一次性根區(qū)穴施尿素提高夏玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用效率

姜超強(qiáng)，王火焰，盧殿君，周健民，王世濟(jì)，祖朝龍※

（1安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所/玉米研究中心，合肥 230031；2中國科學(xué)院南京土壤研究所，土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008）

0 引言

氮肥施用是作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要保障，但是過量施肥、肥料利用率偏低，已成為限制中國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸和突出問題[1-2]。總體而言，中國主要糧食作物氮肥料平均利用率低于30%，而玉米的氮肥利用率平均僅為26%[3]，華北平原夏玉米的氮肥利用率甚至不足15%[4-6]。因此，如何進(jìn)一步科學(xué)施肥，在實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)提高氮肥利用率、降低損失已成為亟待解決的戰(zhàn)略問題，而以優(yōu)化氮肥施用方式，探索理想的施氮模式是進(jìn)一步降低氮肥損失、提高利用率的關(guān)鍵。

國內(nèi)大多數(shù)研究表明，肥料向環(huán)境的遷移損失是肥料養(yǎng)分低效的主要原因，而肥料的損失途徑、損失量與肥料形態(tài)、肥料遷移轉(zhuǎn)化特性、土壤特性、土壤保肥供肥能力、不同區(qū)域的降雨和氣候因素以及灌溉等人為因素密切相關(guān)[7-8]。目前的施肥方法仍然普遍采用撒施或混施，導(dǎo)致相當(dāng)部分肥料養(yǎng)分分布于離根較遠(yuǎn)、養(yǎng)分運(yùn)移到根系效率很低的土體，導(dǎo)致更高的肥料徑流損失、氨揮發(fā)與淋洗[9-11]，直接制約了肥料養(yǎng)分被當(dāng)季植物的吸收利用。傳統(tǒng)的玉米施肥方法采用“一底三追”，有機(jī)肥為主、化肥為輔的施肥技術(shù)對(duì)玉米增產(chǎn)起到了重要作用。但是該方法施肥需要大量的勞動(dòng)力，在農(nóng)村勞動(dòng)力不足的情況下，習(xí)慣于將化肥施于表土，不僅造成化肥利用率低，經(jīng)濟(jì)效益低，而且環(huán)境污染嚴(yán)重，分次施肥仍然是當(dāng)前玉米普遍采用的施肥方式[12]。雖然一次性施用普通速效肥料，產(chǎn)量降低的風(fēng)險(xiǎn)較大，尤其是在干旱氣候和中低肥力土壤條件下減產(chǎn)十分明顯[13]。然而一次性施肥具有減少勞動(dòng)投入、提高生產(chǎn)效率的優(yōu)勢(shì)，將控釋肥技術(shù)融入一次性施肥中，為避免一次性施肥的不足提供了有效的技術(shù)手段[14-15]。與普通專用肥相比，水稻一次性施用控釋肥具有顯著的增產(chǎn)作用[16]。玉米一次性施用包膜尿素（且氮肥減少20%）的產(chǎn)量和吸氮量與常規(guī)施肥措施的尿素一致，但是氮肥利用率得到提高[17]。研究表明，根區(qū)一次施用尿素比習(xí)慣的分次施肥能夠顯著提高產(chǎn)量和氮肥利用率，并且降低損失[18-19]，并且在玉米根區(qū)一次性施肥技術(shù)模式上，初步確定了較為理想的施肥位點(diǎn)[20]。因此，推測(cè)如果采用根區(qū)定位一次性施肥的技術(shù)，由于肥料集中供應(yīng)，釋放速度顯著降低，那么普通尿素也可能達(dá)到緩控釋肥的效果。如適當(dāng)深施、穴施或條施可顯著提高肥料利用率、減少養(yǎng)分損失[3,21]。于曉芳等[22]發(fā)現(xiàn)，通過土壤深松氮肥深施（15 cm）可促使玉米根系下移，明顯提高深層根系特別是20～40 cm根系活力及比重，氮肥利用率可以提高10%。

盡管目前基本明確了氮肥深施對(duì)提高肥料利用率的積極作用，并且全生育期一次性施用緩控釋肥能夠獲得與尿素分次施肥相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)后期不再追肥[15-17]。但是這些一次性施用的肥料主要是控釋肥，普通氮肥，如尿素的研究甚少[16-18]。通過進(jìn)一步優(yōu)化施肥技術(shù)，能否實(shí)現(xiàn)普通尿素一次性施用的高產(chǎn)高效目標(biāo)，施肥位置對(duì)于提高氮肥利用率的作用有多大的潛力和空間，目前并不十分清楚。本文通過兩年兩地的田間試驗(yàn)，研究玉米全生育期僅一次性施用普通尿素對(duì)產(chǎn)量、氮磷鉀養(yǎng)分吸收以及肥料利用率的影響，探求玉米一次性施肥技術(shù)，為玉米科學(xué)合理施氮和化肥減施增效提供技術(shù)支撐和理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地分別在安徽省太和縣國家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與集成示范基地（簡稱“太和”，115°35′E，33°15′N）和安徽省東至縣上戴村（簡稱“東至”，117°05′E，30°17′N）進(jìn)行。太和試驗(yàn)點(diǎn)土壤為砂姜黑土，東至試驗(yàn)點(diǎn)土壤為紅黃壤，供試土壤0～20 cm的基礎(chǔ)肥力如表1所示。太和縣年平均氣溫14.9℃，年平均降水量800.0 mm，屬于溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，2015年和2016年試驗(yàn)期間（6-10月）降水量分別為475.4和743.3mm，平均溫度為23.3和23.8℃。東至縣年平均氣溫16.9℃，年平均降水量1554.4 mm，屬于濕性亞熱帶季風(fēng)氣候，2015年和2016年試驗(yàn)期間（6-10月）降水量916.9和1050.3 mm，平均溫度為24.3和25.2℃。

表1 供試土壤基本農(nóng)化性質(zhì)Table 1 Basic nutrient characteristics of the tested soils

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015～2016年試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)不同氮肥施用方式的處理，分別為：1）不施氮肥（CK）、2）農(nóng)民習(xí)慣分次撒施（SSB）、3）行間偏種子5 cm、深12 cm一次性根區(qū)施肥（RZF），4）行間偏種子5 cm、深10 cm一次性條施（BDP）。小區(qū)面積2015年為2.4 m×2.8 m（4行區(qū)，每行10株，共40株），2016年為3.0 m×5.6 m（5行區(qū)，每行20株，共100株），3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。其中，RZF是我們前期研究所確定的較為恰當(dāng)?shù)母鶇^(qū)一次性施肥模式[20]。

根據(jù)本區(qū)域相關(guān)研究[23-24]和試驗(yàn)田基本理化性狀，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)肥料養(yǎng)分用量均設(shè)定為N 180 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O180kg/hm2。氮、磷、鉀肥分別選用尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O516%）、氯化鉀（K2O 60%）。

所有處理的磷鉀肥在播種前作為基肥一次性施入，即在整地前均勻撒施于土壤表面，經(jīng)深翻整地使肥料在耕層土壤充分混勻。氮肥的施肥方法：1）CK不施用氮肥；2）SSB在播種時(shí)表面撒施50%的氮肥（每株尿素3.25g），大喇叭口期撒施剩余50%氮肥；3）RZF在播種時(shí)用自制施肥器打直徑為2.5 cm、深12 cm的孔穴，將全生育期全部的氮肥（每株尿素6.5 g）一次性施入孔穴底部，再填土覆蓋[20]；4）BDP在播種時(shí)先人工開溝至深10 cm，一次性施入全生育期全部的氮肥（每株尿素6.5 g），再填土覆蓋（表2）。在水平偏離肥料（施肥行或施肥點(diǎn)）5 cm的位置進(jìn)行人工播種，播種深度5 cm，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植密度均為60 000株/hm2，行株距為60 cm×28 cm，供試玉米品種均為隆平206。除氮肥施用方式外，其他田間管理均按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田進(jìn)行。

表2 夏玉米施肥方式和施肥量Table 2 Types and levels of fertilizers applied to summer maize

1.3 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 土壤樣品的采集及測(cè)定

在試驗(yàn)整地前采集0～20 cm土壤，用于測(cè)定土壤的基礎(chǔ)肥力。用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)，堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮，0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍(lán)比色法測(cè)定土壤有效磷，NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀[25]。

1.3.2 植株樣品的采集及測(cè)定

玉米成熟時(shí)，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)采收，現(xiàn)場測(cè)定籽粒和秸稈鮮質(zhì)量。并取部分秸稈和籽粒帶回實(shí)驗(yàn)室，于105℃下殺青30 min，65℃烘干至恒質(zhì)量，計(jì)算含水量，折算籽粒和秸稈干物質(zhì)量。烘干樣品經(jīng)粉碎過篩，采用濃H2SO4-H2O2消煮，采用Smartchem 200全自動(dòng)化學(xué)分析儀測(cè)定N含量，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定P和K含量[20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

養(yǎng)分積累量(kg/hm2)=[秸稈干質(zhì)量(kg/hm2)×秸稈養(yǎng)分含量(g/kg)+籽粒干質(zhì)量(kg/hm2)×籽粒養(yǎng)分含量（g/kg）]/1000

肥料表觀利用率(ARE,%)=[施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量(kg/hm2)–對(duì)照養(yǎng)分吸收量(kg/hm2)]/養(yǎng)分施入量(kg/hm2)×100

農(nóng)學(xué)利用率(AE,kg/kg)=[施肥區(qū)產(chǎn)量(kg/hm2)–對(duì)照產(chǎn)量(kg/hm2)]/養(yǎng)分施入量(kg/hm2)

偏生產(chǎn)力(PFP,kg/kg)=產(chǎn)量(kg/hm2)/養(yǎng)分施入量(kg/hm2)

利用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan新復(fù)極差法多重比較判斷處理間差異顯著性（P<0.05）采用Microsoft Excel 2010軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮方式對(duì)玉米籽粒產(chǎn)量和生物量的影響

由圖1可以看出，施用氮肥顯著增加了玉米產(chǎn)量和生物量，且氮肥施用方式對(duì)產(chǎn)量和地上部生物量均有顯著的影響。施氮處理中均以RZF的產(chǎn)量為最高（太和和東至平均產(chǎn)量分別為12.4和9.6 t/hm2）。2015－2016年太和試驗(yàn)點(diǎn)RZF的產(chǎn)量比SSB和BDP分別顯著增產(chǎn)7.2%和7.7%，東至試驗(yàn)點(diǎn)分別顯著增產(chǎn)10.4%和11.8%；SSB與BDP的產(chǎn)量無顯著差異（P>0.05）?？傮w而言，各處理玉米產(chǎn)量的順序?yàn)镽ZF>SSB≈BDP>CK。RZF的生物量為各處理的最高，比BDP顯著高6.3%，但與SSB無顯著差異（2015年東至點(diǎn)除外），各處理的生物量順序?yàn)镽ZF≥SSB≈BDP>CK。同一處理?xiàng)l件下，太和點(diǎn)的產(chǎn)量和生物量比東至點(diǎn)分別高31.5%和25.2%。

圖1 不同施氮方式對(duì)玉米產(chǎn)量和生物量的影響Fig.1 Effects of N application method on grain yield and biomass of maize

2.2 施氮方式對(duì)玉米氮磷鉀養(yǎng)分積累的影響

如圖2所示，施用氮肥顯著增加玉米植株氮磷鉀養(yǎng)分積累量，且氮肥施用方式對(duì)植株氮磷鉀養(yǎng)分積累有顯著的影響。CK的植株氮素積累量顯著低于施氮處理，而施氮處理中均以RZF的氮素積累量為最高（太和和東至平均分別為260.3和180.9 kg/hm2）。RZF的植株氮素積累量與SSB的無顯著差異，比BDP顯著增加11.0%，SSB與BDP無顯著差異。

圖2 不同施氮方式對(duì)玉米氮磷鉀養(yǎng)分積累的影響Fig.2 Effects of N application method on N,P and K uptake of maize

各處理植株氮素的積累量均呈現(xiàn)RZF≥SSB≈BDP>CK的規(guī)律。同一處理?xiàng)l件下，太和點(diǎn)的氮素積累量比東至點(diǎn)高46.3%（圖2a）。氮肥施用及施氮方式對(duì)玉米植株磷素和鉀素的積累均有顯著影響（圖2b和2c）。CK的植株磷素和鉀素積累量均顯著低于施氮處理。RZF的磷素積累量比BDP的顯著高9.8%（2015年太和點(diǎn)除外），但是與SSB的無顯著差異（2015年東至點(diǎn)除外）。除2015年東至點(diǎn)RZF的鉀素積累量顯著高于BDP外，各施氮處理間植株鉀素積累量無顯著差異。同一處理?xiàng)l件下，太和點(diǎn)的磷素和鉀素積累量比東至點(diǎn)分別高30.3%和24.8%（圖2b和2c）。

2.3 施氮方式對(duì)玉米氮磷鉀養(yǎng)分利用效率的影響

2015—2016年兩地結(jié)果表明，施氮方式對(duì)玉米氮肥利用率有顯著影響（表3）。RZF顯著提高了氮肥表觀利用率，其表現(xiàn)利用率為50.1%～58.9%，比SSB和BDP分別提高18.2%和30.5%（即分別提高8.3和12.4個(gè)百分點(diǎn)），其中太和點(diǎn)RZF比SSB提高了17.3%～19.7%，東至點(diǎn)提高了14.3%～21.6%；SSB和BDP的氮肥表觀利用率無顯著差異；各處理氮肥表觀利用率的順序?yàn)镽ZF>SSB≈BDP。各處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力均以RZF的為最高（分別為19.7～22.4和52.7～67.8 kg/kg），BDP處理為最低（14.5～19.0和47.0～62.0 kg/kg）。同一處理?xiàng)l件下，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力基本一致。

如圖3所示，施氮方式對(duì)磷肥和鉀肥的表觀利用率有顯著影響。RZF的磷肥表觀利用率為各處理最高，比SSB提高2.7個(gè)百分點(diǎn)（提高18.1%）；比BDP提高3.7個(gè)百分點(diǎn)（提高27.2%）；SSB和BDP的磷肥表觀利用率無顯著差異。各處理磷肥表觀利用率的順序?yàn)镽ZF>SSB≈BDP。與磷肥利用率相似，RZF的鉀肥表觀利用率最高，比BDP提高了7.7～14.1個(gè)百分點(diǎn)（提高28.1%）。同一處理?xiàng)l件下，2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的磷肥表觀利用率基本一致，鉀肥表觀利用率則東至點(diǎn)略高于太和點(diǎn)。

表3 氮肥施用方式對(duì)玉米氮素養(yǎng)分利用率的影響Table 3 Effects of N application method on N apparent recovery efficiency(ARE),N agronomy efficiency(AE),and N partial factor productivity(PFP)of maize

圖3 氮肥施用方式對(duì)玉米磷、鉀養(yǎng)分利用率的影響Fig.3 Effects of N application method on P and K apparent utilization efficiency of maize

2.4 施氮方式對(duì)玉米－土壤養(yǎng)分表觀平衡的影響

如圖4a所示，太和點(diǎn)和東至點(diǎn)CK的土壤氮素虧缺分別為92.8和48.6 kg/hm2，在施氮量為180 kg/hm2的條件下，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)RZF處理籽粒帶走的氮素均最高，因此RZF氮素盈余量（25.2和72.3 kg/hm2）顯著低于SSB和BDP處理。在磷肥施用量為135 kg/hm2的條件下，CK的土壤磷素盈余量最高，太和和東至兩地分別為104.0和113.8kg/hm2；RZF處理的盈余最低，分別為86.9和96.8kg/hm2；除2015年東至點(diǎn)RZF的土壤磷素盈余量顯著最低外，各施氮處理土壤磷素盈余量無顯著差異（圖4B）。在鉀肥施用量為180 kg/hm2的條件下，CK的土壤鉀素盈余量最高，太和和東至兩地分別為130.5和140.7 kg/hm2，RZF的鉀素盈余最低，分別為101.8和109.0 kg/hm2，RZF的鉀素與SSB無顯著差異（圖4C）。總體而言，施氮處理中，RZF的土壤氮磷鉀養(yǎng)分盈余均最低，東至的土壤氮磷鉀養(yǎng)分盈余均高于太和。

圖4 氮肥施用方式對(duì)玉米-土壤系統(tǒng)養(yǎng)分表觀平衡的影響Fig.4 Effect of N application method on nutrient balance of maize-soil system

3 討論

一次性施肥主要是指在作物生長期內(nèi)只進(jìn)行一次性施肥，整個(gè)生育期內(nèi)不再追肥的施肥[13,26]當(dāng)前習(xí)慣的分次施氮相比，RZF的玉米產(chǎn)量顯著增加8.8%（P<0.05，圖1），說明優(yōu)化施肥位置的一次性根區(qū)施氮能夠?qū)崿F(xiàn)作物增產(chǎn)目標(biāo)。一次性施肥因其勞動(dòng)用工少，簡化施肥工序已經(jīng)逐漸成為廣泛推行的技術(shù)措施[26-29]。一些研究已經(jīng)證實(shí)全生育期一次性施肥能夠保證作物高產(chǎn)，提高肥料利用率[15,26-29]，但是主要集中在控釋肥料方面，普通尿素一次性施用的研究甚少。例如，王宜倫等[15,27]認(rèn)為粒片狀肥料或緩/控釋氮肥一次性施用與尿素分次施用相比，夏玉米產(chǎn)量相當(dāng)。張婧等[26]研究了冬小麥/夏玉米全生育期一次性施用普通尿素，但是一次性施肥（10和25 cm分層溝施）與分次施肥（基肥10 cm溝施，追肥1次）小麥和玉米產(chǎn)量均無顯著差異，可見一次性施肥的效果并不十分理想，可能由于施肥位置還不夠理想，肥域與根際沒有很好的匹配，采用的一次性施肥并沒有實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。Liu等[18,30]發(fā)現(xiàn)根區(qū)一次性施用尿素比習(xí)慣分次施肥，水稻產(chǎn)量提高4.3%～44.9%。本研究采用的RZF是對(duì)施肥位點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化的根區(qū)一次性施肥，已探索了較為適宜的施肥位點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)玉米的高產(chǎn)和氮肥的高效利用。RZF比簡單一次性條施能夠使夏玉米增產(chǎn)9.8%（P<0.05，圖1），這說明了施肥位置對(duì)作物高產(chǎn)的重要性。通過優(yōu)化施肥方式，將肥料一次性施用在玉米根系的活躍生長區(qū)域，使得肥料養(yǎng)分的釋放與玉米的養(yǎng)分吸收相互匹配，從而達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、養(yǎng)分高效利用的目標(biāo)[7]。此外，本研究發(fā)現(xiàn)在獲得同等產(chǎn)量的需求下，RZF可以降低氮肥用量。盡管不同施氮水平下RZF的產(chǎn)量效應(yīng)和減肥潛力仍需深入探索，但是根區(qū)一次性施肥為氮肥減量施用提供了新的技術(shù)途徑。

與當(dāng)前習(xí)慣分次施氮相比，RZF在增產(chǎn)的同時(shí)氮肥表觀利用率提高8.3個(gè)百分點(diǎn)（表3），并且氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力均較高。在水稻上的研究也表明，根區(qū)一次性施氮比習(xí)慣分次施肥氮肥表觀利用率提高了11.6個(gè)百分點(diǎn)[18-19]。王宜倫等[15,27]研究表明，一次性施用粒片狀肥料或緩/控釋氮肥比分次施用尿素，氮肥利用率提高4～5個(gè)百分點(diǎn)。本研究通過比較一次性根區(qū)和一次性條施對(duì)氮肥利用率的影響，發(fā)現(xiàn)2a 2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)RZF的氮肥表觀利用率比BDP顯著增加12.4個(gè)百分點(diǎn)（表5）。這說明恰當(dāng)?shù)氖┓饰恢脤?duì)提高肥料利用率至關(guān)重要，包括施肥深度和施入肥料在土壤中的集中程度。研究發(fā)現(xiàn)，尿素12 cm深施的表觀利用率比6和15 cm深施分別提高9.6%和10.4%[20]，氮肥不能施的過淺，也不宜施入太深，否則會(huì)導(dǎo)致苗期養(yǎng)分的供應(yīng)不足。因?yàn)槟蛩丶惺┤肷?2 cm的土層，養(yǎng)分向上遷移的距離在6 cm以內(nèi)[31]，如果采用15 cm深施，播種深度通常為5 cm的前提下，養(yǎng)分供應(yīng)很難滿足苗期生長發(fā)育的需求。根區(qū)一次性施肥能夠提高氮肥利用率的主要原因，可能是：提高氮肥在耕層土壤中的集中度，能夠減緩氮素的釋放速度，達(dá)到了緩控釋肥的效果[16,31]，如適當(dāng)深施、穴施或條施可顯著提高肥料利用率、減少養(yǎng)分損失[3,21]，一次性穴施肥料養(yǎng)分可以持續(xù)較高濃度的供應(yīng)90 d[31]，可以滿足玉米生育期的氮肥需求。最近，張婧等[26]發(fā)現(xiàn)與分次施肥相比，在10和25 cm分層溝施的一次性施肥能夠有效減少冬小麥/夏玉米輪作系統(tǒng)土壤N2O排放，降低氮肥損失。因此，全生育期一次性施肥能否獲得高產(chǎn)，是否能夠提高肥料利用率、降低損失，關(guān)鍵是要找到最佳的施肥方式和施肥位點(diǎn)，做到一次性精準(zhǔn)施肥，實(shí)現(xiàn)肥際與根際的最佳匹配[7]。

改變施氮方式不僅影響植株氮素的吸收，也影響了磷鉀養(yǎng)分的積累和肥料利用率。各施氮處理均以RZF氮磷鉀素的積累為最高，其中氮素和磷素積累量比BDP處理分別顯著增加11.0%和9.8%（圖2）。劉曉偉等[19]的研究表明根區(qū)一次性施肥磷素積累量比習(xí)慣分次施肥顯著增加45.1%。本研究發(fā)現(xiàn)，RZF的磷肥表觀利用率和鉀肥表觀利用率均為各處理最高，比BDP分別提高27.2%和28.1%。根區(qū)一次性施用尿素比分次施用顯著增加了植株磷鉀的積累量[30]。RZF改變氮肥的施用方式，增加了玉米產(chǎn)量和生物量，對(duì)磷、鉀營養(yǎng)元素的需求明顯增加，磷鉀的吸收也相應(yīng)增加，土壤磷素盈余量明顯降低。

在同等處理?xiàng)l件下，太和的玉米產(chǎn)量、干物質(zhì)量和氮磷鉀養(yǎng)分吸收量均明顯高于東至（圖1和圖2）。在種植密度、栽培品種、施肥水平均一致的條件下，土壤條件和光溫水熱等氣候因素可能導(dǎo)致2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量和養(yǎng)分積累量存在較大差異?？梢?，除了施肥增產(chǎn)的效應(yīng)外，土壤、氣候等因素對(duì)作物產(chǎn)量潛力的實(shí)現(xiàn)起到不可忽視的作用[32-34]。2個(gè)試驗(yàn)地氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)均顯著（圖1），也都反映了通過優(yōu)化施肥方式，根區(qū)一次性施用尿素比當(dāng)前的習(xí)慣分次施肥能顯著增產(chǎn)，提高氮肥利用率（圖1和表3）。本文的結(jié)果是基于2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)2a的研究試驗(yàn)，根區(qū)一次性施肥的持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果如何可能還需要多年，甚至更多區(qū)域的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，為了達(dá)到精準(zhǔn)定位施肥本研究采用的根區(qū)一次性施肥均為人工操作，考慮到工作量（單株單穴定量施肥）和人工操作困難（精確的施肥位點(diǎn)），所設(shè)小區(qū)面積相對(duì)較小，該模式的推廣和應(yīng)用有待深入示范驗(yàn)證。此外，RZF使得施入的尿素在土壤中高度集中，形成的肥際微域，在作物生長的條件下其中氮素?fù)p失如何，土壤微生物群落將發(fā)生怎樣變化尚待論證，以推進(jìn)根區(qū)一次性施肥，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、高效和可持續(xù)發(fā)展。由于試驗(yàn)小區(qū)采用人工操作，RZF的經(jīng)濟(jì)效益與分次施肥基本相當(dāng)，但是，如果通過改進(jìn)施肥機(jī)械，采用種肥同播機(jī)械化根區(qū)一次性施肥，RZF不僅能夠節(jié)省追肥用工成本，而且玉米產(chǎn)量能夠顯著增加，總體經(jīng)濟(jì)效益必然顯著高于當(dāng)前的分次施肥。綜上所述，根區(qū)一次性施用普通尿素能夠顯著增加玉米產(chǎn)量，提高氮肥利用率，是一種節(jié)肥高效的施肥方式，值得進(jìn)一步研發(fā)施肥機(jī)械和推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

1）一次性根區(qū)穴施（RZF）比分次施氮（SSB）和一次性條施（BDP）分別增產(chǎn)8.8%和9.8%（P<0.05），說明優(yōu)化施肥位置的根區(qū)一次性施氮能夠?qū)崿F(xiàn)作物增產(chǎn)；

2）RZF的氮磷鉀素積累均為各處理最高，氮肥表觀利用率比SSB和BDP分別提高8.3和12.4個(gè)百分點(diǎn)，并且氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力均最高，說明根區(qū)一次性施氮顯著提高了氮肥利用率；

3）RZF的磷肥表觀利用率比SSB和BDP分別提高18.1%和27.2%（P<0.05）。優(yōu)化施肥位置，根區(qū)一次施肥能夠替代當(dāng)前習(xí)慣的分次施肥，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，對(duì)于化學(xué)氮肥減量施用、提高肥料利用率具有很大的潛力和空間。

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