裴瑞杰，袁天佑，王俊忠，胡娜，李雅男

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施用腐殖酸對夏玉米產(chǎn)量和氮效率的影響

裴瑞杰1，袁天佑2,3，王俊忠2，胡娜2，李雅男2

（1南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南南陽 473000；2河南省土壤肥料站，鄭州 450002；3甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，蘭州730070）

【目的】研究施用腐殖酸對夏玉米產(chǎn)量、氮肥利用及經(jīng)濟(jì)效益的影響，為提高氮肥的增產(chǎn)效益，減少氮肥對生態(tài)環(huán)境的污染提供理論指導(dǎo)。【方法】在河南潮土區(qū)冬小麥-夏玉米輪作制度下，于2014年始在河南省博愛縣開展田間定位試驗(yàn)，共設(shè)置單施磷鉀肥、常規(guī)施肥、常規(guī)施肥+腐殖酸、常規(guī)施肥減氮15%+腐殖酸、常規(guī)施肥減氮30%+腐殖酸5個處理。研究不同氮肥運(yùn)籌下夏玉米植株生長狀況、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素、氮素吸收、累積及分配、氮肥利用效率及經(jīng)濟(jì)效益的影響?！窘Y(jié)果】單施磷鉀肥處理與常規(guī)施肥處理相比，莖粗、穗長、穗粗、葉面積指數(shù)分別降低4.61%、8.55%、6.20%、26.91%，禿頂長增加21.60%。常規(guī)施肥較單施磷鉀肥處理穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量分別增加8.01%、10.85%、44.45%，籽粒氮含量及氮累積量分別降低6.67%、54.07%。另外常規(guī)施肥處理產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比較單施磷鉀肥處理分別增加44.45%、59.80%、43.84%。施用氮肥可以促進(jìn)夏玉米植株的生長，提高夏玉米莖粗、穗長、穗粗、葉面積指數(shù)，大幅度提高夏玉米的產(chǎn)量，增加各部位氮素含量及累積量，進(jìn)一步提高夏玉米產(chǎn)值、純收益和產(chǎn)投比。配施腐殖酸較常規(guī)施肥處理相比可以有效改善夏玉米的農(nóng)藝性狀，提高夏玉米的產(chǎn)量，促進(jìn)植株對氮素的累積和提高氮肥的利用率。其中，以常規(guī)施肥減氮15%+腐殖酸處理效果最佳，與常規(guī)施肥相比，株高、莖粗、穗長分別增加3.73%、2.30%、0.12%，禿頂長度降低22.45%，產(chǎn)量增加12.88%，籽粒氮含量、籽粒氮累積量、地上部總氮累積量、收獲指數(shù)分別增加2.68%、25.98%、10.70%、13.79%，氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥利用率分別增加57.46%、28.84%、22.23%、59.86%，純收益增加8.66%。在常規(guī)施肥減氮15%的條件下配施3 000 kg·hm-2腐殖酸，可有效增加夏玉米的產(chǎn)量，提高氮肥利用效率；但減氮30%的條件下會導(dǎo)致夏玉米產(chǎn)值和收益降低。【結(jié)論】氮肥對夏玉米的生長發(fā)育具有重要的作用，不僅可以促進(jìn)夏玉米的生長發(fā)育，還可提高產(chǎn)量、提高植株各部位氮含量及累積量，促進(jìn)氮元素的吸收及分配，提高氮肥利用率。但是過量和少量施用氮肥都會引起經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的降低。在施用腐殖酸的基礎(chǔ)上，適宜的氮肥用量才能獲得較高的產(chǎn)值和收益。常規(guī)施肥減氮15%+3 000 kg·hm-2腐殖酸是本研究區(qū)域最佳的施肥模式，在促進(jìn)夏玉米生長發(fā)育的同時，進(jìn)一步提高夏玉米產(chǎn)量及構(gòu)成要素，促進(jìn)植株對氮素的吸收及利用，提高氮肥利用率，增加夏玉米產(chǎn)值及純收益。對實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)高效、資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要的意義，是值得推薦的肥料運(yùn)籌方式。

腐殖酸；夏玉米；氮肥；氮肥效率；產(chǎn)量

0 引言

【研究意義】農(nóng)業(yè)的環(huán)境友好發(fā)展是保障國家糧食安全和發(fā)展生態(tài)文明的關(guān)鍵，需要持續(xù)的、較高的土壤生產(chǎn)力和土壤肥力來支撐[1-4]。然而在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，由于化肥的不合理施用，如偏施氮肥、輕有機(jī)肥，不僅造成了氮肥資源的極大浪費(fèi)，氮肥利用率、產(chǎn)量穩(wěn)定性和增產(chǎn)效益下降，同時，過量施肥還引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題，如土壤退化、地表水污染以及大氣污染等[3, 5-11]。因此，研究施用腐殖酸、減少氮肥用量，提高氮肥利用效率和作物產(chǎn)量對實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的環(huán)境友好發(fā)展具有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】腐殖酸是近年來比較熱門的新型肥料品種[12]，具有良好的化學(xué)活性和生物活性[13]。由于腐殖酸含有多種活性基團(tuán)，如羧基、羥基和甲氧基等，其具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力[14]。腐殖酸與氮肥結(jié)合施用能促進(jìn)作物生長，促進(jìn)作物對氮的吸收，提高肥效[15-16]。郝青等[17]研究表明，腐殖酸配施不僅促進(jìn)作物生長發(fā)育、提升夏玉米產(chǎn)量，還能培肥地力、提高土壤肥效；孫建好等[18]相關(guān)研究表明，腐殖酸與氮、磷配施能夠提高冬小麥產(chǎn)量，增產(chǎn)305.60 kg·hm-2，腐殖酸與磷肥配施能提高大豆產(chǎn)量，增產(chǎn)261.90 kg·hm-2，施用腐殖酸還對紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的提升具有促進(jìn)作用[19-20]。配施一定量的腐殖酸不僅可以提高肥效達(dá)到活化、改良土壤的作用，還能刺激作物生長、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)上有巨大應(yīng)用的潛力[21-24]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】河南潮土區(qū)是中國主要的糧食生產(chǎn)區(qū)，夏玉米是最主要的種植作物。已有的腐殖酸研究多集中于敘述性論述或者機(jī)理性研究，鮮有關(guān)于腐殖酸直接配施無機(jī)肥對玉米生產(chǎn)上的報(bào)道，尤其是在河南潮土區(qū)的研究至今仍未有報(bào)道。同時，中國人多地少國情決定了中國新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須走集約化、環(huán)境友好的發(fā)展道路，必須探究既能在培肥地力的基礎(chǔ)上獲得作物高產(chǎn)，又能減輕對生態(tài)環(huán)境壓力的減氮增效技術(shù)模式?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究旨在通過施用腐殖酸的基礎(chǔ)上減少氮肥用量的氮肥運(yùn)籌模式，在保證玉米穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)及農(nóng)民增收的前提下，探求提高氮肥利用率，降低生態(tài)環(huán)境污染的合理施氮措施，以期為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)高產(chǎn)、高效和促進(jìn)農(nóng)業(yè)環(huán)境友好發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014—2015年在河南省焦作市博愛縣塢莊村進(jìn)行，供試土壤為潮土。作物種植模式為冬小麥-夏玉米輪作。試驗(yàn)點(diǎn)地勢平坦，0—20 cm土壤理化性質(zhì)分別為pH 8.2（1﹕5水提），堿解氮126.81 mg·kg-1，速效磷32.56 mg·kg-1，速效鉀164.63 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)18.08 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前茬小麥秸稈還田的條件下，試驗(yàn)設(shè)5個處理，如表1所示。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積48 m2（6 m×8 m），同時設(shè)置保護(hù)行和觀察道。供試玉米品種為豫安3號，供試肥料品種分別為尿素（46%），過磷酸鈣（12%），氯化鉀（60%）。試驗(yàn)中所使用的腐殖酸均由南陽市沃泰肥業(yè)有限公司提供。

表1 試驗(yàn)各處理施肥情況

試驗(yàn)所有處理（T1、T2、T3、T4、T5）全生育期磷鉀肥均用做基肥一次性施入。其中T2、T3、T4、T5處理的氮肥均采用基追配合的模式（30%基施，70%拔節(jié)期追施）。腐殖酸全部用做基肥一次性施入。所有處理的種植密度及其他水肥管理措施按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)玉米栽培的管理方法進(jìn)行，各項(xiàng)措施由專人在同一個工作日內(nèi)完成。苗后 3葉期間苗、5葉期定苗，行距60 cm，株距25 cm；在玉米大喇叭口期用殺螟丹顆粒劑丟心，防治玉米螟和后期蚜蟲；在玉米完熟期收獲。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

成熟期選擇有代表性的植株，測定株高、莖粗、 畝穗數(shù)等指標(biāo)；收獲時，收獲中間2行玉米，曬干脫粒稱重，以含水量14%的重量折算小區(qū)產(chǎn)量；另取10穗玉米考種，調(diào)查穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、行粒數(shù)和禿頂長，測定百粒重。

取每個小區(qū)植株樣，分為籽粒、莖、葉和其他，計(jì)算各器官生物量，并烘干粉碎，測定各器官氮含量及其累積量，計(jì)算氮肥利用效率。植株樣品采用硫酸-雙氧水法消煮，全氮采用凱氏定氮法進(jìn)行測定[18]。夏玉米收獲后每個處理分別用蛇形5點(diǎn)采集0—100 cm耕層土壤樣品，每20 cm為一層，樣品風(fēng)干后過1 mm和0.25 mm篩備用。

以下參數(shù)計(jì)算公式參考彭少兵等[25]及鄒娟等[26]的方法，用以表征肥料的利用效率。

氮素積累量（kg·hm-2）=非收獲物干重×非收獲物氮含量+收獲物干重×收獲物氮含量；

氮肥偏生產(chǎn)力（kg·kg-1）=施氮肥區(qū)產(chǎn)量/施氮肥量；

氮肥農(nóng)學(xué)效率（kg·kg-1）=（施氮肥區(qū)產(chǎn)量-不施氮肥區(qū)產(chǎn)量）/施氮肥量；

氮肥利用效率（%）=（施氮肥區(qū)植株地上部氮素積累量-不施氮肥區(qū)植株地上部氮素積累量）/施氮量；

氮肥貢獻(xiàn)率（%）=（施氮肥區(qū)產(chǎn)量-不施氮肥區(qū)產(chǎn)量）/施氮肥區(qū)產(chǎn)量×100%。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2003和SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 施用腐殖酸對夏玉米植株性狀的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明（表2），T1（單施PK）處理在夏玉米株高、莖粗、穗長、穗粗、葉面積指數(shù)等各項(xiàng)生物學(xué)性狀指標(biāo)方面均低于其他各個處理。與T2（常規(guī)施肥）處理相比，T1處理莖粗、穗長、穗粗、葉面積指數(shù)分別降低4.61%、8.55%、6.20%、26.91%，其中穗長、穗粗指標(biāo)差異達(dá)到顯著水平（＜0.05）。T1處理夏玉米禿頂長在所有處理中最大，較T2處理增加21.60%。施用氮肥可以促進(jìn)夏玉米植株的生長，提高生物學(xué)性狀的各個指標(biāo)，有效降低夏玉米的禿頂長。

與T2處理相比，T3（常規(guī)施肥+腐殖酸）、T4（常規(guī)施肥減氮15%+腐殖酸）處理在夏玉米株高、莖粗、穗粗、葉面積指數(shù)等各項(xiàng)生物學(xué)性狀指標(biāo)方面均高于T2處理，但是差異并不顯著（＜0.05）。在夏玉米禿頂長指標(biāo)方面，T3、T4處理較T2處理分別降低12.24%、22.45%。與T3處理相比，T4處理在株高、莖粗、穗長、葉面積指數(shù)等各項(xiàng)生物學(xué)性狀指標(biāo)方面均高于T3處理。同時，與T3處理相比，T4處理玉米禿頂長降低11.63%。T5（常規(guī)施肥減氮30%+腐殖酸）處理在各個指標(biāo)方面均低于T3處理。常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸可以促進(jìn)夏玉米的生長發(fā)育，提高夏玉米生長的各項(xiàng)指標(biāo)。其中在減氮15%的基礎(chǔ)上配施腐殖酸的效果最佳。

表2 不同施肥處理對夏玉米植株性狀的影響

表中數(shù)據(jù)為2014年和2015年的平均值；同列內(nèi)數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。下同

data are mean value of 2014 and 2015; Different letters in a column mean significant at the 0.05 level. The same as below

2.2 施用腐殖酸對夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

由表3可以看出，T1處理的穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量等指標(biāo)在2014年、2015年所有處理中均表現(xiàn)最低。與T1處理相比，T2處理在穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量兩年平均值較T1處理分別增加8.01%、10.85%、44.45%，其中，產(chǎn)量和百粒重差異達(dá)到顯著水平（＜0.05）。施用氮肥能夠顯著提高夏玉米的產(chǎn)量構(gòu)成要素，大幅度提高夏玉米產(chǎn)量。

與T2處理相比，T3處理在穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量等指標(biāo)方面較T2處理兩年平均值分別高出2.60%、0.54%、10.74%。T4處理兩年平均值在百粒重、產(chǎn)量方面較T2處理分別高出7.71%、12.88%。與T3處理相比，T4處理在百粒重、產(chǎn)量方面兩年平均值較T3處理分別高出7.13%、1.94%。然而，T5處理兩年平均穗粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量均低于T2處理，較T2處理分別降低6.36%、1.15%、9.93%。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸可以提高玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成要素，其中在減氮15%的基礎(chǔ)上配施腐殖酸的效果最佳，兩年平均產(chǎn)量最高，達(dá)到12 191.25 kg·hm-2，但是在減氮30%的條件下會導(dǎo)致夏玉米大幅度減產(chǎn)。因此，合理的氮肥運(yùn)籌是獲得夏玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵。

2.3 施用腐殖酸對夏玉米植株各器官氮含量的影響

由圖1可以看出，T1處理的夏玉米各器官氮含量均低于其他處理。與T1處理相比，T2處理在籽粒、莖、葉、其他各器官氮含量分別高出6.67%、31.25%、32.61%、55.56%。其中籽粒、葉、其他器官的氮含量差異達(dá)到顯著水平（＜0.05），施用氮肥可以顯著提高夏玉米各器官氮含量。

T3處理在籽粒、莖、葉、其他器官氮含量均高于T2處理，較T2處理各器官氮含量分別高出1.79%、14.29%、3.28%、14.29%。T4處理較T2處理在籽粒、莖方面分別高出2.68%、28.57%。T5處理與T2處理相比，夏玉米籽粒氮含量有所上升，其他器官氮含量均有所降低。與T3處理相比，T4處理籽粒、莖氮含量分別增加0.88%、12.50%，葉、其他器官氮含量分別降低7.94%、6.25%。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸可以顯著提高夏玉米各器官氮含量，并促進(jìn)氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移，其中以減氮15%的處理效果最佳，較不減氮、減氮30%處理更能促進(jìn)植株各器官對氮素的吸收，進(jìn)一步促進(jìn)氮素由其他器官向籽粒的轉(zhuǎn)移。

表3 不同處理對夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

圖中數(shù)據(jù)為2014年和2015年的平均值；其他為雄穗、苞葉和穗軸等混合樣品；圖中不同小寫字母表示同一器官不同處理間差異顯著（P＜0.05）

2.4 施用腐殖酸對夏玉米植株各器官氮累積量的影響

如表4所示，與T1處理相比，T2處理各器官氮累積量均高于T1處理，差異均達(dá)到顯著水平（＜0.05）。其中，T2處理在籽粒、莖、葉、其他器官氮素累積量和總氮累積量方面較T1處理分別高出54.07%、25.47%、26.73%、48.57%、42.44%，T2處理的氮素收獲指數(shù)較T1處理高出8.17%，氮素收獲指數(shù)達(dá)到57.57%。施用氮肥可以大幅度提高夏玉米各器官氮素累積量，提高夏玉米的氮素收獲指數(shù)。

與T2處理相比，T3處理籽粒、莖、其他器官氮素累積量和總氮累積量較T2處理分別高出14.69%、11.79%、11.85%、9.14%，氮素收獲指數(shù)較T2處理增加5.07%，達(dá)到60.49%；T4處理與T2處理相比，籽粒、其他器官氮素累積量和總氮累積量分別增加25.98%、4.08%、10.70%，莖、葉氮素累積量較T2處理分別降低5.89%、14.72%，T4處理氮素收獲指數(shù)達(dá)到所有處理最大值，較T2處理高13.79%。與T2處理相比，T5處理的各器官氮素累積量均低于T2處理，氮素收獲指數(shù)也有所降低。常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸，在提升夏玉米地上部的總氮素累積量同時，降低植株莖、葉和其他部分的氮素累積量，提升植株籽粒氮累積量，提升氮素的收獲指數(shù)。在所有處理中，T4（減氮15%）處理效果最佳，不僅能促進(jìn)植株對氮素的累積，提高氮素的收獲指數(shù)，更能進(jìn)一步促進(jìn)氮素在籽粒中的累積。

表4 不同施肥處理對夏玉米植株氮積累和分配的影響

表中數(shù)據(jù)為2014年和2015年的平均值 Table data are mean value of 2014 and 2015

2.5 施用腐殖酸對夏玉米氮肥利用效率的影響

肥料利用狀況是肥料運(yùn)籌是否合理的重要標(biāo)志，一般的研究用肥料農(nóng)學(xué)效率、肥料偏生產(chǎn)力、肥料利用效率和肥料貢獻(xiàn)率等參數(shù)來表示。表5表明，腐殖酸配施無機(jī)肥處理（T3、T4）氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥利用率均高于T2處理，其中氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率差異達(dá)到顯著水平。與T2處理相比，T3、T4處理氮肥農(nóng)學(xué)效率分別增加27.76%、57.46%，氮肥偏生產(chǎn)力分別增加7.79%、28.84%，氮肥貢獻(xiàn)率分別增加18.49%、22.23%，氮肥利用率分別增加30.69%、59.86%。與T2處理相比，T5處理的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率較T2處理分別高出30.02%、1.87%。常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸能提高氮肥的農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥貢獻(xiàn)率和氮肥利用效率。在所有處理中，T4處理效果最佳，在減氮15%的條件下，氮肥利用效率、氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥農(nóng)學(xué)效率均達(dá)到最大值，在減氮30%的條件下氮肥利用效率有所降低，但是仍高于常規(guī)施肥處理。

2.6 施用腐殖酸對夏玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表6可知，較T1處理相比，其他處理產(chǎn)值、純收益等指標(biāo)均高于T1處理，且差異達(dá)到顯著水平（＜0.05）。其中，T2處理產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比較T1處理分別增加44.45%、59.80%、43.84%，施用氮肥可以顯著提高夏玉米產(chǎn)值、純收益和產(chǎn)投比。

表5 不同施肥處理對夏玉米氮肥利用效率的影響

表中數(shù)據(jù)為2014年和2015年的平均值

Table data are mean value of 2014 and 2015

與T2處理相比，T3、T4處理在產(chǎn)值、純收益等指標(biāo)方面均高于T2處理，較T2處理產(chǎn)值分別增加10.74%、12.88%；純收益分別增加5.33%、8.66%；在產(chǎn)投比方面，T3、T4處理較T2處理降低，分別降低17.46%、13.97%。T5處理在產(chǎn)值、純收益、產(chǎn)投比等指標(biāo)方面均低于T2處理，較T2處理分別降低17.87%、20.89%、36.51%。常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸可以明顯增加夏玉米的產(chǎn)值和純收益。在所有處理中減氮15%配施腐殖酸的處理產(chǎn)值和純收益最高，但是減氮30%的條件下會導(dǎo)致夏玉米降低產(chǎn)值和收益。由于施用腐殖酸增加了農(nóng)資投入和其他投入，其產(chǎn)投比顯著低于単施化肥即常規(guī)施肥處理。綜上可知，T4處理即減氮15%配施腐殖酸在生產(chǎn)中最具有實(shí)用價值。

表6 不同處理對夏玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

表中數(shù)據(jù)為2014年和2015年的平均值；表中農(nóng)資投入包括種子、化肥和農(nóng)藥，其中，尿素為1.6元/kg，過磷酸鈣0.6元/kg，氯化鉀為3.2元/kg，腐殖酸0.4元/kg。其他投入包括機(jī)械作業(yè)和人工投入，2015年，玉米市場價格為1.8元/kg

Table data are mean value of 2014 and 2015; Agricultural inputs, including seeds, fertilizers and pesticides, among them, urea is1.6 yuan/kg, superphosphate 0.6 yuan/kg, potassium chloride is 3.2 yuan/kg. Other inputs, including machinery and labor put into operation, straw to field, 2015, the corn market price is 1.8 yuan/kg

3 討論

氮素是玉米生長所必需的重要元素，其一般被認(rèn)為是玉米生長發(fā)育最主要的養(yǎng)分限制因子，氮肥的施用能顯著提高玉米產(chǎn)量和改善其成產(chǎn)要素[27-28]。徐鈺等[29]研究表明，施用氮肥能明顯改善夏玉米的生物學(xué)性狀，且能夠顯著提高玉米產(chǎn)量，但優(yōu)化施肥和控釋氮肥處理優(yōu)于高量施氮處理，說明氮肥投入需要一個適宜量。劉恩科等[30]研究認(rèn)為，長期均衡施用NPK或NPK與有機(jī)肥配合施用，可以改善玉米植株的生物學(xué)性狀和提高玉米產(chǎn)量。孫占祥等[31]研究表明，施用氮肥能顯著提高玉米產(chǎn)量，但當(dāng)施氮量高于200 kg·hm-2時玉米產(chǎn)量不再增加。王友華等[32]研究表明，施用氮肥對玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有顯著影響，在施氮量低于270 kg·hm-2時，其玉米行粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，但過量施氮不利于玉米產(chǎn)量的提高及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的改善。本試驗(yàn)結(jié)果表明施用氮肥可以促進(jìn)夏玉米植株的生長，提高生物學(xué)性狀的各個指標(biāo)，有效降低夏玉米的禿頂長，其中以減氮15%的基礎(chǔ)上配施腐殖酸的效果最佳。施用腐殖酸的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)減氮增效的氮肥減量具有一定的適宜量，適宜的氮肥施用方式可以顯著提高夏玉米產(chǎn)量。

玉米生長發(fā)育受養(yǎng)分吸收積累的直接影響，掌控 玉米植株的氮素吸收積累規(guī)律有助于合理運(yùn)籌氮肥，提高氮肥利用率和玉米產(chǎn)量[33]。腐殖酸具有良好的化學(xué)活性和生物活性，施入土壤可以提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤環(huán)境，另外腐殖酸中還含有多種活性基團(tuán)，如羥基、羧基、甲氧基等，具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力，起到改良土壤，釋放養(yǎng)分，土壤肥力的作用，進(jìn)一步促進(jìn)植株對氮素的吸收和累積，提高氮肥的利用效率。陳振德等[34]研究表明，腐殖酸能明顯促進(jìn)玉米植株對N、P、K養(yǎng)分的吸收，但運(yùn)轉(zhuǎn)分配到籽粒中氮素的相對量較常規(guī)施肥低即腐殖酸對氮素的運(yùn)轉(zhuǎn)分配并未受到同步促進(jìn)。本研究發(fā)現(xiàn)，施用氮肥可以顯著提高夏玉米各器官氮含量，進(jìn)而提高夏玉米各器官氮素累積量，提高夏玉米的氮素收獲指數(shù)。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上配施一定量的腐殖酸更能顯著提高夏玉米各器官氮含量，進(jìn)而提高夏玉米各器官氮素累積量，并能促進(jìn)氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移，降低植株莖、葉、其他部分的氮素累積量，提升植株籽粒氮累積量，提升氮素的收獲指數(shù)。

肥料利用率是表征合理施肥的重要指標(biāo)，通常用肥料利用率、肥料功效率、農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力等參數(shù)來表示。本試驗(yàn)中氮肥利用率為氮肥農(nóng)學(xué)效率12.95—20.99 kg·kg-1、氮肥利用率27.83%—44.49%、氮肥偏生產(chǎn)力47.50—61.76 kg·kg-1和氮肥貢獻(xiàn)率20.96%—34.31%，較其他研究相對偏高[35-39]，與陳振德等[34]對腐殖酸的研究一致，施用腐殖酸能顯著提高氮肥的利用效率。這同時也反映了目前本研究區(qū)域氮肥利用效率有走高的趨勢，其主要原因是由于本試驗(yàn)區(qū)的施氮量在腐殖酸的配施下相對較低，在157.5—225kg·hm-2之間，腐殖酸促進(jìn)了氮素的吸收利用，再加上本試驗(yàn)下不施氮肥區(qū)的玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分積累量相對較低，用差減法計(jì)算出的農(nóng)學(xué)效率和肥料利用率勢必較高。這也說明了施用氮肥是夏玉米獲得高產(chǎn)的保證，降低施氮量是提高氮肥利用效率的有效措施。腐殖酸配施化肥具有兼顧玉米高產(chǎn)、高效、節(jié)肥而不導(dǎo)致土壤養(yǎng)分降低的重要措施。

評價某項(xiàng)技術(shù)的社會實(shí)際應(yīng)用價值，不但要有增產(chǎn)效果，最重要的還是經(jīng)濟(jì)效益。本研究中，所有施氮處理均獲得了較高的夏玉米產(chǎn)值和純收益，說明施用氮肥是獲得高產(chǎn)值和高收益的保證。減氮15%配施腐殖酸的處理產(chǎn)值和純收益獲得了最高，但是減氮30%的條件下會導(dǎo)致夏玉米產(chǎn)值和收益降低。這也充分說明了在施用腐殖酸的基礎(chǔ)上適宜的氮肥用量才能獲得較高的產(chǎn)值和收益。

4 結(jié)論

施用氮肥可以促進(jìn)夏玉米植株的生長，提高植株性狀的各個指標(biāo)，有效降低夏玉米的禿頂長。施用腐殖酸可以促進(jìn)夏玉米的生長發(fā)育，可以有效改善夏玉米的農(nóng)藝性狀、提高夏玉米的產(chǎn)量、促進(jìn)植株對氮素的累積和提高氮肥的利用率。其中，以常規(guī)施肥減氮15%+腐殖酸3 000 kg·hm-2處理效果最佳，與常規(guī)施肥相比，產(chǎn)量最高達(dá)12 191.25 kg·hm-2，增產(chǎn)幅度達(dá)12.88%，籽粒氮含量、籽粒氮累積量、地上部總氮累積量分別增加1.79%、25.98%、10.70%，氮肥利用效率增加59.86%，純收益增加8.66%。而減氮30%的條件下會導(dǎo)致夏玉米大幅度減產(chǎn)，夏玉米產(chǎn)值和收益降低。因此，合理的氮肥運(yùn)籌是獲得夏玉米高產(chǎn)高效生態(tài)的關(guān)鍵。

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（責(zé)任編輯 楊鑫浩）

Effects of Application of Humic Acid on Yield, Nitrogen Use Efficiency of Summer Maize

PEI RuiJie1, YUAN TianYou2,3, WANG JunZhong2, HU Na2, LI YaNan2

(1Nanyang Vocational College of Agriculture, Nanyang 473000, Henan;2Henan Soil and Fertilizer Station, Zhengzhou 450002;3GanSu Agricultural University, Lanzhou 730070)

【Objective】The effect of humic acid on yield, nitrogen fertilizer utilization and economic benefit of summer maize was studied in order to provide a theoretical basis for increasing in yield of maize benefited from nitrogen fertilizer and reducing nitrogen fertilizer pollution to the ecological environment.【Method】A field experiment was started in 2014 in Boai county, Henan province where the cropping system was winter wheat and summer maize rotation and the soil was Fluvo-aquic soil. The experiment included 5 treatments: No N fertilizer (single PK fertilizer), conventional fertilization, conventional fertilization+humic acid, conventional fertilization and nitrogen reduction 15%+humic acid, conventional fertilization and nitrogen reduction 30%+humic acid, and the effects of different nitrogen application on the growth, yield and yield components of summer maize were studied. The effects of different parts of plants on nitrogen uptake, accumulation and distribution, nitrogen use efficiency and economic benefit of summer maize under different fertilization levels were analyzed.【Result】Compared with the conventional fertilization treatment, application of P, K fertilizers decreased the stem diameter, ear length, ear diameter, and leaf area index by 4.61%, 8.55%, 6.20%, 26.91%, bald length increased by 21.60%. Compared with single application of P, K fertilizer, conventional fertilizer treatment increased the single grain number per ear, 100-grain weight and yield by 8.01%, 10.85%, and 44.45%, respectively. The nitrogen content and nitrogen accumulation in grain were decreased by 6.67% and 54.07%, in addition, the conventional fertilization treatment increased the production value, net income and input-output ratio by 44.45% and 59.80%, and 43.84%, respectively, showing that nitrogen fertilizer can promote maize plant growth, improve each index of biological characteristics, greatly improve the summer maize, increase the concentration and accumulation of each part of maize plant, and further to improve the maize output value, net income and input-output ratio. Compared with the conventional fertilization treatment, the combination of humic acid and fertilizer could effectively improve the agronomic traits of summer maize, improve the yield of summer maize, promote the accumulation of nitrogen in plant and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer. The effect of conventional fertilization with reduced nitrogen by 15% plus humic acid treatment was the best compared with the conventional fertilization, and the plant height, stem diameter, ear length were increased by 3.73%, 2.30%, and 0.12%, the length of bald decreased by 22.45%, the yield increased by 12.88%, grain nitrogen content, the accumulated amount of grain nitrogen, the total accumulated nitrogen amount of aerial part, and the harvest index were increased by 2.68%, 25.98%, 10.70%, and 13.79%, respectively. Nitrogen agronomic efficiency, nitrogen partial productivity, nitrogen contribution rate, and nitrogen utilization rate increased by 57.46%, 28.84%, 22.23%, and 59.86%, respectively. Net income increased by 8.66%. In the conventional fertilization with reduced nitrogen fertilizer by 15% and plus 3 000 kg·hm-2of humic acid could effectively increase the yield of summer maize, improve nitrogen use efficiency; but 30% reduction in nitrogen led the output and income of summer maize decreased.【Conclusion】Nitrogen fertilizer has positive effects on maize growth and development, not only can promote the growth of summer maize, but also can increase the yield, improve the nitrogen content in different parts of plant, promote the absorption and distribution of nitrogen, improve the utilization rate of nitrogen fertilizer. However, excessive or small amount of nitrogen fertilizer can reduce economic benefits and ecological environment benefit. On the basis of the application of humic acid, the appropriate amount of nitrogen fertilizer could get higher production value and income. The conventional fertilization with nitrogen reduced by 15% plus 3 000 kg·hm-2humic acid is the best fertilization mode in the study area. At the same time, while this fertilizer application method not only can promote the growth and development of summer maize, but also can improve the yield and composition of summer maize, promote nitrogen absorption and utilization of plants, improve the utilization of nitrogen fertilizer, increase the output value of summer maize and net income. It is of great significance to realize the high yield and high efficiency, resource conservation and ecological environment protection of modern agricultural production.

humic acid; summer maize; nitrogen fertilizer; nitrogen fertilizer use efficiency; yield

2016-08-01；

2017-02-15

科技部糧食豐產(chǎn)科技工程項(xiàng)目（2013BAD07B07）、河南省政府與中國科學(xué)院合作STS項(xiàng)目（KFJ-SW-STS-142）

王俊忠，E-mail：wangjz168@vip.sina.com

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