张雪彪，闫建宾，王瑞钢，张沛敏，王俊花，庞 旭，梁海英

（山西省农业科学院高粱研究所，山西 晋中 030600）

近年来，甜糯玉米消费量不断增长，其秸秆作为青贮饲料利用也市场前景广阔[1-3]。甜糯玉米秸秆除了受品种遗传因素影响，环境条件对其亦存在重要影响[4-6]。在作物生产中，肥料运筹的合理与否直接影响作物产量与品质。氮肥在作物生长与品质形成中具有重要作用。研究表明，施用氮肥均不同程度地提高了玉米的产量，但并非越多越好[7-9]。由于受供试土壤基础肥力和供试品种等因素影响，目前玉米氮肥施用量的适宜范围尚存在较大差异。有关氮素对甜糯玉米籽粒品质的影响已成为甜糯玉米栽培研究的热点[10-14]，但多数为关注成熟期籽粒营养成分方面[15-16]，且研究结果也不尽相同。在氮肥的施用量方面，普遍存在施用过量的问题。有研究认为，随着氮肥用量的增加甜糯玉米籽粒可溶性糖和蔗糖的积累表现出负效应[17-20]。关于施氮对甜糯玉米秸秆生物量的影响鲜见报道。

本试验开展了不同施氮量对甜糯玉米秸秆生物量的影响研究，以期为甜糯玉米高产优质生产提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试甜糯玉米品种为山西省农业科学院高粱研究所甜糯玉米课题组育成的甜糯182（甜＋糯型，生育期 89 d）、甜 782（甜型，生育期 83 d）、晋单糯 41（糯型，生育期 85 d）。

1.2 方法

试验于2017年在山西省农业科学院高粱研究所修文试验基地进行。该地区土壤为壤土，土壤基本养分含量如表1所示。甜糯玉米于2017年5月1日播种，种植密度为5.25万株/hm2。小区面积为50m2，宽度2.6m。采用随机区组排列，每个处理3次重复。试验共设5个施氮水平：不施氮肥（N0），50%传统施氮188 kg/hm2（N188），传统施氮量375 kg/hm2（N375），125%传统施氮 469 kg/hm2（N469），150%传统施氮563 kg/hm2（N563）。氮肥为尿素（46%N），1/3作为基肥，2/3在拔节期追施。钾肥为硫酸钾，施用量为120 kg/hm2，磷肥为过磷酸钙，施用量为100 kg/hm2，全部作为基肥一次性施入土壤。玉米播种前施用除草剂，生育期内人工除草以控制杂草生长。

表1 供试土壤30 cm表层土壤化学性质

1.3 测定项目及方法

田间试验取样指标包括土壤、植株和样品的采集。

土样采用土钻法采集，取样时期为施肥前2 d，观测深度30 cm，每10 cm分层取样。每个小区均匀选取6个取样点。分层土壤混合均匀后立即装入塑料封口袋以防止水分蒸发。

各生育期的生物量采用重量差减法测定，取样时期为玉米出苗后30 d（10叶期），50 d（吐丝前）、70 d（吐丝后）、90 d（收获期）。取有代表性的3株植株称质量（M1，g）后粉碎，混匀后取小样（M2，g），将小样在75℃下烘干至恒质量（M3，g），则每株植株干质量（M，g），计算公式如下。

其中，DM为某一时期的生物量；ρ为种植密度（株 /hm2）。

则各生育期生物量计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 施氮量和品种对甜糯玉米秸秆生物量的影响

由图1可知，在出苗后第30天，施氮量、品种均显著影响甜糯玉米秸秆生物量。与施氮量N0水平相比，甜782在施氮后，秸秆生物量要显著高于N0水平。但在不同的施氮水平下，秸秆生物量间差异并不显著。

对于晋单糯41来说，出苗后第30天，在N188，N375和N469水平下，秸秆生物量要显著高于N0水平。在N563水平下，秸秆生物量与N0相比并无显著增加。5个施氮水平中，传统施氮量N375水平的秸秆生物量最高。对于甜糯182，在N188，N375，N469水平下，秸秆生物量显著高于N0水平，但低于N563水平，且互相之间并不显著。

在出苗后第50天，3个品种的秸秆生物量均显著高于N0水平。品种甜782在N375水平下秸秆生物量最高，相比第30天，干物质量增加了282%；在N188和N469水平分别较第30天增加了221%和201%。晋单糯41的秸秆生物量在N563和N469水平下较高，且显著高于其他3个水平，相比第30天分别增加了322%和291%；在N375水平下，秸秆生物量增加了237%。甜糯182在N188，N375和N469等3个施氮水平下秸秆生物量要高于其他水平，相比第30天，分别增加了254%，274%和260%。

在出苗后第70天，3个品种的秸秆生物量最高都集中在N469水平。3个品种在N469水平下秸秆生物量较第50天分别增加了42.3%，6.7%和8.1%；施氮情况下，品种甜782除N469与N188有显著差异外，N375，N469和N563水平上，秸秆生物量之间无显著差异。晋单糯41在N469水平下，生物量显著高于N0，N188和N375水平，传统施氮N375与N188和N563水平相比，效果并不显著。甜糯182在N375和N469水平上生物量显著高于N188和N563水平，但两两之间并不显著。

在出苗后第 90天，甜 782在 N188，N375，N469，N563水平下秸秆生物量较70 d分别增加了18.5%，11.6%，13.2%，17.5%；施氮情况下，不同施氮量之间无显著差异。晋单糯41在N188，N375，N469，N563水平下秸秆生物量较70 d分别增加了23.1%，30.8%，5.0%，7.4%；施氮情况下，N375和N563水平之间差异显著，其他水平间无显著差异。甜糯 182 在 N188，N375，N469，N563 水平下秸秆生物量较70 d分别增加了14.9%，6.0%，5.9%，6.9%；施氮情况下N188，N375和N469与N563水平之间存在显著差异。

2.2 施氮对甜糯玉米秸秆产量的回归分析

试验过程中，对甜糯玉米秸秆干物质量的影响主要来源于甜糯玉米的品种和施氮量。以品种和施氮量作为变异来源，对秸秆干物质量进行无重复双因素方差分析，不同施氮量和品种对甜糯玉米秸秆干物质量影响的结果列于表2。

表2 不同施氮水平与品种对秸秆生物量的方差分析

表2表明，在不同生育期，品种和施氮量对甜糯玉米秸秆干物质量的影响各不相同。在出苗后第30天，秸秆干物质量显著差异来源于品种，品种对秸秆干物质量的影响要大于施氮量水平。在生育期大于50 d后，秸秆干物质量的不同主要来源于施氮量的水平，而品种对秸秆干物质量的影响相比施氮量并不显著。

图2表明，秸秆干物质量与施氮水平存在极显著的抛物线函数变化趋势，在出苗后30 d，其决定系数（R2）达 0.930 9，在出苗后 50 d，其决定系数（R2）达 0.993 3，在出苗后 70 d，其决定系数（R2）达0.956 0，在出苗后 90 d，其决定系数（R2）达 0.972 8。

表3结果表明，在甜糯玉米不同的生长期，最大需求量并不相同。出苗后30 d，最大需求量447 kg/hm2。出苗后50 d，最大需求量387 kg/hm2。出苗后70 d，最大需求量423 kg/hm2。出苗后90 d，最大需求量 363 kg/hm2。

实际生产过程中，甜糯玉米秸秆的刈割都在鲜穗收获后，显然只有在出苗后90 d，最大施氮量对秸秆干物质的影响才具有实际意义。即最大施氮量为363 kg/hm2时，接近于传统施氮量（N375）水平。

表3 不同施氮量（x）甜糯玉米秸秆干物质量（y）的回归方程

3 结论

在本研究中，563 kg/hm2施氮量使甜糯玉米收获期的秸秆生物量低于其他氮水平，导致其收获后的总生物量较低，相比传统的375 kg/hm2施氮量，最终导致秸秆生物量减少5.4%。秸秆生物量表现出对氮素响应的一致性，即随着氮水平提高呈抛物线变化。

本研究还表明，植物对氮的利用并不是无限制的。在本研究条件下，当氮肥用量超过363 kg/hm2时，会导致秸秆生物量减少，原因可能是过量施氮导致植物根系长度较小，无法在生育后期吸收深层土壤中的养分和水分，满足光合和籽粒灌浆的需求，进而影响秸秆生物量。通过氮肥用量与秸秆生物量、品种指标关系回归模型分析，得出甜糯玉米不同时期获得最高秸秆生物量的施氮量；在生育后期，品种对秸秆生物量的影响要小于施氮量对秸秆生物量的影响。