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、營養(yǎng)豐富和經(jīng)濟(jì)價值高的特點，成為了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)戶增收的重要途徑［1-4］。在種植過程中，為了使鮮食玉米達(dá)到增產(chǎn)目的而過度施用氮肥等問題，已嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，中國玉米氮肥利用率僅有31.0%，不僅造成資源的大量浪費［5-8］，還影響了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)［9］。因此，受到了國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注［10，11］。有研究［9］發(fā)現(xiàn)，通過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而穩(wěn)定、利用率高、改善土壤質(zhì)量等特點，因此施用控釋肥是減少肥料浪費和環(huán)境污染的一項重要措施［12，13］。同時，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抑制氮轉(zhuǎn)化途徑，使氮肥肥效后移，從而提高植物對氮肥的利用率。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鮮食玉米生長、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 試驗地概況

本試驗于2020年4月1日—6月25日在武漢市黃陂區(qū)武湖農(nóng)場農(nóng)業(yè)展示中心（東經(jīng)114.51°，北緯30.70°）進(jìn)行。土壤類型屬長江沖積平原，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，全國平均降水量373mm，較常年同期（325 mm）偏多15%（中國新聞網(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，對氮肥含量影響可忽略。

1.2.2 試驗設(shè)計采用田間小區(qū)試驗，共4個處理。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 測定指標(biāo)和方法

按照鮮食玉米試驗記載標(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株鮮食玉米測定其每個生長時期的葉片數(shù)、株高和植株形態(tài)、性狀，并在鮮食玉米抽雄期時加測穗位高。

在鮮食玉米采收時按同樣的要求摘取10株果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，考察果穗性狀、穗長、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重，計產(chǎn)。

根據(jù)實際田間操作安排，記錄肥料用量和用工人數(shù)等。以國家發(fā)展和改革委員會價格司編輯的《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》為依據(jù)，計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鮮食玉米生長的影響

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，說明配施氮肥增效劑對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；鮮食玉米葉齡從拔節(jié)期到大喇叭口期增長速度最快。在鮮食玉米生長過程中，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 不同氮肥種類和氮肥增效劑對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%，小喇叭口時期則為11.25%、-5.54%、3.69%。不同氮肥種類處理1、2、3中，拔節(jié)期和大喇叭口時期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。在鮮食玉米的生長過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過程中基本表現(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、小喇叭口時期、大喇叭口時期則相反。

2.2 包膜尿素和氮肥增效劑對鮮食玉米產(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%，說明氮增效劑可顯著提高鮮食玉米有效穗數(shù)，對玉米產(chǎn)量的提高也有一定促進(jìn)作用。

在不同氮肥種類處理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個處理，其中，在禿尖長、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）穗長最長，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 不同氮肥種類和氮肥增效劑對鮮食玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

3.1 包膜尿素對鮮食玉米的影響

株高是植株生長發(fā)育過程中對養(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作物影響的一個綜合反映［21-23］。本試驗中，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，說明60 d包膜肥釋放氮素的時間與鮮食玉米營養(yǎng)生長所需肥規(guī)律更相符，使鮮食玉米在拔節(jié)期—灌漿期［7，9，18］能夠及時吸收足夠的氮肥以供生長。

本試驗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，這可能是因為本試驗中普通尿素追肥分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，勞動投入成本較高，操作繁瑣，產(chǎn)投比僅為11.21。進(jìn)一步說明與普通尿素相比，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。說明氮肥增效劑對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顯著變化，說明氮肥增效劑對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%，說明氮肥增效劑對提高鮮食玉米經(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］。試驗中，各處理間葉齡和株高雖然表現(xiàn)出一定差異，但不同時期表現(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規(guī)律，對玉米產(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，在鮮食玉米實際生產(chǎn)中，60 d包膜肥和氮肥增效劑在播種時一次性施用，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)合起來施用是個不錯的選擇。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。