不同施肥处理对玉米生长发育及产量的影响初探

Preliminary Study on the Effects of Different Fertilization Treatments on the Growth, Development, and Yield of Maiz

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.01.008

草敦格日乐 Dungerile CAO

科尔沁左翼后旗农业技术推广中心内蒙古通辽 028100 Keerqin Left Banner Agricultural Technology Extension Center, Tongliao, Inner Mongolia 028100

摘要：

针对玉米生产中存在的盲目施肥、肥料利用率偏低等问题，开展了施用不同肥料的田间小区试验。试验共设置不施肥（CK）、测土配方施肥（T1）、控释尿素一次性基施（T2）、有机无机肥配施（T3）等4个处理，考察了不同处理的玉米农艺性状、产量、经济效益和肥料利用率等指标。结果表明：T3处理的玉米农艺性状、产量、经济效益均最优，肥料利用率显著高于其他处理的。

关键词：

玉米; 施肥; 有机无机肥; 配施; 肥料利用率; 农艺性状; 产量;

Abstract：

In response to issues in maize production such as indiscriminate fertilization and low fertilizer utilization efficiency, a field plot experiment is conducted to investigate the effects of different fertilizer applications. Four treatments are established: no fertilization (CK), soil testing and formulated fertilization (T1), one-time basal application of controlled-release urea (T2), and combined application of organic and inorganic fertilizers (T3). Indicators such as maize agronomic traits, yield, economic benefits, and fertilizer utilization efficiency are evaluated. The results show that T3 treatment exhibits the best maize agronomic traits, yield, and economic benefits, with significantly higher fertilizer utilization efficiency compared to the other treatments.

Keyword：

maize; fertilization; organic-inorganic fertilizer; combined application; fertilizer use efficiency; agronomic traits; yield;

玉米在全球范围内广泛种植，它既是人类的重要粮食来源，又在饲料加工、工业原料等领域发挥着关键作用。内蒙古地区为中温带干旱、半干旱大陆性季风气候，四季分明，春季多风沙、干燥少雨，雨热同期，光热资源充足，土壤肥力中等，属于东华北中晚熟春玉米主要产区。通辽市是我国玉米生产的重要基地，其玉米产量和质量对保障区域乃至国家的粮食供应和农业经济稳定发展有着重要影响。玉米作为高产禾本科作物，其生育期长且对水肥存在较高的依赖性，但当地玉米生产普遍存在施肥方式不合理、肥料利用率偏低、盲目施肥等问题，既造成化肥资源浪费、生产成本增加，还引发土壤退化、面源污染等生态问题，严重制约玉米产业的可持续发展^[1]。因此，研究筛选最优的施肥方式，对促进本地玉米绿色高效生产意义重大。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试玉米

试验对象为在内蒙古自治区赤峰和通辽地区广泛种植的转基因玉米杂交种“裕丰303D”。审定编号：国审玉(转)20231001；品种来源：CT1669× CT3354(DBN9936)；种子提供单位：北京联创种业有限公司。该品种为内蒙古自治区农牧厅推荐的主导品种之一，具有高抗病性、低倒伏倒折率，且耐受4倍中剂量草甘膦，适宜籽粒直收。2021年的国家玉米品种生产对比试验中，该品种的平均产量为869 kg/亩(1亩=667 m²)，比受体品种增产7.5%。

1.1.2 供试肥料

尿素：w(N)≥46%，内蒙古乌拉山化肥有限责任公司；过磷酸钙：w(P₂O₅)≥12%，云南三环中化化肥有限公司；硫酸钾：w(K₂O)≥52%，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司；控释尿素：w(N)≥ 44%，释放期为60~80 d，汉枫缓释肥料(黑龙江)有限公司；腐熟农家肥：w(有机质)≥30%，w(N)为0.5%，w(P₂O₅)为0.3%，w(K₂O)为0.4%，当地养殖合作社堆沤腐熟并提供。

1.1.3 供试土壤

试验于2023年在内蒙古通辽市种植示范基地进行，试验区土壤为栗钙土，土壤肥力均匀。0~20 cm耕层土壤中：w(有机质)为14.2 g/kg，w(碱解氮)为82.6 mg/kg，w(有效磷)为9.3 mg/kg，w(速效钾)为126.8 mg/kg，pH为8.1，土壤容重为1.32 g/cm³。

1.2 试验设计

试验共设置4个处理：CK，对照处理，不施用任何化学肥料和有机肥；T1，测土配方施肥处理，N、P₂O₅、K₂O施用量分别为210、110、80 kg/hm²，其中基施40%、拔节期追施30%、大喇叭口期追施30%；T2，控释尿素一次性基施处理，基施控释尿素520 kg/hm²+过磷酸钙917 kg/hm²+硫酸钾160 kg/hm²；T3，有机无机肥配施处理，腐熟农家肥3 750 kg/hm² (播种前一次性基施，翻耕入土)，同时N、P₂O₅、K₂O配施量分别为180、90、70 kg/hm²，无机肥的施用方式同T1处理。每个处理设置3次重复。

试验采用随机区组设计，小区面积30 m²(5 m×6 m)，小区间距1 m，保护行宽度2 m，种植密度67 500株/hm²，行距55 cm，株距27 cm。所有小区除施肥方式不同外，其余田间管理措施均保持一致。

1.3 指标及测定方法

(1) 土壤基础与收获后的养分测定

播种前和收获后采用“S”形取样法采集各小区0~20 cm耕层土壤样品，每个小区取15个样点混合，经风干、研磨、过筛后，测定土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的含量及pH。有机质含量采用重铬酸钾容量法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，碱解氮含量采用扩散法测定，有效磷含量采用钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用火焰光度法测定，pH采用电位法测定。

(2) 肥料利用率

玉米成熟后，测定各小区植株的氮、磷、钾吸收量，计算肥料利用率。肥料利用率=(施肥区作物养分吸收量-对照区作物养分吸收量)/养分施用量×100%。植株养分吸收量测定：每个小区随机选取3株玉米，分茎、叶、果穗三部分收获，105 ℃杀青30 min后，在85 ℃烘干至恒质量，称量后粉碎，采用凯氏定氮法测定氮含量，钼锑抗比色法测定磷含量，火焰光度法测定钾含量^[2]。

(3) 生长特性

采用尺子测量株高、茎粗、穗位高、穗长等农艺性状，计算灌浆期的叶面积指数(L_AI)，采用叶绿素仪测定叶绿素相对含量(SPAD值)。

(4) 产量与产值

收获后测小区产量并折合成公顷产量，按玉米单价2.6元/kg计算产值，经济效益=产值-总成本^[1]。

1.4 数据处理方法

使用Microsoft Excel 2019软件进行试验数据整理，以统计学软件SPSS 26.0进行单因素方差分析，并通过Duncan法进行多重比较，检验处理间的差异显著性(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同处理的玉米生长特性

2.1.1 生育期变化

不同处理的玉米生育期见表 1，表中同列数据后不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 1

不同处理的玉米生育期

处理	播种期(日/月)	出苗期(日/月)	拔节期(日/月)	喇叭口期(日/月)	抽雄期(日/月)	扬花期(日/月)	灌浆期(日/月)	成熟期(日/月)	生育天数/ d
CK	25/4	8/5	15/6	10/7	28/7	31/7	20/8	28/9	126±1.0 c
T1	25/4	8/5	13/6	8/7	26/7	29/7	18/8	30/9	129±1.2 a
T2	25/4	8/5	14/6	9/7	27/7	30/7	19/8	29/9	128±1.1 b
T3	25/4	8/5	12/6	7/7	25/7	28/7	17/8	1/10	130±1.3 a

从表 1可知，各施肥处理均能延长玉米的生育期。以CK处理的生育期126 d为基准参照，T3处理的达到130 d，T1、T2处理的分别为129、128 d，T1、T3处理与T2处理间差异显著，且均与CK处理存在统计学差异。这与杨林丽^[3]、张弋川等^[4]的研究结果基本一致，表明合理施肥能为玉米提供必要且充足的养分，有助于延缓叶片衰老，延长光合时间。其中，T3处理因有机肥持续供肥，灌浆期比其他处理的更长，为干物质积累创造了更长的时间窗口，邱纹等^[5]的研究也证实了有机肥配施可延长玉米生育期。T1处理采用分期追肥方式虽能满足玉米关键生长期对养分的需求，但后期养分供应强度不及T3处理；T2处理的控释尿素养分释放周期固定，无法完全匹配玉米后期的需肥高峰，因此生育期略短于T1处理的。同时，施肥也使玉米拔节期、喇叭口期等关键生育期提前，在充分的养分支撑下加速幼苗生长，有效缩短了营养生长向生殖生长的过渡时间。

2.1.2 主要农艺性状

不同处理的玉米农艺性状见表 2。从表 2可知，施肥方式的不同对玉米农艺性状的影响存在差异。

表 2

不同处理的玉米农艺性状

处理	株高/ cm	穗位高/ cm	茎粗/ cm	穗长/ cm	穗粗/ cm	秃尖/ cm	穗行数/ 行	行粒数/ 粒	百粒质量/g
CK	302.6±5.8 d	98.2±3.2 c	2.3±0.1 d	20.3±0.8 d	4.8±0.2 d	3.5±0.2 a	16.1±0.5 d	30.8±1.0 d	36.5±0.9 d
T1	315.8±6.2 b	108.5±3.5 a	2.5±0.1 c	21.8±0.9 c	5.2±0.2 b	2.8±0.1 c	17.3±0.6 b	32.6±1.1 b	38.1±1.0 b
T2	318.2±6.5 b	103.7±3.3 b	2.7±0.1 b	22.5±1.0 b	5.1±0.2 c	2.9±0.1 b	16.9±0.5 c	31.9±1.0 c	38.6±1.1 a
T3	321.5±6.8 a	105.3±3.4 ab	2.8±0.1 a	23.1±1.1 a	5.4±0.2 a	2.6±0.1 d	17.8±0.7 a	33.5±1.2 a	39.2±1.2 a

(1) 株高

T3处理因施用有机肥可提升土壤透气性，促进根系深扎，增强了养分与水分的吸收能力，所以株高最高，与其他处理差异显著；T2处理的控释尿素基施前期供肥稳定，株高略高于T1处理的，但差异不显著；CK处理因养分匮乏，植株生长受抑，株高最低。这与候丽丽等^[6]的研究结果一致。

(2) 茎粗

4个处理间的茎粗差异显著，茎粗由大到小排序为T3＞T2＞T1＞CK。原因是T3处理的有机无机肥协同提供养分，促进了茎秆维管束发育，可增强抗倒伏能力；T2处理的控释肥前期养分充足，茎粗发育优于分期追肥T1处理的。这与李智贤等^[7]的研究结果相同。

(3) 穗位高

T1处理的穗位高与T3处理的差异不显著，但显著高于T2、CK处理的。原因是T1处理在拔节期追肥集中供应氮素，有助于穗位节间伸长，该现象在黄梓源等^[8]的研究中也有所体现；T3处理虽养分充足，但通过有机肥调控植株养分分配，可避免穗位过高导致的倒伏风险。

(4) 穗长与穗粗

T3处理的穗长最长，与T1处理的差异显著。原因是T3处理的灌浆期长，籽粒发育更充分，果穗自然伸长，而T2处理的控释肥后期供肥不足，故穗长稍短；CK处理因养分不足，导致果穗发育受限，穗长最短。T3处理因养分充足，穗粗增大，籽粒容纳空间较大，其穗粗显著大于其他处理的。试验结果与张健等^[9]和邝雨欣等^[10]的研究结论一致。

(5) 其他农艺性状

CK处理因养分匮乏，造成顶部籽粒无法正常发育，故秃尖最长；各施肥处理的秃尖长度均小于CK处理的，其中T3处理因后期养分供应稳定，籽粒败育减少，所以秃尖最短。在穗行数、行粒数方面，因养分供应上的差异，整体上表现为T3＞T1＞T2＞CK。常要宝^[11]在研究中同样发现，氮、磷、钾肥减量20%配施新型肥料(沃施特)，对缩短玉米果穗秃尖长度、增加玉米穗长和行粒数的效果最佳。

2.1.3 L_AI与SPAD值

不同处理的灌浆期玉米L_AI与SPAD值见表 3。

表 3

不同处理的灌浆期玉米L_AI与SPAD值

处理	L_AI	SPAD值
CK	4.78±0.21 d	30.5±1.5 d
T1	6.35±0.25 c	51.6±1.8 c
T2	6.51±0.28 b	52.8±1.9 b
T3	6.82±0.31 a	54.3±2.1 a

从表 3可知，T3处理的L_AI和SPAD值均居首位，与其他处理存在显著性差异。这是因为施用有机肥有助于改善土壤结构，促进根系生长，增强植株吸水吸肥能力，进而扩大叶面积、延缓叶绿素的降解；同时，有机肥中的腐殖酸可调节叶片光合酶活性，提升了光合效率，这在张久明等^[12]的研究中也得到了证实。T2处理的L_AI高于T1处理的，原因是T2处理的控释尿素前期供肥稳定，避免了T1处理追肥间隔期出现的养分短暂匮乏问题，有利于维持叶片正常生长；T2处理的SPAD值与T1处理的差异显著，且均显著高于CK处理的，这可能与控释尿素供氮更平稳有关，说明控释肥或化肥分次追施有助于维持叶片氮素水平，刘洋等^[13]在研究中也提到氮素对SPAD值具有调控作用。CK处理因养分供应不足，导致叶片瘦小、叶绿素合成受阻，光合能力大幅下降，所以两项指标都最低。

2.2 不同处理的玉米产量与产值

2.2.1 玉米产量

不同处理的玉米产量见表 4。

表 4

不同处理的玉米产量

处理	小区产量/ kg	折合产量/ (kg·hm^-2)	较CK增产/ (kg·hm^-2)	增产率/ %
CK	26.28±1.05 d	8 760.0±350.0 d
T1	32.67±1.23 c	10 890.0±410.0 c	2 130.0	24.3
T2	34.29±1.31 b	11 430.0±436.7 b	2 670.0	30.5
T3	36.45±1.42 a	12 150.0±473.3 a	3 390.0	38.7

从表 4可知：CK处理的产量最低；T3处理因株高、茎粗优势提升了群体抗倒伏能力，同时较大的L_AI与SPAD值实现了更充足的光合积累，加上较长的生育期为干物质向籽粒转运提供了更长的时间，最终表现为产量最高，与其他处理存在显著性差异，这与袁中伟等^[14]的试验结果相同；T2处理因前期供肥稳定，同时控释肥养分释放与玉米前期需肥规律匹配度较高，故产量表现良好；T1处理的追肥时机把控难度大，影响了产量潜力发挥，其折合产量低于T2处理的。试验中各处理间的差异显著，而重复间无显著性差异，结果可靠。

2.2.2 产值与经济效益

肥料按当地当期市场价核算：尿素2.8元/kg，过磷酸钙0.8元/kg，硫酸钾4.5元/kg，控释尿素3.8元/kg，腐熟农家肥0.4元/kg。人工成本主要指田间管理用工，其中基肥施用成本为700元/hm²，追肥作业为350元/次。其他成本包含种子、灌溉、农药及机械作业等与施肥处理无关的公共生产支出，统一按1 200元/hm²估算。不同处理的玉米种植产值与经济效益见表 5。

表 5

不同处理的玉米种植产值与经济效益

处理	产量/ (kg·hm^-2)	产值/ (元·hm^-2)	肥料成本/ (元·hm^-2)	人工成本/ (元·hm^-2)	其他成本/ (元·hm^-2)	总成本/ (元·hm^-2)	经济效益/ (元·hm^-2)
CK	8 760.0	22 776.0	0	3 500	1 200	4 700	18 076.0
T1	10 890.0	28 314.0	2 732	4 200	1 200	8 132	20 182.0
T2	11 430.0	29 718.0	3 430	3 500	1 200	8 130	21 588.0
T3	12 150.0	31 590.0	3 826	4 200	1 200	9 226	22 364.0

从表 5可知：各处理的经济效益由高到低排序为T3＞T2＞T1＞CK；T3处理虽然肥料成本最高，但其产值增幅完全覆盖了额外成本，效益最优；T2处理因无需追肥，节省的人工成本使其效益高于T1处理的，李健全等^[15]在其研究中也得出相同的结论。试验结果表明，通过优化施肥管理或简化农艺操作，可有效控制生产成本，提升产值。

2.3 不同处理的肥料利用率

不同处理的肥料利用率见表 6。

表 6

不同处理的肥料利用率 %

处理	氮肥利用率	磷肥利用率	钾肥利用率
T1	31.8±1.2 c	24.9±0.9 c	65.8±2.1 b
T2	33.5±1.5 c	25.7±1.1 c	63.4±1.8 c
T3	38.6±1.8 a	29.3±1.3 a	71.2±2.5 a

从表 6可知，不同处理对肥料利用率有一定的影响。T3处理的氮、磷、钾肥利用率最高，分别高达38.6%、29.3%、71.2%，原因是有机肥分解过程中形成的腐殖质增强了土壤保肥能力，减少了氮素挥发与钾素淋失，同时活化了土壤磷素，可提升作物的吸收效率，这与李佳等^[16]和姚霄宇等^[17]的研究结果基本吻合。

T2处理的氮肥利用率略高于T1处理的，但二者差异无统计学意义，黄巧义等^[18]的研究也证实了这一点。原因是控释尿素缓慢释放养分，匹配玉米生育前期对氮素的需求；T1处理分期追肥虽符合玉米的需肥规律，但人工操作时存在施肥量把控不准、施肥时间不及时等问题，致使氮肥利用率达不到理想效果^[2]。T2处理的磷肥利用率与T1处理的接近，这与邓江茹等^[19]对磷肥利用率的研究结果相符，揭示了磷肥在土壤中移动性差，一次性基施与分期施用对吸收效果影响较小。

王猛等^[20]在研究中发现，T1处理的追肥阶段正值玉米需钾高峰期，及时补充钾肥后作物的吸收效果更好。本研究显示，T1处理的钾肥利用率为65.8%，高于T2处理的，二者结论相似。

3 结语

通过试验对比4种施肥方式，发现有机无机肥配施(T3)处理的生产效果最优。

(1) 有机无机肥配施对提升玉米肥料利用率效果突出，氮、磷、钾肥利用率均最优。有机肥改良土壤与无机肥快速供肥的协同作用，可减少养分流失，增强作物对养分的吸收效率。

(2) 有机无机肥配施能全面改善玉米生长特性，株高、茎粗等农艺性状更优，L_AI与SPAD值更高，生育期延长可为干物质积累创造有利条件^[18]。

(3) 有机无机肥配施的玉米产量、经济效益表现最佳；控释尿素基施省工高效，适合规模化种植；测土配方施肥表现良好。

综上，有机无机肥配施可在通辽地区玉米生产中推广应用。

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