全 文 ：第 8卷 第 2期
2 0 0 0年 6月
生 态 农 业 研 究
Eco agriculture Research
vo1 No．2
JI】nP． 2 0 u 0
玉米基因型与土壤氮素表观平衡 *
刘建安 米 国华 张福锁
可画 磊 。 京 ㈣。
Str舌
f J；口
摘 要 通过 日i问试验研 兜不同基 田型玉米产量、 累积量和二壤 N 素表理平衡。结果表明．3 ^
施 水平处理 下 同基 匿型玉米间的 量 N 矍积量均存在显著差异，N把在土壤 中的表 残 留
率平均值 由施 NI1 2．5kg／hm 平(ij下 的 36．74 至施 N168．75kg／hm。承要(I／下 的4c 79
和施 N225kg／hm 水平佃)下的 48．36 应用 N 累积量较高的玉米基园里 可显著减 施 N肥在
土壤中的盛 留率
、移 、
关键词 玉米 基田型 累积量 工壤 素表观卫衡
MBIze genotypes and soil nitrogen apparent balance．Liu Jian ．antM i Guohua·Zhang Fusuo(Depart
merit of Plant Nutrition，China Agricultu ral University，Beijing 100094)，EAR，2000，8(2)：38～41
Abstract At three soil N application levels grain yield，shoot N accum ~lafion and soil N apparent
balance of maize genotypes e studied in the field． Significant differences were found in grain
yield and shoot N accumulation among maize genotypes Average soil N apparent residual rates
were 36 74 ，40．79 and 48．36 at low【112．5kg／hm!)，medium (1 69．75kg／hm )and high N
(225kg／hm ) application levels respectively．Maize genotypes with hi shoot N accumu[auon
could signifcantly decrease N fertillzet residue in the soll_
Key words M aize，Genotypes，Shoot N accumulation，Soil N apparent balance
在粮食产量大幅度提高的同时，化肥和农药的大量使用严重破坏了农 田生态环境 ．致使农
作物产品、水果、蔬菜和肉类的品质下降。本研究在 田间不同施 N水平条件下．探讨不同基因
型玉米地上部分 N 累积量和土壤 N 素表观平衡间存在的差异及其关系 ，为合理施肥与 N素
可持续利用提供理论依据
1 试验材料与方法
试验在中国农业大学昌平试验站进行 ．试验地土质为砂姜潮土，经多年机械化作业 ．地 力
较一致 ，中等肥力 ，土壤基本性状见表 1。前茬为冬小麦 ，35种不同基因型玉米于 1996年 6月
24日播种 ，1o月 1 6日收获 ，玉_米全生育期间降雨较多 试验设施 N肥 112．5kg／hm (【)、施
N 肥 168．75kg／hm (Ⅱ)和施N肥 225kg／hm (Ⅱ)3个 N肥处理 ，以施磷酸二铵 150kg／ hm。为
底肥 ，剩余 N肥以尿素为 N源，播种前和拔节期各施 1／2。每处理每品种(组合)种植 6行，行
距 0．5m，行长 5m，株距 0+33m，小区面积 15m 。播种前测定 0~120cm 土壤仝 N、速效磷和速
国 家 自然科 学基 金项 目资 助
嵌稿 H粥 ： 9∞-f~1-22 政 『l期 ：1909 04-
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第 2期 划建安等：玉米基因型与土壤鼠素表观平衡
效钾含量。成熟期取样品 10株 ．
测定生物量和 N累积量 ．考种记
录籽粒产量 ．样品分为茎、叶、穗
3部分于 70c下烘干、粉碎 。用凯
氏定 N法测定植株含 N量 定义
土壤 N 素表观平衡 为施 N量与
植株 N累 量之差
2 结果与分析
表 1 供试土壤基本性状
Tab．1 Basic propoties of tested sol
土层深度，cm 有机质 · 。。 垒 N／g-k 建敏磷 g·k窨 速敏钾／mg -
Ll depth Organic mattgr 【0 alⅢt⋯ge A l able，P Availab e K
0～ 2I 3 l 58 4 7
20～ 7 82 93
40～ 0 OD
60～ 5 ．79 【8
80～ 3 ．60 1 8
100～ 5 ．39 0￡2
2．1 不同基 因型 玉米的产量 与 N 累积量
由表 2可知，3个施 N水平处理 下．不同基因型玉米中处理 I施 N水平下“甜玉米”、“中单
2号”、“中单 3850”、“1 298×950]0”和“黄 4 L7”品种产量嶷低 ．。1228×95004”、“高油 115”和
。西玉 3号 品种的产量最高，“中单 2号”品种的产量仅为“1 228×95004”品种的 32 。N肥旋
用量增 至处理 Ⅱ水平时，“西玉 3号”、 中单 5384 、“京垦 1l7”、“黄 41 7”、“1228×95004”、
“l299×9501l”、“掖单 2号”、“中单 2号”和“农大 60”等 l0个品种(组合)产量达最大值。当N
肥施用量增至处理 Ⅱ水平时，试验与处理 I相同的 10个品种 (组合)产量反而下降．其他品种
的产量持续上升．其中“甜玉米”、“中单 2号”、“黄 417”、“中单 120”和“中单 3850”品种的产量
最低 ，均<6000kg．／hm ；“高光效 1号”、“农大 108”、“1 304×9501 6”、“0438 和“1295×95007”
品种的产量最高 ．表明不同基因型玉米品种间产量差异非常明显 3个施 N水平处理 不同基
因型玉米 N 累积量之间表现出显著差异(见表 2)。处理 l水平下的“中单 3850”、“甜玉米”和
表 2 3个旌 N水平处理下不同基因型玉米的产量与 N累积量
Tab 2 Grain yield and N accumulation of genotypes maize at three soil N application levels
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40 生 态 农 业 研 究 第 8卷
。黄 417”品种的 N累积量约为 40kg／hm ，而 1228×95004”和“9292”品种则>100kg／hm ，不
同基 因型玉米间变异幅度达 123．56 。随麓 N量的增加 ，所有参试基因型玉米在处理 I水平
下的 N累积量均有所增加，但增幅差异明显 ，不同基因型玉米 N累积量变异幅度达 92．74 。
处理 ■水平下“西玉 3号”、“中单 5384”、“京垦 117”、“黄 417”、“1 295×95007”、“中单 8号”和
“2238”品种的 N累积量比处理 Ⅱ水平有所下降，其他大多数基因型玉米呈增墟趋势。
2．2 土壤 N秦表观平衡
3个施 N水平处理下不同基因型玉米的土壤 N素表观平衡结果见表 2。随施 N量的增
加，残 留土壤中的 N素平均值呈上 升趋势，N肥在土壤 中的表观残 留率 由处理 I水平下 的
36．74 上 升至 处理 I水平下 的 40．79 和 处理 I水平 下 的 48．36 。处理 I水平 下 除
“1 228×95004”植株吸收的 N素超过麓 N量而导致土壤 N索表观平衡为负值外，其他品种均
为正值 ，不同基因型玉米间土壤 N素表观平衡变异幅度为 2o9．87 ，处理 I、Ⅲ水平下所有参
试基 因型玉米品种的土壤 N素表观平衡均为正值 ，其变幅分别为 134．64 和 83．17
3 小结与讨论
本试验充分证明在同一肥力和农 田生态环境条件下，不同品种的产量和品质差异显著 ，这
是 由于作物在各种不同营养或生态环境中，经过长期的适应与进化而形成了适应不同环境的
不 同基因型的性 能。供试不同基因型玉米在处理 I、I、I水平下的产量变异幅度分别高达
125．13 、108．73 和 104．78 ，且不同基因型玉米对增施N肥的反应亦有显著差异 。N素累
积量和土壤 N素表观平衡方面供试不同基因型玉米问同样存在明显差异 。处理 I、I、I水平
下产量与植株 N累积量的相关系数分别为 0．79]2、0．8100和 0．6651，均达极显著标准，说 明
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第 2期 刘建安等 ：玉米基因型与土壤氮紊表观平衡 41
玉米体内c、N的累积具有协同作用；除“1228×95004”品种在处理 I水平下的土壤 N素表观
平衡为负值外，其余供试不同基因型玉米在任一施 N水平下的土壤 N素表观 平衡均为正值 ．
说明土壤 N素是盈余的。土壤中长期累积大量的N 素，其中大部分 N素通过氨(NH。)挥发、硝
酸盐淋洗等途径而损失 ，从而导致地下水和地表水硝酸盐含量超标 ，对人、牲畜的健康十分有
害。本试验 中“高油 115”、“1228×95004”、“1308×95020”等基因型玉米的产量、N 累积量均较
高 ，土壤中 N素残 留率较少，而“甜玉米 、“黄 41 7”等基因型玉米的产量、N累积量较少 ．土壤
中 N素残留率较高 。因此 ，农业生产中除采用最佳施 N量，N、P、K配合施用，控制灌水量等措
施 ，减少 N 素损失、提高 N肥利用率和防止环境污染外 ，推广应用“高油 11 5”、“1228×95004”
等高产、低残留的基因型玉米品种乃是重要措施之 一。
参 考 文 献
1 马世琨 ，张 勇．新挑战，新思路一美国农业科研管窥 ．^ 民日报，1999 01 1l
2 吕殿青 ，同延安 ，孙本毕，Ore Emt~ryd．氮肥施用对环境污染影 响的研究 植物营养与肥料学报，l 998 4(1)：8～15
3 张雏理 ，田哲旭等．我国北方农用氮肥造成地下水硝酸盐污染的调查 植物营养与肥料学报 ．1 99 5，1(2)：80~87
4 Reeves T．G Food security and sE[es8 tolerent⋯ In!Developing Drought and Low N—Tolerant M aize．1996
利用沼气发酵技 术处理畜牧 场粪便
畜牧场饲养畜禽的有机废物捧故量统计资料表明 ，每头猪饲喂 8个月排粪晕为 0．8～1．O 5t：每头羊年排粪量为 0 55t
每头牛年排粪量为 10t以上，每只鸡(鸭 )年排粪量 7～10kg 此为原料生产帽气 ，其燃烧值 为23 03～25．12MJ／m~．常温发
酵泣产沼气率为 0．2～0．25m ／a·m ，^ 均生活日耗沼气量 0 3m 沼渣、沼液肥效高，蘸 用方法简便 ，有利于提高土壤肥力
且其养分较丰富t古多种氮基酸和大量矿物质元素t以此繁殖单细胞微生物可怍为农产养殖优质铒料和畜牧饲 料舔加l荆 目
此t建立以畜牧业开发为棱心，以}日气开发为纽带，带动植物性 生产的循环利用模式能促进增产增值，变废为宝，在获得较大
经济效益的同时 ，能切实有效地保护生态环境。通过实地考寨，广泛征求群众意见，将畜禽饲养与环境保护利用紧密结音．采
用 十’字形立体空间利用装置 ，把地面垂直空间分为 2十层次，上层作禽棚舍，下层作畜圈栏 ．地下建{召气池 ，地面水平空间
为沼渣、沼液综合年日用生产作业流水绳 t这样物质循环 利用流程短 ．利用效率高，不扩散污染环境，管理方便，节省投资．运行
成本低．渡模式采用水压式酒气池发酵，就地取材建池 ，石材 (软化系敬≥o．7)，红牯 L砖(5o~loo )均可使用，福气池容积
分太 、中、小 3种池型 ，分别为 30ore 、10Om 和 50m 以下，建设规模较大的渭气池 组台池为好 l采用 自流进料连续发酵工
艺 ，改原一级、二级}日气池 申联组合 的建造布局为一级并联 ，把捧出料液 流进二缎发酵的并申结合布局．有利于提高发酵
产沼气率和原料利用串．该模式古勺生成物 用途广捱 ．据资料统 计，鸡、鸭粪艟代替 15 饲料养猪，招气用于畜禽保温 ，作加丁
生产动力燃料，沼液、酒渣作养殖饵料，食用菌栽培料和种植业有机肥料等
j胃气发酵处理畜牧场有机废弃物 ，单级发酵后上层消灭寄生虫卵可达 90．6 ，中、下层灭卵效果 10O ，经 ：缎褶 气发
酵后寄生虫卵基车 被杀灭 ，i召气池 单级 发酵后 使污染物 BC／Ds降解 91 ，COD,~降解 48 ，清灭细菌 99．6 ，太肠杆菌
90．0g ，若采取二级或三级发酵降解率更高 {召气作生活燃料，方便 、卫生 ．热效率高，投责成本低。帽气还可用于远红外线辐
射器燃料对畜禽保温 ，经试验 ，用规格 60cm×40cm远红外线辐射器能使 30m 育雏室室温 由 13℃提高到 34c，满足 7d龄
鸡鸭育雏需要 沼渣养分丰富．其有机质、腐殖质 、全 N、生 P和垒 K含量分别 为 30 ～5o 、10 ～20 、0．8 ～2．0 、
0．4 ～1．2 和 O．6 ～2 0 。{召渣沼液养鱼，作蚯蚓饵料 ，沼渣沼液中SIO 、NH 、NO：N NOrN速效成分增加 ，有凡
量有机碎粒物和单细胞蛋 白质微生物可直接 为养殖业提供饵料；也 可先培植萍游 生物后甩作养鱼饵 料，投放量池可减少溶
氧消耗和鱼疾病 ，鱼成活率提高 15 ，龟产量提高 16 。同时招{疰经鱼塘生物转化，曝氧处理使水质干净，可见度高 达到捧
故标准．年日用沼气厌氧发酵的多功能作用原理 ，能有效处理畜牧场畜禽粪便等有机废弃物 ，综台开发利用帽碴裙{疰等发酵牛
成物 ，变废为宝 ，提高综舍经济效益，沼气综合利用模式是建立高教 持续现代生态畜牧场的重要生物工程，应r琵推J
(陈盎波 钱 蕾 玮 斌 福建省农业科学院地热研究所 福州 350003)
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