穩定性肥料對玉米生產的收益增效研究

摘    要：【目的】驗證穩定性肥料26-10-15在四平市及其周邊地區的肥效?！痉椒ā恳杂衩灼贩N“良玉99”為供試材料，通過田間試驗，對比玉米產量和植株性狀?！窘Y果】實驗結果表明，施用穩定性肥料26-10-15（處理T），相比于其他施肥方案（CK1,CK2），產量分別高出6.67%和14.72%，達到顯著水平，且CK1比CK2產量高出7.54%，也達到顯著水平。處理T千粒重分別比CK1和CK2高出4.55%和7.87%，均達到顯著水平。處理T容重分別比CK1和CK2高出1.59%和3.32%，均達到顯著水平。處理T收益最高，達到7124.63元/hm2，分別比CK1和CK2高2331.42元/hm2、3329.27元/hm2。植株性狀方面，處理T的株高和莖粗都顯著高于CK2，而穗位高度未達到顯著差異，說明一次性施肥條件下，肥效利用率要高于常規肥料，但不會增加倒伏風險?！窘Y論】相比于一次性施用普通肥料，施用穩定性肥料肥26-10-15能顯著提玉米產量、千粒重和容重以及地上部分的生物產量；相比于分次施肥，可降低種植投入，并提高玉米產量。本實驗條件下，施用穩定性肥料肥26-10-15產量和收益都最高，在四平及其周邊地區具有良好的推廣價值。

關鍵詞:玉米; 穩定性肥料;增效;收益;

引言

玉米是中國四大主糧作物之一，全國種植面積超過4千萬公頃，年產量超過2.7億噸。東北地區是我國玉米主產區之一，種植面積和產量均超過全國的1/3[1]，是重要的糧食產區和商品糧供應區，具有重要的糧食生產地位和保障國家糧食安全戰略地位[2]。然而近年來，隨著玉米種植成本一直攀升，農戶的收益出現了不升反降的現象。種植成本中，生產成本占了很大比例，以吉林省為例，總成本的70%為生產成本[2]。氮肥利用率低是造成生產成本高的原因之一，據統計，中國氮肥利用率只有30%左右，約為發達國家的1/2[3]。

傳統上，分次施肥是提高玉米氮肥利用率的有效措施之一。但是隨著農村人口老齡化加深、農村勞動力短缺、勞動力成本增加等因素，農戶為了降低種植投入，在玉米生產過程中，更傾向于一次性施用底肥的模式，這導致氮肥利用率進一步下降。為了提高肥料利用率，適應農戶施肥習慣，推廣新型緩釋肥料勢在必行。緩釋肥料是通過一定的工藝和方法，使肥料的釋放周期延長，在作物整個生育期使養分供應與作物需求相匹配的一種肥料[4]。穩定性肥料是緩釋肥的一種，在生產過程中加入脲酶抑制劑或硝化抑制劑，或者同時添加兩種抑制劑，使肥效期達到延長的一類含氮肥料。脲酶抑制劑通過抑制土壤脲酶活性從而降低尿素在土壤中的水解速度，以達到延長氮肥肥效目的；硝化抑制劑通過抑制硝化細菌以及亞硝化細菌活性，抑制銨態氮硝化和反硝化作用，從而延長銨態氮肥效，并減少硝態氮流失和反硝化造成的損失[5,6,7]。

在供試的穩定性肥料26-10-15中，特別添加了鋅。鋅是植物生長所必須的微量元素，參與光合作用中多種酶的合成，以及與抗性相關的鋅指蛋白的合成，還間接影響生長素的合成。玉米是對缺鋅最為敏感的作物之一。缺鋅會導致玉米生育期延遲，出現“白花葉病”等癥狀。而北方石灰性土壤上，有效鋅含量一般低于0.5mg/kg的臨界值[8,9]。在供試的穩定性肥料26-10-15中，還添加了腐植酸。腐植酸是一類天然的、結構復雜的高分子化合物。是良好的土壤改良劑，能促進土壤團粒結構形成，改善土壤通透性。有研究表明，腐植酸制備成復合肥使用，可提高氮素吸收和利用率，促進玉米生長和產量形成[10]。為了驗證穩定性肥料26-10-15在玉米上的效果，并為四平地區以至東北地區推廣提供依據，特安排此試驗。

1 材料和方法

1.1 試驗地概述

試驗在吉林省四平市梨樹縣東平安村進行。梨樹縣位于吉林省中西部，地處松遼平原地帶，屬于北溫帶半濕潤季風氣候；縣境80%為平原，土壤以黑土、草甸土、黑鈣土為主。種植前，對0-20cm土壤進行檢測，有機質含量為18.2g/kg，堿解氮含量為86.0mg/kg，速效磷含量為21.4mg/kg，速效鉀含量為117.4mg/kg,pH值為6.42，該地塊肥力水平中等，理化性質均勻。

1.2 試驗材料

供試玉米品種為良玉99。供試肥料中的穩定性肥料26-10-15（添加脲酶抑制劑、硝化抑制劑、鋅和腐植酸）、摻混肥26-10-15（尿素、磷酸二銨、氯化鉀）均由史丹利農業集團股份有限公司提供。

1.3 試驗方法

試驗于2021年4月27日播種，種植密度為60 000株/hm2。試驗設3個處理，每個處理3次重復，每個小區面積為42m2。底肥采用種、肥同播模式，肥料在種子側下方8cm處。實驗所用的肥料配比均為26-10-15，其中處理T、CK2為一次性底肥，CK1為一次底肥加上一次追肥。施肥方案見表1。試驗過程中，統一日常管理，需要追肥的處理（CK1）在玉米大喇叭口期采用人工穴施追肥模式，于2021年10月8日收獲，自然風干后進行測產。

  表1 不同處理施肥方案（每hm2施肥量）

1.4 測定項目

1.4.1 植株性狀測定

株高、莖粗、穗位于玉米灌漿期測定，每個小區連續測量10株取平均值。

1.4.2 SPAD值測定

玉米葉片SPAD值采用SPAD-520儀測量，于吐絲期、灌漿期、完熟期，從每個小區內連續取10株植株對穗位葉測定，并取平均值。

1.4.3 產量性狀測定

成熟收獲期，每個小區取4行4.8m2計算有效穗數。自然風干后，每個小區取10株中等穗測量穗行數、行粒數。每個小區單獨脫粒，千粒重、容重和含水量測量三次取平均值。并對收獲的玉米脫粒測產，計算產量時，已將水分折算為13%的標準水。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2016軟件進行數據處理，采用SPSS 11.5軟件分析對數據差異顯著性進行檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對玉米植株性狀的影響

表2 不同施肥處理對玉米株高、莖粗和穗位的影響

由表2可知，施用穩定性肥料26-10-15（處理T）的株高最高，達到295.4cm，處理T比CK1增加0.75%，沒有達到顯著水平，比CK2增加7.79%，達到顯著水平；CK1比CK2株高增加7.64%，達到顯著水平。處理T和CK1莖粗最粗，達到25.2mm，比CK2增加5.88%，達到顯著水平。CK1穗位最高，達到112.2cm，處理T比CK1降低4.28%，達到顯著水平，CK2比CK1降低5.26%，達到顯著水平。CK2比處理T降低0.10%，沒有達到顯著水平。

2.2 不同施肥處理對葉片SPAD值的影響

表3 不同施肥處理對玉米SPAD值的影響

由表3可知，不同處理間，葉片葉綠素SPAD變化趨勢相同，都呈先上升后下降的趨勢，在灌漿期達到頂峰。在吐絲期，CK1最高，達到62.3，比處理T高2.59%，達到顯著水平；在灌漿期，CK1最高，達到64.72，與處理T相比，沒有達到顯著差水平；在完熟期，處理T最高，達到43.64，處理T和CK1的SPAD值沒有達到顯著水平。三個時期，處理T和CK1都顯著高于CK2。

2.3 不同施肥處理對玉米產量性狀的影響

由表3可知，各處理間有效穗數、穗行數、行粒數沒有顯著差異。處理T千粒重最高，達到367.5g，處理T比CK1高出4.55%，達到顯著水平；比CK2高出7.87%，達到顯著水平；CK1比CK2高出3.16%，達到顯著水平。處理T容重最高，達到773.6g/L。處理T容重比CK1增加1.59%，達到顯著水平；處理T比CK2增加3.32%，達到顯著水平。處理T產量最高，達到13 124.83kg/hm2。處理T比CK1增產821.1kg/hm2，增產幅度達6.67%，達到顯著水平。處理T比CK2增產1683.76kg/hm2，增產幅度達14.72%，達到顯著水平。處理CK1比CK2增產862.66kg/hm2增產幅度達7.54%，達到顯著水平。

2.4 經濟效益分析

由表5可知，使用穩定性肥料26-10-15（處理T）收益最高，達到7124.63元/hm2，分別比CK1高出2331.42元/hm2，比CK2高出3329.27元/hm2?？偝杀綜K1最高，達到22 275元/hm2，比處理T高525元/hm2，比CK2高900元/hm2。肥料成本處理T最高，達到3750元/hm2，比CK1和CK2均高出375元/hm2。

  表4 不同施肥處理對玉米產量性狀的影響

  表5 不同施肥處理經濟效益分析

3 討論

玉米是典型的喜氮作物，氮是合成蛋白質的必要元素，也是合成葉綠素的必要元素。玉米苗期對氮肥吸收量較低，到了拔節期，需求急劇增加。玉米生長過程缺少氮素，會使生長受抑制，產量降低。合理施用穩定性肥料能提高氮肥效率，延緩氮肥在土壤里的釋放，滿足玉米中后期對養分的需求[11]。石曉雨指出[12]，在東北地區使用穩定性肥料，作物平均增產5.8%，玉米使用等養分穩定性肥料，平均增產7.87%。其增產率與土壤養分含量呈負相關關系，與土壤pH值呈正相關關系。黃睿哲[13]指出施用穩定性肥料，能顯著提升玉米生物總量，使根系增長顯著，顯著增加穗粗。李亞朋指出[14]穩定性肥料在一次性等氮的條件下，相比于速效氮肥的氮肥利用率、農學效率、氮肥偏生產力都有提高。施用穩定性肥料較速效氮肥更有利于玉米在中后期保持較高葉綠素含量和葉面積指數，減少玉米果穗禿尖，從而達到增產目的。

我國北方缺鋅十分普遍。汪洪指出[54]，施用鋅肥可顯著提高玉米干物質重量，表層施用鋅肥，能促進N、P、K、Ca、Mg的吸收，并且提高玉米對水分的利用率。王妍指出[16]玉米對鋅比較敏感，缺鋅對玉米老葉影響較大。還有實驗標明，增施鋅肥，能促進玉米生長、尤其是地上部分的生長和產量提高[17]。

在肥料中添加腐植酸，可提高肥料利用率，且環保安全。有研究表明，在含有尿素的肥料里面添加腐植酸，可明顯減少肥料的氨揮發。在尿素中添加腐植酸，和等量常規尿素相比，能提高夏玉米產量9.1%-15.7%。同時也有多項研究表明，腐植酸可降低土壤對磷的固定，以提高磷的當季利用率[18]。

4 結論

本實驗條件下，使用穩定性肥料26-10-15（處理T）的株高和莖粗都顯著高于CK2，而穗位高度未達到顯著差異，說明一次性施肥條件下，肥效利用率要高于常規肥料，但不會增加倒伏風險。

不同處理間，葉片葉綠素SPAD變化趨勢相同，都呈先上升后下降的趨勢，在灌漿期達到頂峰。本實驗條件下處理T與CK1相比，在灌漿期、完熟期的SPAD都沒有顯著差異，但是在吐絲期，CK1顯著高于處理T，說明使用穩定性肥料的氮肥釋放更加平緩；處理T在各個時期的SPAD都高于CK2，說明相比一次性使用等量常規肥料，穩定性肥料能延緩葉片衰老速度、提高玉米中后期的光合效率。

處理T相比于其他施肥方案（CK1,CK2），產量分別高出6.67%和14.72%，達到顯著水平。千粒重分別比CK1和CK2高出4.55%和7.87%，均達到顯著水平。容重分別比CK1和CK2高出1.59%和3.32%，均達到顯著水平。經濟效益上，雖然處理T的肥料成本最高，但是總成本低于CK1，且最終收益最高，達到7124.63元/hm2。處理T收益分別比CK1和CK2高2331.42元/hm2、3329.27元/hm2。綜上分析，史丹利穩定性肥料26-10-15通過添加脲酶抑制劑、硝化抑制劑、微量元素鋅、腐植酸，在一次性施肥條件下，也能顯著提玉米產量、千粒重和容重，從而增加玉米種植戶收益。

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