包膜尿素和氮肥增效剂对鲜食玉米生长发育及产量的影响

谢媛圆，熊又升，孙琛，李佳莹，周剑雄，徐芳森

（1.华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070；2.湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉 430064；3.湖北省现代农业展示中心，武汉 430345）

鲜食玉米因其生产周期短、营养丰富和经济价值高的特点，成为了农业产业结构调整和农户增收的重要途径［1-4］。在种植过程中，为了使鲜食玉米达到增产目的而过度施用氮肥等问题，已严重影响了农业的持续发展。研究发现，中国玉米氮肥利用率仅有31.0%，不仅造成资源的大量浪费［5-8］，还影响了玉米的产量和品质［9］。因此，受到了国内外学者广泛关注［10，11］。有研究［9］发现，通过施用缓控释肥料和氮肥增效剂等措施可以提高作物氮肥利用效率，减少化肥用量。缓控释肥具有肥效长而稳定、利用率高、改善土壤质量等特点，因此施用控释肥是减少肥料浪费和环境污染的一项重要措施［12，13］。同时，根据不同植物的生育期配施不同释放周期的包膜尿素，可显著提高作物氮肥利用率［14］，但因制作成本等问题使其应用与推广受到一定限制［4，15］。鲁艳红等［16］、李玉等［17］发现氮肥增效剂主要通过抑制氮转化途径，使氮肥肥效后移，从而提高植物对氮肥的利用率。当前，市面上氮肥增效剂主要分为脲酶抑制剂和硝化抑制剂两种。氮肥配施氮肥增效剂，使氮肥肥效持久，更符合玉米生长规律［18］，为鲜食玉米提供充足养分［19］，提高鲜食玉米产量［20］。因此，为了探索鲜食玉米减肥保产的新型施肥技术，本研究比较了相同肥料用量的情况下不同缓释期包膜肥和减氮15%并配施氮肥增效剂对鲜食玉米生长、产量和经济效益的影响，旨在为鲜食玉米减氮增产和高产优质的一次性施肥技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验于2020年4月1日—6月25日在武汉市黄陂区武湖农场农业展示中心（东经114.51°，北纬30.70°）进行。土壤类型属长江冲积平原，潮土土质，前茬作物为蔬菜。黄陂区属亚热带季风气候，年平均气温为15.7～16.4℃，年均降水量在1 000～1 200 mm。2020年6月至8月，全国平均降水量373mm，较常年同期（325 mm）偏多15%（中国新闻网）。土壤基本理化性状如下：pH 5.61，有机质20.70 g/kg，碱解氮157.50 mg/kg，速效磷17.55 mg/kg，速效钾76.37 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 供试材料供试鲜食玉米品种为金晶龙258，供试肥料为：普通尿素含N 46%、过磷酸钙含P2O512.0%、氯化钾含K2O 60.0%。60 d包膜尿素含N 46%、90 d包膜尿素含N 46%、氮肥增效剂为硝化抑制剂和脲酶抑制剂的复混物。氮肥增效剂施用量为1 t肥料（氮、磷、钾总施肥量）配施1 kg氮肥增效剂，对氮肥含量影响可忽略。

1.2.2 试验设计采用田间小区试验，共4个处理。处理1（常规施肥）：等氮量施用普通尿素处理，分3次施肥，分别是50%尿素（242.5 kg/hm2）与磷、钾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）作苗肥和穗肥进行追施；处理2：等氮量施用60 d包膜尿素（485.0 kg/hm2），与磷、钾肥一起作底肥一次性施入；处理3：等氮量施用90 d包膜尿素（485.0 kg/hm2），与磷、钾肥一起作底肥一次性施入；处理4：60 d包膜尿素减量15%（412.3 kg/hm2）配施氮肥增效剂，与磷、钾肥一起作底肥一次性施入；所有处理中磷肥和钾肥用量一致，分别为磷肥用量937.5 kg/hm2，钾肥用量375.0 kg/hm2。小区底肥采用条施，追肥采用穴施的方法进行。具体施肥量如表1所示。

表1 肥料及氮肥增效剂施用量 （单位：kg/hm2）

试验小区面积为19.44 m2，处理进行3次重复。小区随机排布，每小区分成两垄，每垄定植两行鲜食玉米，即每行25株，行距0.3 m，株距0.6 m，密度49 995株/hm2。小区鲜食玉米均采取育苗后移栽的方法种植。处理1分别在苗期打洞追施苗肥，每2株打一洞均匀丢施，在大喇叭口期打洞追施穗肥，每4株打一洞均匀丢施；其余处理一次性施肥，条施。

1.3 测定指标和方法

按照鲜食玉米试验记载标准，观察记载鲜食玉米生育期，并选取小区内具有代表性的、连续的10株鲜食玉米测定其每个生长时期的叶片数、株高和植株形态、性状，并在鲜食玉米抽雄期时加测穗位高。

在鲜食玉米采收时按同样的要求摘取10株果穗进行室内考种，考察果穗性状、穗长、穗粗、秃尖、穗粒数、有效穗、产量等。将各小区所有鲜食玉米带苞叶称重，计产。

根据实际田间操作安排，记录肥料用量和用工人数等。以国家发展和改革委员会价格司编辑的《全国农产品成本收益资料汇编2019》为依据，计算鲜食玉米的总成本、产投比和氮肥偏生产力。

1.4 数据分析

各指标计算公式：产投比=产出/总成本，氮肥偏生产力=施氮区产量/施氮量。试验数据采用Excel软件进行分析整理，SPSS 25.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 包膜尿素和氮肥增效剂对鲜食玉米生长的影响

从表2可知，与普通尿素（处理1）相比，60 d包膜肥（处理2）和减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）处理的叶龄和株高差异均不显著，说明配施氮肥增效剂对鲜食玉米叶龄和株高有一定提高作用。鲜食玉米从三叶期到吐丝期，叶龄和株高随生育期的推进均呈逐渐升高的趋势；鲜食玉米叶龄从拔节期到大喇叭口期增长速度最快。在鲜食玉米生长过程中，90 d包膜肥的（处理3）鲜食玉米叶龄、株高均表现为最低，且株高差异达到显著水平。60 d包膜肥（处理2）和减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）的鲜食玉米叶龄、株高均未表现出显著差异。鲜食玉米穗位高从高到低依次为95.3 cm（处理4）、91.9 cm（处理2）、93.0 cm（处理1）、91.9 cm（处理3），但差异不显著。

表2 不同氮肥种类和氮肥增效剂对鲜食玉米叶龄和株高的影响

与普通尿素（处理1）相比，60 d包膜肥（处理2）、90 d包膜肥（处理3）、减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）拔节期株高变化情况分别为3.43%、-17.71%、1.43%，小喇叭口时期则为11.25%、-5.54%、3.69%。不同氮肥种类处理1、2、3中，拔节期和大喇叭口时期60 d包膜肥（处理2）叶龄最高，分别为6.7片和13.8片，与其他处理间差异未达到显著水平；在大喇叭口时期—吐丝期普通尿素（处理1）的叶龄最高分别为17.7、19.9、20.3片。在鲜食玉米的生长过程中鲜食玉米株高基本表现为60 d包膜肥（处理2）高于普通尿素（处理1）高于90 d包膜肥（处理3），且差异达到显著水平。在不同施肥量配施氮肥增效剂处理2、3、4中，鲜食玉米叶龄在生长过程中基本表现为减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）大于60 d包膜肥（处理2）。鲜食玉米株高在三叶期、抽雄期、吐丝期均表现为减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）高于60 d包膜肥（处理2），而拔节期、小喇叭口时期、大喇叭口时期则相反。

2.2 包膜尿素和氮肥增效剂对鲜食玉米产量及其构成因子的影响

从鲜食玉米经济性状因素看，不同处理间鲜食玉米果穗物理性状相同，穗型均为锥型，粒色为黄白色，轴色为白色。处理1、2、3、4间鲜食玉米的子粒深度、鲜百粒重、鲜出子率略有不同，分别为：子粒深度1.25、1.25、1.27、1.24 cm；鲜百粒重40.01、40.03、40.32、38.31 g；鲜出子率75.94%、74.49%、74.62%、73.53%，但差异均不显著。

从表3可知，4种不同施肥方式中，鲜食玉米产量为14 641.67～15 966.67 kg/hm2，无显著差异；有效穗为46 000～48 833穗/hm2，且差异显著，其中减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）鲜食玉米有效穗最多，为48 833穗/hm2，与60 d包膜肥（处理2）相比，增幅为6.16%，说明氮增效剂可显著提高鲜食玉米有效穗数，对玉米产量的提高也有一定促进作用。

在不同氮肥种类处理1、2、3中，普通尿素（处理1）秃尖最短，但穗粒数、有效穗数、产量均高于其他2个处理，其中，在秃尖长、穗粒数、有效穗数方面差异达到显著水平，在产量方面差异未达到显著水平。与普通尿素（处理1）相比，60 d包膜肥（处理2）、90 d包膜肥（处理3）的鲜食玉米秃尖分别增加101.39%、115.28%；穗粒数分别减少6.84%、8.51%；产量也分别减少5.85%、8.30%。60 d包膜肥（处理2）穗长最长，为20.5 cm，90 d包膜肥（处理3）鲜食玉米穗粗高于其他处理，但差异并不显著。在不同施肥量配施氮肥增效剂处理2、3、4中，减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）鲜食玉米穗粒数、有效穗数、产量均高于其他处理；其中，鲜食玉米有效穗粒数、产量方面差异达到显著水平，在穗粒数方面差异未达到显著水平。90 d包膜肥（处理3）鲜食玉米的穗粗、有效穗等经济性状均高于60 d包膜肥（处理2），产量较之却降低了2.61%，但处理间差异均不显著。

2.3 包膜尿素和氮肥增效剂对鲜食玉米经济效益的影响

如表4所示，随着氮肥（尿素、60 d包膜肥和90 d包膜肥）用量、种类和氮肥增效剂的使用，肥料成本变化程度有所不同；与普通尿素（处理1）相比，60 d包膜肥（处理2）、90 d包膜肥（处理3）、减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）分别增加94.44%、94.44%、100.81%，由于普通尿素的处理（处理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总成本降低29.93%～32.15%。各处理的产投比在11.21～15.67，与普通尿素（处理1）相比，处理2、3、4分别增加38.78%、35.16%和39.82%。各处理氮肥偏生产力为71.57%～82.50%，与普通尿素（处理1）相比，处理2、3分别减少5.85%、8.30%，而处理4增加15.27%。因此，减氮15%配施氮肥增效剂（处理4）氮肥利用率和综合经济效益均高于其他处理。

表4 不同氮肥种类和氮肥增效剂对鲜食玉米经济效益的影响

3 讨论

3.1 包膜尿素对鲜食玉米的影响

株高是植株生长发育过程中对养分吸收、利用及转化状况最直观的体现之一，也可以分析其所施用肥料的养分释放速率是否符合鲜食玉米的养分吸收规律［5］，鲜食玉米叶龄也是外界条件对作物影响的一个综合反映［21-23］。本试验中，鲜食玉米株高、叶龄和穗位高均表现为60 d包膜肥大于90 d包膜肥和普通尿素处理，说明60 d包膜肥释放氮素的时间与鲜食玉米营养生长所需肥规律更相符，使鲜食玉米在拔节期—灌浆期［7，9，18］能够及时吸收足够的氮肥以供生长。

本试验中普通尿素的鲜食玉米产量、有效穗数、穗粒数、粒重［5］和氮肥偏生产力均大于60 d、90 d包膜肥。这与前人［22-25］研究的结果略有不同，这可能是因为本试验中普通尿素追肥分2次且采用穴施的方法进行，大大提高了氮肥利用率。但60 d、90 d包膜肥处理为一次性施肥，施肥方式较为简单，节约人工，产投比分别为15.55、15.15，经济效益较高。而普通尿素处理增加了2次追肥，劳动投入成本较高，操作繁琐，产投比仅为11.21。进一步说明与普通尿素相比，包膜尿素有效提高了生产效益，特别是60 d包膜尿素效果更佳。

3.2 氮肥增效剂对鲜食玉米的产量及经济效益的影响

研究表明，施用氮肥增效剂可显著增加玉米产量构成因子、产量和氮肥利用率［26，27］。本试验中减氮15%配施氮肥增效剂处理鲜食玉米穗粗、穗粒数和产量均高于60 d包膜尿素，但差异均未达到显著水平。说明氮肥增效剂对改善玉米穗部的性状，提高玉米产量有一定的促进作用［9，28］。而减氮15%配施氮肥增效剂处理有效穗数较60 d包膜尿素处理增加6.16%，差异达到显著水平；且产量较普通尿素处理无显著变化，说明氮肥增效剂对增加鲜食玉米有效穗数和产量发挥了一定的积极作用。

在本试验中，减氮15%配施氮肥增效剂处理产投比和氮肥偏生产力分别较普通尿素处理、60 d包膜尿素处理提高了39.82%、0.75%和15.27%、22.43%，说明氮肥增效剂对提高鲜食玉米经济效益和氮肥利用率作用显著，这与前人的研究结果一致［29］。试验中，各处理间叶龄和株高虽然表现出一定差异，但不同时期表现的规律并有一致，这可能是环境因素影响了缓控释肥和氮肥增效剂［30］的效果。2020年春季特别是6月至8月雨水较多，鲜食玉米田淹水影响氮肥增效剂对土壤微生物和土壤相关酶活性的作用［31］，又出现倒伏现象，导致试验效果不显著。

4 小结

与90 d包膜尿素相比，60 d包膜尿素更符合鲜食玉米生长规律，对玉米产量有一定的提升作用，而减氮15%后配施氮肥增效剂后可实现鲜食玉米稳产创收、鲜食玉米有效穗数显著提升。综合施肥量、人工和产量来看，氮肥增效剂与缓释肥的配合在减肥节工方面具有一定的效果，在鲜食玉米实际生产中，60 d包膜肥和氮肥增效剂在播种时一次性施用，可有效提高鲜食玉米产量，在鲜食玉米的生产中将控释肥和氮肥增效剂结合起来施用是个不错的选择。至于肥料减施量的大小和氮肥增效剂与缓释肥的配料比例还有待进一步研究。