张宗祥 黄丙玲 司庆臣 宋淑美

（齐河县农业农村局 山东齐河251100）

齐河县地处鲁西北平原，属于暖温带半湿润季风气候[1]，常年种植夏玉米面积在100万亩以上，提高夏玉米肥料利用率对确保粮食生产和农产品质量安全意义重大。肥料利用效率是衡量各种肥料施用措施是否科学高效的重要指标[2]。为深入开展化肥使用量零增长行动，保持化肥使用量负增长，确保到2020年化肥利用率提高到40%以上，针对齐河县县域内主要粮食作物夏玉米进行了田间肥料利用效率试验，以期为齐河县合理施肥提供科学依据，为持续推进化肥减量增效提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

试验时间为2020年6～10月，试验地点为齐河县齐鲁生态有限公司田块（36°35′35″N、116°35′55″E）。该地块常年种植粮食作物小麦、玉米，土壤属于中等肥力水平，地势平坦，排灌条件良好。试验地不靠近道路、无土传病害、无堆肥场所。

1.2 供试作物及品种

供试作物为夏玉米，作物品种为当地主栽品种登海605。于2020年6月24日播种，行间距60 cm，株距25 cm。2020年10月11日收获，全生育期109 d。

1.3 供试土壤

供试土壤为壤土。土壤pH 8.22，有机质含量为19.35 g/kg，全氮、全磷和全钾含量分别为1.04 g/kg、1.49 g/kg和16.40 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为105.8 mg/kg、34.3 mg/kg和190.0 mg/kg。

1.4 试验设计及方法

根据农业农村部种植业管理司印发的关于 《基于田间试验的三大粮食作物化肥利用率测算规范（试行）》的通知，田间试验采用多点对比重复试验设计，设4个处理，即无氮区、无磷区、无钾区和氮磷钾区，3次重复，小区随机排列。小区长70 m、宽4.8 m，面积336 m2。小区间设有40 cm明显的边界分隔。小区分布见附图。除施肥外，各小区其他田间管理措施相同，均为农民习惯管理模式，各小区单灌单排。

附图 小区分布

氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施用量分别为9 kg/亩、3 kg/亩和3 kg/亩。供试肥料为控释尿素（含N 45%）、过磷酸钙（含P2O512%）和氯化钾（含K2O 60%）。氮、磷、钾肥全部作为基肥一次性机械施入。收获时按小区取3行10 m实打实收，分别测定籽粒和茎叶产量，并折算亩产。

1.5 测定项目与方法

试验实施前，采用多点混合法取基础土样。采用常规方法测定土壤主要理化性状，其中pH采用电位法，有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法，全氮采用开氏定氮法，全磷采用碱熔-钼锑抗比色法，全钾采用碱熔-火焰光度计法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用0.5 mol/L碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法，速效钾采用1 mol/L乙酸铵提取-火焰光度法[3]。

作物收获时，分别采集籽粒和茎秆样品，测定植株籽粒和茎叶2部分的全氮、全磷、全钾含量，其测定方法为采用硫酸—高氯酸消煮，全氮采用凯氏定氮蒸馏法、全磷采用钼锑抗比色法、全钾采用火焰光度法测定。

1.6 数据处理与分析

（1）100 kg经济产量养分吸收量计算方法：

100 kg经济产量N（P、K）养分吸收量=［籽粒产量×籽粒N（P、K）养分含量+茎叶产量×茎叶N（P、K）养分含量］/籽粒产量×100。

（2）肥料利用率计算方法：

氮肥利用率＝（N2P2K2区作物地上部分N吸收量－N0P2K2区作物地上部分N吸收量）／N2P2K2区肥料N投入量×100%；

磷肥利用率＝（N2P2K2区作物地上部分P吸收量－N2P0K2区作物地上部分P吸收量）／N2P2K2区肥料P投入量×100%；

钾肥利用率＝（N2P2K2区作物地上部分K吸收量－N2P2K0区作物地上部分K吸收量）／N2P2K2区肥料K投入量×100%。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对玉米产量的影响

从表1可以看出，氮磷钾、无氮、无磷和无钾处理玉米籽粒产量分别为635.7 kg/亩、570.6 kg/亩、559.0 kg/亩和642.3 kg/亩，表现为无钾处理＞氮磷钾处理＞无氮处理＞无磷处理；玉米秸秆产量分别为565.7 kg/亩、429.3 kg/亩、401.6 kg/亩和469.4 kg/亩，表现为氮磷钾处理＞无钾处理＞无氮处理＞无磷处理。说明施用氮、磷、钾肥能够有效增加玉米地上部总生物量。

表1 不同处理玉米产量（单位：kg/亩）

2.2 不同施肥处理对玉米植株养分含量的影响

从表2可以看出，氮磷钾施肥处理籽粒全氮、全磷和全钾平均含量分别为1.348%、0.233%和0.366%，无氮处理籽粒全氮平均含量为1.205%，无磷处理籽粒全磷平均含量为0.244%，无钾处理籽粒全钾平均含量为0.385%。由此可以看出，氮磷钾施肥处理籽粒全氮含量高于无氮处理籽粒全氮含量，即增施氮肥可以有效提高籽粒中全氮含量。

表2 不同处理玉米植株养分含量

氮磷钾施肥处理茎叶全氮、全磷和全钾平均含量分别为1.541%、0.127%和1.272%，无氮处理茎叶全氮平均含量为1.558%，无磷处理茎叶全磷平均含量为0.079%，无钾处理茎叶全钾平均含量为1.185%。由此可以看出，氮磷钾施肥处理茎叶全磷和全钾含量分别高于无磷处理茎叶全磷含量和无钾处理茎叶全钾含量，即增施磷、钾肥可以分别有效提高茎叶中全磷和全钾的含量。

2.3 不同施肥处理对玉米100 kg经济产量养分吸收量的影响

从表3可以看出，氮磷钾施肥处理100 kg经济产量氮、磷、钾养分吸收量分别为2.74 kg、0.35 kg和1.51 kg，无氮处理100 kg经济产量氮素吸收量为2.39 kg，无磷处理100 kg经济产量磷素吸收量为0.30 kg，无钾处理100 kg经济产量钾素吸收量为1.25 kg。由此可以看出，氮磷钾施肥处理100 kg经济产量氮、磷、钾养分吸收量均高于缺素区相应养分的100 kg经济产量养分吸收量，即增施氮、磷、钾肥可以有效提高相应养分的吸收效率。

表3 不同处理玉米100 kg经济产量养分吸收量（单位：kg）

2.4 氮磷钾肥料利用率

根据肥料利用率计算公式计算出玉米氮、磷、钾肥料利用率分别为40.5%、16.8%和49.7%。

3 结论

（1）本研究表明，施用氮、磷、钾肥能够有效增加玉米地上部生产量；增施氮肥可以有效提高籽粒中全氮含量；增施磷肥、钾肥可以分别有效提高茎叶中全磷和全钾的含量；增施氮肥、磷肥、钾肥可以有效提高相应养分的吸收效率。

（2）肥料利用率是衡量施肥效果的主要指标。原农业部于2013年10月组织专家完成了 《中国三大粮食作物肥料利用率研究报告》，并发布了有关研究成果。《报告》显示，目前我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物氮肥、磷肥和钾肥当季平均利用率分别为33%、24%和42%。其中，小麦氮肥、磷肥、钾肥利用率分别为32%、19%和44%，玉米分别为32%、25%和43%，水稻分别为35%、25%和41%。2019年12月18日农业农村部种植业管理司司长潘文博表示，2019年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物化肥利用率均为39.2%，比2017年提高1.4个百分点、比2015年提高4个百分点。

本研究表明，齐河县在采用机械施肥措施下，玉米氮、磷、钾肥当季利用率分别为40.5%、16.8%和49.7%，已达到国家农业农村部要求的2020年化肥利用率在40%以上的目标。