全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（２）：３１８－３２５ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０２０５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０７－１７　　　接受日期：２０１４－１２－０９
基金项目：吉林省科技支撑重点项目（２０１１０２０７）；公益性行业（农业）科研专项（２０１２０３０３０－０４－０４）项目资助。
作者简介：高洪军（１９７５—），男，吉林省公主岭市人，副研究员，主要从事土壤肥力与农田生态研究。Ｅｍａｉｌ：ｇｈｊ１９７５＠１６３．ｃｏｍ
 通信作者 Ｔｅｌ：０１０－６２１５６８５６，Ｅｍａｉｌ：ｚｗｊ＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的
氮素吸收利用和土壤无机氮的影响
高洪军１，３，朱 平３，彭 畅３，张秀芝３，李 强３，张卫建１，２
（１南京农业大学农学院，南京 ２１００９５；２中国农业科学院作物科学研究所，北京 １０００８１；
３吉林省农业科学院，长春 １３００３３）
摘要：【目的】研究等氮量投入条件下，长期使用不同有机物料替代无机肥的适宜比例对玉米氮养分累积、运移和
氮肥利用效率和产量的影响，可以为吉林黑土区春玉米高效施肥，维持并提高土壤肥力提供理论依据。【方法】以
国家（公主岭）黑土肥力与肥料效益长期定位试验为研究平台，玉米品种郑单９５８为供试作物，设５个不同处理，
即：不施肥（ＣＫ）、氮肥（Ｎ）、氮磷钾化肥（ＮＰＫ）、粪肥 ＋ＮＰＫ（ＭＮＰＫ）、秸秆还田 ＋ＮＰＫ（ＳＮＰＫ）。在玉米苗期、拔
节期、大喇叭口期、抽丝期、灌浆期和成熟期采集地上部植株样品，分析玉米植株不同部位的氮含量和累积量以及
运移比例，计算氮肥利用效率。【结果】在玉米各生育时期，ＭＮＰＫ处理氮素累积量均高于ＮＰＫ和ＳＮＰＫ处理；拔节
期至大喇叭口期氮素累积量为１９６７ ８６４４ｋｇ／ｈｍ２，其中ＭＮＰＫ氮素累积量达到８６４４ｋｇ／ｈｍ２，为氮素累积量增
加最多、吸收速率最快的时期；在成熟期，ＭＮＰＫ、ＮＰＫ、ＳＮＰＫ、Ｎ和 ＣＫ处理植株氮素总累积量分别达到 ２８６２、
２７６２、２４９４、１５１７和６３６ｋｇ／ｈｍ２，ＳＮＰＫ处理氮素累积量略低于 ＮＰＫ处理，ＭＮＰＫ显著高于 ＮＰＫ和 ＳＮＰＫ（Ｐ＜
００５）。ＭＮＰＫ、ＳＮＰＫ、ＮＰＫ和Ｎ处理中，叶和茎鞘总氮素转移量分别为９９０、７９７、８７２和４１８ｋｇ／ｈｍ２，总的转移
氮素对籽粒的贡献率分别为５１０％、４７７％、４７２％和４３４％，以ＭＮＰＫ处理的总氮素转移量和转移氮素对籽粒贡
献率最高，与其他处理差异显著。在各处理中，ＭＮＰＫ、ＮＰＫ和 ＳＮＰＫ三个处理的氮肥偏生产力（ＰＦＰ）均大于６０
ｋｇ／ｋｇ，以ＭＮＰＫ最高，达到 ６５４ｋｇ／ｋｇ。与化肥 ＮＰＫ处理比较，ＳＮＰＫ氮素偏生产力和收获指数差异不显著。
ＭＮＰＫ处理土壤无机氮的含量在玉米整个生育期一直高于化肥 ＮＰＫ处理，并在玉米大喇叭口期达到最高，达到
６０８３ｍｇ／ｋｇ，并与其他处理差异显著。【结论】长期有机无机配合施用，不仅能有效调节氮素积累和转运，还能提
高氮肥利用效率。在适宜氮用量为１６５ｋｇ／ｈｍ２时，以农家肥氮替代７０％，或秸秆氮替代３０％化肥氮素，既减少化
肥氮投入，又增加了土壤供氮能力，因此，有机肥氮替代部分化肥氮是吉林省黑土区春玉米氮素管理的有效途径
之一。
关键词：有机无机配施；春玉米；氮肥利用效率；无机氮
中图分类号：Ｓ１４１４；Ｓ５１３　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０２－０３１８－０８
ＥｆｅｃｔｓｏｆｐａｒｔｉａｌｙｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃＮｗｉｔｈｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｅｒｉａｌｓｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅａｎｄｓｏｉｌ
ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅＮｉｎｐｕｔ
ＧＡＯＨｏｎｇｊｕｎ１，３，ＺＨＵＰｉｎｇ３，ＰＥＮＧＣｈａｎｇ３，ＺＨＡＮＧＸｉｕｚｈｉ３，ＬＩＱｉａｎｇ３，ＺＨＡＮＧＷｅｉｊｉａｎ１，２
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ
ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；３ＪｉｌｉｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｐｒｏｐｅｒｒａｔｉｏｏｆｏｒｇａｎｉｃＮｒｅｐｌａｃｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌＮｏｎｔｈｅＮｕｓｅ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｓｏｉｌＮｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｌｏｎｇｒｕｎｗｉｌｐｒｏｖｉｄｅｂａｓｅｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｅｆｉｃｉｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ
ｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｂｌａｃｋｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（Ｇｏｎｇｚｈｕｌｉｎｇ
Ｃｉｔｙ，ＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅ）ｗａｓｕｓｅｄ，ａｎｄｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅｃｕｌｔｉｖａｒ，Ｚｈｅｎｇｄａｎ９５８ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｐｌａｎｔａｎｄｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅ
ｃｏｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｆｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ：ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ＣＫ），ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮ（Ｎ），ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮＰＫ（ＮＰＫ），ＮＰＫｐｌｕｓｐｉｇ
２期　　　 高洪军，等：等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的氮素吸收利用和土壤无机氮的影响
ｍａｎｕｒｅ（ＭＮＰＫ）ａｎｄＮＰＫｗｉｔｈｓｔｒａｗ（ＳＮＰＫ）．Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍａｉｚｅａｎｄＮｕｓｅ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｔｓｉｘｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅｓｏｆｍａｉｚｅ，ｓｅｅｄｌｉｎｇ，ｊｏｉｎｔｉｎｇ，ｂｅｌｉｎｇ，ｔａｓｓｅｌｉｎｇ，ｂｌｉｓｔｅｒａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙ，
ｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｉｚｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅ
ｊｏｉｎｔｉｎｇｔｏｂｅｌｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｄａｉｌｙａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｈｅｂｅｌｉｎｇｓｔａｇｅ．ＩｎＭＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅｖａｌｕｅｉｓ
８６４４ｋｇ／ｈａ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎＮＰＫａｎｄＳＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｓｏｆＮｔｒａｎｓｆｅｒｅｄｆｒｏｍ
ｌｅａｖｅｓａｎｄｓｔｒａｗｓｈｅａｔｈｔｏｇｒａｉｎｓｗｅｒｅ９９０，７９７ａｎｄ８７２ｋｇ／ｈｍ２ｉｎＭＮＰＫ，ＳＮＰＫａｎｄＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｇｒａｉｎＮｏｆ５１０％，４７７％ ａｎｄ４７２％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＭＮＰＫ
ｓｈｏｗｓｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒＮｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈａｎＳＮＰＫａｎｄＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆａｐｐｌｉｅｄＮｉｓｏｖｅｒ６０ｋｇ／ｋｇｉｎｔｈｅＭＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＣｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ＳＮＰＫ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｎＰＦＰｓａｎｄＮｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ（ＮＨＩｓ）．ＳｏｉｌｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｏｆｔｈｅＭＮＰＫ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｉｎｇｓｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔａｍｏｕｎｔｏｆ
６０８３ｋｇ／ｋｇａｔｔｈｅｂｅｌｉｎｇｓｔａｇｅ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】ＲｅｐｌａｃｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌＮｗｉｔｈｏｒｇａｎｉｃＮｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｐｕｔｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｉｍｐｒｏｖｅＮｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｓｏｉｌＮ
ｓｕｐｐｌｙｉｎｔｈｅｌｏｎｇｒｕｎ．Ｒｅｐｌａｃｉｎｇ７０％ ｏｆｔｈｅＮ１６５ｋｇ／ｈａｉｎｐｕｔｗｉｔｈｍａｎｕｒｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｏｒ３０％ ｗｉｔｈｍａｉｚｅｓｔｒａｗ
ＮｉｓｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅａｆｅａｓｉｂｌｅｗａｙｉｎｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅａｔｂｌａｃｋｓｏｉｌｒｅｇｉｏｎｉｎＪｉｌｉｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｃｏｍｂｉｎｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ牷ｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ牷
ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎ
　　近年来，有机无机肥配施是肥料应用研究中最
活跃的领域之一，也是研究进展最迅速的领域［１］。
有机肥与无机肥相结合，在培肥土壤与作物增产方
面优于二者单独施用，尤其在等氮量条件下的有机
无机配施成了发展有机无机复合肥产业的关键科学
与技术问题，是保证作物稳定增产和推动农业持续
稳定发展的重要措施［２－３］。
众多研究获得的有机肥和无机肥配施效果结论
基本一致，有机无机肥配施有利于作物稳产高
产［４－６］，提高土壤肥力［７－８］和氮肥利用率［９－１０］，这些
研究大都是在化肥用量不变的基础上，通过增施有
机肥来进行的。但在等养分条件下通过有机肥氮部
分替代化肥氮来探讨有机无机配施对作物产量、肥
料利用率的影响除在水稻［１，５］和小麦［１１］上有一定研
究外，在东北春玉米上报道较少。虽然有个别报道，
但有机无机肥配施氮利用率较低，其结果与大多数
研究不一致，并且此试验有机培肥期限较短［１２］。因
此，本试验基于国家黑土肥力与肥效长期定位试验，
研究等氮条件下长期有机无机配施对春玉米氮养分
吸收累积、运移和氮肥利用效率的影响，以期为吉林
黑土区春玉米氮肥合理施用和有机无机配施模式提
供理论依据。
１　材料与方法
１１　试验区概况
试验位于吉林省公主岭市吉林省农业科学院国
家黑土肥力与肥料效益监测基地（东经 １２４°４８′
３３９″，北纬４３°３０′２３″）。试验地点地势平坦，海拔
２２０ｍ，年平均气温４ ５℃，年最高气温３４℃，最低
气温－３５℃，无霜期１１０ １４０ｄ，有效积温２６００
３０００℃，年降水量４５０ ６５０ｍｍ，年蒸发量１２００
１６００ｍｍ，年日照时间２５００ ２７００ｈ。土壤为中层
典型黑土，成土母质为第四纪黄土状沉积物。试验
开始时土壤基本性质为有机质 ２３３ｇ／ｋｇ、全氮
１４０ｇ／ｋｇ、全磷（Ｐ２Ｏ５）１３９ｇ／ｋｇ、全钾（Ｋ２Ｏ）２２１
ｇ／ｋｇ、碱解氮１１４ｍｇ／ｋｇ、速效磷（Ｐ２Ｏ５）２７ｍｇ／ｋｇ、
速效钾（Ｋ２Ｏ）１９０ｍｇ／ｋｇ、ｐＨ值７６。
１２　试验设计
长期土壤肥力监测始于１９９０年，于２０１２年选
择其中５个处理进行调查分析，即：１）ＣＫ（不施
肥）；２）氮肥（Ｎ）；３）氮磷钾化肥（ＮＰＫ）；４）农家
肥加化肥（Ｍ＋ＮＰＫ）；５）秸秆加化肥（Ｓ＋ＮＰＫ）。
试验小区面积４００ｍ２，每个小区均匀分成３个亚区，
区间由２ｍ宽过道相隔。有机肥在每年玉米收获后
施用，１／３氮肥和磷钾肥在玉米播种前作底肥，２／３
氮肥于拔节前追施表土下１０ｃｍ处，秸秆在拔节追
肥后撒施土壤表面。有机肥为农家肥，养分含量为
Ｎ０５％、Ｐ２Ｏ５０４％、Ｋ２Ｏ０４９％；玉米秸秆 Ｎ、
Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ含量为０７％、０１６％和０７５％。不同处
理有机物料和化肥投入量见表 １。供试作物为玉
米，种植品种为郑单９５８，于４月末播种，９月末收
获，按常规进行统一田间管理，在１０月份对土壤进
行取样分析测定。
９１３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表１　不同处理的施肥量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ１　Ｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｅｒｉａｌｉｎｐｕｔｉｎｆｉｖｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
化肥氮
ＣｈｅｍｉｃａｌＮ
有机肥氮
ＯｒｇａｎｉｃＮ
磷
Ｐ２Ｏ５
钾
Ｋ２Ｏ
ＣＫ ０ ０ ０ ０
Ｎ １６５ ０ ０ ０
ＮＰＫ １６５ ０ ８２５ ８２５
Ｍ＋ＮＰＫ ５０ １１５ ８２５ ８２５
Ｓ＋ＮＰＫ １１２ ５３ ８２５ ８２５
　　注（Ｎｏｔｅ）：Ｍ—猪粪Ｐｉｇｍａｎｕｒｅ；Ｓ—玉米秸秆Ｍａｉｚｅｓｔｒａｗ．
１３　样品采集和测定
在玉米拔节期（６月１９日）、大喇叭口期（７月５
日）、抽丝期（７月１９日）、灌浆期（８月１５日）、成熟
期（９月１９日）分别采集地上部植株样品，每次在每
小区取２株有代表性的玉米植株，将植株分为叶、茎
鞘、籽粒、穗轴４部分装入样品袋中，于烘箱１０５℃
杀青３０ｍｉｎ，然后于８０℃下烘干至恒重，称重，粉碎
过０５ｍｍ筛，用Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２消煮
［１３］，采用半微量
凯氏定氮法测定全氮。
在苗期（６月６日）和上述５个生育期分别采集
０—２０ｃｍ土壤样品，混匀，风干，过０８５ｍｍ筛。土
壤硝态氮含量采用２ｍｏｌ／ＬＫＣ１浸提—紫外分光光
度法测定［１４］，铵态氮采用２ｍｏｌ／ＬＫＣ１浸提—靛酚
蓝比色法测定［１３］。
１４　计算公式及统计方法
氮肥偏生产力（ＰＦＰ，ｋｇ／ｋｇ）＝施氮处理产量／
施氮量［１５］；
氮收获指数（ＮＨＩ，％）＝籽粒中氮累积量／收获
时植株氮素累积量×１００［１６－１７］；
氮素转移量（ＮＴ，ｋｇ／ｈｍ２）＝抽丝期营养体氮
累积量－成熟期营养体氮累积量［１８］；
氮素转移效率（ＮＴＥ，％）＝氮素转运量／抽丝期
营养体氮素累积量×１００［１８］；
转移氮素对籽粒的贡献率（ＮＴＣ，％）＝氮素转
移量／籽粒中氮累积量×１００［１８］。
试验数据采用Ｅｘｃｅｌ２００３和 ＳＰＳＳ１６０软件进
行统计分析。
２　结果与分析
２１　不同施肥处理对氮素吸收累积的影响
各处理从拔节期到成熟期氮素累积量一直增
加，增加到成熟期时氮素累积量达到最大值，成熟期
时ＭＮＰＫ、ＮＰＫ、ＳＮＰＫ、Ｎ和 ＣＫ处理玉米氮素总累
积量分别达到 ２８６２、２７６２、２４９４、１５１７和 ６３６
ｋｇ／ｈｍ２，其中ＭＮＰＫ显著高于ＮＰＫ和ＳＮＰＫ（表２）。
拔节期至大喇叭口期，玉米进入旺盛营养生长期，在
这个时段氮素累积量增加最多，吸收速率显著加快，
该阶段累积量１９６７ ８６４４ｋｇ／ｈｍ２，日均累积量
１２３ ５４０ｋｇ／ｈｍ２；抽丝期后，除 Ｎ处理外，其他
各处理氮素阶段累积量和吸收速度均有不同程度下
降。其中，ＭＮＰＫ处理各阶段氮素累积量显著高于
三个等氮量化肥处理，秸秆还田处理（ＳＮＰＫ）与化
肥处理间差异不显著。表明农家肥或秸秆长期替代
部分氮肥可提高或维持玉米的氮素吸收累积。
２２　不同施肥处理对氮素各器官转移的影响
籽粒中的养分一部分来源于根系吸收的养分直
接输送，另一部分来源于营养器官养分的再转移。
养分的转移量和转移效率是营养器官养分向籽粒转
输出的重要指标［１９］。由表 ３可知，在各施肥处理
中，叶和茎鞘总的氮素转移量ＭＮＰＫ、ＳＮＰＫ、ＮＰＫ和
Ｎ处理分别为 ９９０、７９７、８７２和 ４１８ｋｇ／ｈｍ２，
ＭＮＰＫ处理显著高于 ＮＰＫ和 ＳＮＰＫ处理。ＣＫ和单
施Ｎ处理氮素转移量最少，且叶片氮素的转移量、
转移率和贡献率都显著高于茎秆，表明长期不施肥
或不平衡施肥叶片对籽粒养分的贮藏贡献极其
重要。
由氮素转移率的分析结果可以看出，叶片和茎
秆的氮素转移率分别为４８０％ ５８７％和３０６％
５８１％。叶片氮素转移率次序为 ＣＫ＞Ｎ＞ＭＮＰＫ
＞ＳＮＰＫ、ＮＰＫ，茎鞘氮素转移率以ＭＮＰＫ处理最高，
显著高于 ＳＮＰＫ、ＮＰＫ处理，ＳＮＰＫ与 ＮＰＫ略有差
异。ＣＫ和Ｎ处理叶片氮素转移率显著大于茎鞘，
其他施肥处理茎鞘大于叶片。从转移氮素对籽粒贡
献率看，ＭＮＰＫ、ＳＮＰＫ和 ＮＰＫ（叶和茎鞘）总的转移
氮素对籽粒贡献率为 ５１０％、４７７％和 ４７２％，
ＭＮＰＫ叶片转移氮素贡献率与ＳＮＰＫ和ＮＰＫ差异不
显著，但茎鞘转移氮素贡献率差异显著。与化肥
ＮＰＫ处理比较，ＳＮＰＫ处理氮素转移率和转移氮素
对籽粒贡献率差异不显著。因此，有机肥与化肥配
施不影响植株营养体中的氮素营养向籽粒的转移，
农家肥配合化肥还可以提高植株吸收的氮素向籽粒
的转移。
０２３
２期　　　 高洪军，等：等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的氮素吸收利用和土壤无机氮的影响
表２　不同施肥处理氮素阶段累积量和日均累积量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ２　Ｄａｉｌｙａｎｄｐｅｒｉｏｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕａｌｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处 理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
拔节－大喇叭口期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｂｅｌｉｎｇ
大喇叭口－抽丝期
Ｂｅｌｉｎｇｓｉｌｋｉｎｇ
抽丝－灌浆期
Ｓｉｌｋｉｎｇｂｌｉｓｔｅｒ
灌浆－成熟期
Ｂｌｉｓｔｅｒｍａｔｕｒｉｔｙ
阶段累积量ＰｅｒｉｏｄＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ＣＫ １９６７ｅ １８４０ｃ １２４４ｅ ７３４ｃ
Ｎ ４３８０ｄ ３９１０ａ ３２３４ｄ ２６１９ｂ
ＮＰＫ ７５５２ｃ ３１２０ｂ ６３５６ｂ ３６３０ａ
ＳＮＰＫ ７７１２ｃ ３４６６ａｂ ５６３３ｃ ３５２９ａ
ＭＮＰＫ ８６４４ｂ ４０３４ａ ６８６０ｂ ３４１６ａ
日均累积量ＤａｉｌｙＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ＣＫ １２３ｅ １３１ｃ ０４５ｅ ０２２ｃ
Ｎ ２７４ｄ ２８０ａ １１５ｄ ０７７ｂ
ＮＰＫ ４７２ｃ ２２３ｂ ２２７ｂ １０７ａ
ＳＮＰＫ ４８２ｃ ２４７ａｂ ２０１ｃ １０５ａ
ＭＮＰＫ ５４０ｂ ２８８ａ ２４５ｂ １０１ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列不同字母表示处理间差异达５％显著水平Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表３　不同施肥处理春玉米各器官氮素的转移量和转移率
Ｔａｂｌｅ３　ＴｈｅａｍｏｕｎｔａｎｄｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆＮｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｆｒｏｍｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
植株器官
Ｏｒｇａｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
转移量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔｒａｎｓｆｅｒａｍｏｕｎｔ
转移率（％）
Ｔｒａｎｓｆｅｒ
对籽粒氮素贡献率（％）
ＣｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｇｒａｉｎＮ
叶 Ｌｅａｆ ＣＫ １８９ｅ ５８７ａ ４７１ａ
Ｎ ３２６ｄ ５１６ｂ ３３９ｂ
ＮＰＫ ４３９ｂ ４８０ｃ ２３８ｃ
ＳＮＰＫ ３９４ｃ ４８１ｃ ２３５ｃ
ＭＮＰＫ ４９７ａ ５１０ｂ ２５４ｃ
茎秆＋叶鞘
Ｓｔｅｍ＋ｓｈｅａｔｈ
ＣＫ ４５ｅ ３６９ｄ １１１ｄ
Ｎ ９２ｄ ３０６ｅ ９５ｅ
ＮＰＫ ４３３ｂ ５３１ｂ ２３４ｂ
ＳＮＰＫ ４０３ｃ ５３８ｂ ２４２ｂ
ＭＮＰＫ ４９３ａ ５８１ａ ２５６ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列不同字母表示处理间差异达５％显著水平 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２３　不同施肥处理对氮素利用效率的影响
偏生产力（ＰＦＰ）是土壤肥力与肥料效应的综合
指标，是指土壤本身的养分和投入肥料养分的综合
效率。适宜的氮肥偏生产力一般在４０ ８０ｋｇ／ｋｇ
之间，大于６０ｋｇ／ｋｇ表明氮素管理较好或施肥量较
低［２０］。表４表明，三个等氮量处理（ＭＮＰＫ、ＮＰＫ和
ＳＮＰＫ）氮肥偏生产力（ＰＦＰ）均大于 ６０ｋｇ／ｋｇ，以
ＭＮＰＫ＞ＮＰＫ＞ＳＮＰＫ，且处理间差异显著。表明氮
磷钾平衡施用，不论氮素来源如何，都有较好的养分
效率，粪肥氮取代部分化肥氮对提高养分的效率效
果最好。氮收获指数（ＮＨＩ）反映氮素在植株营养器
官与生殖器官间的分配。ＣＫ处理和单施氮收获指
数显著低于ＭＮＰＫ、ＮＰＫ和 ＳＮＰＫ处理，ＭＮＰＫ、ＮＰＫ
和ＳＮＰＫ处理之间收获指数差异不显著。总之，长
１２３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表４　不同施肥处理氮素利用效率的变化
Ｔａｂｌｅ４　Ｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ
ｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
玉米产量
Ｙｉｅｌｄ
（ｋｇ／ｈｍ２）
偏生产力
ＰＦＰ
（ｋｇ／ｋｇ）
氮收获指数
ＮＨＩ
（％）
ＣＫ ３４３６ｄ ６３ｃ
Ｎ ６０３０ｃ ３６６ｃ ６３３ｃ
ＮＰＫ １０５２２ａｂ ６３７ａｂ ６６９ａ
ＳＮＰＫ １０１９１ｂ ６１８ｂ ６６８ａ
ＭＮＰＫ １０７９４ａ ６５４ａ ６７１ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＰＦＰ—Ｐａｒｔｉａｌｆａｃｔｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＮＨＩ—Ｎｈａｒｖｅｓｔ
ｉｎｄｅｘ．同列不同字母表示处理间差异达５％显著水平 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓ
ｉｎａｃｏｌｕｍｎｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
期施用有机肥氮替代部分化肥氮，既能减少化肥氮
的投入，又能维持和提高玉米氮素利用效率。
２４　不同施肥处理耕层土壤无机氮的变化
土壤无机氮（包括硝态氮、铵态氮）含量能够很
好地反映植物生长过程中土壤供氮能力。图 １表
明，各施肥处理的土壤无机氮含量的变化呈现相同
的趋势。玉米喇叭口期至灌浆期，土壤矿质氮随着
土壤温度的增加而增加，此阶段也是玉米地上部生
物量显著增长时期。从玉米喇叭口期至灌浆期，玉
米吸收养分急剧增加，土壤无机氮含量下降明显；在
喇叭口期由于各施肥处理玉米拔节期追施氮肥，土
壤无机氮含量有一个明显的增幅，达到峰值；从灌浆
期到成熟期，各处理土壤无机氮含量下降幅度不大。
图１　不同施肥处理耕层（０—２０ｃｍ）土壤
无机氮含量变化
Ｆｉｇ．１　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎ０－２０ｃｍ
ｓｏｉｌｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
在各取样时期，不同施肥处理土壤无机氮的含
量存在差异，ＭＮＰＫ处理土壤无机氮的含量在玉米
整个生育期一直高于其他施肥处理，在大喇叭口期
达到６０８３ｍｇ／ｋｇ，与其他处理达到差异显著，但在
其他生育期各施肥处理差异不显著。氮磷钾化肥处
理和秸秆加氮磷钾处理差异不显著。因此，ＮＰＫ配
施农家肥比秸秆还田替代部分氮肥和全部使用氮磷
钾化肥显著增加表层土壤无机氮含量，有利于土壤
无机态氮的长期持续供应。
３　讨论与结论
氮养分吸收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。何萍等［２１］研究表明，
不施氮或施氮不足可能导致营养体运往籽粒氮素过
多，在氮素供应较好的条件下，营养体氮素再分配率
和对籽粒氮贡献率越高，越有利于经济产量的形成。
金继运和何萍［２２］指出，玉米籽粒氮素中 ３９７％
５２９％ 来源于营养体的氮素转运。刘占军等［１２］研
究表明，用部分有机肥氮替代化肥氮有利于氮素供
应平缓，使玉米氮素的分配率和对籽粒氮的贡献率
明显提高。本研究结果表明，等氮条件下有机无机
肥配施的 ＭＮＰＫ处理春玉米全生育期氮总累积量
显著高于的ＮＰＫ和ＳＮＰＫ处理。ＭＮＰＫ处理氮素累
积量、阶段累积量和日均累积量均高于其他三个等
氮量处理，其中灌浆期前累积量差异显著，灌浆期后
差异不大。本试验也表明，不施氮（ＣＫ）玉米转移氮
素贡献率最高，尤其叶片的贡献率非常显著，表明供
氮不足而使营养体氮素外运过多；与其他施肥处理
相比，ＭＮＰＫ氮转移率和转移氮素对籽粒的贡献率
最高，并达到差异显著水平，总转移氮素对籽粒的贡
献率为５１０％；秸秆还田处理（ＳＮＰＫ）的氮素转移
率和对籽粒贡献率与化肥处理（ＮＰＫ）效果相近，这
是由于低氮投入体系中，土壤无机氮残留量较低
时，秸秆能被微生物较快地矿化出氮素供给作物吸
收利用［２３］。表明适宜的有机无机肥配合施用可有
效调节开花前氮素积累和转运，有利于玉米植株全
生育期内对氮素进行吸收分配。
本试验在长期施肥条件下，化肥配施农家肥的
氮肥利用率、农学效率和偏生产力高于化肥处理，并
达到差异显著，在其他类型土壤，如潮土［２４］、红
壤［２５］上也有相同的研究结果，红壤上化肥配施农家
肥玉米氮肥利用率以每年１２４％个百分点的速率
显著增加，施肥１８年后达到６０％以上，表明不施肥
区（空白区）土壤氮素耗竭非常严重；秸秆还田配合
２２３
２期　　　 高洪军，等：等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的氮素吸收利用和土壤无机氮的影响
ＮＰＫ和化肥ＮＰＫ处理对氮肥利用效率的影响基本
一致，表明适宜的有机无机配施不仅能提高氮素的
生产能力，同时也减少了化肥氮投入，这与众多的研
究结果一致［２６－２８］。适宜的有机肥与化肥配施能提
高氮肥利用率的原因可能是有机肥易被微生物利
用，更多的氮被固定在微生物体内，从而避免了前期
过多的无机氮存在于土壤中而遭受挥发损失；当作
物需肥量增加时，土壤中没有更多的能源物质来维
持微生物的生命活动，大量的微生物相继死亡，被固
持在这些微生物体内的这部分氮素释放出来供作物
吸收利用［２９－３１］。因此，解决有机无机肥配施问题是
实现春玉米养分资源高效利用的有效途径之一。
春玉米生长期内土壤无机氮形态以硝态氮为
主，铵态氮含量处于较低水平［３２］。黄晶等［３３］研究
表明，与施用ＮＰＫ比较，长期有机无机肥配施降低
了玉米收获后的表层红壤硝态氮的积累，此试验结
果与本试验一致。郝晓辉等［３４］研究指出，在等氮量
条件下，有机肥与无机肥配施能显著提高稻田土壤
无机氮含量。本研究结果表明，在整个生育期，有机
无机配施处理表层土壤无机氮含量都高于化肥处
理，在喇叭口期达到峰值，土壤无机氮含量达到
６０８３ｍｇ／ｋｇ，较其他处理为作物生长提供了更多的
氮素养分，表明长期有机肥与化肥配施是增加土壤
氮含量的较好施肥措施。有机肥氮素残效连续叠
加，使土壤具有强大而持久的供氮能力，这是施用有
机肥产生后效的物质基础和根本原因［３５］。长期施
用氮肥虽然能够提高土壤供氮能力，但是真正能增
加土壤有机氮库、显著提高土壤供氮能力并使土壤
在供氮方式上具有渐进性和持续性的只有施用有机
肥。这种供氮方式更适合作物根系对氮的吸收利
用，这是有机肥优于化肥的原因之一［３６］，本研究结
果也表明，在减施化肥氮的基础上，秸秆还田处理
（ＳＮＰＫ）与化肥处理（ＮＰＫ）的土壤无机氮含量差异
不显著，这是连续秸秆还田导致大量的有机氮矿化
释放出无机氮的缘故［３７］。因此，本试验条件下，长
期施用适宜的有机肥氮替代部分化肥氮（用量为 Ｎ
１６５ｋｇ／ｈｍ２，并且农家肥氮的替代率在７０％或秸秆
氮的替代率在３０％时）是可行的，既节省化肥氮投
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其机理研究［Ｊ］．中国农业科学，１９９８，３１（３）：１－４
ＨｅＰ，ＪｉｎＪＹ，ＬｉｎＢ．ＥｆｅｃｔｓｏｆＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｎｌｅａｆ
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ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａ，１９９８，３１（３）：１－４
［２２］　金继运，何萍．氮钾营养对春玉米后期碳氮代谢与粒重形成
的影响［Ｊ］．中国农业科学，１９９９，３２（４）：５５－６２
ＪｉｎＪＹ，ＨｅＰ．ＥｆｅｃｔｏｆＮａｎｄＫｎｕｔｒｉｔｉｏｎｏｎｐｏｓｔｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｏｆ
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［２３］　郭瑞英．设施黄瓜根层氮素调控及夏季种植填闲作物阻控氮
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ＧｕｏＲＹ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｏｏｔｌａｙｅｒｗｉｔｈ
ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｃｕｃｕｍｂｅｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｎｉｔｒｏｇｅｎｌｏｓｓｏｆｐｌａｎｔｉｎｇｃａｔｃｈ
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ｍｕｌｃｈｉｎｇｏｎｓｕｐｐｌｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｉｌｉｎｏｒｇａｎｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄ
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