吉林省西部土地整理后N、P、K及中微肥S、Zn调控对玉米产量的影响

王洪君，王楠，栾天浩，梁烜赫，曹玉军，张磊，陈宝玉

（吉林省农业科学院/农业部东北植物营养与农业环境重点实验室，长春130033）

摘要：为解决吉林省西部土地整理后地力低、养分不平衡、玉米综合生产能力弱等问题，通过主要肥料量级试验，建立数学模型得出施肥量与玉米产量关系，并确定各种肥料的最佳施肥量。玉米田间试验结果表明：土地整理后N、P、K及微肥S、Zn 施用模式符合二次曲线y=ax2+bx+c；利用该模式，结合肥料和玉米产量进行综合分析，明确了土地整理后玉米产量最大化的N、P、K 及微肥S、Zn 施用量，即N198.02 kg/hm2，P2O5 107.36 kg/hm2，K2O 75.32 kg/hm2，S 48.72 kg/hm2，Zn 38.35 kg/hm2。

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关键词 ：吉林省西部；土地整理；肥料调控；玉米；产量

中图分类号：S147.34 文献标志码：A 论文编号：2014-0344

基金项目：吉林省科技支撑计划项目“吉林省西部土地整理后耕地保育及生产关键技术研究”（20106028）；吉林省科技支撑计划项目“半干旱区玉米稳产增产技术研究与示范”（20130204042NY）。

第一作者简介：王洪君，男，1981 年出生，助理研究员，硕士，主要从事农田生态研究。通信地址：130033 吉林省长春市彩宇大街1363 号吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，Tel：0431-87063824，E-mail：whj603@126.com。

通讯作者：陈宝玉，男，1976 年出生，副研究员，博士，主要从事农田生态研究。通信地址：130033 吉林省长春市彩宇大街1363 号吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，Tel：0431-87063631，E-mail：bych76@126.com。

收稿日期：2013-04-03，修回日期：2013-07-24。

0 引言

土地开发整理作为农业发展的基础建设性工作，其内涵是加强农业基础建设，增加耕地数量，提高土地生产率，强化粮食安全与优化环境发展[1]。土地整理是指在一定区域内，依据土地利用总体规划，采用行政、经济、法律和技术手段，对田、水、路、林、村等的综合整治，调整土地关系，改善农业生产结构和生产、生活条件，增加土地可利用面积，提高土地利用率和产出率的国家措施[2-3]。吉林省最近几年启动了“西部土地开发整理重大工程”，旨在提高西部两千多万亩的低产田和一千多万亩可开垦后备耕地资源的利用率[4-7]。本研究为解决吉林省西部土地整理后，新整理玉米田综合生产能力差等问题提供了技术支撑。石玉海等[8]研究认为玉米施用氮、磷、钾肥具有较好的增产增收效果，在低肥力黑土上施氮肥增产13.4%~17.9%，施磷肥增产1.8%~15.3%，施钾肥增产6.8%~8.1%。在平衡施肥方面，吉林省比较权威的专家谢佳贵等[9]认为西部淡黑钙土玉米最佳施肥量为N 59 kg/hm2、P2O5 65 kg/hm2、K2O 51 kg/hm2。

通过对吉林省西部土地整理后影响玉米生长的几种主要肥料施肥效应研究，填补了新整理土地玉米合理施肥的技术，明确土地整理区玉米施肥模式，为提高吉林省西部地区粮食综合生产能力[10-11]提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验于2011—2012 年在吉林省松原市前郭县额如乡下格斯户村进行，位于东经124°54′14.5″，北纬44°57′50.9″，海拔143 m，属于温带大陆性季风气候，年平均气温4.5℃，日照2879.8 h，无霜期141 天，降水量451 mm。土壤基础理化性状见表1。

1.2 材料

1.2.1 供试肥料氮肥为尿素（含N 46%），磷肥为磷酸氢二铵（含P2O5 46%）及重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾（含K2O 50%），硫肥为硫磺，锌肥为硫酸锌。

1.2.2 供试品种玉米品种为‘先玉335’。

1.3 方法

1.3.1 氮、磷、钾平衡施肥玉米种植密度6.0 万株/hm2，设3 次重复，小区面积30 m2，随机排列，试验处理详见表2。氮肥的1/4 及磷、钾肥的全部作底肥一次性施入，3/4 氮肥用作追肥（6 月下旬），其他田间管理与一般生产田相同。

1.3.2 中微肥S、Zn的施用中微肥S、Zn的试验处理设置如下：（1）中量肥S：试验采用随机区组设计，设5 个硫肥施用量：0、20、40、60、80 kg/hm2，硫肥用作底肥一次性施入[12]。（2）微肥Zn：试验采用随机区组设计，设5个锌施用量：0、15、30、45、60 kg/hm2，锌肥用作底肥一次性施入[13]。玉米种植密度为6.0 万株/hm2，设3 次重复，小区面积30m2，随机排列。肥料用量为N 165 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2。

2 结果与分析

2.1 氮、磷、钾肥施用量对玉米产量的影响

2.1.1 氮肥施用量对玉米产量的影响吉林省西部土地整理区在玉米施用P2O5 75 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，氮肥施用量与产量用一元二次方程拟合，函数为y=-0.0439x2+17.386x+7679.3(R2=0.7989)，通过计算得出，西部土地整理区施用N 198.02 kg/hm2，玉米产量最高，达到9400.67 kg/hm（2 图1）。

2.1.2 磷肥施用量对玉米产量的影响吉林省西部土地整理区在玉米施用N 165 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，磷肥施用量与产量用一元二次方程拟合，函数为y=-0.125x2+26.99x+7369(R2=0.981)，通过该函数计算得出：西部土地整理区施用P2O5 107.36 kg/hm2，玉米产量最高，达到8818.24 kg/hm（2 图2）。

2.1.3 钾肥施用量对玉米产量的影响吉林省西部土地整理区在玉米施用N 165 kg/hm2、P2O5 70 kg/hm2，钾肥施用量与产量用一元二次方程拟合，函数为y=-0.172x2+25.98x+8822(R2=0.893)，通过该函数计算得出：西部土地整理区施用K2O 75.32 kg/hm2，玉米产量最高，达到9801.53 kg/hm（2 图3）。

2.2 中量元素S及微量元素Zn施用量对玉米产量的影响

2.2.1 中量元素S施用量对玉米产量的影响吉林省西部土地整理区在玉米施用N 165 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2基础上，S 肥施用量与产量用一元二次方程拟合，函数为y=-0.652x2+63.54x+7567(R2=0.619)，通过该函数计算得出：西部土地整理区施用S 48.72 kg/hm2，玉米产量最高，达到9114.15 kg/hm（2 图4）。

2.2.2 微量元素Zn 施用量对玉米产量的影响吉林省西部土地整理区在玉米施用N165 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2基础上，Zn肥施用量与产量用一元二次方程拟合，函数为y=-0.334x2+25.62x+8862(R2=0.894)，通过该函数计算得出：西部土地整理区施用Zn 38.35 kg/hm2，玉米产量最高，达到9354.11 kg/hm（2 图5）。

3 讨论

在土地整理过程中，如何保证、保持新增耕地的质量，新增耕地如何建成高标准农田，都需要开展土地整理后农田土壤-作物的养分研究[14-16]。

在玉米N、P、K平衡施肥方面，前人做了大量的研究，但土地整理后耕地平衡施肥方面较少。谢佳贵等[17]研究表明：N是玉米的主要限制因子。石玉海等[8]的试验表明：低肥力黑土施肥适宜用量分别为N 200 kg/hm2、P2O5 92 kg/hm2、K2O 30 kg/hm2。考虑到土地整理后耕地平衡施肥研究较少，但通过与低肥力地区施肥标准比较发现，本研究得出的N、P、K施用量与上述研究结果基本吻合。

在玉米微肥S、Zn施用上，国内也有大量研究。任军等[12]研究表明：吉林省西部地区的主要耕地土壤硫素营养水平较低，玉米施用硫磺有较明显的增产作用，增产幅度为5.2%~10.6%；张明学等[18]认为每公顷施硫肥19.5 kg，产量达7312.5 kg/hm2，每公顷施硫肥40.5 kg，产量达7465.5 kg/hm2，比不施硫肥每公顷分别增产3.7%、5.8%；厉娜[19]发现玉米是对锌最为敏感的作物，施用硫酸锌平均增产14.4%；杨利华等[20]研究发现施Zn 对玉米N、K肥吸收利用是协和作用，提高玉米的N、K肥料利用率；孔少华等[13]研究认为玉米施用锌肥有较好的增产效果，玉米施用锌肥方法以基施15~30 kg/hm2效果最佳。杨赛琴[21]研究认为玉米施硫酸锌30 kg/hm2，在产量、性状都有优越表现，建议可以大面积在玉米作物种植中作基肥推广使用。上述研究及本研究基本表明在玉米上合理施用中微肥S、Zn，能起到提高玉米N、P、K肥料利用率，提高玉米产量的作用。

4 结论

通过田间试验得出，肥料调控可以有效提高土地整理后种植玉米的产量，且吉林省西部土地整理后玉米N、P、K 及S、Zn 施用量与产量模式符合二次曲线y=ax2+bx+c。土地整理后玉米产量最大化的肥料最佳施肥量为N 198.02 kg/hm2，P2O5 107.36 kg/hm2，K2O75.32 kg/hm2，S 48.72 kg/hm2，Zn 38.35 kg/hm2。

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