.

[4]陳篤生（編譯）.硝化抑制劑[J].化肥設(shè)計(jì)，1998，（36）：62 ～ 63.

[5]黃益宗，馮宗煒，王效科，等.硝化抑制劑在農(nóng)業(yè)上的研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，2002，33（4）：310 ～ 314.

[6]孫愛文，石元亮，張德生，等.硝化/脲酶抑制劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].土壤通報(bào)，2004，35（3）：357 ～ 361.

[7]陸欣，王申貴，王海洪，等.新型脲酶抑制劑的試驗(yàn)研究[J].土壤學(xué)報(bào)，1997，34（1）：461 ～ 466.

[8]寧國(guó)輝，劉樹慶，張笑歸.脲酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，11（4）：30 ～ 34.

[9]陳利軍.脲酶抑制劑和硝化抑制劑的協(xié)同作用對(duì)尿素轉(zhuǎn)化和 N2O 排放的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，6（4）：369 ～ 372.

[10]徐星凱.脲酶抑制劑/硝化抑制劑對(duì)植稻土壤中尿素N行為的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21（11）：1682 ～ 1686.

[11]陳振華.脲酶/硝化抑制劑對(duì)減緩尿素轉(zhuǎn)化產(chǎn)物氧化及淋溶的作用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（2）：238 ～ 240.

[12]秦嘉海，呂彪.河西土壤與合理施肥（M）.蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2001，150 ～ 155.

[13]浙江農(nóng)業(yè)大學(xué).植物營(yíng)養(yǎng)與肥料（M）.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1988，268 ～ 269.

[14]陳倫壽，李仁崗.農(nóng)田施肥原理與實(shí)踐（M）.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1983，185～ 186.

[15]于秀林，任雪松.多元統(tǒng)計(jì)分析（M）.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，1999，166 ～ 170.