劉詩璇，陳松嶺，蔣一飛，巴闖，鄒洪濤，張玉龍

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/土肥資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110866

氮素是影響玉米作物生長發(fā)育的最重要因素之一（紀(jì)德智等，2014；米國華等，2007）。研究表明，當(dāng)前中國氮肥當(dāng)季利用率低，施入土壤中的氮素35%被作物吸收，約13%在土壤中殘留，而52%以各種形式發(fā)生損失（朱兆良等，2013；巨曉棠等，2002）。近年來東北地區(qū)為提高玉米產(chǎn)量而過量施肥的現(xiàn)象愈加嚴(yán)重，并且大部分地區(qū)均為一次性基施，但一次性過量施用氮肥不僅對(duì)玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)有所影響，還會(huì)嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境（Hu et al.，2013），引發(fā)水體富營養(yǎng)化（Conley et al.，2009）、土壤酸化（Guo et al.，2010）及大氣活性氮排放增加（Liu et al.，2013）等環(huán)境問題。

緩/控釋氮肥具有調(diào)控氮素的釋放時(shí)間以同步滿足作物營養(yǎng)需求的特點(diǎn)（王永軍等，2011；Zheng et al.，2017），與普通氮肥相比，控釋氮肥可以使養(yǎng)分釋放時(shí)間后移（馬富亮等，2012），有利于提高氮肥利用效率（Cui et al.，2008；司東霞等，2014；Chintu et al.，2003），減小氮素?fù)p失的風(fēng)險(xiǎn)，降低對(duì)環(huán)境的污染（周培祿等，2017；樊小林等，1998；Zhao et al.，2013）。已有研究表明，將控釋氮肥減量或?qū)⒖蒯屌c普通氮肥摻混配施有助于解決目前氮肥過量施用存在的問題（李偉等，2012；Farmaha et al.，2013）。

邵國慶等（2009）、姬景紅等（2017）和郭萍等（2017）等研究表明，普通氮肥相比，控釋氮肥有利于玉米作物氮素積累，提高了產(chǎn)量及籽粒品質(zhì)；王薇等（2016）和毛穎盈等（2016）研究表明，控釋氮肥減量后沒有顯著降低產(chǎn)量但是顯著提高了氮肥利用率；Wang et al.（2016）、尹彩俠等（2011）和謝佳貴等（2009）等通過對(duì)春玉米產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和氮肥效率等指標(biāo)分析得到的最佳摻混配施比例不同。緩/控釋氮肥的養(yǎng)分釋放時(shí)間受到氣候、土壤質(zhì)地、水分溫度及種植模式等多種條件的影響，尤其施肥地區(qū)的土壤溫度、土壤含水量等的不同，會(huì)對(duì)控釋氮肥的養(yǎng)分釋放時(shí)間產(chǎn)生影響，低溫干燥的土壤環(huán)境會(huì)使控釋氮肥的養(yǎng)分釋放時(shí)間滯后，影響玉米苗期生長，故不同地區(qū)的應(yīng)用效果也有很大差異（王永軍等，2011；王寅等，2016）?？蒯尩试跂|北春玉米地區(qū)的應(yīng)用不能直接借鑒其他地區(qū)的控釋氮肥施肥指導(dǎo)，前人有關(guān)控釋氮肥減量、配施對(duì)東北春玉米影響的研究較少，不同地區(qū)控釋氮肥與普通氮肥配施最佳比例也不同，控釋氮肥在東北春玉米應(yīng)用中存在著產(chǎn)量以及氮肥利用效率不穩(wěn)定、施肥成本偏高等問題而影響控釋氮肥應(yīng)用的推廣。本試驗(yàn)采用田間小區(qū)試驗(yàn)方法，探討控釋氮肥與普通氮肥配施以及減量單施對(duì)東北春玉米產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成、氮素利用效率及土壤養(yǎng)分有效性的影響，結(jié)合其施肥經(jīng)濟(jì)收益綜合優(yōu)化東北春玉米最佳氮肥施用方式，為東北春玉米氮素科學(xué)管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)科研試驗(yàn)基地（41.82°N，123.56°E，海拔43 m），屬溫帶半濕潤大陸性氣候，年平均氣溫為 7.9 ℃，農(nóng)耕期≥7 ℃的平均積溫為3281 ℃，日照時(shí)數(shù)平均為2372.5 h，無霜期為160 d左右，全年平均降水量為714 mm。土壤類型為棕壤，0-20 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量17.09 g·kg-1、土壤全氮 0.94 g·kg-1、速效磷 8.04 mg·kg-1、速效鉀 573.24 mg·kg-1、pH 值 5.74、土壤容重1.25 g·cm-3，試驗(yàn)地整體生產(chǎn)力接近東北地區(qū)玉米種植地平均生產(chǎn)力。

1.2 供試材料

供試肥料：氮肥采用市售的控釋尿素（含氮量43.2%）和普通尿素（含氮量46.4%），磷肥使用過磷酸鈣（P2O5≥12%），鉀肥使用硫酸鉀（K2O≥50%）。供試玉米品種為先玉335，種植行距60 cm，株距30 cm。試驗(yàn)于2017年5月9日-2017年9月28日進(jìn)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)8個(gè)處理，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積15 m2（3 m×5 m），共24個(gè)小區(qū)，小區(qū)之間種植保護(hù)行隔開以保證不同處理間肥料隔離，隨機(jī)區(qū)組排列。氮肥用量如表 1所示，磷肥、鉀肥用量分別為 75 kg·hm-2和 105 kg·hm-2，氮肥、磷肥、鉀肥均在整地后播種前一次性條施（與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施肥量和施肥方式相同），其他田間管理按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)田間管理進(jìn)行。施肥收益方法參考王寅（2013）方法計(jì)算。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Experiment design

1.4 樣品采集與分析

1.4.1 樣品采集

（1）植物樣品：在玉米成熟期破壞性取樣，隨機(jī)選取3株小區(qū)內(nèi)植株，整株取回，分為秸稈和籽粒，殺青（105 ℃，30 min）烘干至恒重后全部粉碎，置于密封袋中保存，備用。

（2）土壤樣品：在玉米收獲時(shí)用土鉆采集各小區(qū)內(nèi)土壤樣品，采集深度為0-20 cm，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次，然后充分混合。用于土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮測(cè)定的樣品保存于4 ℃冰箱中，用于全氮測(cè)定的土壤樣品風(fēng)干后過篩，密封保存。

1.4.2 樣品測(cè)定

（1）植物樣品測(cè)定：玉米生理形態(tài)指標(biāo)在2017年9月15日玉米成熟期測(cè)量，每個(gè)小區(qū)選取連續(xù)5株玉米測(cè)定其株高、莖粗、葉綠素及氣生根。株高測(cè)定植株根莖部到頂部之間的距離；莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量基部直徑寬度；葉綠素相對(duì)含量測(cè)定采用SPAD-502葉綠素儀即時(shí)測(cè)定每株玉米自下而上第六葉的葉綠素相對(duì)含量（用 SPAD值表示）；氣生根測(cè)量選取以自下而上入土第一層氣生根為準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。在玉米收獲時(shí)于各小區(qū)隨機(jī)選取5株玉米，風(fēng)干脫粒后測(cè)定其產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成要素，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次，最終折算成含水率為14%的籽粒百粒重和產(chǎn)量。

（2）土壤樣品測(cè)定：將新鮮土壤樣品過 5目篩后用0.01 mol·L-1CaCl2振蕩浸提，用AA3自動(dòng)分析儀（Bran-Luebbe；Germany）測(cè)定土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量。土壤全氮含量采用元素分析儀測(cè)定。速效磷含量采用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉溶液浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量采用1 mol·L-1乙酸銨溶液浸提-火焰光度法測(cè)定；土壤堿解氮用擴(kuò)散法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS 19.0和Excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法比較處理間在P=0.05水平上的差異顯著性。

參考巨曉棠等（2002；2003）的方法計(jì)算以下參數(shù)：

氮肥表觀殘留率(%)=(施氮區(qū)土壤無機(jī)氮?dú)埩袅?不施氮區(qū)土壤無機(jī)氮?dú)埩袅?/施氮量×100%

氮肥表觀利用率(%)=(施氮區(qū)作物吸氮量-不施氮區(qū)作物吸氮量)/施氮量×100%

氮肥表觀損失率(%)=100%-氮肥表觀利用率-氮肥表觀殘留率

氮肥農(nóng)學(xué)效率=(施氮區(qū)玉米產(chǎn)量-不施氮區(qū)玉米產(chǎn)量)/施氮量

氮肥利用效率(%)=(施氮區(qū)玉米地上部吸氮量-不施氮區(qū)玉米地上部吸氮量)/施氮量×100%

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量

施肥收益=(施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量)×玉米價(jià)格-施氮量×氮肥價(jià)格

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮處理對(duì)春玉米植株生長的影響

由表2可知，不同施氮處理下玉米植株成熟期株高、莖粗、氣生根無顯著差異，株高最高（23.20 dm）的處理為CR6，分別比CK0、CK提高了8.58%、2.57%；莖粗表現(xiàn)最佳（33.86 mm）的是CR4處理，優(yōu)于CK（9.66 mm）和CR1處理（1.72 mm），控釋氮肥減量處理各生理指標(biāo)與全量相比無顯著差異；而施用控釋氮肥處理的SPAD值顯著高于常規(guī)尿素處理和不施氮處理，CR4處理的SPAD值最高，與CK相比提高了57.52%。

表2 不同施氮處理下玉米植株生長指標(biāo)Table 2 Maize growth indicators of different treatments

2.2 不同施氮處理對(duì)春玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

如表3所示，各施氮肥處理的玉米穗長和穗粗均顯著高于不施氮肥處理，施用控釋氮肥的處理均高于普通氮肥處理。CR4處理的穗粗和百粒重指標(biāo)高于其他處理，其中百粒重指標(biāo)達(dá)到顯著，控釋氮肥減量處理的百粒重與全量處理相比無顯著差異；各處理產(chǎn)量表現(xiàn)為 CR4＞CR5＞CR1＞CR6＞CR3＞CR2＞CK＞CK0，施用控釋氮肥各處理的產(chǎn)量顯著高于CK，其中CR4、CR5處理產(chǎn)量顯著高于其他處理，CR4處理產(chǎn)量最高，達(dá)到14695.40 kg·hm-2，與CK0、CK相比產(chǎn)量增加了60.92%、25.68%；CR1、CR2、CR3處理之間的產(chǎn)量無顯著差異，CR2和CR3處理產(chǎn)量與CK相比顯著增加，說明控釋氮肥減量施用與全量施用相比并不會(huì)造成減產(chǎn)，與普通氮肥相比可顯著增產(chǎn)。

表3 不同施氮處理下玉米產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)Table 3 Maize yield indicators of different treatments

2.3 不同施氮處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

圖1 不同施氮處理下玉米成熟期土壤銨態(tài)氮硝態(tài)氮含量Fig. 1 Content of ammonium nitrogen and nitrate in soil during maize ripening stage of different treatments

2.3.1 不同施氮處理對(duì)玉米成熟期土壤速效養(yǎng)分含量的影響

如表4所示，CK0處理玉米成熟期的土壤速效鉀含量顯著高于施氮處理；CK0土壤速效磷含量高于不施氮處理，與CR1和CR4處理相比達(dá)到顯著；CK0土壤堿解氮含量顯著低于施氮處理。控釋氮肥各處理土壤速效磷含量低于普通氮肥處理，低了0.46-9.36 mg·kg-1；控釋氮肥與常規(guī)尿素配施處理土壤速效鉀含量均低于普通氮肥處理，低了 25.47-96.10 mg·kg-1。CR4處理的土壤速效磷和速效鉀含量最低，與 CK 處理相比低了 9.36 mg·kg-1和96.10 mg·kg-1；土壤堿解氮含量最高的處理為控釋氮肥全量處理，高于CK處理的34.60 mg·kg-1，控釋氮肥各處理的堿解氮含量均高于普通氮肥處理。

表4 不同施氮處理下玉米成熟期土壤速效養(yǎng)分含量Table 4 Soil available nutrient content in maize ripening stage of different treatments

2.3.2 不同施氮處理對(duì)玉米成熟期土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量的影響

如圖1所示，施用氮肥的各處理玉米成熟期土壤中銨態(tài)氮含量均顯著高于不施氮處理，施用控釋氮肥的各處理玉米成熟期土壤硝態(tài)氮含量顯著高于普通氮肥處理，控釋氮肥處理的土壤銨態(tài)氮、土壤硝態(tài)氮含量與CK相比分別增加了0.947-2.718 mg·kg-1、7.375-9.421 mg·kg-1，其中 CR1 處理的土壤銨態(tài)氮含量最高，與 CK相比高了 2.718 mg·kg-1，CR6處理的土壤硝態(tài)氮含量最高，與CK相比高出了9.421 mg·kg-1；控釋氮肥減量處理的玉米成熟期土壤銨態(tài)氮含量低于全量處理但差異不顯著，控釋氮肥減量處理對(duì)玉米成熟期土壤硝態(tài)氮含量無明顯影響。

2.4 不同施氮處理對(duì)氮素利用的影響

2.4.1 不同施氮處理對(duì)氮肥利用的影響

如表5所示，CR3處理的氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)率均顯著高于其他處理，與CK相比分別提高了21.79%、14.17 kg·kg-1、23.68 kg·kg-1，控釋氮肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力與CK相比高了 9.85-14.17 kg·kg-1，說明施用控釋氮肥處理相對(duì)于普通氮肥處理更有利于玉米增產(chǎn)；控釋氮肥處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率與 CK相比高了 9.85-23.68 kg·kg-1，配施試驗(yàn)中各處理氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力均高于控釋氮肥單施處理，其中CR4處理與CR1處理的差異顯著；配施處理之間氮肥利用率無顯著差異，CR4和CR5處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著高于CR6處理。

2.4.2 不同施氮處理對(duì)氮素平衡的影響

如表6所示，控釋氮肥處理的氮肥表觀殘留率和氮肥表觀利用率顯著高于CK處理，氮肥表觀損失率顯著低于CK處理，其中減量處理CR2、CR3的氮肥表觀利用率和氮肥表觀殘留率顯著高于其他處理，且氮肥表觀損失率顯著低于其他處理，與CK相比降低38.29%；控釋氮肥各處理的氮肥表觀利用率與CK相比提高16.33%-21.79%；控釋氮肥各處理的氮肥表觀損失率與CK相比降低44.47%-38.29%；配施試驗(yàn)中各處理氮肥表觀利用率無顯著差異，但是顯著高于CR1處理；CR6處理的氮肥表觀殘留率顯著高于其他處理，氮肥表觀損失率顯著低于其他處理。

表5 不同施氮處理下氮肥利用指標(biāo)Table 5 Nitrogen utilization indicators of different treatments

表6 不同施氮處理下氮肥表觀殘留率、利用率、損失率Table 6 Apparent residual rate, utilization rate and loss rate of different treatments

2.5 不同施氮處理對(duì)春玉米氮肥施肥收益的影響

如表7所示，控釋氮肥處理的氮肥施肥收益明顯高于普通氮肥處理，高了 3334.67-4716.19 yuan·hm-2，增收率為 107.06%-151.41%，CR4、CR5處理施氮肥收益顯著高于其他處理，其中氮肥施肥收益最高的處理為 CR4處理（7830.98 yuan·hm-2），減量處理 CR2、CR3與 CR1相比差異不顯著，說明減量施肥不會(huì)影響經(jīng)濟(jì)收益。

2.6 根據(jù)氮肥偏生產(chǎn)力、產(chǎn)量和施肥收益為指標(biāo)的控釋氮肥適宜配比比例

如圖 2所示，控釋氮肥配施比例與氮肥偏生產(chǎn)力、玉米產(chǎn)量和施肥收益存在極顯著一元二次關(guān)系。以x為控釋氮肥配比比例，與玉米產(chǎn)量的方程模型為y=-5372.5x2+3762.1x+14057（R2=0.9996**），與施肥收益的方程模型為 y=-9812.2x2+6974.5x+6607.3（R2=0.9995**），與氮肥偏生產(chǎn)力的方程模型為 y=-22.404x2+15.692x+58.564（R2= 0.9997**）。根據(jù)方程模型推算，獲得最高產(chǎn)量和最高施肥收益的控釋氮肥配施比例分別為35.01%和35.53%，最高氮肥偏生產(chǎn)力的控釋氮肥配施比例為35.02%。因此從產(chǎn)量和氮肥施肥收益方面考慮，控釋氮肥最佳配施比例為35%。

3 討論

3.1 不同施氮處理對(duì)春玉米植株生長的影響

玉米的株高、莖粗是反映玉米生長情況的重要指標(biāo)，在本研究中，控釋氮肥有利于提高玉米的株高、莖粗指標(biāo)。Liu et al.（2018）研究發(fā)現(xiàn)玉米拔節(jié)期葉片 SPAD值與葉片含氮量顯著相關(guān)，說明控釋氮肥摻混施用不僅可增加春玉米拔節(jié)期的光合器官數(shù)量，同時(shí)也可改善作物營養(yǎng)吸收狀況，增強(qiáng)光合能力。本研究中，控釋氮肥的減量和配施均顯著提高了玉米植株 SPAD值，說明控釋氮肥的施用有利于葉片含氮量的積累，增加了玉米生育后期氮素的供應(yīng)，提高了光合能力，有利于增強(qiáng)玉米植株的光合作用能力，這與王寅等（2016）的研究結(jié)果相同。

3.2 不同施氮處理對(duì)春玉米產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

增加產(chǎn)量是施肥的最主要目標(biāo)，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最受關(guān)注的問題，玉米棒長、棒粗、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)一定程度上反映了玉米產(chǎn)量及籽粒品質(zhì)。本研究中，控釋氮肥配施和單施減量的處理相比于普通氮肥處理可以提高玉米植株的棒長棒粗指標(biāo)，為玉米增產(chǎn)提供條件。控釋氮肥顯著提高了玉米產(chǎn)量，其中CR4、CR5處理增幅顯著，CR4處理與CK相比增產(chǎn)率達(dá)到25.68%。這是由于在玉米植株生長前期，普通氮肥的養(yǎng)分釋放速率快，能夠供給玉米在苗期和拔節(jié)期前期的養(yǎng)分需求，而在玉米對(duì)養(yǎng)分需求最大時(shí)期的養(yǎng)分供給由普通氮肥養(yǎng)分的殘留部分和控釋氮肥大量釋放的養(yǎng)分來提供，滿足了玉米生長時(shí)期的養(yǎng)分需求，這與Zheng et al.（2016）等研究結(jié)果相符。在減量處理中可以看出，減量10%、20%處理的產(chǎn)量與單施控釋氮肥全量處理相比無顯著差異，且仍顯著高于普通氮肥處理，說明控釋氮肥減量10%和20%依舊可以顯著增產(chǎn)。施氮量相同的配施處理中，控釋氮肥與普通氮肥3∶7、5∶5配施的處理的增產(chǎn)效果顯著高于其他處理，說明在3∶7和 5∶5比例下兩種氮肥的養(yǎng)分釋放速率配合更適合東北春玉米的生長。

表7 不同施氮處理下春玉米氮肥施肥收益Table 7 Nitrogen fertilizer benefits in spring maize of different treatments

圖2 氮肥偏生產(chǎn)力、玉米產(chǎn)量和施肥收益與控釋氮肥配比比例關(guān)系Fig.2 Relationships between N partial factor productivity, grain yield and fertilization profit of spring maize with the ratio of controlled release N fertilizer and common urea

3.3 不同施氮處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

3.3.1 不同施氮處理對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響

堿解氮、速效磷和速效鉀含量是反映土壤養(yǎng)分有效性的最直接指標(biāo)，直觀地反映土壤供應(yīng)氮、磷、鉀養(yǎng)分的能力。本研究中，CR4（控釋氮肥與普通氮肥3∶7配施）處理的土壤速效磷和速效鉀含量最低，說明CR4處理在玉米生育后期由于可以提供充足的氮素養(yǎng)分而更有利于玉米的生長，這與Guo et al.（2017）研究結(jié)果基本一致。玉米生育后期供應(yīng)氮素養(yǎng)分能力的提高有利于玉米對(duì)土壤速效磷、速效鉀的吸收。控釋氮肥全量處理和減量 10%處理的速效磷鉀含量低于減量 20%處理，說明控釋氮肥減量 20%處理對(duì)玉米植株生育后期生長的促進(jìn)作用不如控釋氮肥全量和減量 10%的處理效果明顯，但是在玉米中后期供氮能力上與普通氮肥處理相比仍有優(yōu)勢(shì)；從玉米生育后期土壤堿解氮含量的結(jié)果可以看出，控釋氮肥全量處理在玉米生育后期具有最佳的供氮能力，同時(shí)控釋氮肥減量10%、20%處理土壤堿解氮含量也保持在較高水平；而在配施處理中，控釋氮肥與普通氮肥7∶3配施處理最具優(yōu)勢(shì)，高于控釋氮肥與普通氮肥3∶7、5∶5配施處理，是因?yàn)榭蒯尩逝c普通氮肥7∶3配施處理中控釋氮肥比例較高，所以在玉米生育后期仍能保持較高的供氮能力，但是結(jié)合土壤速效磷、速效鉀的含量分析，控釋氮肥與普通氮肥3∶7配施處理的植株吸收的土壤養(yǎng)分較多，導(dǎo)致土壤堿解氮含量低于其他兩個(gè)比例的配施處理（謝勇等，2016）。因此，綜合考慮土壤速效磷、速效鉀和堿解氮含量，控釋氮肥與普通氮肥3∶7配施處理有利于降低氮素?fù)p失的風(fēng)險(xiǎn)并且有利于作物生長。

3.3.2 不同施氮處理對(duì)土壤銨態(tài)氮硝態(tài)氮的影響

土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的含量是直觀反映土壤中無機(jī)氮含量的指標(biāo)，通過測(cè)定玉米生育后期土壤中銨態(tài)氮硝態(tài)氮含量，可以反映氮肥在玉米生育后期供應(yīng)氮素的能力和土壤中氮素形態(tài)的分布情況。在本研究中，施用氮肥顯著提高了土壤銨態(tài)氮的含量，在玉米生育后期施用控釋氮肥處理土壤硝態(tài)氮含量顯著高于普通氮肥處理和不施氮處理。主要是由于施肥初期普通氮肥大量釋放，未被吸收利用的氮素在土壤中以銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的形態(tài)存在，容易以氣態(tài)損失或被淋溶到土壤更深土層?？蒯尩士裳雍蟮蒯尫艜r(shí)間，普通氮肥處理的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮大多在前期大量損失，而控釋氮肥處理由于養(yǎng)分釋放緩慢，被土壤固持的氮素多于普通氮肥處理，因此在玉米生育后期普通氮肥處理表層硝態(tài)氮含量低于控釋氮肥處理，這與Zhang et al.（2018）和Zhao et al.（2013）的研究結(jié)果相符。

3.4 不同施氮處理對(duì)氮素利用的影響

3.4.1 不同施氮處理對(duì)氮肥利用的影響

氮肥利用率可以反映在作物生長系統(tǒng)中作物對(duì)施入氮肥的利用效率（巨曉棠等，2017），是評(píng)價(jià)氮肥效果的重要指標(biāo)（巨曉棠等，2003）；氮肥農(nóng)學(xué)效率反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標(biāo)；氮肥偏生產(chǎn)力是從作物增產(chǎn)的角度評(píng)價(jià)作物對(duì)氮素的利用效率（張美微等，2017），是國際農(nóng)學(xué)研究中表征氮肥效率的重要指標(biāo)。當(dāng)前我國玉米生產(chǎn)中氮肥偏生產(chǎn)力平均為51.6 kg·kg-1（王崇桃等，2013），而高產(chǎn)田更低，平均為39.0 kg·kg-1（張福鎖等，2008）。在本試驗(yàn)中，控釋氮肥減量20%的氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用效率均顯著高于其他處理，表明減量施用控釋氮肥有利于提高氮肥利用效率，因?yàn)榭蒯尩蕼p量后并未造成顯著減產(chǎn)（張美微等，2017）；而控釋氮肥與普通氮肥摻混施用的處理與CK相比氮肥偏生產(chǎn)力提高了 9.85-12.52 kg·kg-1，這是由于控釋氮肥與普通氮肥配施在作物生長前期主要由其中的常規(guī)尿素滿足其對(duì)氮素的需求，而在生育中后期主要由控釋氮肥滿足作物生長需求的氮素（王寅等，2016；張敬昇等，2017），保證了玉米的高產(chǎn)從而提高了氮肥偏生產(chǎn)力。配比試驗(yàn)中，與單施控釋氮肥和CR6相比，CR4處理顯著提高了的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率，說明控釋氮肥與常規(guī)尿素比例為3∶7時(shí)摻混施用的養(yǎng)分釋放速率與東北春玉米的養(yǎng)分需求速率最接近，基于氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率指標(biāo)考慮，控釋氮肥與常規(guī)尿素比例為3∶7時(shí)最適合東北春玉米生長。

3.4.2 不同施氮處理對(duì)氮素平衡的影響

東北地區(qū)春玉米生育期一般與雨季同步，普通氮肥施肥條件下無機(jī)氮素大量損失到大氣和地下水體中，夏玉米常規(guī)施肥條件下氮肥的表觀損失率達(dá)51.1%（司東霞等，2014），春玉米普通氮肥施肥的氮肥表觀損失率為42.6%（戴明宏等，2018）。本研究中，控釋氮肥的處理顯著降低了氮肥表觀損失率，普通氮肥處理的表觀損失率達(dá)55.89%，控釋氮肥與普通氮肥7∶3配比處理顯著低于控釋氮肥全量處理和其他配施處理，但氮肥表觀殘留率顯著高于其他處理，說明該比例配施氮肥養(yǎng)分損失量低是由于增加了土壤對(duì)氮肥養(yǎng)分的固持量。氮肥表觀損失率的降低有利于降低氮肥損失而引發(fā)環(huán)境問題的風(fēng)險(xiǎn)，有利于改善由不合理施用氮肥而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染問題（姬景紅等，2017），但CR6處理成熟期土壤硝態(tài)氮含量較高，成熟期土壤無機(jī)氮?dú)埩袅恳诧@著高于其他處理，增加了收獲后硝態(tài)氮隨降水淋失到地下水中的風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 不同施氮處理對(duì)春玉米氮肥施肥收益的影響

施用控釋氮肥會(huì)增加施肥成本，但從施肥效益的指標(biāo)中可以看出，施用控釋氮肥可以顯著增加施肥收益，控釋氮肥減量施用與全量施用相比差異顯著，說明減量施用控釋氮肥10%、20%均可以增加經(jīng)濟(jì)收益。增加施肥收益有利于促進(jìn)控釋氮肥的推廣和應(yīng)用，控釋氮肥與普通氮肥3∶7配施處理的經(jīng)濟(jì)效益顯著高于其他處理，說明摻混比例增加了玉米產(chǎn)量、降低了施肥成本，對(duì)施肥收益的增加效果最顯著。

4 結(jié)論

施用控釋氮肥與普通氮肥相比氮肥利用率提高了 16.33%-21.79%，氮肥表觀損失率降低了33.47%-40.01%。與單施控釋氮肥相比，控釋氮肥與普通氮肥的比例為 3∶7和5∶5時(shí)可顯著提高玉米產(chǎn)量，產(chǎn)量分別增加了 906.68 kg·hm-2和 544.61 kg·hm-2；控釋氮肥與普通氮肥的比例為3∶7處理的施肥收益每公頃提高了1226.96元。各氮肥利用指標(biāo)均顯著高于單施控釋氮肥處理，氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著高于控釋氮肥與普通氮肥比例為7∶3處理，氮素表觀平衡指標(biāo)與控釋氮肥與普通氮肥比例為5∶5的處理無顯著差異。以氮肥偏生產(chǎn)力、玉米產(chǎn)量和施肥收益為指標(biāo)擬合方程模型得出的控釋氮肥與普通氮肥最佳配比比例為控釋氮肥35.01%，最接近本試驗(yàn)的CR4處理，因此在配比試驗(yàn)處理中最佳處理為控釋氮肥與普通氮肥的比例為 3∶7。

控釋氮肥減量施用與普通氮肥相比顯著增產(chǎn)，并且顯著提高了氮肥利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益，顯著降低了氮肥表觀損失率，與控釋氮肥全量相比產(chǎn)量差異不顯著，顯著提高了氮肥利用率和氮肥偏生產(chǎn)力。

控釋氮肥的減量處理和配施處理相比較，CR4、CR6處理的玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益高于減量處理，且控釋氮肥與普通氮肥配施處理使玉米植株成熟時(shí)期的土壤耕層無機(jī)氮含量保持在相對(duì)高的含量水平，能促進(jìn)生長期玉米植株對(duì)土壤中速效磷、速效鉀的吸收，能降低硝態(tài)氮向下層土壤淋洗的風(fēng)險(xiǎn)，降低氮肥表觀損失率。

因此，東北春玉米最佳施氮方式為控釋氮肥與普通氮肥3∶7配比施用。