全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１６，２２（３）：８３０－８３７ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．１４４０９
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０８－２９　　　接受日期：２０１５－０１－０４　　　网络出版日期：２０１５－０７－１７
基金项目：河北省农林科学院青年基金项目（Ａ２０１２１３０１０１）；河北省青年拔尖人才计划项目；河北省财政项目（Ｆ１４Ｒ０５５２０４）；河北省现代农
业产业技术体系玉米创新团队项目；河北省渤海粮仓科技示范工程项目；河南省自然科学基金项目（２０１６３０１０２５）资助。
作者简介：杨云马（１９７８—），男，河北辛集人，硕士研究生，副研究员，主要从事施肥及养分资源管理方面研究。
Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｕｎｍａ＠１６３ｃｏｍ。　通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｓｈｕｌｏｎｇｊｉａ＠１６３ｃｏｍ
氮肥基施深度对夏玉米产量、氮素利用及
氮残留的影响
杨云马，孙彦铭，贾良良，孟春香，贾树龙
（河北省农林科学院农业资源环境研究所，石家庄 ０５００５１）
摘要：【目的】研究华北平原区底施氮肥深度对夏玉米产量、氮素吸收量、氮肥利用率以及氮素在土壤中残留的影
响，以期为夏玉米的氮肥施用提供依据。【方法】采用小区试验和１５Ｎ示踪试验的方法。小区试验设对照（ＣＫ），常
规垄侧施氮（Ｔｓｉｄｅ），垄内８ｃｍ深（Ｔ８）、１６ｃｍ深（Ｔ１６）、２４ｃｍ深（Ｔ２４）施氮和垄内３层施氮（Ｔａｌ）６个处理，
养分施用量为Ｎ１８０ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５１２０ｋｇ／ｈｍ
２，Ｋ２Ｏ１５０ｋｇ／ｈｍ
２。示踪试验采用原位原状土柱法，设３个处理：１５Ｎ
尿素施在８ｃｍ深，另两层１６ｃｍ、２４ｃｍ施用普通尿素（Ｎ８）；１５Ｎ尿素施在１６ｃｍ深，另两层８ｃｍ、２４ｃｍ施用普通
尿素（Ｎ１６）；１５Ｎ尿素施在２４ｃｍ深，另两层８ｃｍ、１６ｃｍ施用普通尿素（Ｎ２４）；养分用量与小区试验相同。【结
果】大田试验结果表明，Ｔａｌ处理的玉米产量最高，比Ｔ２４提高了８４５％，达显著水平；Ｔａｌ、Ｔ８、Ｔ１６处理的夏
玉米产量均高于Ｔｓｉｄｅ，分别比Ｔｓｉｄｅ提高了６６５％、３２９％和５４３％，所有施肥处理中以Ｔ２４的玉米产量最低。
玉米各生育期的氮素吸收量也以Ｔ２４处理最低；与Ｔｓｉｄｅ处理相比，Ｔａｌ处理的玉米氮吸收量在吐丝以前偏低，
收获时稍高。夏玉米带状施肥主要影响垄内（施肥部位）土壤碱解氮含量，对垄间（非施肥带）土壤碱解氮含量影
响不大；与Ｔ１６、Ｔ２４深层施氮相比，Ｔｓｉｄｅ、Ｔ８浅层施氮处理显著提高了玉米生育前期垄内表层土壤的碱解氮
含量。示踪试验结果表明，施于８ｃｍ、１６ｃｍ、２４ｃｍ的氮素利用率分别为３７２４％、３１３３％、１８７５％。玉米收获
后０—１００ｃｍ土层Ｎ２４处理的氮素残留量显著高于Ｎ８和Ｎ１６处理，并且Ｎ２４处理的氮素残留主要分布在４０—８０
ｃｍ土层。【结论】本区域夏玉米底施尿素的适宜深度为８—１６ｃｍ。
关键词：夏玉米；尿素；施肥深度；氮素利用率；氮素残留
中图分类号：Ｓ５１３０６２；Ｓ１４７２４　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１６）０３－０８３０－０８
Ｅｆｅｃｔｏｆｂａｓｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｎｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｙｉｅｌｄ，ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｓｉｄｕｅ
ＹＡＮＧＹｕｎｍａ，ＳＵＮＹａｎｍｉｎｇ，ＪＩＡＬｉａｎｇｌｉａｎｇ，ＭＥＮＧＣｈｕｎｘｉａｎｇ，ＪＩＡＳｈｕｌｏｎｇ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨｅｂｅｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，
Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｅｆｅｃｔｓｏｆｂａｓｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｎｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｙｉｅｌｄ，ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｕｐｔａｋｅａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＮＵＥ）ａｓｗｅｌａｓｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｓｉｄｕｅｉｎｓｏｉｌｗｅｒｅ
ｓｔｕｄｉｅｄｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａＰｌａｉｎａｒｅａ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｃａｒｉｅｄｏｕｔｔｈｒｏｕｇｈａｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄａ
ｓｉｍｕｌａｔｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｕｓｉｎｇ１５Ｎｌａｂｅｌｅｄｕｒｅａ．Ｓｉｘｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ＣＫ，ｒｏｗｓｉｄｅＮ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（Ｔｓｉｄｅ），Ｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ８ｃｍ（Ｔ８），１６ｃｍ（Ｔ１６），２４ｃｍ（Ｔ２４）ａｎｄａｌａｂｏｖｅｔｈｅｄｅｐｔｈｓ
（Ｔａｌ）ｉｎｒｏｗｓ．ＴｈｅｄｏｓｅｓｏｆＮ，Ｐ２Ｏ５ａｎｄＫ２Ｏｗｅｒｅ１８０ｋｇ／ｈｍ
２，１２０ｋｇ／ｈｍ２ａｎｄ１５０ｋｇ／ｈｍ２ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ
ｔｒａｃｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｓｉｔｕａｎｄｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｏｉｌｃｏｌｕｍｎｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｒｅｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ，１５Ｎｌａｂｅｌｅｄｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ８ｃｍｉｎｄｅｐｔｈ，ｃｏｍｍｏｎｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ１６ｃｍａｎｄ２４ｃｍ（Ｎ８）；
３期　　　 杨云马，等：氮肥基施深度对夏玉米产量、氮素利用及氮残留的影响
１５Ｎｌａｂｅｌｅｄｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ１６ｃｍｉｎｄｅｐｔｈ，ｃｏｍｍｏｎｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ８ｃｍａｎｄ２４ｃｍ（Ｎ１６）；１５Ｎｌａｂｅｌｅｄ
ｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ２４ｃｍｉｎｄｅｐｔｈ，ｃｏｍｍｏｎｕｒｅａｗａｓａｐｐｌｉｅｄａｔ８ｃｍａｎｄ１６ｃｍ（Ｎ２４）．Ｔｈｅｎｕｔｒｉｔｉｏｎｄｏｓｅｓａｒｅ
ｔｈｅｓａｍｅａｓｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＴｈｅｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｉｚｅｙｉｅｌｄｕｎｄｅｒＴａｌｉｓｔｈｅ
ｈｉｇｈｅｓｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒＴ２４ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＴｓｉｄｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｍａｉｚｅｙｉｅｌｄｓｏｆ
Ｔａｌ，Ｔ８，ａｎｄＴ１６ａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ６６５％，３２９％ ａｎｄ５４３％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｍａｉｚｅｙｉｅｌｄｕｎｄｅｒｔｈｅＴ２４
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｍｏｎｇａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅｕｎｄｅｒｔｈｅＴ２４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔａｔ
ｔｈｅｍａｉｚｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓａｍｏｎｇａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＴｓｉｄｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅｓ
ｕｎｄｅｒｔｈｅＴａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅｌｏｗｅｒａｔｔｈｅｓｉｌｋｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｈｉｇｈｅｒａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅｂａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
ｍａｉｎｌｙａｆｅｃｔｓｔｈｅｓｏｉｌａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｒｉｄｇｅ（ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎ），ｂｕｔｌｉｔｌｅｅｆｅｃｔｂｅｔｗｅｅｎ
ｒｉｄｇｅｓ（ｎｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎ）ｉｓｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｅｅｄｒｏｗａｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＴｓｉｄｅａｎｄＴ８ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＴ１６ａｎｄＴ２４Ｔｈｅｔｒａｃｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＮＵＥｓｏｆｕｒｅａａｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｓｏｆ８ｃｍ，１６ｃｍａｎｄ２４ｃｍａｒｅ３７２４％，３１３３％ ａｎｄ
１８７５％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｍａｉｚｅｈａｒｖｅｓｔ，ｔｈｅＮｒｅｓｉｄｕａｌｉｎｔｈｅ０－１００ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｕｎｄｅｒｔｈｅＮ２４ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅＮ８ａｎｄＮ１６ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｒｅｓｉｄｕａｌＮｉｓｍｏｓｔｌｙｉｎ４０－８０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ
ｕｎｄｅｒｔｈｅＮ２４ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｄｅｐｔｈｏｆｂａｓｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｕｒｅａｉｓ８－１６ｃｍｆｏｒｔｈｅｓｕｍｍｅｒ
ｍａｉｚｅｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅ；ｕｒｅａ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｓｉｄｕｅ
目前有关夏玉米养分管理的研究多集中在养
分用量［１－３］、底追比例［４－５］和控释肥［６－７］上，但有关
肥料施用方式的研究则较少。华北地区冬小麦－
夏玉米轮作是主要的种植模式之一，本区域夏玉米
施肥方式一般为免耕一次性侧施底肥技术，种肥
间距一般５ ８ｃｍ，施肥深度４ ８ｃｍ。这种施肥
方式由于种、肥间距较小，很难将全生育期所需肥
料一次性施足，因此容易造成后期脱肥。如果施
肥量较大，或者种肥间距调节不当或肥料品种选
用不当，又容易出现烧种、烧苗等现象，从而影响
玉米产量［８］。针对此问题，有人提出了玉米深松
全层施肥技术［９－１１］，并研发了玉米深松全层施肥
播种机械。利用这种机械，实现了播种区域局部
旋耕深松、１０—２５ｃｍ土层均匀分层施用肥料［１２］。
由于增加了施肥深度，可以加大肥料用量，实现全
生育期一次性施肥，大幅度提高了夏玉米产量［１３］。
然而，本区域夏玉米氮、磷、钾三种养分是否都需
要深施，各种养分的最佳施用深度是多少，现有报
道中并没有作进一步研究。有关玉米养分分层管
理技术，在春玉米区曾有过相关报道，但研究结果
有一定差异。有研究指出，春玉米氮肥深追（１０—
１５ｃｍ）能够提高氮肥利用率［１４］，并且氮素深施至
１５ｃｍ可促使玉米根系下移［１５］。但是还有人指
出，春玉米尿素深施１０ｃｍ最佳，玉米产量和氮素
利用率最高，若深施至１５ｃｍ，玉米产量和氮素利
用率反而会降低［１６］。但有关夏玉米区的氮、磷、
钾肥分层施用的研究却较少。本研究针对夏玉米
区氮肥的施用深度进行了研究，以期为夏玉米的
氮肥分层施用提供依据。
１　材料与方法
１１　试验区概况
试验于２０１２年在河北省辛集市马庄乡保高丰
农场（Ｅ１１５°１８′１０３３″，Ｎ３７°４７′５６３７″）进行，试
验区属季风暖温带半湿润大陆性气候。年平均降
水量４８８２ｍｍ，其中６ ８月份降水量占全年总
降水量的６７９％，试验期间各月份降水量见图１。
供试土壤为轻壤质潮土，土壤基本理化性状见
表１。
图１　试验期间降水量
Ｆｉｇ．１　Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
１３８
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２２卷
表１　试验地土壤基本化学性状
Ｔａｂｌｅ１　Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｏｉｌ
土层（ｃｍ）
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ
有机质（ｇ／ｋｇ）
Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ
全氮（ｇ／ｋｇ）
ＴｏｔａｌＮ
碱解氮（ｍｇ／ｋｇ）
Ａｌｋａｌｉ．Ｎ
速效磷（ｍｇ／ｋｇ）
ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ
速效钾（ｍｇ／ｋｇ）
ＡｖａｉｌａｂｌｅＫ
ｐＨ
０—２０ １８４２ １０４ ８３６５ １５７５ １０５５０ ８１４
２０—４０ ９００ ０４８ ３８１５ ６４０ ５８５０ ８１３
１２　试验设计
１２１小区试验　小区试验共设６个处理，分别为：
１）不施肥（ＣＫ）；２）垄侧８ｃｍ，深度５ｃｍ一次性施
用氮、磷、钾肥（Ｔｓｉｄｅ）；３）氮、磷、钾肥料在种子
正下方分三层混合均匀施入，三层深度距地表分别
为８ｃｍ、１６ｃｍ、２４ｃｍ（Ｔａｌ）；４）氮肥全部施在种
子正下方距地表８ｃｍ处，磷、钾肥施用同处理３）
（Ｔ８）；５）氮肥全部施在种子正下方距地表１６ｃｍ
处，磷、钾肥施用同处理３）（Ｔ１６）；６）氮肥全部施
在种子正下方距地表２４ｃｍ处，磷、钾肥施用同处
理３）（Ｔ２４）。小区面积３２ｍ２，３次重复，随机排列。
根据本研究组以往的试验结果［１］，本区域相关
研究报道［１７］和试验田基本理化性状，设定养分用量
为 Ｎ １８０ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５ １２０ｋｇ／ｈｍ
２、Ｋ２Ｏ １５０
ｋｇ／ｈｍ２。氮、磷、钾分别选用尿素（Ｎ４６％）、重过
磷酸钙（Ｐ２Ｏ５４３％）、氯化钾（Ｋ２Ｏ６０％）。施肥方
法为条施，先人工开沟至２４ｃｍ，按照处理施入底层
肥料；然后填土使沟底距地表１６ｃｍ，再按照处理施
入中层肥料；再填土使沟底距地表８ｃｍ，按处理施
入上层肥料，再填土。在填土位置人工点播玉米，播
种深度３ｃｍ，播种密度６９０００ｐｌａｎｔ／ｈｍ２。ＣＫ和 Ｔ
ｓｉｄｅ处理同样在播种行位置先开沟再填土，以消除
处理间土壤物理性状的差异。播种后灌水７０ｍｍ
左右。
１２２１５Ｎ示踪试验　采用原位原状土柱法进
行［１８］。分３个施肥层次，施用深度分别为８ｃｍ、１６
ｃｍ、２４ｃｍ，３个层次均施用氮、磷、钾肥。试验设
３个处理，３个不同层次的氮肥（普通尿素）用１５Ｎ
标记尿素代替，分别用Ｎ８、Ｎ１６、Ｎ２４表示。设３次
重复，随机排列。用以研究夏玉米对不同深度氮素
的吸收利用情况。
土柱的制作方法：先将土柱以外的土壤挖出，
留下直径６２ｃｍ、深１００ｃｍ的原位原状土柱，然后
用塑料膜将土柱包裹，使土柱底部与大田土壤连接
而四周隔离，最后将四周土壤回填。
每个土柱内种植２株玉米，施肥方式为穴施，上
种下肥。施肥时先挖２４ｃｍ深，用纸筒将本层肥料
施入，以防止肥料挂壁。然后填土至１６ｃｍ，再用上
述方法施肥，再填土至８ｃｍ，再施肥、填土。最后播
种，播种深度３ｃｍ。肥料用量与小区试验相同，折
算成每株的肥料用量为尿素５９１ｇ、重钙４２２ｇ、
氯化钾３７８ｇ，１５Ｎ标记尿素丰度为１０１５％。播种
后灌水７０ｍｍ。
１３　采样及测定
小区试验，分别在玉米八叶期、吐丝期、成熟
期采集地上部玉米植株，每个小区取２株监测玉米
的氮素吸收情况；在上述３个时期，分垄内（施肥
带）、垄间（距施肥带 ２５ｃｍ）两个部位，分别采集
０—１０ｃｍ、１０—２０ｃｍ、２０—４０ｃｍ土层土样，分析
玉米不同生育期土壤速效氮含量；并在收获时测定
玉米产量。
１５Ｎ示踪试验，玉米收获后采集地上部植株，测
定籽粒、秸秆中全氮含量和１５Ｎ丰度，计算氮素利用
率。分０—１０ｃｍ、１０—２０ｃｍ、２０—４０ｃｍ、４０—６０
ｃｍ、６０—８０ｃｍ、８０—１００ｃｍ６个层次采集土壤样
品，测定不同层次土壤全氮含量和１５Ｎ丰度。
土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾
采用常规分析方法［１９］。土壤和植株１５Ｎ丰度采用质
谱法进行测定。
氮肥利用率 ＝（籽粒产量 ×籽粒氮含量 ×籽
粒１５Ｎ百分超 ＋秸秆产量 ×秸秆氮含量 ×秸秆１５Ｎ
百分超）／（氮用量×肥料１５Ｎ百分超）×１００％
土壤氮素分层残留率＝土壤分层容重×土柱分
层体积 ×土柱分层全氮含量 ×土柱分层１５Ｎ百分
超／（氮用量×肥料１５Ｎ百分超）×１００％
土壤氮素分层残留量＝土壤氮素分层残留率×
氮素施入量
１４　数据分析
试验结果采用ＤＰＳ软件进行统计分析，Ｄｕｎｃａｎ
法进行显著性检验。
２　结果与分析
２１　氮素分层深施对夏玉米产量影响
氮肥不同施用方式下的夏玉米籽粒产量见图
２，可以看出，所有施肥处理的玉米产量均显著高于
不施肥对照。施肥处理中以氮、磷、钾分三层均匀
２３８
３期　　　 杨云马，等：氮肥基施深度对夏玉米产量、氮素利用及氮残留的影响
施的处理（Ｔａｌ）玉米籽粒产量最高，为 ９９１４
ｋｇ／ｈｍ２；然后依次为Ｔ１６、Ｔ８、Ｔｓｉｄｅ，其产量分别
为９８０１、９６０２、９２９６ｋｇ／ｈｍ２，
Ｔ２４处理产量最低，为９１４２ｋｇ／ｈｍ２。其中 Ｔ
ａｌ较Ｔ２４处理产量提高了８４５％，差异达显著水
平；并且 Ｔａｌ处理较 Ｔｓｉｄｅ玉米产量提高了
６６５％。Ｔ１６与 Ｔ２４处理相比，玉米产量提高了
７２１％。Ｔ８较 Ｔ２４处理提高了 ５０３％。Ｔ１６与
Ｔ８处理均比 Ｔｓｉｄｅ产量略有增加，增加幅度分别
为３２９％和５４３％。由此看出，氮素的施用深度对
玉米籽粒产量确有一定影响。玉米种子正下方合适
深度施氮稍优于根侧施肥，但施氮深度不宜过深，以
８ １６ｃｍ为宜。
图２　不同处理玉米产量
Ｆｉｇ．２　Ｍａｉｚｅｙｉｅｌｄｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达５％ 显著水平Ｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％
ｌｅｖｅｌｓ．］
２２　氮素施用方式对夏玉米氮素吸收动态影响
与对照（ＣＫ）相比，施肥显著提高了玉米八叶
期、收获期的氮素吸收量。各施肥处理间玉米氮素
吸收量差异不显著，其中玉米八叶期、吐丝期Ｔｓｉｄｅ
处理的玉米氮吸收量最高，收获期Ｔａｌ处理的玉米
氮吸收量最高（图３）。所有施氮处理中，Ｔ２４处理
在玉米各生育期的氮吸收量均最低，与 Ｔｓｉｄｅ处理
相比，八叶期、吐丝期、收获期的玉米氮吸收量分
别低了１７８０％、１３１９％、５０１％。Ｔａｌ处理与常
规Ｔｓｉｄｅ处理相比，吐丝以前玉米的氮吸收量偏低，
收获时吸收量稍高。由以上分析可知，氮素分层均
匀施用与常规根侧施用相比，对夏玉米氮的吸收量
影响不大；但是只将氮素施在２４ｃｍ土层，则会影
响玉米的氮素吸收量。
２３　氮素施用方式对土壤速效氮含量的影响
氮素不同施用方式对垄间（非施肥部位）土壤
图３　玉米各生育期吸氮量
Ｆｉｇ．３　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｐｔａｋｅｏｆｍａｉｚｅ
ａｔｔｈｅｍａｉｎｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ
ｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌｓ．］
碱解氮含量的影响不大（表２）。玉米３个生育期、
３个土层９组数据中有５组数据表明施肥处理与对
照相比其土壤碱解氮含量差异不显著，只有４组数
据二者差异达显著水平，其中收获期０—１０ｃｍ土层
的土壤碱解氮含量差异较大，Ｔａｌ和 Ｔ８处理显著
高于对照，并且 Ｔ８处理的土壤碱解氮含量显著高
于Ｔ２４处理。吐丝期１０—２０ｃｍ土层 Ｔ２４处理的
土壤碱解氮含量显著高于ＣＫ、Ｔｓｉｄｅ、Ｔａｌ和Ｔ１６
处理，吐丝期２０—４０ｃｍ土层Ｔ２４处理的碱解氮含
量显著高于 ＣＫ。八叶期１０—２０ｃｍ土层 Ｔ８处理
的土壤碱解氮含量显著高于 ＣＫ。其余处理间差异
不显著。
而氮素不同施用方式对垄内（施肥部位）土壤
碱解氮含量有显著影响（表３）。９组数据中只有１
组数据统计分析差异不显著，其余８组数据的差异
均达显著水平。其中八叶期０—１０ｃｍ土层碱解氮
含量差异最大，Ｔｓｉｄｅ处理最高，然后依次为 Ｔａｌ、
Ｔ１６、Ｔ２４处理，４个处理相互间差异均达显著水
平。吐丝期 ２０—４０ｃｍ土层的碱解氮含量差异次
之，Ｔ２４、Ｔ１６处理显著高于ＣＫ、Ｔａｌ和Ｔ８处理。
通过以上分析看出，夏玉米带状施肥对垄间
（非施肥带）土壤碱解氮含量的影响不大，主要影响
施肥部位的土壤碱解氮含量。Ｔｓｉｄｅ、Ｔ８浅层施氮
处理显著提高了玉米生育前期垄内表层土壤的碱解
氮含量，深层施氮处理对垄内２０—４０ｃｍ土壤碱解
氮含量有一定提升，但效果不明显。
２４　不同施氮深度对夏玉米氮肥利用及土壤残留
的影响
１５Ｎ示踪试验结果表明（图４），随着尿素施用深
３３８
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２２卷
书书书
表
２　
玉
米
各
生
育
期
垄
间
土
壤
碱
解
氮
含
量
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４３８
３期　　　 杨云马，等：氮肥基施深度对夏玉米产量、氮素利用及氮残留的影响
表４　玉米收获后各土层的氮素残留量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ４　ＮｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｆｅｃｔｅｄｂｙＮｉｎｓｏｉｌａｆｔｅｒｍａｉｚｅｈａｒｖｅｓｔ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
土层深度 Ｓｏｉｌｌａｙｅｒ（ｃｍ）
０—１０ １０—２０ ２０—４０ ４０—６０ ６０—８０ ８０—１００ ０—１００
Ｎ８ ７４０±０６３ａ ７７８±０５８ａ６２１±０５２ａｂ８０１±２１２ｂ１２４２±１８１ｂ１１４８±１４４ａ ５３３０±４４２ｂ
Ｎ１６ ５５９±００４ｂ ５５３±１０３ｂ６９４±０９６ａ ８２７±１８７ｂ１３４２±１９８ｂ１２９６±１８６ａ ５２７１±５１４ｂ
Ｎ２４ ４５６±００２ｂ ４４２±０２８ｂ４６３±０５６ｂ１６１６±２８３ａ２７６２±４３４ａ１８１３±４３１ａ ７５５２±２０１ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示施氮深度间差异达５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｓｏｆＮａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
图４　不同施氮深度的氮素利用率
Ｆｉｇ．４　Ｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＮＵＥ）ａｆｅｃｔｅｄｂｙ
Ｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示施氮深度间差异达 ５％显著水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｄｅｐｔｈｓｏｆＮａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌｓ．］
度的增加，夏玉米氮素利用率呈降低的趋势。施在
１６ｃｍ的比施在８ｃｍ的氮素利用率降低了５９２个
百分点。施在２４ｃｍ比施在８ｃｍ的氮素利用率降
低了１８４９个百分点，显著低于施在８ｃｍ和１６ｃｍ
的氮素利用率。所以，氮素施用越深利用率越低。
本试验结果与小区试验玉米产量和氮素吸收量的结
果相呼应。
玉米收获后０—１００ｃｍ土层Ｎ２４处理的氮素残
留量显著高于Ｎ８和Ｎ１６（表４），并且土壤中氮素残
留的深度与施氮深度密切相关。Ｎ８处理０—２０ｃｍ
土层的氮素残留量显著高于 Ｎ１６和 Ｎ２４，Ｎ１６处理
２０—４０ｃｍ土层的氮素残留量显著高于Ｎ２４，Ｎ２４处
理４０—８０ｃｍ土层的氮素残留量显著高于 Ｎ８和
Ｎ１６。氮素施用越深，深层土壤残留的氮素量越多，
这样会增加氮肥淋失的风险。
３　讨论与结论
一般认为，氮肥深施能够提高氮素利用率和作
物产量，但这里的深施一般是相对于地表撒施而言，
将氮肥施入土壤中能够很好地抑制氨挥发，提高其
利用率［２０］。氮肥在土壤中是否施用越深利用率越
高呢？有人在此方面也进行了深入研究。在没有氮
素淋溶损失的情况下，苏正义等［１６］的盆栽示踪试验
结果表明，春玉米尿素表施、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ施
用的利用率分别为 ３９６７％、４４９２％、５３１１％、
５２６５％。李伟波等［１４］田间微区示踪试验结果显
示，在追肥次数相同的情况下，吉林春玉米深追尿素
（１０—１５ｃｍ）与传统垄上浅追尿素的利用率分别为
３０１％、２４５％，尿素深施利用率提高了 ５６个百
分点。１０ｃｍ左右为尿素施用的适宜深度，并且施
肥方式为集中穴施，这样会对玉米根系的生长造成
影响［１５］。本研究示踪试验研究在８ｃｍ、１６ｃｍ、２４
ｃｍ三层均施有氮素，研究某一层氮素利用率时，
用１５Ｎ标记尿素代替本层的普通尿素，各处理的氮
素供应是相同的。由此方法得到８ｃｍ、１６ｃｍ、２４
ｃｍ施用尿素的利用率分别为 ３７２４％、３１３３％、
１８７５％。夏玉米氮素利用率在８—２４ｃｍ土层内随
着尿素施用深度的增加而降低，并且２４ｃｍ施氮的
利用率显著低于８ｃｍ和１６ｃｍ施氮。本研究也表
明深度１０ｃｍ左右施用尿素的利用率较高。目前夏
玉米肥料深施技术已经在实际生产中得到应用，玉
米多层施肥播种机能将肥料在８ ２５ｃｍ分５层均
匀施入［１１－１３］。通过本研究发现，利用此机械将氮肥
施在２４ｃｍ会显著降低氮肥利用率，并影响玉米产
量和氮吸收量，此种施肥模式下氮素不宜施用过深。
有研究［８］指出尿素在种子正下方会出现烧苗
现象。种下５ｃｍ处施用普通尿素，玉米种子不能萌
发。１０ｃｍ处施用普通尿素，部分种子（５０％）萌发
生长，出苗７ｄ后，基本停止生长，１５ｄ时发生苗枯蔫
萎现象。但是本研究无论是小区试验还是１５Ｎ示踪
试验施用尿素，均未发现烧苗现象。分析可能与试
验方法有关，本研究均在大田环境中进行，而相关研
５３８
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２２卷
究是用盆栽的方法。氮素的转化和运移规律在盆栽
和大田环境下可能有一定的差异。
氮肥施用过深会增加氮素淋失的风险。有研
究［２１－２２］指出，氮素淋失明显高于挥发损失，是氮素
损失的主要途径。本研究１５Ｎ示踪试验结果表明，
２４ｃｍ施氮在４０—８０ｃｍ土层的残留量明显高于８
ｃｍ和１６ｃｍ施氮，氮素施用越深，深层土壤残留的
氮素量越多。氮素在土壤中的运移受灌溉等土壤水
分变化的影响很大［２３－２４］，关于不同降水量和灌溉条
件下氮肥的适宜施用深度本文未涉及。
综合夏玉米产量、氮素利用率以及氮素残留
量，本试验条件下初步得出华北夏玉米区氮肥适宜
施用深度为８—１６ｃｍ。
参 考 文 献：
［１］　ＹａｎｇＹＭ，ＷａｎｇＸＢ，ＤａｉＫ，ｅｔａｌ．Ｆａｔｅｏｆｌａｂｅｌｅｄｕｒｅａ１５Ｎａｓ
ｂａｓａｌａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎａｎｉｒｉｇａｔｅｄｗｈｅａｔ－ｍａｉｚｅ
ｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｐｌａｉｎ：Ｉｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅ［Ｊ］．
ＮｕｔｒｉｅｎｔＣｙｃｌｉｎｇｉｎＡｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，２０１１，９０：３７９－３８９
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水平对玉米生长及其根际土壤氮的影响［Ｊ］．植物营养与肥
料学报，２０１０，１６（３）：５６７－５７４
ＹｕｎＰ，ＧａｏＸ，ＣｈｅｎＬ，ｅｔａｌ．Ｐｌａｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｔａｔｕｓｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｏｆｍａｉｚｅａｓａｆｅｃｔｅｄｂｙｖａｒｉｏｕｓ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅｓｉｎｗｈｅａｔｍａｉｚｅｒｏｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎ
ａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２０１０，１６（３）：５６７－５７４
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ｎｕｔｒｉｅｎｔｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅ
［Ｊ］．ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００６，１２（５）：６２２－
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