不同氮肥施用量对东北玉米田杂草发生的影响

2023-04-15戴崇岩

新农民 2023年6期

戴崇岩

（辽阳市农业农村事务服务中心，辽宁辽阳 111000）

玉米是世界上最重要的粮食作物，哥伦布发现新大陆将玉米从美洲推广到全世界有效提高了人类群体的数量，进入现代社会之后随着化工行业的发展人类开始尝试从自然界获取肥料以提高农田的肥力，再次有效提高了世界粮食的产量。其中玉米作为世界上最重要的粮食作物，其产量与肥料之间的关系开始成为相关人员研究的重点。玉米田的肥料用量不仅会影响到玉米的产量还会影响到杂草的长势，因此将肥料施用量与玉米的产量以及杂草的长势进行对比研究对于提高人们对于农业的认知有非常重要的作用。

1 氮肥在农业中的重要作用

进入20世纪随着人类化工技术的发展，人们开始尝试通过化学技术直接来提出自然界的氮、磷、钾，这有效提高了人类的农业生产效率。氮、磷、钾是农业种植中常见的三种肥料，氮是构成蛋白质的主要成分，对茎叶的生长和果实的发育有重要作用，是与产量最密切的营养元素。氮还是某些植物激素如生长素、维生素如B1、B2等的成分，它们对生命活动起重要的调节作用。此外，氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系磷是形成细胞核蛋白、卵磷脂等不可缺少的元素。磷元素能加速细胞分裂，促使根系和地上部加快生长，促进花芽分化，提早成熟，提高果实品质。钾元素的营养功效可以提高光合作用的强度，促进作物体内淀粉和糖的形成，增强作物的抗逆性和抗病能力，还能提高作物对氮的吸收利用。其主要维持机体的体液平衡，但是，钾不参与机体的构成。

目前人类获取氮肥、磷肥、钾肥的原材料与方式各有不同，其中氮肥主要通过天然气、煤炭、石油三大原料获得，磷肥生产的主要原料是磷矿和硫酸，主要来自硫铁矿、冶炼烟酸和硫磺，原料钾是在地壳中含量占第七位的元素。但是，它在矿石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低。具有经济价值的钾盐矿，是内陆海在干燥条件下，蒸发水分后干涸的沉积矿床。最主要的沉积钾盐矿有钾石盐（KCl、NaCl混合物）、无水钾镁矾（K2SO4·2MgSO4）、钾盐镁矾和光卤石等。一些含钾的井水、湖水和卤水，也是钾肥原料的来源。从三种肥料的获取方式不难看出氮肥的获取较为简单，而且由于应激脲酶硝化反硝化等影响部分氮肥会出现失效的情况，这就使得氮肥成了农业生产中消耗量最大的肥料。

玉米是全球最重要的粮食作物，因此研究玉米种植技术一直以来都是全球农业专家的重要工作之一。随着人类在玉米品种研究的深入人们发现杂草对于玉米产量有着十分重要的影响。杂草不仅会争夺玉米的光照、水分、营养物质、生存空间，还会给病虫提供栖息场所，会直接影响的玉米的产量[1]。同时近年来人们环保意识的增强使得人们意识到单纯地靠除草剂无法有效解决玉米田的杂草问题。在此背景下人们开始意识到氮肥的用量对于玉米以及杂草的影响，通过合理使用氮肥能够在保障玉米产量的前提下有效控制杂草的生长，减少人类活动对于自然界的影响。

2 氮肥施用量对玉米生长的影响

氮肥作为农业最重要的肥料之一，其施用量对于农作物的成长有着决定性的影响，因此研究玉米的栽培就不能忽视氮肥施用量的研究。以吉林某玉米试验田为研究对象，该地区为北温带半湿润季风气候大陆性气候，年平均降雨量为587mm，土壤为黑土。该地区传统的玉米种植中，农户每次种植之前都会在土壤中施加尿素以保障产量。尿素，最简单的有机化合物之一，又称碳酰胺，是目前全世界范围内主要的氮肥类型。

2.1 实验设计

对六块不同的农田分别进行氮水平0、60、120、180、240、300kg/hm2的含氮量超过46%的尿素，尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。磷肥与钾肥都按照100 kg/hm2施肥，在播种前将六组肥料进行搅拌后播撒在试验田内，后旋耕均匀。为了减少干扰因素，在玉米的成长期不再施肥。以郑单958为实验品种，玉米的种植密度为66000株/hm2。为了方便对比施肥量对杂草的影响，在实验过程中不容许使用除草剂。

2.2 实验结果

由于吉林地区的玉米种植为一年一季，因此经过四年的时间在六组试验田按照设计好的数据进行种植。具体的数据如下氮水平为0kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为6000、5000、3100、4500；氮水平为60kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为8600、5200、9000、7000；氮水平为120kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为11000、11500、11800、11500；氮水平为180kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为12500、13000、13500、12700；氮水平为240kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为12700、13200、14400、13000；氮水平为300kg/hm2的试验田，四年的667m2产量依次为11500、12400、13900、13200。

2.3 施肥量对玉米产量的影响

从四年实验过程中不同氮水平对玉米产量的影响可以看出，不同的氮肥施用量对玉米产量有着直接的影响，整体来看随着氮肥施用量的增加玉米的产量也会逐渐增加，同时在较低的氮肥施肥量处理中，玉米产量的增加要由于较高的氮肥施肥量，在氮肥水平超过180kg/hm2之后亩产量与施肥量之间的关系差异不太明显。造成这种情况的原因可能在两个方面，首先是磷肥、钾肥的用量限制了玉米产量的进一步提高，其次是由于种植过程中没有使用除草剂，杂草的生长情况也会影响到玉米的生长。因此还需要对不同施肥量下玉米田内的杂草生长情况进行分析。

3 氮肥施用量对杂草生长的影响

随着氮肥施用量的变化，不仅玉米的生长会受到影响，杂草的生长也会受到影响。玉米田内的杂草会与玉米争夺水分、光照、肥料等作物生长的必要条件，因此玉米田内杂草的生长研究对于玉米的研究也有一定的参考价值。在过去人们习惯使用除草剂来进行玉米农田内的除草，但随着杂草抗药性地增加除草剂的用量也会不断增加，甚至会影响到玉米的生长，不利于农业的健康发展。通过研究氮肥施用量来实现玉米田杂草的控制能够有效减少农业种植过程对环境可能造成的影响。

3.1 东北地区玉米的杂草种类

东北地区优越的自然环境不仅为农作物提供了优越的自然条件，也为杂草的成长提供了良好的环境。在常见的种植过程中农户为了提高产量需要不断增加化肥的用量，同时杂草的增长也会增加。东北地区的杂草分类两类即禾本科与非禾本科，其中禾本科主要包括水稗草、马唐草等，非禾本科的杂草主要包括藜草、鸭趾草、茴麻草等。不同类型的杂草在不同氮肥施用量下的成长情况都有所不同[2]。在玉米田中禾本科的杂草株数要远大于非禾本科，其中当氮肥施用量为0kg/hm2的时候，四年间玉米田的杂草总株数都在600株左右，其中禾本科杂草占超过90%，因此氮肥施用量对玉米田杂草的影响主要参考禾本科杂草的生长情况。

3.2 不同氮肥施用量下的杂草生长情况

在测试的六种氮水平下所有杂草中水稗草的密度最大，在氮肥施用量为60kg/hm2时，水稗草的密度最大。分析六组实验数据可以发现，随着氮肥施用量的增加，在低氮量阶段杂草的密度会有部分提高，随着氮肥施用量的提高在高氮肥施用量阶段杂草的密度会有明显的降低。相关数据研究证明在180kg/hm2氮肥施用量的情况下，常见杂草的密度能够减少80%以上，在此次实验中这一情况也得到了有效的验证。在实验中180kg/hm2的氮肥施用量情况下，每平方米内的总杂草株数由593株降低为40株[3]。随着氮肥施用量的进一步提高杂草的总株数没有明显地降低。分析不同氮水平下的杂草生长情况不难发现，通过控制氮肥的施用量能够有效影响到玉米田内的杂草生长情况。

3.3 不同氮肥施用量对玉米种植的影响

通过上述实验可以明显地发现，氮肥的施用量对玉米和杂草的生长都有重要的影响。氮作为植物生长的必要元素，在玉米生长中合理控制氮肥的用量可以有效促进玉米的生长，提高玉米的蛋白质、淀粉含量。同时随着氮肥施用量的增加，氮肥施用量对玉米产量的增产不显著。在氮肥施用量提高的过程中，氮肥对杂草的生长也会产生影响，随着氮肥施用量的提高，在低氮阶段杂草的密度会明显提高，在高氮阶段氮肥施用量提高的过程中会抑制杂草的生长[4]。从本次实验中可以粗略发现在吉林地区的玉米种植过程中160kg/hm2的氮肥施用量经济效益最佳，不仅能够有效提高玉米产量还能够有效抑制杂草的生长。

4 通过控制氮肥施用量来防控杂草的意义

通过研究玉米田中不同氮水平下玉米与杂草的生长情况，能够为玉米作物的种植提供也给新的思路，传统的玉米种植缺乏对氮肥的把控，在施加氮肥的过程中也会增加杂草的生长，为了抑制杂草的生长又需要通过施加除草剂来实现，这种种植模式不仅农户的种植成本会增加，还会对环境造成严重的影响。

4.1 降低种植成本

通过对氮肥施用量在玉米种植过程中对玉米及杂草的影响，可以发现通过控制氮肥的施用量能够在保障玉米产量的基础上实现对杂草的有效控制，这种精细化农业的种植方式，能够有效降低农户在种植过程中所需的化肥及农药，能够有效提高农户的经济效益[5]。我国近年提出的乡村振兴战略，其中明确提出了振兴乡村经济，通过将精细化农业种植模式在农村的推广，能够有效推动我国农业水平的进一步发展。近年来随着农村年轻人口的外流，导致我国从事农业的人口锐减，这在一定程度上也影响到了我国农业的发展。在农村推广精细化种植模式，能够将其他先进的现代化农业技术在农村进行有效的推广，对于全面提高我国农业发展水平有积极意义。

4.2 保护环境

在过去很长一段时间内农业生产都会对环境造成严重的影响，在过去人们环保意识不强，没有意识到农业种植过程中存在的问题，近年来随着人们环保意识的增强，越来越多的人开始关注农业生产过程中的环境问题[6]。传统的农业种植中无论是化肥还是农药甚至是农业用水都在不断提高，农业的生产对环境的影响不断增强。探索氮肥施用量对玉米种植中玉米及杂草生长的影响，为人们提供了一个新的思路。在玉米种植中通过控制氮肥的施用量就能够在保障产量的前提下实现对杂草的控制，能够有效降低农业生产中化肥、农药、水资源的消耗，能够有效减少农业生产对环境的影响。