包膜尿素和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響

謝媛圓，熊又升，孫琛，李佳瑩，周劍雄，徐芳森

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，武漢 430070；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，武漢 430064；3.湖北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)展示中心，武漢 430345）

鮮食玉米因其生產(chǎn)周期短、營(yíng)養(yǎng)豐富和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的特點(diǎn)，成為了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)戶(hù)增收的重要途徑［1-4］。在種植過(guò)程中，為了使鮮食玉米達(dá)到增產(chǎn)目的而過(guò)度施用氮肥等問(wèn)題，已嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)玉米氮肥利用率僅有31.0%，不僅造成資源的大量浪費(fèi)［5-8］，還影響了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)［9］。因此，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注［10，11］。有研究［9］發(fā)現(xiàn)，通過(guò)施用緩控釋肥料和氮肥增效劑等措施可以提高作物氮肥利用效率，減少化肥用量。緩控釋肥具有肥效長(zhǎng)而穩(wěn)定、利用率高、改善土壤質(zhì)量等特點(diǎn)，因此施用控釋肥是減少肥料浪費(fèi)和環(huán)境污染的一項(xiàng)重要措施［12，13］。同時(shí)，根據(jù)不同植物的生育期配施不同釋放周期的包膜尿素，可顯著提高作物氮肥利用率［14］，但因制作成本等問(wèn)題使其應(yīng)用與推廣受到一定限制［4，15］。魯艷紅等［16］、李玉等［17］發(fā)現(xiàn)氮肥增效劑主要通過(guò)抑制氮轉(zhuǎn)化途徑，使氮肥肥效后移，從而提高植物對(duì)氮肥的利用率。當(dāng)前，市面上氮肥增效劑主要分為脲酶抑制劑和硝化抑制劑兩種。氮肥配施氮肥增效劑，使氮肥肥效持久，更符合玉米生長(zhǎng)規(guī)律［18］，為鮮食玉米提供充足養(yǎng)分［19］，提高鮮食玉米產(chǎn)量［20］。因此，為了探索鮮食玉米減肥保產(chǎn)的新型施肥技術(shù)，本研究比較了相同肥料用量的情況下不同緩釋期包膜肥和減氮15%并配施氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，旨在為鮮食玉米減氮增產(chǎn)和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的一次性施肥技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2020年4月1日—6月25日在武漢市黃陂區(qū)武湖農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)展示中心（東經(jīng)114.51°，北緯30.70°）進(jìn)行。土壤類(lèi)型屬長(zhǎng)江沖積平原，潮土土質(zhì)，前茬作物為蔬菜。黃陂區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為15.7～16.4℃，年均降水量在1 000～1 200 mm。2020年6月至8月，全國(guó)平均降水量373mm，較常年同期（325 mm）偏多15%（中國(guó)新聞網(wǎng)）。土壤基本理化性狀如下：pH 5.61，有機(jī)質(zhì)20.70 g/kg，堿解氮157.50 mg/kg，速效磷17.55 mg/kg，速效鉀76.37 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 供試材料供試鮮食玉米品種為金晶龍258，供試肥料為：普通尿素含N 46%、過(guò)磷酸鈣含P2O512.0%、氯化鉀含K2O 60.0%。60 d包膜尿素含N 46%、90 d包膜尿素含N 46%、氮肥增效劑為硝化抑制劑和脲酶抑制劑的復(fù)混物。氮肥增效劑施用量為1 t肥料（氮、磷、鉀總施肥量）配施1 kg氮肥增效劑，對(duì)氮肥含量影響可忽略。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用田間小區(qū)試驗(yàn)，共4個(gè)處理。處理1（常規(guī)施肥）：等氮量施用普通尿素處理，分3次施肥，分別是50%尿素（242.5 kg/hm2）與磷、鉀肥一起作底肥一次性施入，20%尿素（97.0 kg/hm2）和30%尿素（145.5 kg/hm2）作苗肥和穗肥進(jìn)行追施；處理2：等氮量施用60 d包膜尿素（485.0 kg/hm2），與磷、鉀肥一起作底肥一次性施入；處理3：等氮量施用90 d包膜尿素（485.0 kg/hm2），與磷、鉀肥一起作底肥一次性施入；處理4：60 d包膜尿素減量15%（412.3 kg/hm2）配施氮肥增效劑，與磷、鉀肥一起作底肥一次性施入；所有處理中磷肥和鉀肥用量一致，分別為磷肥用量937.5 kg/hm2，鉀肥用量375.0 kg/hm2。小區(qū)底肥采用條施，追肥采用穴施的方法進(jìn)行。具體施肥量如表1所示。

表1 肥料及氮肥增效劑施用量 （單位：kg/hm2）

試驗(yàn)小區(qū)面積為19.44 m2，處理進(jìn)行3次重復(fù)。小區(qū)隨機(jī)排布，每小區(qū)分成兩壟，每壟定植兩行鮮食玉米，即每行25株，行距0.3 m，株距0.6 m，密度49 995株/hm2。小區(qū)鮮食玉米均采取育苗后移栽的方法種植。處理1分別在苗期打洞追施苗肥，每2株打一洞均勻丟施，在大喇叭口期打洞追施穗肥，每4株打一洞均勻丟施；其余處理一次性施肥，條施。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

按照鮮食玉米試驗(yàn)記載標(biāo)準(zhǔn)，觀察記載鮮食玉米生育期，并選取小區(qū)內(nèi)具有代表性的、連續(xù)的10株鮮食玉米測(cè)定其每個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的葉片數(shù)、株高和植株形態(tài)、性狀，并在鮮食玉米抽雄期時(shí)加測(cè)穗位高。

在鮮食玉米采收時(shí)按同樣的要求摘取10株果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，考察果穗性狀、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖、穗粒數(shù)、有效穗、產(chǎn)量等。將各小區(qū)所有鮮食玉米帶苞葉稱(chēng)重，計(jì)產(chǎn)。

根據(jù)實(shí)際田間操作安排，記錄肥料用量和用工人數(shù)等。以國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)價(jià)格司編輯的《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》為依據(jù)，計(jì)算鮮食玉米的總成本、產(chǎn)投比和氮肥偏生產(chǎn)力。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各指標(biāo)計(jì)算公式：產(chǎn)投比=產(chǎn)出/總成本，氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行分析整理，SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 包膜尿素和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)的影響

從表2可知，與普通尿素（處理1）相比，60 d包膜肥（處理2）和減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）處理的葉齡和株高差異均不顯著，說(shuō)明配施氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米葉齡和株高有一定提高作用。鮮食玉米從三葉期到吐絲期，葉齡和株高隨生育期的推進(jìn)均呈逐漸升高的趨勢(shì)；鮮食玉米葉齡從拔節(jié)期到大喇叭口期增長(zhǎng)速度最快。在鮮食玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，90 d包膜肥的（處理3）鮮食玉米葉齡、株高均表現(xiàn)為最低，且株高差異達(dá)到顯著水平。60 d包膜肥（處理2）和減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）的鮮食玉米葉齡、株高均未表現(xiàn)出顯著差異。鮮食玉米穗位高從高到低依次為95.3 cm（處理4）、91.9 cm（處理2）、93.0 cm（處理1）、91.9 cm（處理3），但差異不顯著。

表2 不同氮肥種類(lèi)和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米葉齡和株高的影響

與普通尿素（處理1）相比，60 d包膜肥（處理2）、90 d包膜肥（處理3）、減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）拔節(jié)期株高變化情況分別為3.43%、-17.71%、1.43%，小喇叭口時(shí)期則為11.25%、-5.54%、3.69%。不同氮肥種類(lèi)處理1、2、3中，拔節(jié)期和大喇叭口時(shí)期60 d包膜肥（處理2）葉齡最高，分別為6.7片和13.8片，與其他處理間差異未達(dá)到顯著水平；在大喇叭口時(shí)期—吐絲期普通尿素（處理1）的葉齡最高分別為17.7、19.9、20.3片。在鮮食玉米的生長(zhǎng)過(guò)程中鮮食玉米株高基本表現(xiàn)為60 d包膜肥（處理2）高于普通尿素（處理1）高于90 d包膜肥（處理3），且差異達(dá)到顯著水平。在不同施肥量配施氮肥增效劑處理2、3、4中，鮮食玉米葉齡在生長(zhǎng)過(guò)程中基本表現(xiàn)為減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）大于60 d包膜肥（處理2）。鮮食玉米株高在三葉期、抽雄期、吐絲期均表現(xiàn)為減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）高于60 d包膜肥（處理2），而拔節(jié)期、小喇叭口時(shí)期、大喇叭口時(shí)期則相反。

2.2 包膜尿素和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

從鮮食玉米經(jīng)濟(jì)性狀因素看，不同處理間鮮食玉米果穗物理性狀相同，穗型均為錐型，粒色為黃白色，軸色為白色。處理1、2、3、4間鮮食玉米的子粒深度、鮮百粒重、鮮出子率略有不同，分別為：子粒深度1.25、1.25、1.27、1.24 cm；鮮百粒重40.01、40.03、40.32、38.31 g；鮮出子率75.94%、74.49%、74.62%、73.53%，但差異均不顯著。

從表3可知，4種不同施肥方式中，鮮食玉米產(chǎn)量為14 641.67～15 966.67 kg/hm2，無(wú)顯著差異；有效穗為46 000～48 833穗/hm2，且差異顯著，其中減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）鮮食玉米有效穗最多，為48 833穗/hm2，與60 d包膜肥（處理2）相比，增幅為6.16%，說(shuō)明氮增效劑可顯著提高鮮食玉米有效穗數(shù)，對(duì)玉米產(chǎn)量的提高也有一定促進(jìn)作用。

在不同氮肥種類(lèi)處理1、2、3中，普通尿素（處理1）禿尖最短，但穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、產(chǎn)量均高于其他2個(gè)處理，其中，在禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)、有效穗數(shù)方面差異達(dá)到顯著水平，在產(chǎn)量方面差異未達(dá)到顯著水平。與普通尿素（處理1）相比，60 d包膜肥（處理2）、90 d包膜肥（處理3）的鮮食玉米禿尖分別增加101.39%、115.28%；穗粒數(shù)分別減少6.84%、8.51%；產(chǎn)量也分別減少5.85%、8.30%。60 d包膜肥（處理2）穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，為20.5 cm，90 d包膜肥（處理3）鮮食玉米穗粗高于其他處理，但差異并不顯著。在不同施肥量配施氮肥增效劑處理2、3、4中，減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）鮮食玉米穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、產(chǎn)量均高于其他處理；其中，鮮食玉米有效穗粒數(shù)、產(chǎn)量方面差異達(dá)到顯著水平，在穗粒數(shù)方面差異未達(dá)到顯著水平。90 d包膜肥（處理3）鮮食玉米的穗粗、有效穗等經(jīng)濟(jì)性狀均高于60 d包膜肥（處理2），產(chǎn)量較之卻降低了2.61%，但處理間差異均不顯著。

2.3 包膜尿素和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

如表4所示，隨著氮肥（尿素、60 d包膜肥和90 d包膜肥）用量、種類(lèi)和氮肥增效劑的使用，肥料成本變化程度有所不同；與普通尿素（處理1）相比，60 d包膜肥（處理2）、90 d包膜肥（處理3）、減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）分別增加94.44%、94.44%、100.81%，由于普通尿素的處理（處理1）增加了2次施肥，人工成本增加，因此采用一次性施肥的包膜肥總成本降低29.93%～32.15%。各處理的產(chǎn)投比在11.21～15.67，與普通尿素（處理1）相比，處理2、3、4分別增加38.78%、35.16%和39.82%。各處理氮肥偏生產(chǎn)力為71.57%～82.50%，與普通尿素（處理1）相比，處理2、3分別減少5.85%、8.30%，而處理4增加15.27%。因此，減氮15%配施氮肥增效劑（處理4）氮肥利用率和綜合經(jīng)濟(jì)效益均高于其他處理。

表4 不同氮肥種類(lèi)和氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

3.1 包膜尿素對(duì)鮮食玉米的影響

株高是植株生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分吸收、利用及轉(zhuǎn)化狀況最直觀的體現(xiàn)之一，也可以分析其所施用肥料的養(yǎng)分釋放速率是否符合鮮食玉米的養(yǎng)分吸收規(guī)律［5］，鮮食玉米葉齡也是外界條件對(duì)作物影響的一個(gè)綜合反映［21-23］。本試驗(yàn)中，鮮食玉米株高、葉齡和穗位高均表現(xiàn)為60 d包膜肥大于90 d包膜肥和普通尿素處理，說(shuō)明60 d包膜肥釋放氮素的時(shí)間與鮮食玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)所需肥規(guī)律更相符，使鮮食玉米在拔節(jié)期—灌漿期［7，9，18］能夠及時(shí)吸收足夠的氮肥以供生長(zhǎng)。

本試驗(yàn)中普通尿素的鮮食玉米產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重［5］和氮肥偏生產(chǎn)力均大于60 d、90 d包膜肥。這與前人［22-25］研究的結(jié)果略有不同，這可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)中普通尿素追肥分2次且采用穴施的方法進(jìn)行，大大提高了氮肥利用率。但60 d、90 d包膜肥處理為一次性施肥，施肥方式較為簡(jiǎn)單，節(jié)約人工，產(chǎn)投比分別為15.55、15.15，經(jīng)濟(jì)效益較高。而普通尿素處理增加了2次追肥，勞動(dòng)投入成本較高，操作繁瑣，產(chǎn)投比僅為11.21。進(jìn)一步說(shuō)明與普通尿素相比，包膜尿素有效提高了生產(chǎn)效益，特別是60 d包膜尿素效果更佳。

3.2 氮肥增效劑對(duì)鮮食玉米的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

研究表明，施用氮肥增效劑可顯著增加玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子、產(chǎn)量和氮肥利用率［26，27］。本試驗(yàn)中減氮15%配施氮肥增效劑處理鮮食玉米穗粗、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均高于60 d包膜尿素，但差異均未達(dá)到顯著水平。說(shuō)明氮肥增效劑對(duì)改善玉米穗部的性狀，提高玉米產(chǎn)量有一定的促進(jìn)作用［9，28］。而減氮15%配施氮肥增效劑處理有效穗數(shù)較60 d包膜尿素處理增加6.16%，差異達(dá)到顯著水平；且產(chǎn)量較普通尿素處理無(wú)顯著變化，說(shuō)明氮肥增效劑對(duì)增加鮮食玉米有效穗數(shù)和產(chǎn)量發(fā)揮了一定的積極作用。

在本試驗(yàn)中，減氮15%配施氮肥增效劑處理產(chǎn)投比和氮肥偏生產(chǎn)力分別較普通尿素處理、60 d包膜尿素處理提高了39.82%、0.75%和15.27%、22.43%，說(shuō)明氮肥增效劑對(duì)提高鮮食玉米經(jīng)濟(jì)效益和氮肥利用率作用顯著，這與前人的研究結(jié)果一致［29］。試驗(yàn)中，各處理間葉齡和株高雖然表現(xiàn)出一定差異，但不同時(shí)期表現(xiàn)的規(guī)律并有一致，這可能是環(huán)境因素影響了緩控釋肥和氮肥增效劑［30］的效果。2020年春季特別是6月至8月雨水較多，鮮食玉米田淹水影響氮肥增效劑對(duì)土壤微生物和土壤相關(guān)酶活性的作用［31］，又出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，導(dǎo)致試驗(yàn)效果不顯著。

4 小結(jié)

與90 d包膜尿素相比，60 d包膜尿素更符合鮮食玉米生長(zhǎng)規(guī)律，對(duì)玉米產(chǎn)量有一定的提升作用，而減氮15%后配施氮肥增效劑后可實(shí)現(xiàn)鮮食玉米穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)收、鮮食玉米有效穗數(shù)顯著提升。綜合施肥量、人工和產(chǎn)量來(lái)看，氮肥增效劑與緩釋肥的配合在減肥節(jié)工方面具有一定的效果，在鮮食玉米實(shí)際生產(chǎn)中，60 d包膜肥和氮肥增效劑在播種時(shí)一次性施用，可有效提高鮮食玉米產(chǎn)量，在鮮食玉米的生產(chǎn)中將控釋肥和氮肥增效劑結(jié)合起來(lái)施用是個(gè)不錯(cuò)的選擇。至于肥料減施量的大小和氮肥增效劑與緩釋肥的配料比例還有待進(jìn)一步研究。