玉米富含碳水化合物、蛋白质、维生素、胡萝卜素、核黄素等物质，不仅能够促进细胞分裂、延缓衰老、防止皮肤病变还能减轻动脉硬化和脑功能衰退[1]。随着人民生活条件的提升与健康意识的增强，玉米的营养价值和保健作用逐步被人们认可。玉米成为了总产量最高的农作物，是中国位居水稻后的第二大粮食作物。2018年中国玉米种植面积达4213万hm2，产量为25717万t。甘肃省玉米种植面积为101万hm2，产量为590万t，是甘肃省种植面积最大的粮食作物。玉米对本省粮食安全和农民增收具有重要作用[2,3]。而肥料的投入是保障玉米产量的基础，氮、磷、钾元素是玉米生长过程中最重要的营养元素，氮、磷元素能促进玉米生长发育和作物产量的提高，钾元素能增强作物抗性。但随着肥料的过量投入，肥料表观利用率较低，不合理施用造成的氨挥发，氮、磷淋溶进而进入水体造成水体富营养化等一系列环境问题，这不仅造成资源的浪费也破坏了环境。因此如何提高肥料表观利用率成为我国农业生产中的一项重要课题。

罗照霞[4]通过试验分析表明优化施肥较常规施肥玉米产量能提高13.06%。巩超[5]利用吉林省测土配方施肥数据分析配方施肥能提高玉米氮、磷、钾肥料表观利用率。刘彩彩[6]和李彬等[7]研究表明水肥一体化技术能提高玉米肥料表观利用率。赵营[8]通过施用缓控释肥试验研究，得出施用缓控释肥能够提高玉米产量及肥料表观利用率。上述研究主要以单一技术模式研究玉米肥料表观利用率情况，但是对于几种施肥模式的比较研究相对较少。本研究通过测土配方施肥、水肥一体化、施用缓控释肥等3种施肥技术模式对比，研究其对甘肃省玉米的肥料表观利用率影响，旨在为甘肃省玉米平衡施肥提供数据支撑。

1、材料与方法

1.1试验区概况

试验于2019年在甘肃省甘州区、高台县、金塔县、景泰县、徽县、凉州区、红古区进行，合计玉米肥料表观利用率试验9个，其中测土配方施肥技术模式肥料表观利用率试验3个，水肥一体化技术模式玉米肥料表观利用率试验3个，施用缓控释肥技术模式肥料表观利用率试验3个。试验品种为当地主栽品种。肥料用量按照当地常规施用量施用。试验地点、玉米品种、施肥模式、施肥量、生育期见表1。

1.2试验设计

玉米肥料表观利用率田间试验共设置3个施肥技术模式，分别为：测土配方施肥(T1)，水肥一体化(T2)，施用缓控释肥(T3)。每一个处理设置4个副区，分别为：氮磷区(NP)：不施钾肥施氮磷肥；氮钾区(NK):不施磷肥施氮钾肥；磷钾区(PK)：不施氮肥施磷钾肥；氮磷钾区(NPK)：施用氮磷钾肥。

表1试验区基本信息

田间试验采用单因素对比试验设计，各处理设置3个重复，随机区组排列。小区面积为30～50m2，小区间设置隔离行，小区外设置保护行，各小区准确标识。各小区采用田埂隔开，单排单灌，避免串灌串排。田间管理措施依照当地常规进行，作物成熟后按小区进行田间测产。

1.3样品采集测定

按照测土配方施肥技术规程(NY/T2911—2016)进行茎叶和籽粒采样及处理。玉米成熟时采集样品，每处理选择2行，每行10株。样品风干后进行室内考种，测定穗粒数、千粒重、水分、籽粒产量和茎叶产量等。采集的茎叶、籽粒全氮的含量采用凯氏定氮法测定。茎叶、籽粒全磷的含量采用钼锑抗比色法测定。茎叶、籽粒全钾的含量采用火焰光度计法测定。

1.4数据处理

试验测定数据使用Excel进行整理，玉米养分含量，产量以及肥料表观利用率、农学效率用sigmaplot14.0软件进行单因素方差分析，若P<0.05时表示具有统计学意义。本研究采用Excel进行作图。

2、结果与分析

2.13种技术模式下对玉米籽粒产量的影响

试验结果表明，T1、T2、T3处理玉米籽粒产量分别10938.94、11950.43、10329.91kg/hm2。T1、T2、T3处理之间差异显著(P<0.05)。T1、T2处理间差异不显著。T1、T3处理间差异不显著。T2、T3处理间差异显著(P<0.05)。

如图1所示，在T1模式下，玉米籽粒产量为NPK>NP>NK>PK,T1四个副处理之间差异不显著。PK、NK、NP、NPK四个副处理产量分别为9582.50、10630.00、11345.00、12198.25kg/hm2。在T2模式下，玉米籽粒产量为NPK>NP>NK>PK,T2四个副处理之间差异显著(P<0.05)。两两比较结果，PK和NPK之间差异显著(P<0.05)，其余差异不显著。PK、NK、NP、NPK四个副处理产量分别为10468.40、11711.50、12299.00、13322.80kg/hm2。在T3模式下，玉米籽粒产量为NPK>NP>NK>PK,T3四个副处理之间差异不显著。PK、NK、NP、NPK四个副处理产量分别为9422.60、9923.30、10551.85、11421.90kg/hm2。

图13种技术模式下对玉米籽粒产量的影响

2.23种施肥技术模式下的作物养分吸收量

玉米成熟期籽粒和秸秆氮、磷、钾含量见表2。从表2可以看出，不同处理下，玉米籽粒和茎叶的氮、磷、钾含量表现为N>K>P,3种技术模式间籽粒和茎叶的氮、磷、钾含量差异不显著，这与玉米的氮、磷、钾养分吸收量一致。玉米对氮的吸收最多，钾次之，磷最低。玉米对氮的养分吸收量在260.64～358.00kg/hm2，平均为298.09kg/hm2,T1处理玉米吸氮量为295.03kg/hm2,T2处理玉米吸氮量为298.78kg/hm2,T3处理玉米吸氮量为300.45kg/hm2。玉米对磷的养分吸收量在68.53～242.51kg/hm2，平均为152.00kg/hm2,T1处理玉米吸磷量为134.71kg/hm2,T2处理玉米吸磷量为210.62kg/hm2,T3处理玉米吸磷量为110.67kg/hm2。玉米对钾的养分吸收量在141.92～362.39kg/hm2，平均为241.31kg/hm2,T1处理玉米吸钾量为210.68kg/hm2,T2处理玉米吸钾量为314.95kg/hm2,T3处理玉米吸钾量为198.29kg/hm2。3个处理间差异不显著，玉米吸氮量表现为T3>T2>T1，玉米吸磷量、吸钾量表现为T2>T1>T3。结果表明，T2处理的吸磷量和吸钾量最大。

2.33种施肥技术模式下的玉米肥料表观利用率

试验结果表明，氮肥表观利用率在35.19%～52.26%之间，平均值为41.77%。磷肥表观利用率在13.34%～29.39%之间，平均值为20.08%。钾肥表观利用率在41.05%～56.18%之间，平均值为49.09%。通过数据差异显著性分析得出，氮肥、磷肥表观利用率T1、T2、T3差异达到显著水平(P<0.05)。T1、T2之间差异显著，T2、T3之间差异显著，T1、T3之间差异不显著。钾肥表观利用率T1、T2、T3差异达到显著水平(P<0.05)，两两间比较差异显著(P<0.05)。

表2玉米籽粒和茎叶的氮、磷、钾含量

图23种技术模式下对玉米养分吸收量的影响

如图3所示，氮肥表观利用率在T1、T2、T3处理下结果分别为38.76%、49.66%和36.90%。T2处理氮肥肥料表观利用率比T1高28.10%，比T3高34.57%。磷肥表观利用率在在T1、T2、T3处理下结果分别为17.88%、26.25%和16.11%。T2处理磷肥肥料表观利用率比T1高46.84%，比T3高62.92%。钾肥表观利用率在在T1、T2、T3处理下结果分别为48.56%、55.92%和42.79%。T2处理钾肥肥料表观利用率比T1高15.17%，比T3高30.70%。结果表明T2处理下氮、磷、钾肥表观利用率最高。

图33种技术模式下对玉米肥料表观利用率的影响

2.43种施肥技术模式下对玉米的农学效率影响

数据处理结果显示，氮肥农学效率在6.33～10.96kg/kg间，平均值为9.12kg/kg。磷肥农学效率在8.43～12.85kg/kg间，平均值为10.78kg/kg。钾肥农学效率在8.62～16.85kg/kg间，平均值为12.92kg/kg。通过数据差异显著性分析得出，氮、磷、钾肥农学效率在T1、T2、T3间差异显著(P<0.05)。氮肥、钾肥农学效率在T1、T3间差异显著，T2、T3间差异显著，T1、T2间差异不显著。磷肥农学效率在T2、T3间差异显著，T1、T2间差异不显著，T1、T3间差异不显著。

如图4所示，氮肥农学效率在T1、T2、T3处理下结果分别为10.02、10.38、6.97kg/kg。T2处理氮肥农学效率比T1高3.58%，比T3高48.82%。磷肥农学效率在T1、T2、T3处理下结果分别为11.14、12.51和8.70kg/kg。T2处理磷肥农学效率比T1高12.28%，比T3高43.81%。钾肥农学效率在T1、T2、T3处理下结果分别为14.22、14.77和9.77kg/kg。T2处理钾肥农学效率比T1高3.89%，比T3高51.29%。说明氮肥、磷肥、钾肥在T2处理下农学效率最高。

图43种技术模式下对玉米的肥料农学效率影响

3、讨论

水肥一体化技术模式、测土配方施肥技术模式和施用缓控释肥技术模式下NPK区玉米籽粒产量对比，T2与T1相比提高玉米产量9.22%，与T3相比增加玉米产量16.64%。T1相较于T3能增加玉米产量6.80%。梁海玲等[9]研究指出水肥一体化滴灌技术能提高作物产量。这与本文研究总体一致。

不同处理下，玉米籽粒和茎叶的氮、磷、钾含量表现为N>K>P，这与罗照霞等[4]研究结论一致。赵营等[8]研究表明缓控释肥对春玉米根系氮吸收影响较大，能够促进氮吸收。牟访[10]研究甘肃河西地区滴灌玉米水肥一体化栽培技术得出，水肥一体化技术较常规施肥技术能提高玉米养分吸收量。本研究结果表明，T2与T1相比，玉米吸磷量增加56.34%，吸钾量增加49.49%。T2与T3相比，玉米吸磷量增加90.32%，吸钾量增加58.83%，说明水肥一体化技术模式下玉米的磷、钾养分吸收量最高。

对比3种施肥技术模式肥料表观利用率结果，T2与T1相比，氮、磷、钾肥表观利用率分别提高28.10%、46.84%、15.17%。T2与T3相比，氮、磷、钾肥表观利用率分别提高34.57%、62.92%、30.70%。张福锁等[11]报道的2001—2005年全国主要粮食作物氮、磷、钾肥表观利用率平均值为27.5%、11.6%、31.3%，与此数据对比，3种技术模式肥料表观利用率均有提高。吴良泉[12]通过区域配肥技术得出配方施肥较常规施肥能提高玉米肥料表观利用率。苑喜军等[13]研究表明，水肥一体化技术模式下氮磷钾肥料表观利用率能达到52.3%、29.7%、46.7%，较常规施肥相比能显著提高肥料表观利用率。张国桥等[14]研究表明水肥一体化中液体磷肥100%以追肥方式随水滴施能提高石灰性土壤中玉米对磷肥的吸收利用率，使得磷肥表观利用率达到40.6%。高鹏[15]、罗艳丽等[16]研究表明缓控释肥较常规施肥相比能提高玉米肥料表观利用率。本文研究结果与以上结论相似，由于此前研究多数为一种技术与常规施肥进行数据比较，而本研究将3种技术对比，得出氮、磷、钾肥料表观利用率在水肥一体化技术条件下达到最大值。

张福锁等[11]报道的2001—2005年全国氮、磷、钾肥农学效率平均水平为9.8、7.5、5.7kg/kg，甘肃省3种模式下玉米氮、磷、钾肥农学效率平均值为9.12、10.78、12.92kg/kg，氮肥农学效率低于全国水平，磷、钾肥料农学效率高于全国水平，这与孙彦铭等[17]对河北省夏玉米氮、磷、钾肥农学效率的研究结论相似。T2与T1相比，氮、磷、钾肥农学效率分别提高3.58%、12.28%、3.89%。T2与T3相比，氮、磷、钾农学效率分别提高48.82%、43.81%、51.29%。

4、结论

本研究采用水肥一体化技术模式、测土配方施肥技术模式和施用缓控释肥技术模式，研究了3种模式对玉米肥料表观利用率的影响。第一，玉米产量以水肥一体化技术模式最高，施用缓控释肥料技术模式最低，2种施肥模式下产量差异显著。相同技术模式下玉米产量均表现为NPK>NP>NK>PK。第二，玉米对养分的吸收规律表现为N>K>P,3个技术模式间未见有差异。第三，水肥一体化技术模式氮肥、磷肥和钾肥表观利用率均最高，且与其他2种技术模式都有显著差异。最后，水肥一体化技术模式氮肥、磷肥和钾肥农学效率均显著高于其他两种技术模式。在本研究条件下，水肥一体化施肥技术模式相较于测土配方施肥技术模式和施用缓控释肥技术模式，对玉米产量增加、肥料表观利用率、肥料农学效率提高效果最好。

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