全 文 ：核 农 学 报 2011，25(1):0143 ～ 0148
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2010-05-17 接受日期:2010-08-08
基金项目:科技部支撑计划项目(2006BAD02A12)，农业公益性行业科研专项项目(201003046-7)，国家科技支撑项目(2008BADA4B06)
作者简介:隽英华(1979-)，男，山东莒南人，博士，助理研究员，主要从事土壤植株营养和土壤酶学研究。Tel:024-31028698;E-mail:juanyong
_001@ yahoo. com. cn
通讯作者:汪 仁(1953-)，男，辽宁康平人，学士，研究员，主要从事植物营养与施肥、环境资源方面研究。Tel:024-31029915;E-mail:lntfswr
@ yahoo. com. cn
文章编号:1000-8551(2011)01-0143-06
施氮模式对春玉米养分累积特性的影响
隽英华1 汪 仁1 孙文涛1 邢月华1 隋世江1 鲁 东2 毛佰传3
(1. 辽宁省农业科学院环境资源与农村能源研究所，辽宁 沈阳 110161;
2. 紫都台乡土肥站，辽宁 阜新 123133;3. 瓦房店市农业技术推广中心，辽宁 瓦房店 116300)
摘 要:通过田间试验，研究了施氮模式对春玉米养分累积特性的影响。结果表明，施氮明显提高了春玉
米干物质和 NPK 的累积量及累积速度，这种影响均在拔节期以后更明显。随着生育期推进，春玉米干
物质及 NPK 的累积量均增加，但增加幅度不同。干物质及 NP 累积量的增加幅度在大喇叭口期以前较
小，大喇叭口期以后较大;K 累积量的增加幅度则正好相反，大喇叭口期以前较大，大喇叭口期以后较
小。表明生育前期是春玉米吸 K 的关键时期，生育中后期则是吸收 NP 和干物质累积的关键时期。不
同施氮模式对春玉米干物质累积无明显影响，而对 NPK 的累积影响较复杂。相比其他施氮模式，N240
二次追肥和 N240 一次深施施肥模式在春玉米 NPK 累积量、产投比、N 肥农学效率和 N 肥利用率等方面
均显示出一定的优势。结合玉米的生理需肥特性和肥料性质，初步认为磷钾肥作基肥，氮肥作基肥 +拔
节肥 +大喇叭口肥和氮肥作基肥一次深施的施肥技术为东北地区春玉米生产的高效施肥技术。
关键词:春玉米;养分累积;施氮模式
EFFECTS OF MODELS OF APPLYING NITROGEN FERTILIZER
ON NUTRITION ACCUMULATION OF SPRING MAIZE
JUAN Ying-hua1 WANG Ren1 SUN Wen-tao1 XING Yue-hua1
SUI Shi-jiang1 LU Dong2 MAO Bai-chuan3
(1. Institute of Environmental Resource and Agricultural Energy，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 110161;
2. Zidutai Soil and Fertilizer Station，Fuxin ，Liaoning 123133;
3. Agricultural technology extension center of Wafangdian city ，Wafangdian，liaoning 116300)
Abstract:A field experiment was conducted to study effects of nitrogen (N) fertilization modes on nutrients
accumulation in spring maize，aimed to supply technical supports for spring maize fertilization. Nitrogen fertilization had
obviously positive effect on improvement of maize dry matter and its N，phosphorous (P)，and potassium (K)，
especially at the growth stages after jointing. With maize growing，the accumulation amounts of dry matter and N，P，
and K all increased，but the increment differed，being smaller before tasselling stage and larger after tasselling stage for
dry matter and N and P，while being adverse for K，suggesting that early growth stages were the key period for K uptake
by maize plant，and later growth stages were the key period for N and P uptake. Different N fertilization modes had
lesser effects on dry matter accumulation，but complicated effects on N，P，and K accumulation. Compared with other N
fertilization modes，both two top fertilizer dressings mode and one deep fertilizer application mode showed predominance
on N，P，and K accumulation amounts，output-input ratio，fertilizer N agronomic efficiency，and fertilizer N use
341
核 农 学 报 25 卷
efficiency. Considering the nutrient requirement characteristics of maize and the properties of chemical fertilizers to be
applied，it suggested that basal-dressing P and K fertilizers in combining with one deep-application of N or top-dressing
N at jointing and tasselling stages would be the effective fertilization modes of chemical fertilizers for spring maize in
Northeast of China
Key words:spring maize;nutrient accumulation;nitrogen application model
肥料的合理施用一直是植物营养学者研究的重
点，但在施肥习惯上，农民为了使作物获得较高产量，
普遍存在着过量或不合理施用肥料的现象［1，2］，从而
导致作物产量不高，肥料利用率低下等，更令人担忧的
是引起环境恶化［3 ～ 6］，对人畜健康造成潜在危害［7，8］。
一定数量的氮肥，如何做到既经济，又能对产量发挥最
大的效果，乃是作物高产合理施肥中亟需解决的问题
之一。
肥料的施用方法对作物产量及肥料利用率有显著
影响，了解作物对养分的吸收及累积对合理施肥是非
常必要的。N、P、K 养分是作物生长发育的 3 大养分
资源，其吸收、同化与转运直接影响着作物的生长发育
状况，从而影响作物的产量。了解作物对这 3 大养分
的吸收和累积规律，有助于采取有效的施肥措施，提高
作物产量［9］。养分吸收量是确定施肥方法与施肥量
的理论依据［2］。目前，许多研究者以玉米为对象，在
施肥时期和施肥量对养分吸收及氮肥利用率的影响方
面进行了大量研究［10 ～ 15］，而在施肥模式对玉米养分累
积的影响研究较少。本研究以春玉米为材料，通过田
间试验，探讨了不同施氮模式作用下春玉米的养分累
积特性，以期为东北地区春玉米生产中氮肥的合理施
用提供技术支撑。
1 材料与方法
1. 1 供试材料与试验地概况
春玉米供试品种为锦种 34。试验在辽宁省阜新
县紫都台乡(42°01′ N，121°14′ E)进行，该区属温和
半湿润的季风大陆性气候，年均气温 7. 2℃，年均降雨
量不足 423mm，属典型的半干旱地区。供试土壤为中
等肥力的褐土，耕层土壤理化性质:有机质 14. 5g·
kg － 1，全氮 0. 50g·kg － 1，全磷(P2O5 计)0. 69g·kg
－ 1，
全钾(K2O 计)28. 30g·kg
－ 1，碱解氮 69. 00mg·kg － 1，
有效磷(P2O5 计)42. 85mg· kg
－ 1，速效钾(K2O 计)
197. 00mg·kg － 1，pH7. 10。
1. 2 试验设计
试验共设 5 个处理，详见表 1。每小区面积30m2，
3 次重复。4 月 27 日播种，9 月 24 日收获，行距 50
cm，株距 30 cm。供试氮肥为尿素(N，46%)，磷肥为
磷酸二铵 (N，18%;P2O5，46%)，钾肥为氯化钾
(K2O，60%);磷钾肥全部作基肥一次施用。
表 1 春玉米田间试验方案
Table 1 Field test design for spring maize
处理 treatment
施肥量 fertilization rate(kg·hm － 2)
N P2 O5 K2 O
施氮时期
nitrogen application time
对照 CK 0 97. 5 105
常规施肥 conventional fertilization (FP) 255 51 51
1 /5 基 肥，4 /5 拔 节 肥 1 /5 base fertilizer，4 /5jointing
fertilizer
N240 一次追肥(N 追 1)N240 one topdressing 240 97. 5 105
1 /5 基肥，4 /5 拔节肥 1 /5 base fertilizer，4 /5 jointing
fertilizer
N240 二 次 追 肥 (N 追 2 ) N240 two
topdressing
240 97. 5 105
1 /5 基肥，2 /5 拔节肥，2 /5 大喇叭口肥 1 /5 base fertilizer，
2 /5 jointing fertilizer，2 /5 big trumpet fertilizer
N240 一次深施 (N 一深)N240 one deep
application
240 97. 5 105 基肥一次深施
15cm one deep application as base fertilizer
at 15cm
1. 3 取样与测定方法
分别在苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期和成熟
期采集植物样品，苗期每个小区随机采集 50 株，拔节
期以后每个小区随机采集 6 株组成混合样品，烘干后
按茎、叶、籽粒和穗轴磨碎(0. 25mm)分别测定氮磷钾
含量，计算其养分积累量。
植株样品采用浓 H2SO4-H2O2 消煮
［16］:准确称取
烘干、磨碎植物样品 0. 5g 左右置于 150ml 干燥的消煮
441
1 期 施氮模式对春玉米养分累积特性的影响
管中(勿将样品粘附在瓶颈上)。先滴入少些水湿润
样品，然后加入 8ml 浓 H2SO4，轻轻摇匀，管口放一弯
颈小漏斗，放置过夜。在 LNK-872 型快速消煮炉上先
文火消煮(200℃左右)，待 H2SO4 分解冒白烟后再缓
慢升高温度至 300℃，继续消煮，当植株样品全部溶解
且溶液呈酱红色时，取下消煮管稍冷后加 10 滴 H2O2，
摇匀，再加热至沸腾，消煮约 5min，再取下稍冷后重复
加 5 ～ 10 滴 H2O2，消煮。如此反复 3 ～ 5 次，每次添加
H2O2 的量应逐次减少，消煮到溶液呈无色或清亮后，
再加热 5 ～ 10min，以除尽剩余的 H2O2(否则会影响 N、
P 的测定)。取下冷却。用少量水冲洗弯颈漏斗，洗液
流入消煮管中。将消煮液无损地洗入 100ml 容量中，
用蒸馏水定容，摇匀。过滤或放置澄清后供氮、磷、钾
的测定。
植株全氮采用凯氏定氮法测定［16］:吸取上述消煮
液 5ml 于 150ml 消煮管中，置于 LNK-871 型凯氏定氮
仪蒸馏。在 150ml 三角瓶中加入 5ml 2% H3BO3，加入
2 滴溴甲酚绿 －甲基红指示剂。接收溜出液，约 70ml。
用标准 H2SO4(C1 /2 H2SO4 = 0. 01mol /L
－ 1)溶液滴定上述
溜出液，待颜色由绿变成粉红，计算消耗 H2SO4 的体
积，进而计算植株全氮含量。
植株全磷采用钒钼黄比色法测定［16］:吸取上述消
煮液 10ml 于 50ml 容量瓶中，加 2，6-二硝基酚指示剂
2 滴，用 6mol /L 氢氧化钠溶液调节溶液至刚显微黄
色，准确加入钒钼酸铵溶液 10ml，摇匀，用水定容。同
时做空白试验。室温放置 15min 后，在 TU-1810 紫外
可见分光光度计上用波长 450nm 和 1cm 光径的比色
杯进行比色测定，以空白溶液调节吸收值的零点，读取
吸收值，在工作曲线上查出显色液的 P 数，进而计算
植株全磷含量。颜色在 8h 内可保持稳定。
植株全钾采用火焰光度计法测定［16］:吸取上述消
煮液 5ml 于 25ml 容量瓶中，用水定容，直接在 FP640
型火焰光度计上测定，记录读数。在工作标准曲线上
查出显色液的 K 数，进而计算植株全钾含量。
植物干物质量采用常压恒温干燥法测定［16］:将植
物样品置于 105℃烘箱中杀青 30min，然后在 80℃条
件下烘至恒重，称重。2 次称量之差小于 2mg 为止。
1. 4 数据处理
所有数据采用 Excel 2000 和 SPSS 11. 5 进行统计
分析。
2 结果与讨论
2. 1 施氮模式作用下的干物质累积特性
光合产物的累积与重新分配是产量与品质形成的
关键［17］，玉米干物质的 90% ～ 95% 来自于光合作
用［18］，其累积过程符合 Logistic 曲线，。在一定范围
内，干物质积累越多，籽粒产量也就越高［19］。从图 1
可以看出随着生育期推进，玉米干物质累积量总体呈
增加趋势，生育前期增加幅度较小，生育后期增加幅度
较大，这与李志勇等［19］、孙文涛等［15］的研究结果一
致，表明生育中后期，特别是大喇叭口期 －成熟期是玉
米干物质累积的关键时期，此时也是玉米生殖生长的
旺盛期。与对照相比，施氮明显提高了春玉米干物质
累积量，这种影响自拔节期开始变大，因为拔节期是春
玉米营养生长的旺盛期。各生长时期，不同施氮模式
对玉米干物质积累量无显著影响，原因可能是试验年
辽西大旱(年平均降雨量 355. 6mm)严重影响了玉米
的生长发育，使施氮模式对玉米干物质积累的影响不
明显。
图 1 不同施氮模式下春玉米的干物质累积动态变化
Fig. 1 Dynamic changes of dry matter accumulation
under different nitrogen application models
CK、FP、N 追 1、N 追 2、N 一深分别代表
不同施氮处理，详见表 1;下同
CK，FP，N one top dressing，N two top dressing and N
one deep application represent different treatments
showing in Table 1;The same as following figures and tables.
2. 2 施氮模式作用下的 NPK 累积特性
一般来说，作物生长过程中，由于植株干物质的累
积速率大于养分吸收速率，养分在植株体内的含量呈
下降趋势［20］。养分的累积量是养分含量与植株干物
质量的乘积，尽管作物生长过程中养分含量有所下降，
但养分累积量总体是呈增加趋势，收获时也可能有所
下降［21 ～ 22］。
不同施氮模式作用下的春玉米 N 累积表明 (图
2)，与对照相比，施氮明显提高了玉米植株 N 的累积
541
核 农 学 报 25 卷
量和累积速度，这种影响在拔节期以后逐渐变大，因为
拔节期是玉米营养生长最快的时期，对营养 N 的需求
和吸收量最大［10］。随着生育期推进，春玉米 N 累积总
体呈增加趋势，其累积动态曲线呈“S”型变化，这符合
生物量累积的一般规律，与宋海星和李生秀［23］、赵营
等 ［9］研究结果基本一致。在春玉米生育前期，作物生
长缓慢，养分累积也缓慢;到生育中期，作物生长加快，
对养分的吸收和累积速度都加快;生育后期，作物体内
的养分主要进行转运分配，因此，养分的累积又减缓。
作物生物量的累积是作物产量形成的基础，其动态变
化与养分吸收累积动态变化密切相关。生物量增长加
快时，养分吸收多，反之则少［9］。
春玉米 N 累积量的大小因施氮模式而异，同时也
受生育期的制约。在灌浆期以前，玉米 N 累积量呈现
N240 一次深施(N 一深)、常规施肥(FP)> N240 二次
追肥(N 追 2)> N240 一次追肥(N 追 1)>对照(CK);
在灌浆期以后，则呈 N 一深 > N 追 2 > N 追 1、FP >
CK。FP 处理在灌浆期以后 N 累积量和累积速度明显
低于 N 一深和 N 追 2 处理。常规的施肥方法 (拔节
期一次追肥)由于前期施肥量较大，在满足玉米对养
分需求的同时也造成多余的 N 不能被吸收而大量损
失，致使生育后期不能提供给玉米充足的养分，限制了
玉米对 N 素的累积;一次深施施氮方法由于 N 肥的深
施而减轻了外界因素的不利影响，降低了 N 肥损失，
延长了对玉米养分的持续供给能力;二次追肥施氮方
法 (基肥、拔节肥、大喇叭口肥)由于增加了追肥次
数，同样也满足了玉米生长发育对养分 N 的需求。
图 2 不同施氮模式下春玉米的 N 累积动态变化
Fig. 2 Dynamic changes of N accumulation under
different nitrogen application models
与对照相比，施氮明显提高了拔节期以后玉米 P
累积量和累积速度，且增加幅度随生育期推进而增大
(图 3)。随着生育期推进，春玉米 P 累积量总体呈增
加趋势，其累积动态曲线呈“S”型变化。施氮模式对
玉米 P 累积量的影响在大喇叭口期以前较小，因为生
育前期玉米植株较小，对 P 的吸收累积有限，施氮模
式对 P 吸收累积的作用不大，以后明显增大。在大喇
叭口 －灌浆期间，各施氮处理玉米 P 累积量为 N 一深
> N 追 2、FP > N 追 1;灌浆期以后，则为 N 追 2 > N 一
深 > FP、N 追 1。结果显示二次追肥和一次深施的施
氮方式有利于春玉米生育期内 P 的累积，这与包红静
等［24］的研究结果一致。
图 3 不同施氮模式下春玉米的 P 累积动态变化
Fig. 3 Dynamic changes of P accumulation under
different nitrogen application models
图 4 不同施氮模式下春玉米的 K 累积动态变化
Fig. 4 Dynamic changes of K accumulation
under different nitrogen application models
不同施氮模式对春玉米 K 累积的动态变化如图
641
1 期 施氮模式对春玉米养分累积特性的影响
4，与对照相比，施氮明显提高了拔节期后玉米植株 K
的累积量和累积速率，且增加幅度自大喇叭口期以后
保持相对稳定。随着生育期推进，春玉米 K 累积量总
体呈增加趋势，其累积动态曲线呈“S”型变化，前期增
加幅度较大，后期增加幅度较小，说明生育前期是春玉
米吸收 K 的关键时期。玉米植株 K 累积量的动态变
化受施氮模式和生育期的双重制约。在大喇叭口期以
前，不同施氮模式下玉米 K 累积量为 FP > N 追 2 > N
追 1 > N 一深;大喇叭口期以后，则为 N 追 2、N 一深 、
FP > N 追 1。纵观整个生育期各施氮处理 K 累积量的
动态变化可以看出，N 追 2 处理较其他施氮处理对 K
的积累具有优势，表明 N 肥的二次追肥施用方法更符
合玉米生理特性对养分的需求规律，有利于玉米的生
长发育，这也间接促进玉米植株对其他养分的吸收和
利用。
就养分累积量来说，N、P、K 累积量的大小与作物
种类和品种有关，玉米对氮的累积量最多，其次为钾，
磷最少［2，25，26］;而赵营等研究表明，夏玉米养分量的大
小顺序是 K > N > P［9］。在本试验条件下，春玉米养分
累积量的次序是 N > K > P。值得注意的是，春玉米干
物质和氮磷钾累积主要集中在大喇叭口期以后直至成
熟期，此阶段约占整个生物量及养分累积的 65% 以
上，说明大喇叭口期是春玉米生长的重要转折点，此时
期追肥更能满足春玉米的生理需肥特性，可见大喇叭
口期追肥显得尤为重要。不同施氮模式只是改变春玉
米养分累积的阶段累积量，而对养分累积动态趋势影
响不大。有研究表明，玉米吸收利用土壤氮素的比例
高于对肥料氮的吸收利用，且极易受夏涝的影响［27］。
因此，要提高氮肥利用率，除了氮肥的增产效应和氮肥
利用率外，还应考虑土壤残留无机氮的高低、氮磷钾配
合施用以及施用方式。
2. 3 施氮模式作用下春玉米的产量及其经济效益分
析
与对照相比，施氮显著提高了春玉米籽粒产量和
经济效益(表 2)，这与彭畅等［28］的研究结果一致，但
大小因施氮模式而异，以 N240 二次追肥(N 追 2)最
高，常规施肥(FP)最低，产投比分别为 7. 78 和 3. 66。
常规施肥处理的产投比明显低于对照无氮区(5. 30)，
说明传统常规施肥明显增加了春玉米的生产成本，却
降低了生产效益。从 N 肥农学效率和 N 肥利用率的
角度可以看出，N 追 2 > N 一深 > N 追 1 > FP，说明优
化施氮可提高化肥氮的当季利用率，降低损失，这与潘
家荣等［29］的研究结论一致。综合考虑产投比、N 肥农
学效率和 N 肥利用率等因素，二次追肥和一次深施较
其他施氮模式有较大的优势，这也佐证了前面的研究
结果。
表 2 不同施氮模式下春玉米的产量及经济效益分析
Table 2 Yields of spring maize and analysis of economic benefits under different models of nitrogen application
处理
treatment
籽粒产量
grain yield
(kg·hm － 2)
施肥效益(元 / hm2)
fertilization benefit
产值
production
成本
cost
利润
profit
产投比
output-input
ratio
N 肥农学效率
N agronomic
efficiency
(kg·kg － 1 N)
N 肥利用率
N use
efficiency (%)
CK 4705a 7527a 1194 6333 5. 30
FP 9794b 15671b 3360 12311 3. 66 19. 72 14. 72
N 追 1 one topdressing 10363b 16580b 2129 14451 6. 79 23. 58 33. 65
N 追 2 two topdressing 11676b 18682b 2129 16553 7. 78 29. 05 40. 13
N 一深 one deep application 10558b 16892b 2129 14763 6. 93 24. 38 39. 92
注:玉米 1. 6 元 / kg，尿素 1. 8 元 / kg，磷酸二铵 2. 6 元 / kg，氯化钾 4. 5 元 / kg，过磷酸钙 0. 75 元 / kg，硫加树脂包膜尿素(N 35%)1. 8 元 / kg，复
合肥(15 － 15 － 15)2. 9 元 / kg。
Note:the price of maize，urea，diammonium hydrogen，potassium chloride，calcium superphosphate，coated urea with sulfur and colophony (N 35%)and
compound fertilizer (15 － 15 － 15)were 1. 6，1. 8，2. 6，4. 5，0. 75，1. 8 and 2. 9 yuan per one kilogram，respectively.
3 结论
施氮提高了春玉米干物质和 NPK 的累积量及累
积速度，这种影响均在拔节期以后更加明显。施氮模
式对春玉米干物质累积无明显影响，而对 NPK 的累积
影响较复杂。总体看来，相比其他施氮模式相比，二次
追肥和一次深施处理的春玉米 NPK 养分累积量、产投
比、N 肥农学效率和 N 肥利用率均显示出一定的优
势。考虑到磷肥在土壤中不易移动和钾肥可被植物快
速吸收的特点，磷钾肥宜作基肥一次性施入。结合玉
米的生理需肥特性和肥料性质初步认为，磷钾肥作基
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Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2011，25(1):0143 ～ 0148
肥，氮肥作基肥 +拔节肥 + 大喇叭口肥和氮肥作基肥
一次深施的 NPK 平衡施肥技术为东北地区春玉米生
产的高效施肥技术。
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(责任编辑 邱爱枝)
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