密肥对全膜双垄沟播玉米土壤养分的影响

1、密肥对全膜双垄沟播玉米土壤养分的影响李（大学农学院）摘要：采用大田随机区组试验法，研究了不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮、碱解氮的动态变化情况。结果表明：45000株/ hm2整个玉米生育时期020cm土层各处理的土壤全氮、碱解氮变化趋势与67500株/ hm2基本一致。土壤碱解氮含量随着玉米生育时期的推进而不断降低，且分别在抽雄期和灌浆期达到最低值，成熟期碱解氮含量又略有回升。全氮含量在玉米生长前期不断增加，且分别在抽雄期和拔节期达到最大值，之后随着生育期的推进而不断降低。玉米产量在密度为67500株/ hm2时产量明显高于45000株/ hm2。西北干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米种植

2、密度确定为67500株/ hm2时，最佳施肥量为纯N 210Kg/ hm2, 全膜双垄沟播玉米产量最高。关键词：全膜双垄沟播玉米；施肥；土壤养分；产量；摘要：采用大田随机区组试验法，研究了不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮、碱解氮的动态变化情况。结果表明：45000株/ hm2整个玉米生育时期020cm土层各处理的土壤全氮、碱解氮变化趋势与67500株/ hm2基本一致。土壤碱解氮含量随着玉米生育时期的推进而不断降低，且分别在抽雄期和灌浆期达到最低值，成熟期碱解氮含量又略有回升。全氮含量在玉米生长前期不断增加，且分别在抽雄期和拔节期达到最大值，之后随着生育期的推进而不断降低。玉米产量在密度

3、为67500株/ hm2时产量明显高于45000株/ hm2。西北干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米种植密度确定为67500株/ hm2时，最佳施肥量为纯N 210Kg/ hm2, 全膜双垄沟播玉米产量最高。Dense fertilizer on the whole film double furrow sowing corn soil nutrientsLi (Agricultural University) Abstract:The test field randomized block, the dynamic change of different fertilization levels

4、 all film double furrow sowing maize soil total nitrogen, available nitrogen. The results show that: 45000 plants / hm2 the whole maize growth period in 0 20cm soil layer, the soil total nitrogen, alkaline hydrolysis nitrogen change trend and 67500 plants / hm2 basic consistent. The content of soil

5、available nitrogen and decreasing with corn growth and development, and are respectively in the heading stage and filling stage, 9reached the minimum maturity, nitrogen content and picked up slightly. The total nitrogen content in corn growth stage increased, and respectively in tasseling stage and

6、jointing stage reaches a maximum value, then with the growth and decrease. Maize yield in the density of 67500 plants / hm2 yield was higher than that of 45000 plants / hm2. The northwest arid and semiarid area all film double furrow sowing maize planting density is 67500 plants / hm2, optimum amoun

7、t of fertilization for the pure N 210Kg/ Hm2, the film double furrow sowing maize yield.Keyword :All film double furrow sowing maize; fertilization; soil nutrient; yield;关键词：全膜双垄沟播玉米；施肥；土壤养分；产量；前言：氮是植物需求量最大的矿质元素。由于玉米这类禾本科植物自身不具备固氮能力，其生长发育所需的氮素主要依靠根系从土壤中吸收，但土壤中可利用的氮素难以满足其高产优质的需求，以施肥方式补充土壤氮素是其优质高产的有效措

8、施。土壤氮素是影响作物生长最重要的限制因子之一1，隽英华等2研究表明施氮明显提高耕层土壤碱解氮的含量，随着生育期推进，表层土壤碱解氮和有效磷的含量呈先升高后降低的趋势。土壤有机质、全氮、全磷和速效氮含量随土壤深度的增加呈现下降的趋势3-6。地膜覆盖可以提高农业生态系统的氮素利用效率，使作物获得高产7。全膜双垄沟播玉米技术是我国农业科技人员对传统地膜覆盖栽培技术逐步改进的最新成果，该技术集垄面集流、覆膜抑蒸、垄沟种植技术于一体，大幅度提高了土壤水分的利用效率和降水保蓄率，促进了玉米对土壤养分的吸收，增产幅度达30以上，被视为旱作农业的一项重大创新技术8,9。众多学者对全膜双垄沟播玉米增产机理进行

9、了广泛深入的研究，并取得较多研究成果10-13。目前，对不同施肥处理及其他覆盖方式下土壤养分含量动态变化的研究已经很多，但对全膜双垄沟播种植模式下玉米土壤养分含量动态变化的研究报道较少。因此，根据我国西北地区气候特点，以全膜双垄沟播玉米田为研究对象，系统分析了不同氮磷施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤养分的动态变化特征，旨在充分了解全膜双垄沟播种植模式下土壤养分的特性，为该地区进一步改进和完善全膜双垄沟播玉米技术，提高玉米产量，增加种植效益提供科学依据。1材料和方法1试验区概况试验于2013年410月在中国气象局兰州干旱气象研究所定西干旱气象与生态环境试验基地进行，地理位置E10437，3535。

10、海拔1896.7，属中温带半干旱区，大陆性季风气候。气候特点为光能较多，雨热同季，降水少蒸发率大，气候干燥。年均气温6.4，10积温2239.1，年均日照数2500，年均太阳辐射591.89KJ/cm2，年均无霜期146，年均降水量386.00mm，主要集中在510月，占年降水量的86.9。土壤质地为黄绵土，呈碱性。1. 2 实验设计与方法以“承单20为供试材料，采用全膜双垄沟播栽培技术，种植密度设67500株/ hm2和67500株/ hm2。氮肥（均以纯N计算）设0kg/hm2（NP1），120kg/hm2（NP2），150kg/hm2（NP3），180kg/hm2（NP4），210kg/

11、hm2（NP5），240kg/hm2（NP6）6个肥力水平，磷肥用量按N：P2O5=1:1配施。60%氮肥作为基肥，40%作为追肥，分别在大喇叭口期与灌浆期按1:1追施，磷肥一次性基施。按二因素随机区组试验设计，共12个处理，3次重复，小区面积30.8 m2（4.4 m7 m），4m2的采样区，20m2的计产区。小区间走道40cm，重复间走道60cm。1.3测定项目与方法1.3.1 土样采集 试验样品2013年410月采集，4月28日采集基础土样，之后于玉米苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期分别采集020cm 土层土样，采样按5点采样法采集，然后把各土层的土样分别混合均匀，剔除石砾和植物残根

12、等杂物，分别装入自封袋中带回实验室，样品风干后过筛备测。1.3.2 玉米果实采集 实验样品2013年10月11月采集，每个小区均匀采取20株的玉米果实，称鲜重，带回实验室烘干后称重，测产。1.3.3 测定方法土壤全氮测定半微量开氏法14土壤碱解氮的测定碱解扩散法14,151.4 数据处理试验数据利用Excel软件进行整理，利用SPSS软件进行显著性检验。结果与分析21肥料对不同密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮含量的影响2.1.1 肥料对45000株/ hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮含量的影响表1 全膜双垄沟播玉米（45000株/ hm2）各处理土壤全氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆

13、期成熟期NP11.0813aA1.0623aA1.1230bA1.1095aA0.8189bcBCNP21.1629aA1.1604aA1.2889bA1.1132aA0.8684bABNP31.2173aAB1.1612cBC1.1643bA1.2183aA0.9573bBCNP41.2250aAB1.1127dC1.2944bA1.2149bA0.95601aANP51.2547bB1.1368abA1.3280bA1.3097aA0.9743abABNP61.1577abAB1.1054bAB1.2325aA1.2311aA0.9897cC由表1可以看出，整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-

14、20cm土层各处理土壤全氮含量的变化幅度相对较小。从苗期到拔节期土层各处理的土壤全氮含量均出现不同程度的增长，拔节期、抽雄期、灌浆期0-20cm土层各处理的土壤全氮量处在一个相对稳定的高峰时期，3个时期土层各处理的土壤全氮量均以抽雄期最高，而成熟期时个土层各处理的土壤全氮含量与前面其他个生育期相比出现了比较明显的下降。苗期玉米植株较小，根系不发达，对土壤养分的吸收相对较小，而拔节期、抽雄期和灌浆期属玉米的生长旺盛期，需要从土壤中吸取大量的养分来满足生长，此时段由于地表温度较高且覆盖了地膜，促使地下水分不断向地表集聚，使得土壤下层有效氮上移至表层，补充了表层土壤可被植株吸收的有效氮的含量。此时土

15、壤全氮含量较高，很好的满足了植株生长的养分需求。玉米前期从土壤吸取了大量的养分，成熟期土壤养分没有从外界得到有效的补充、玉米根系的衰老也不利于深层土壤氮素向地表的集聚等原因导致了成熟期全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理土壤全氮含量出现了明显下降。全膜双垄沟播玉米全生育期0-20cm土层均是NP5处理土壤全氮含量最高,NP1处理最低。说明适度的增施氮磷肥料能有效促进土壤全氮的含量。其中，0-20cm土层5个生育期NP5处理土壤全氮含量分别比NP1处理提高了7.60%、7.01%、18.25%、18.04%和18.97%。 2.1.2 肥料对67500株/ hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤

16、全氮含量的影响表2 全膜双垄沟播玉米（67500株/ hm2）各处理土壤全氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP11.1225bA1.0205cdCD1.1938bcA1.0492bcB0.8778aANP21.2154bA1.0966dD1.3321aA1.2132cB0.8727aANP31.2210bA1.2091aA1.2818abcA1.2365aA0.9974aANP41.2714Aa1.1860abAB1.1576cA1.2166cB0.aANP51.2894aA1.2455cBCD1.3984aA1.2389bC1.0677aANP61.2203bA1.1560bcABC

17、1.2109abA1.2045bB0.9132aA由表2可以看出整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理土壤全氮含量在种植密度45000株/ hm2与67500株/ hm2下的变化幅度相对较小，动态变化趋势基本一致，从苗期到拔节期之间0-20cm土层各处理的土壤全氮含量均出现不同程度的增长，在NP5增长下最为显著，0-20cm土层5个生育期NP5处理土壤全氮含量分别比NP1处理提高了14.87%、22.05%、17.14%、18.08%和21.66%。22肥料对不同密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤碱解氮含量的影响2.1.2 肥料对45000株/ hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤碱解

18、氮含量的影响表3 全膜双垄沟播玉米（45000株/ hm2）各处理土壤碱解氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP186.1429abA68.1232abA67.4291bAB65.6340bcB72.9033aANP288.7115abA69.9646abA68.1629aAB68.3763aA73.8266aANP392.1858bA72.7479bA69.1695cB70.7928abcAB73.6338aANP495.3745aA82.8552abA72.9613bcB71.4323cB75.8674aANP594.4604abA83.3315abA81.7381bcB76.483

19、7abAB79.0173aANP688.8637aA77.1812aA81.0341aA72.2886cB76.7485aA由表3可以看出整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量变化趋势基本一致，且呈现出较强的规律性，即整个生育期内0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量从苗期到拔节期迅速下降，而拔节期到抽雄期、抽雄期到灌浆期之间也呈下降趋势，但下降幅度要低于苗期至拔节期之间。灌浆期到成熟期时各处理的土壤碱解氮含量又出现略微的回升。苗期时玉米植株相对较小，根系也不发达，植株从土壤中吸取的养分相对较少，从而有利于土层内有效氮的集聚，而拔节期到抽雄期这一段时间是玉米营养生长

20、和生殖生长并进阶段，从抽雄期到灌浆期是玉米的生殖生长阶段，这些时期玉米的生长均需要消耗大量的养分，因此拔节期到灌浆期时0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量较低符合玉米这两个时期需肥量多、吸收速度快的营养特点，全生育期内全膜双垄沟播玉米整个耕层内各施肥处理土壤碱解氮含量均大于NP1处理，表明氮肥施入有效地提高了土壤有效氮的含量。其中各施肥处理中以NP5处理的效果尤为显著。5个生育期全膜双垄沟播玉米0-20cm土层NP5处理土壤碱解氮含量分别比NP1处理提高了9.66%、22.32%、21.22%、16.53%、8.39%。表4 全膜双垄沟播玉米（67500株/ hm2）各处理土壤碱解氮的含量处

21、理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP173.0523aA62.2886abA61.6457aA56.4837abAB61.4431aANP275.9944aA63.1563abA60.3002aA58.7713bAB63.2509aANP377.6275aA68.6686bA65.9183abcAB59.5351aA56.3278aANP486.4473aA73.7563abA68.3133cB64.1233bB70.9427aANP593.1747aA78.4043aA74.9828bcAB71.8572bAB75.5944aANP677.4258aA67.8852abA69.5663abAB

22、69.2904aA72.1729aA由表4可以看出整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量在种植密度45000株/ hm2与67500株/ hm2下的变化趋势基本一致，且呈现出较强的规律性，即整个生育期内0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量从苗期到拔节期迅速下降，而拔节期到抽雄期、抽雄期到灌浆期之间也呈下降趋势，但下降幅度要低于苗期至拔节期之间。其中各施肥处理中以NP5处理的效果尤为显著。5个生育期全膜双垄沟播玉米0-20cm土层NP5处理土壤碱解氮含量分别比NP1处理提高了27.54%、25.87%、21.63%、27.20%和23.03%。23密度与施氮量对全膜

23、双垄沟播玉米产量的影响。2.3.1 施氮量对45000株/ hm2与67500株/ hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米产量的影响表5全膜双垄沟播玉米各处理下产量 由表5可以看出，在同一肥力水平下, 随着密度的增加, 产量曲线也随之提高, 在密度为67500株/hm2 时, 产量达到高峰。在同一密度水平下, 随着肥料的增加, 产量总体上则呈现出先上升后下降的趋势, , 肥力水平为210kg/hm2（NP5）时, 产量达到高峰, 肥力水平为240kg/hm2（NP5）时, 产量有所下降, 进一步说明, 增加密度是产量增加的保证。在较高密度67500株/hm2 下, 肥力水平为210kg/hm2（NP

24、5）时, 产量最高。在肥力水平为0kg/hm2（NP1），120kg/hm2（NP2），150kg/hm2（NP3），180kg/hm2（NP4），210kg/hm2（NP5），240kg/hm2（NP6）时，总体上密度67500株/ hm2下产量高于密度45000株/ hm2下的产量16.04%-20.20%。3 总结与讨论密度和肥料是影响玉米产量的两大因素。在同一肥料水平下, 不同密度都表现出共同的趋势,即产量随密度的增加而增加16 。而同一密度水平下, 不同肥料对产量的影响不显著, 这可能与试验过程中遇到的不利因素有关, 如生长后期遇大雨、狂风等有倒伏现象。因此, 如何因密度因肥料确定获

25、得最佳综合生产力上的适宜密度和肥料,还有待于今后进一步深入研究。 已有研究表明土壤水分和地温对土壤养分有重要影响17，而全膜双垄沟播种植方式增加了土壤含水量，提高了土壤温度，改变了土壤微环境，因此全膜双垄沟播种植模式必然对土壤养分产生重要影响。舒英杰等18研究发现，地膜覆盖可以显著提高土壤碱解氮含量，而本研究结果表明，施肥在一定程度上改变了全膜双垄沟播玉米土壤全氮、碱解氮含量，不同玉米生长时期变化不尽相同。在玉米生长前期，碱解氮含量均呈现快速降低趋势，其中碱解氮含量在灌浆期达到最低值。由于覆盖了地膜，以及地温的不断升高，土壤微生物活性提高，土壤有机质不断被分解、矿化，而玉米生育前期植株生长旺盛

26、，需肥量大，对土壤速效养分的消耗量大，导致土壤有机质和碱解氮含量消耗大于积累。而成熟期时，有机质和碱解氮含量又略有回升，这是玉米叶片逐渐枯黄，根系逐渐衰老，代谢功能和养分吸收能力降低的结果19。此次试验玉米全生育期内各处理土壤全氮含量从苗期到抽雄期不断升高，之后略有下降。总体上整个生育时期土壤全氮、含量变化幅度相对较小，由于土壤全氮代表了整个土壤的氮源和碳源，所以很难通过一季作物的施肥就能取得巨大的变化。整个生育时期，土壤有碱解氮在玉米生长旺盛的时期出现明显下降，这与玉米需肥规律相一致，很好的满足了植株生长对土壤养分的需求，为玉米最后的高产稳产奠定了良好的基础。本研究结果表明，在整个生育期内，

27、各施肥处理的土壤养分含量均大于不施肥处理，这与程东娟等21的研究结果相一致。此次研究结果表明，全膜双垄沟播玉米种植密度确定为67500株/ hm2时，210kg/hm2（NP5）处理土壤全氮、全碱解氮含量的动态变化最有利于玉米生长，说明在西北干旱半干旱地区，全膜双垄沟播玉米的最佳施肥量为纯210kg/hm2（NP5），可在生产上大面积推广应用。 在生产实践中采用合理的密度和肥料是获得高产和优良群体质量的必要条件。不同品种在不同生态地区对密度和施肥的要求有较大差异, 生产中还应根据当地的生态特点、品种特性、土壤肥力等条件灵活掌握。参考文献1Chirwa PW,Black CR,OCng CK,e

28、tal.Nitrogen dynamics in cropping systems in southern Malawi containning Gliricidia sepium,pigeon peas and maie J.Agroforestry Systems,2006,67:93-106.2隽英华，汪仁，孙文涛，等辽西石灰性褐土不同施氮模式下的土壤养分动态研究J中国土壤与肥料，2011（2）：10-14.3李亚娟，曹广民，龙瑞军不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响J草原与草坪，2012，32(5)：26-294张风承，史印涛，李洪影，等放牧强度对土壤物理性状和速效养分的影响

29、J草原与草坪，2013，33（2）：5-105焦婷，赵生国，祁娟，等放牧强度对温性荒漠草原土壤全氮和有机质的影响J草原与草坪，2012，32（5）：22-25.6 Wu L,Zhu Z,Liang Y ,etal.Plastic film mulching cul-tivation:a new technology for resour saving water N fertilizerand reduced environmental pollution J.Developments in Plant and Soil Sciences,2002,(92):1024-1025.7刘广才，杨祁峰，李来祥，等旱地玉米全膜双垄沟播技术土壤水分效应研究J干旱地区农业研究，2008，26（6）：18-288李来祥，刘广才，杨祁峰，等甘肃省旱地全膜双垄沟播技术研究与应用进展J干旱地区农业研究，2009，27（1）：114-1199杨祁峰，岳云，熊春蓉，等不同覆膜方式对陇东旱塬玉米田土壤温度的影响J干旱地区农业研究，2008，26（6）：29-3310张文斌，杨祁峰，牛俊义，等种植密度对全膜双垄沟播玉米籽粒灌浆及产量的影响甘肃农业大学学报，2010，45（2）：74-7811刘广才，杨祁峰，段禳全，等甘肃发展旱地全膜双垄