稳定性肥料对玉米生产的收益增效研究

摘    要：【目的】验证稳定性肥料26-10-15在四平市及其周边地区的肥效。【方法】以玉米品种“良玉99”为供试材料，通过田间试验，对比玉米产量和植株性状。【结果】实验结果表明，施用稳定性肥料26-10-15（处理T），相比于其他施肥方案（CK1,CK2），产量分别高出6.67%和14.72%，达到显著水平，且CK1比CK2产量高出7.54%，也达到显著水平。处理T千粒重分别比CK1和CK2高出4.55%和7.87%，均达到显著水平。处理T容重分别比CK1和CK2高出1.59%和3.32%，均达到显著水平。处理T收益最高，达到7124.63元/hm2，分别比CK1和CK2高2331.42元/hm2、3329.27元/hm2。植株性状方面，处理T的株高和茎粗都显著高于CK2，而穗位高度未达到显著差异，说明一次性施肥条件下，肥效利用率要高于常规肥料，但不会增加倒伏风险。【结论】相比于一次性施用普通肥料，施用稳定性肥料肥26-10-15能显著提玉米产量、千粒重和容重以及地上部分的生物产量；相比于分次施肥，可降低种植投入，并提高玉米产量。本实验条件下，施用稳定性肥料肥26-10-15产量和收益都最高，在四平及其周边地区具有良好的推广价值。

关键词:玉米; 稳定性肥料;增效;收益;

引言

玉米是中国四大主粮作物之一，全国种植面积超过4千万公顷，年产量超过2.7亿吨。东北地区是我国玉米主产区之一，种植面积和产量均超过全国的1/3[1]，是重要的粮食产区和商品粮供应区，具有重要的粮食生产地位和保障国家粮食安全战略地位[2]。然而近年来，随着玉米种植成本一直攀升，农户的收益出现了不升反降的现象。种植成本中，生产成本占了很大比例，以吉林省为例，总成本的70%为生产成本[2]。氮肥利用率低是造成生产成本高的原因之一，据统计，中国氮肥利用率只有30%左右，约为发达国家的1/2[3]。

传统上，分次施肥是提高玉米氮肥利用率的有效措施之一。但是随着农村人口老龄化加深、农村劳动力短缺、劳动力成本增加等因素，农户为了降低种植投入，在玉米生产过程中，更倾向于一次性施用底肥的模式，这导致氮肥利用率进一步下降。为了提高肥料利用率，适应农户施肥习惯，推广新型缓释肥料势在必行。缓释肥料是通过一定的工艺和方法，使肥料的释放周期延长，在作物整个生育期使养分供应与作物需求相匹配的一种肥料[4]。稳定性肥料是缓释肥的一种，在生产过程中加入脲酶抑制剂或硝化抑制剂，或者同时添加两种抑制剂，使肥效期达到延长的一类含氮肥料。脲酶抑制剂通过抑制土壤脲酶活性从而降低尿素在土壤中的水解速度，以达到延长氮肥肥效目的；硝化抑制剂通过抑制硝化细菌以及亚硝化细菌活性，抑制铵态氮硝化和反硝化作用，从而延长铵态氮肥效，并减少硝态氮流失和反硝化造成的损失[5,6,7]。

在供试的稳定性肥料26-10-15中，特别添加了锌。锌是植物生长所必须的微量元素，参与光合作用中多种酶的合成，以及与抗性相关的锌指蛋白的合成，还间接影响生长素的合成。玉米是对缺锌最为敏感的作物之一。缺锌会导致玉米生育期延迟，出现“白花叶病”等症状。而北方石灰性土壤上，有效锌含量一般低于0.5mg/kg的临界值[8,9]。在供试的稳定性肥料26-10-15中，还添加了腐植酸。腐植酸是一类天然的、结构复杂的高分子化合物。是良好的土壤改良剂，能促进土壤团粒结构形成，改善土壤通透性。有研究表明，腐植酸制备成复合肥使用，可提高氮素吸收和利用率，促进玉米生长和产量形成[10]。为了验证稳定性肥料26-10-15在玉米上的效果，并为四平地区以至东北地区推广提供依据，特安排此试验。

1 材料和方法

1.1 试验地概述

试验在吉林省四平市梨树县东平安村进行。梨树县位于吉林省中西部，地处松辽平原地带，属于北温带半湿润季风气候；县境80%为平原，土壤以黑土、草甸土、黑钙土为主。种植前，对0-20cm土壤进行检测，有机质含量为18.2g/kg，碱解氮含量为86.0mg/kg，速效磷含量为21.4mg/kg，速效钾含量为117.4mg/kg,pH值为6.42，该地块肥力水平中等，理化性质均匀。

1.2 试验材料

供试玉米品种为良玉99。供试肥料中的稳定性肥料26-10-15（添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂、锌和腐植酸）、掺混肥26-10-15（尿素、磷酸二铵、氯化钾）均由史丹利农业集团股份有限公司提供。

1.3 试验方法

试验于2021年4月27日播种，种植密度为60 000株/hm2。试验设3个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为42m2。底肥采用种、肥同播模式，肥料在种子侧下方8cm处。实验所用的肥料配比均为26-10-15，其中处理T、CK2为一次性底肥，CK1为一次底肥加上一次追肥。施肥方案见表1。试验过程中，统一日常管理，需要追肥的处理（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日收获，自然风干后进行测产。

  表1 不同处理施肥方案（每hm2施肥量）

1.4 测定项目

1.4.1 植株性状测定

株高、茎粗、穗位于玉米灌浆期测定，每个小区连续测量10株取平均值。

1.4.2 SPAD值测定

玉米叶片SPAD值采用SPAD-520仪测量，于吐丝期、灌浆期、完熟期，从每个小区内连续取10株植株对穗位叶测定，并取平均值。

1.4.3 产量性状测定

成熟收获期，每个小区取4行4.8m2计算有效穗数。自然风干后，每个小区取10株中等穗测量穗行数、行粒数。每个小区单独脱粒，千粒重、容重和含水量测量三次取平均值。并对收获的玉米脱粒测产，计算产量时，已将水分折算为13%的标准水。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据处理，采用SPSS 11.5软件分析对数据差异显著性进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对玉米植株性状的影响

表2 不同施肥处理对玉米株高、茎粗和穗位的影响

由表2可知，施用稳定性肥料26-10-15（处理T）的株高最高，达到295.4cm，处理T比CK1增加0.75%，没有达到显著水平，比CK2增加7.79%，达到显著水平；CK1比CK2株高增加7.64%，达到显著水平。处理T和CK1茎粗最粗，达到25.2mm，比CK2增加5.88%，达到显著水平。CK1穗位最高，达到112.2cm，处理T比CK1降低4.28%，达到显著水平，CK2比CK1降低5.26%，达到显著水平。CK2比处理T降低0.10%，没有达到显著水平。

2.2 不同施肥处理对叶片SPAD值的影响

表3 不同施肥处理对玉米SPAD值的影响

由表3可知，不同处理间，叶片叶绿素SPAD变化趋势相同，都呈先上升后下降的趋势，在灌浆期达到顶峰。在吐丝期，CK1最高，达到62.3，比处理T高2.59%，达到显著水平；在灌浆期，CK1最高，达到64.72，与处理T相比，没有达到显著差水平；在完熟期，处理T最高，达到43.64，处理T和CK1的SPAD值没有达到显著水平。三个时期，处理T和CK1都显著高于CK2。

2.3 不同施肥处理对玉米产量性状的影响

由表3可知，各处理间有效穗数、穗行数、行粒数没有显著差异。处理T千粒重最高，达到367.5g，处理T比CK1高出4.55%，达到显著水平；比CK2高出7.87%，达到显著水平；CK1比CK2高出3.16%，达到显著水平。处理T容重最高，达到773.6g/L。处理T容重比CK1增加1.59%，达到显著水平；处理T比CK2增加3.32%，达到显著水平。处理T产量最高，达到13 124.83kg/hm2。处理T比CK1增产821.1kg/hm2，增产幅度达6.67%，达到显著水平。处理T比CK2增产1683.76kg/hm2，增产幅度达14.72%，达到显著水平。处理CK1比CK2增产862.66kg/hm2增产幅度达7.54%，达到显著水平。

2.4 经济效益分析

由表5可知，使用稳定性肥料26-10-15（处理T）收益最高，达到7124.63元/hm2，分别比CK1高出2331.42元/hm2，比CK2高出3329.27元/hm2。总成本CK1最高，达到22 275元/hm2，比处理T高525元/hm2，比CK2高900元/hm2。肥料成本处理T最高，达到3750元/hm2，比CK1和CK2均高出375元/hm2。

  表4 不同施肥处理对玉米产量性状的影响

  表5 不同施肥处理经济效益分析

3 讨论

玉米是典型的喜氮作物，氮是合成蛋白质的必要元素，也是合成叶绿素的必要元素。玉米苗期对氮肥吸收量较低，到了拔节期，需求急剧增加。玉米生长过程缺少氮素，会使生长受抑制，产量降低。合理施用稳定性肥料能提高氮肥效率，延缓氮肥在土壤里的释放，满足玉米中后期对养分的需求[11]。石晓雨指出[12]，在东北地区使用稳定性肥料，作物平均增产5.8%，玉米使用等养分稳定性肥料，平均增产7.87%。其增产率与土壤养分含量呈负相关关系，与土壤pH值呈正相关关系。黄睿哲[13]指出施用稳定性肥料，能显著提升玉米生物总量，使根系增长显著，显著增加穗粗。李亚朋指出[14]稳定性肥料在一次性等氮的条件下，相比于速效氮肥的氮肥利用率、农学效率、氮肥偏生产力都有提高。施用稳定性肥料较速效氮肥更有利于玉米在中后期保持较高叶绿素含量和叶面积指数，减少玉米果穗秃尖，从而达到增产目的。

我国北方缺锌十分普遍。汪洪指出[54]，施用锌肥可显著提高玉米干物质重量，表层施用锌肥，能促进N、P、K、Ca、Mg的吸收，并且提高玉米对水分的利用率。王妍指出[16]玉米对锌比较敏感，缺锌对玉米老叶影响较大。还有实验标明，增施锌肥，能促进玉米生长、尤其是地上部分的生长和产量提高[17]。

在肥料中添加腐植酸，可提高肥料利用率，且环保安全。有研究表明，在含有尿素的肥料里面添加腐植酸，可明显减少肥料的氨挥发。在尿素中添加腐植酸，和等量常规尿素相比，能提高夏玉米产量9.1%-15.7%。同时也有多项研究表明，腐植酸可降低土壤对磷的固定，以提高磷的当季利用率[18]。

4 结论

本实验条件下，使用稳定性肥料26-10-15（处理T）的株高和茎粗都显著高于CK2，而穗位高度未达到显著差异，说明一次性施肥条件下，肥效利用率要高于常规肥料，但不会增加倒伏风险。

不同处理间，叶片叶绿素SPAD变化趋势相同，都呈先上升后下降的趋势，在灌浆期达到顶峰。本实验条件下处理T与CK1相比，在灌浆期、完熟期的SPAD都没有显著差异，但是在吐丝期，CK1显著高于处理T，说明使用稳定性肥料的氮肥释放更加平缓；处理T在各个时期的SPAD都高于CK2，说明相比一次性使用等量常规肥料，稳定性肥料能延缓叶片衰老速度、提高玉米中后期的光合效率。

处理T相比于其他施肥方案（CK1,CK2），产量分别高出6.67%和14.72%，达到显著水平。千粒重分别比CK1和CK2高出4.55%和7.87%，均达到显著水平。容重分别比CK1和CK2高出1.59%和3.32%，均达到显著水平。经济效益上，虽然处理T的肥料成本最高，但是总成本低于CK1，且最终收益最高，达到7124.63元/hm2。处理T收益分别比CK1和CK2高2331.42元/hm2、3329.27元/hm2。综上分析，史丹利稳定性肥料26-10-15通过添加脲酶抑制剂、硝化抑制剂、微量元素锌、腐植酸，在一次性施肥条件下，也能显著提玉米产量、千粒重和容重，从而增加玉米种植户收益。

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