全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(11): 2009−2015 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31271662)，山东省现代农业产业技术体系项目，国家公益性行业(农业)科研专项(201203100)，国家
科技支撑计划项目(2011BAD16B09)和山东省玉米育种与栽培技术企业重点实验室开放课题资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 张吉旺, E-mail: jwzhang@sdau.edu.cn, Tel: 0538-8245838
第一作者联系方式: E-mail: snowyjlbin@163.com, Tel: 15053841369
Received(收稿日期): 2013-02-04; Accepted(接受日期): 2013-06-09; Published online(网络出版日期): 2013-08-12.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130812.1749.005.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.02009
综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响
靳立斌 1 崔海岩 1 李 波 1 杨今胜 2 董树亭 1 赵 斌 1
刘 鹏 1 张吉旺 1,*
1 作物生物学国家重点实验室 / 山东农业大学农学院, 山东泰安 271018; 2 山东登海种业股份有限公司 / 山东省玉米育种与栽培技
术企业重点实验室, 山东莱州 261448
摘 要: 通过对播种方式、播种时间、施肥时期及用量和收获时间等农艺措施的优化组合, 设置综合农艺管理和施
氮量试验, 研究了对夏玉米氮效率和土壤硝态氮积累的影响。结果表明, 随着施氮量的增加, 氮肥偏生产力显著提高,
氮肥农学利用效率显著下降, 氮素利用效率和氮收获指数先增加后降低, 施氮 184.5 kg hm−2时达到最高; 施氮显著
提高了花前氮素积累量和 0~30 cm土层硝态氮累积量; 0~30 cm土层硝态氮累积量随施氮量的增加逐渐提高, 即单一
氮肥运筹下, 氮效率不能持续提高, 且土壤硝态氮积累量却因增施氮肥而逐渐升高。综合农艺管理的再高产高效处理
(Opt-2)的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率、氮素利用效率和氮收获指数均最高; 花前氮素积累量较低, 收获后植株
氮素积累总量高于农民习惯处理且低于超高产处理; 玉米收获后, 0~30 cm、30~60 cm和 60~90 cm土层硝态氮累积量
均低于农民习惯处理, 即通过优化的综合农艺管理, 夏玉米氮效率显著提高, 生育期内氮素积累趋势合理, 玉米收
获后土壤硝态氮积累量较低。
关键词: 夏玉米; 综合农艺管理; 氮效率; 硝态氮; 高产高效
Effects of Integrated Agronomic Practices on Nitrogen Efficiency and Soil Ni-
trate Nitrogen of Summer Maize
JIN Li-Bin1, CUI Hai-Yan1, LI Bo1, YANG Jin-Sheng2, DONG Shu-Ting1, ZHAO Bin1, LIU Peng1, and
ZHANG Ji-Wang1,*
1 State Key Laboratory of Crop Biology, Agronomy College of Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China; 2 Shandong Denghai Seeds
Co. Ltd, Shandong Provincial Key Laboratory of Corn Breeding and Cultivation Technology, Laizhou 261448, China
Abstract: A field study with an integrated management experiment and a nitrogen (N) application rate test was conducted to ex-
plore the effects of integrated agronomic practices such as sowing methods, sowing time, fertilizers amount and applied date and
harvest time on N efficiency and nitrate N of summer maize. Results showed that, with increasing N application amount partial
factor productivity of applied N increased and N fertilizer agricultural utilization efficiency decreased significantly; N use effi-
ciency and N harvest index increased first and then decreased gradually, and both of them reached the maximum at a N applica-
tion of 184.5 kg ha−1; the N accumulation before tasseling stage and nitrate N accumulation in 0–30 cm soil increased. That means
that it is difficult to realize high N efficiency and lower soil N accumulation persistently. Under integrated management of further
high yield and high efficiency treatment (Opt-2), the partial factor productivity of applied N, N fertilizer agricultural utilization
efficiency, N use efficiency and N harvest index all increased significantly; the N accumulation before tasseling stage was low, but
the N accumulation of plants was higher than that under farmers’ traditional cultivation and lower than that under high yield
treatment at harvest time; after harvesting, the nitrate N accumulation in 0–30, 30–60, and 60–90 cm soils was lower than that
under farmers’ practices. Therefore the N efficiency of summer maize was increased significantly and the N accumulation trend
was reasonable in growing season and the soil nitrate N accumulation was lower after harvesting when the integrating agronomic
practices are performed.
2010 作 物 学 报 第 39卷


Keywords: Summer maize; Integrated agronomic practices; N efficiency; Nitrate N; High yield and high efficiency
黄淮海区域“小麦-玉米”轮作体系中, 夏玉米的
平均产量为 5.4 t hm−2 左右[1], 但氮肥施用量已达
360 kg hm−2, 远远超过可实现高产的施氮水平[2]。过
量施肥现象非常严重, 氮肥利用率极低[3]。随着氮肥
的长期过量投入, 土壤矿物态氮含量逐渐升高, 除
少部分被作物吸收利用之外, 大部分通过淋溶和氨
挥发等途径损失, 污染地下水资源和大气环境[4-5]。
硝态氮是土壤矿质氮的主要部分, 硝态氮淋溶损失
也是农田生态系统中氮素损失的主要途径之一[6-7]。
适当降低施氮量使作物对氮肥的需求与供给达到平
衡, 能够缩短无机氮在土壤溶液中的存在时间, 有
效避免氮素淋洗损失[8]。同时, 合理的氮肥管理可提
高玉米产量和氮效率[9]。因此, 合理的氮肥管理是实
现高产高效玉米生产的有效措施。
2007年以来 , 传统的麦套玉米容易引发玉米粗
缩病毒病(MRDV), 造成玉米严重减产甚至绝收。采
用麦后免耕直播适当推迟播期的种植方式, 可以有
效降低 MRDV的发病率, 提高玉米产量[10]。种植密
度偏低是黄淮海夏玉米生产的另一主要问题。据报
道, 适当增加种植密度, 可显著提高群体冠层光能
利用效率 , 实现玉米高产 [11]; 同时 , 玉米植株耐受
氮肥能力因密度的提高而下降, 但群体需氮量却相
对提高, 在一定程度上提高了氮肥的利用效率[12]。
因此, 优化种植方式、提高种植密度, 是夏玉米高产
高效生产的关键。
关于提高玉米产量、氮素利用效率, 降低土壤硝
态氮积累, 前人已从栽培方式、氮肥施用量和施用
时期以及肥料种类等方面作了大量的报道[13-14], 但
仅限于对某一个或两个因素交互效应的研究, 且较
少涉及大田生态。尽管从作物生产管理系统栽培角
度研究夏玉米生长发育已有相关报道[15-16], 但其重
点在于提高产量和氮效率, 缺乏对土壤硝态氮积累
的研究。因此, 本文将栽培方式和肥料运筹相结合,
研究综合农艺管理对夏玉米氮素利用效率和土壤硝
态氮积累的影响, 旨在为夏玉米高产高效生产提供
理论和技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2010—2011 年在山东省泰安市岱岳区大
汶口镇(36°11′N, 117°06′E, 海拔 178 m)进行。玉米
生育期内(5月至 10月)两年平均降雨量为 576.9 mm。
试验田土壤为棕壤, 播前耕层土壤养分含量 2 年平
均为, 有机质 12.76 g kg−1、全氮 1.01 g kg−1、碱解氮
65.1 mg kg−1、速效磷 70.36 mg kg−1、速效钾 96.15 mg kg−1。
以目前我国主导品种郑单958为试验材料, 设计综合
农艺管理试验和施氮量试验。
综合农艺管理试验(MT)即将播种方式、播种时
间、收获时间、种植密度、肥料施用量及施用时期
系统整合, 设置农民习惯栽培(Control)、高产高效栽
培 (Opt-1)、超高产栽培 (HY)和再高产高效栽培
(Opt-2)等 4 个试验处理。每处理设 4 次重复, 小区
面积为 240 m2, 随机区组排列。具体栽培管理和肥
料运筹见表 1。不同试验处理的其他田间管理一致。

表 1 综合农艺管理试验的栽培措施
Table 1 Cultivation management of integrated management practices
肥料施用时期和施用量
Fertilizer application amount (kg hm–2) 处理
Treatment
播种方式
Planting
method
种植密度
Plant density
(×104 Plant hm–2)
播期
Seeding date
(month/day)
收获期
R6
(month/day)
肥料
Fertilizers
播前
Before seeding
拔节期
V6
抽雄期
VT
抽雄后 1周
1WAT
N — 225.0 — —
P — 45.0 — — 农民习惯
Control
套种 Relay
intercropping
6.0 5/25 9/23
K — 75.0 — —
N 45.0 115.5 — —
P 45.0 — — 高产高效
Opt-1
直播
Direct seeding
6.0 6/16 10/2
K 45.0 30.0 — —
N — 135.0 225.0 90.0
P 60.0 90.0 — — 超高产
HY
直播
Direct seeding
8.7 6/16 10/2
K 150.0 150.0 — —
N 30.0 90.0 64.5 —
P 30.0 25.5 — — 再高产高效
Opt-2
直播
Direct seeding
7.5 6/16 10/2
K 30.0 70.5 30.0 —
V6: six leaf stage; VT: tasseling stage; WAT: weeks after tasseling stage; R6: maturity stage.
第 11期 靳立斌等: 综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响 2011


施氮量试验(NT)为单因素试验, 设置 4 个施氮
水平, 即 0、129.0、184.5和 300.0 kg N hm−2, 分别
用 N0、N1、N2和 N3表示。4个氮肥处理的播种方
式、播种时间、收获时间及种植密度与 Opt-2相同。
所用氮肥为尿素(N, 46.6%), 分别于播前、拔节期、
抽雄期按照 16.5︰48.5︰35.0 施入, 磷钾肥施用量
及施用时期均与 Opt-2完全相同。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 氮效率 分别在拔节期(V6)、大喇叭口期
(V12)、抽雄期(VT)、抽雄后 2周(2WAT)、4周(4WAT)、
6周(6WAT)、成熟期(R6)选择有代表性的植株, 每处
理 5株, 于 105℃杀青 30 min, 80℃烘干至恒重后粉
碎混匀, H2SO4-H2O2联合消煮, 用 AA3 连续流动分
析仪(SFA CFA FIA BRAN+LUEBBE III)测定植株全
氮含量。
氮肥偏生产力(PFPN, kg kg−1) = 施氮小区产量/
施氮量
氮素利用效率(NUE, kg kg−1) = 籽粒产量/植株
吸氮量[17]
氮肥农学利用率(AEN, kg kg−1) = (施氮小区籽
粒产量−不施氮小区籽粒产量)/施氮量
氮素收获指数(NHI, kg kg−1) = 籽粒吸氮量/植株
吸氮量
1.2.2 土壤硝态氮含量 分别在播前、开花期及
成熟期每小区选取 3 处具有代表性的试验点, 采集
0~90 cm 土壤剖面土样, 每 30 cm 保存一层。称取
5.0 g新鲜土样, 用 50 mL 1 mol L−1的 KCl浸提, 振
荡 60 min 过滤, 用 AA3 连续流动分析仪(SFA CFA
FIA BRAN+LUEBBE III)测定土壤硝态氮含量。
1.2.3 产量 每小区收获玉米 3行, 共 30个果穗,
考种, 测产(按 14%折算含水率)。
产量(kg hm–2) = 有效公顷穗数×穗粒数×千粒
重/1000 × (1 −含水量)/(1 −14%)
1.3 统计分析
采用 Microsoft Excel 2003 处理数据。用 SPSS
17.0 软件统计分析, 在 0.05 水平进行显著性检验
(LSD, least significant difference test)。
2 结果与分析
2.1 对氮素积累及其分配的影响
由表 2可知, 整个生育期内HY的氮素积累量均
高于其他 3个处理, Control、Opt-1和 Opt-2之间差
异不显著。不同综合农艺管理对夏玉米花前和花后
的氮素分配比例影响不同。HY的花前氮素积累量最
高 (P<0.05), 较 Control、Opt-1 和 Opt-2 分别高
30.5%、45.8%和 36.7%, Control、Opt-1和 Opt-2之
间差异不显著。HY 的花后氮素积累量仍最高
(P<0.05), Control、Opt-1和 Opt-2之间的花后氮素积
累量没有显著差异。综合农艺管理对夏玉米花前氮
素积累所占比例影响显著。其中, Opt-2、Opt-1 和
HY 分别较 Control 低 11.3%、18.0%和 38.0%, 且
Opt-2>Opt-1>HY(P<0.05)。
随着施氮量的增加, 各施氮量处理在全生育期内
的氮素积累呈递增的趋势(表 2)。其中 N0 最低, 其他
3 个处理之间差异不显著。施氮显著提高了玉米花前
氮素积累量, N1、N2和 N3分别较 N0提高了 43.0%、
57.7%和 69.5%; 施氮处理之间差异不显著。施氮也
显著提高了花后氮素积累量, 趋势与花前一致。增
施氮肥 , 花前氮素积累所占比例差异不显著 , 不同
施氮处理的花前氮素积累所占比例在 0.54~0.63之间。
表 2 综合农艺管理和施氮量对夏玉米氮素积累特性的影响
Table 2 Effects of integrated management practices and N application treatments on N accumulation characteristics of summer maize
2010 2011 处理
Treatment V6 V12 VT 2WAT 4 WAT 6 WAT R6 VT/R6 V6 V12 VT 28D R6 VT/R6
Control 33.5 b 60.4 c 140.4 b 155.3 c 162.5 c 177.8 c 184.7 c 0.76 a 23.0 c 65.2 b 136.7 b 167.5 c 184.3 b 0.74 a
Opt-1 39.6 a 72.6 b 131.8 b 152.6 c 151.8 c 163.0 c 207.5 b 0.64 c 34.0 b 67.8 b 116.6 b 178.7 c 197.4 b 0.59 c
HY 41.8 a 83.3 a 188.2 a 213.3 a 231.8 a 295.8 a 389.7 a 0.47 d 47.7 a 90.6 a 173.6 a 225.8 a 378.3 a 0.46 d
Opt-2 32.5 b 89.3 a 135.7 b 172.3 b 185.2 b 192.2 b 199.6 b 0.68 b 27.8 c 68.0 b 128.8 b 190.3 b 198.6 b 0.65 b
N0 21.0 b 68.8 c 86.0 b 97.8 d 136.6 c 146.7 d 151.1 c 0.57 a 19.1 b 48.5 c 80.6 c 133.9 c 145.6 c 0.55 c
N1 27.9 ab 73.9 b 120.0 a 129.2 c 160.2 b 189.5 c 222.2 b 0.54 b 25.3 b 63.8 b 118.0 b 182.5 b 217.1 b 0.54 c
N2 31.5 a 78.3 ab 121.4 a 143.9 b 192.2 a 207.9 b 228.4 b 0.53 b 29.0 a 82.7 a 140.6 a 194.1 a 224.3 b 0.63 a
N3 30.2 a 83.6 a 134.8 a 177.2 a 209.3 a 223.3 a 233.5 a 0.58 a 32.1 a 88.8 a 147.0 a 192.9 a 241.5 a 0.61 b
同一列标以不同字母的值差异达 5%显著。Control、Opt-1、HY、Opt-2分别代表 4个综合农艺管理处理(农民习惯、高产高效、
超高产、再高产高效); N0、N1、N2、N3分别代表 4个施氮处理(0、129.0、184.5、300.0 kg N hm−2)。
Different letters within a column are significant at P<0.05. Control, Opt-1, HY, and Opt-2 represent integrated agronomic practices
treatments farmer’s traditional cultivation, high yield and high efficiency treatment, high yield treatment and further high yield and high
efficiency treatment, respectively. N0, N1, N2, and N3 represent nitrogen application at the rate of 0, 129.0, 184.5, and 300.0 kg N hm−2,
respectively. V6: six leaf stage; V12: twelve leaf stage; VT: tasseling stage; WAT: weeks after tasseling stage; R6: maturity stage.
2012 作 物 学 报 第 39卷


2.2 对氮效率的影响
由表 3可知, HY与 Control的 PFPN差异不显著;
Opt-1和 Opt-2的 PFPN分别较 Control高 102.4%和
115.7%; Opt-2的 PFPN略高于 Opt-1 (P>0.05)。HY
与 Control 的 NUE 差异不显著; Opt-1 和 Opt-2 的
NUE显著高于 HY和 Control, Opt-2的 NUE较 Opt-1
高 25.8% (P<0.05)。Opt-2 的 NHI 最高, 较 Control
平均提高 15.8%; Opt-1和 HY的 NHI分别较 Control
提高 14.2%和 12.2%。
施氮 129.0 kg hm−2(N1)到 300 kg hm−2 (N3),
PFPN显著下降(表 3)。增施氮肥, NUE显著升高, N1
和 N2的 NUE分别较 N0提高了 11.7%和 22.3%; 但
当施氮量超过 184.5 kg hm−2后, NUE有所下降, N2
的 NUE较 N3低 6.12%(P<0.05)。N1与 N2的 AEN
没有显著差异, 但当施氮量超过 184.5 kg hm−2 后,
AEN有所下降, N3的 AEN较 N2低 40.9% (P<0.05)。
随着施氮量的增加, NHI 显著提高, 但施氮量超过
184.5 kg hm−2后, NHI没有显著提高。

表 3 综合农艺管理和施氮量对夏玉米氮效率的影响
Table 3 Effects of integrated management practices and N application treatments on N efficiency of summer maize (kg kg−1)
2010 2011
处理
Treatment 氮肥偏生产力
PFPN
氮素利用效率
NUE
氮肥农学利用率
AEN
氮收获指数
NHI
氮肥偏生产力
PFPN
氮素利用效率
NUE
氮肥农学利用率
AEN
氮收获指数
NHI
Control 25.24 b 30.76 d — 0.50 c 29.96 c 36.57 c — 0.53 b
Opt-1 56.07 a 43.37 b — 0.54 b 54.70 b 44.47 b — 0.63 a
HY 30.49 b 34.46 c — 0.55 b 30.62 c 36.43 c — 0.60 a
Opt-2 58.97 a 54.54 a — 0.60 a 59.24 a 55.04 a — 0.59 a
N0 — 38.39 c — 0.50 b — 38.95 d — 0.50 b
N1 75.81 a 43.86 b 30.78 a 0.52 ab 72.09 a 42.85 c 28.14 a 0.51 b
N2 58.16 b 46.86 a 26.67 b 0.54 a 60.16 b 49.50 a 29.43 a 0.57 a
N3 34.27 c 43.88 b 14.90 c 0.54 a 37.20 c 46.21 b 18.30 b 0.58 a
同一列标以不同字母的值差异达 5%显著。Control、Opt-1、HY、Opt-2分别代表 4个综合农艺管理处理(农民习惯、高产高效、
超高产、再高产高效); NO、N1、N2、N3分别代表 4个施氮处理(0、129.0、184.5、300.0 kg N hm−2)。
Different letters within a column are significant at P<0.05. Control, Opt-1, HY, Opt-2 represent integrated agronomic practices treat-
ments farmer’s traditional cultivation, high yield and high efficiency treatment, high yield treatment and further high yield and high efficiency
treatment, respectively. N0, N1, N2, and N3 represent nitrogen application at the rate of 0, 129.0, 184.5, and 300.0 kg N hm−2, respectively.
PFPN: nitrogen partial productivity; NUE: nitrogen use efficiency; AEN: agronomic nitrogen use efficiency; NHI: nitrogen harvest index

2.3 对土壤中硝态氮积累的影响
由表 4可知, 不同综合农艺管理体系对 0~90 cm
土层硝态氮累积量影响不同。2年平均, 夏玉米播种
前 HY的 0~30 cm和 30~60 cm土层硝态氮累积量最
高(P<0.05)。抽雄期各处理 0~30 cm和 30~60 cm土
层硝态氮累积量显著高于 60~90 cm。收获后, Opt-2
的 0~30 cm、30~60 cm 土层硝态氮累积量均低于
Control (P>0.05), 分别低 15.5%和 20.4%。从播种前
到收获后, HY的 0~30、30~60和 60~90 cm土层硝
态氮累积量均较高, Opt-2较低; Opt-1和 Opt-2的差
异不显著。
不施氮的情况下(N0), 0~30 cm和 30~60 cm土
层硝态氮累积量随生育时期的推进呈下降趋势, 说
明随着玉米的生长发育 , 土壤中的硝态氮呈现逐
渐损耗的趋势。随着施氮量的增加 , 各施氮处理
0~30、30~60 和 60~90 cm 土层硝态氮累积量提高
(P<0.05)。玉米收获后, 与 N0 相比, 施氮显著提高
了 0~30 cm土层硝态氮累积量, N1、N2和 N3分别
较 N0高 86.6%、98.7%和 108.9%; 随着施氮量的提
高, 0~30 cm土层硝态氮累积量显著提高。两年结果
趋势一致。
3 讨论
前人研究表明, 施用氮肥可显著提高玉米产量;
但当施氮量超过一定水平后, 产量降低 [9], 而且大
量盈余氮肥也会因氨挥发或者淋洗而损失, 造成资
源浪费和环境污染[18]。与常规施氮水平(180 kg hm−2)
相比, 在较高的施氮水平下(>300 kg hm−2)土壤积累
硝态氮含量显著提高[13]。在本试验条件下, 随着施
氮量的增加, 0~30、30~60和 60~90 cm土层硝态氮
累积量呈递增趋势。夏玉米收获后, 0~30 cm土层硝
态氮累积量在施氮处理之间差异不显著, 但均显著
高于 N0, 说明施氮显著提高了土壤剖面硝态氮累积
量 ; 过量施氮 , 超过植株对氮素的吸收利用能力 ,
引起土壤中硝态氮的大量积累。本试验表明, 随着
施氮量的增加, 植株氮素积累量呈上升趋势; 施氮显著
第 11期 靳立斌等: 综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响 2013


表 4 综合农艺管理和施氮量对土壤硝态氮积累的影响
Table 4 Effects of integrated management practices and N application treatments on residual Nitrate-N content in 0–90 cm soil (mg kg−1)
2010 2011 处理
Treatment
土层
Soil layer
(cm)
播种前
Before sowing
抽雄期
VT
收获后
After harvest
播种前
Before sowing
抽雄期
VT
收获后
After harvest
Control 0–30 26.89 28.89 27.44 30.21 28.98 26.57
30–60 23.37 23.70 16.05 24.22 24.92 22.19
60–90 8.12 9.93 11.80 11.04 9.34 9.50
Opt-1 0–30 29.59 29.44 22.59 26.43 23.23 20.33
30–60 24.61 23.58 15.34 24.06 27.82 16.12
60–90 11.75 9.72 8.66 11.39 12.39 14.01
HY 0–30 38.60 31.09 33.45 34.80 39.71 38.06
30–60 27.32 27.00 28.81 26.96 27.69 21.01
60–90 11.38 15.67 8.87 11.59 8.29 13.05
Opt-2 0–30 29.43 28.15 27.40 23.13 23.13 20.31
30–60 25.98 23.83 15.58 25.96 25.01 16.10
60–90 13.07 9.73 2.42 12.35 10.70 14.37

N0 0–30 16.56 13.84 15.02 16.77 12.38 14.03
30–60 12.45 12.16 11.42 12.40 9.86 12.20
60–90 12.22 8.80 7.02 9.01 13.39 8.69
N1 0–30 25.68 25.93 31.00 24.73 23.74 23.40
30–60 23.90 22.40 16.45 20.03 19.82 16.77
60–90 10.22 8.27 8.48 11.36 15.08 10.47
N2 0–30 32.93 27.60 28.34 28.64 25.00 29.28
30–60 23.59 20.08 18.86 19.70 20.48 16.19
60–90 8.81 9.08 10.72 8.70 12.27 9.07
N3 0–30 32.28 26.35 31.38 29.55 32.58 29.31
30–60 26.05 20.52 19.56 16.15 26.22 20.04
60–90 9.46 14.17 10.01 10.65 8.90 9.76
Control、Opt-1、HY、Opt-2 分别代表 4 个综合农艺管理处理(农民习惯、高产高效、超高产、再高产高效); N0、N1、N2、N3
分别代表 4个施氮处理(0、129.0、184.5、300.0 kg N hm−2)。
Control, Opt-1, HY, Opt-2 represent integrated agronomic practices treatments farmer’s traditional cultivation, high yield and high effi-
ciency treatment, high yield treatment and further high yield and high efficiency treatment, respectively. N0, N1, N2, and N3 represent nitro-
gen application at the rate of 0, 129.0, 184.5, and 300.0 kg N hm−2, respectively.

提高了花前氮素积累量。施氮量不超过 184.5 kg hm−2
(N2)时 , 随着氮肥用量的增加 , 产量显著提高 ; 施
氮量超过 184.5 kg hm–2后, 产量没有显著提高, 即
一定范围内, 产量随施氮量的增加而增加[16]。增施
氮肥 , 氮肥偏生产力和氮肥农学利用率显著下降 ,
氮收获指数显著提高。氮素利用效率随施氮量的增
加而显著提高, 但当施氮量超过 184.5 kg hm–2后氮
素利用效率显著下降, 即过量施氮超过了植株对氮
素的吸收利用能力, 氮肥利用率较低。
黄淮海区域作为我国重要的夏玉米生产区 , 玉
米单产不断提高 , 也创造出了大量的高产典型地
块[14,19], 但肥料过量施用现象却普遍存在[3]。“一炮
轰”的施肥方式是降低肥料利用率和造成环境污染
的主要原因[20]。栽培方式对于进一步提高产量和氮
素利用效率, 减少土壤积累硝态氮含量具有重要作
用[21-22]。本试验中, 传统的麦套种植方式收获时间
较早, 导致其粒重较低; “一炮轰”的施肥方式, 使肥
效不能持续到籽粒灌浆阶段, 不利于提高肥料利用
率和促进增产。夏玉米改麦套为直播, 可显著降低
粗缩病毒病的发生, 利于增产 [10]; 推迟播期结合适
当晚收, 能充分利用 9月底 10月初有利于籽粒灌浆
的光热资源, 发挥品种的产量潜力[23]。本研究中的
高产高效处理将播期推迟至 6 月中旬, 并且对于穗
粒数和穗数, 直播显著高于农民习惯种植方式, 这
是其产量显著提高的主要原因[16]。高产高效处理将
“一炮轰”的施肥方式改为在播种和拔节期分次施入,
显著提高了氮肥偏生产力和氮素利用效率。氮肥分
次追施, 从一定程度上提高了对氮素的吸收利用效
率 [14], 减少了土壤积累硝态氮含量; 收获后 , 高产
高效处理的 0~30 cm土层硝态氮累积量显著低于农
2014 作 物 学 报 第 39卷


民习惯种植方式。但由于其种植密度(6.0万株 hm−2)
较实现超高产的种植密度 (8~10 万株 hm−2)[11]低
33.3%~66.7%, 若进一步合理密植 , 玉米产量仍可
进一步提高。
通过提高种植密度 , 可增加玉米群体光能截获
率, 进而实现高产[24]。本试验超高产处理将种植密
度提高到 8.7万株 hm−2, 充分发挥了群体增产潜力,
但由于投入大量肥料, 其花前氮素积累量显著高于
其他 3个处理, 导致其氮肥偏生产力和氮素利用效
率较低。整个生育期 , 超高产处理的 0~30 cm 和
60~90 cm 土层硝态氮累积量均最高 , 氮素积累量
大。通过改套种为直播, 推迟播期, 适时晚收, 并结
合适宜肥料用量和种植密度, 再高产高效处理的产
量较超高产处理有所降低, 但由于穗粒数和穗数较
农民习惯种植方式的高, 相比仍增产 76.7%。与农民
习惯种植方式比, 再高产高效处理的氮肥施用量低
18.0%, 但其植株吸氮量却高 7.88%, 氮肥偏生产
力、氮素利用效率和氮收获指数均显著高, 收获后,
0~30 cm、30~60 cm和 60~90 cm土层硝态氮累积量
均较低。整个生育期内再高产高效处理的植株吸氮
量显著低于超高产处理, 土壤硝态氮积累量显著低
于其他 3个处理。因此, 再高产高效处理在提高产量
和氮效率的同时, 减少了土壤硝态氮积累量, 即实
现了高产高效的同时 , 减少了对土壤生态环境的
破坏。
4 结论
单一增施氮肥, 夏玉米氮效率无法实现持续提
高, 且土壤硝态氮含量增加; 优化的综合农艺管理
可以实现夏玉米氮素利用效率与产量的协同提高 ,
并将土壤硝态氮积累量维持在较低水平, 实现夏玉
米高产高效生产。
References
[1] Dai M-H(戴明宏), Yang G-H(杨国航), Wang R-H(王荣焕),
Chen G-P(陈国平), Zhao J-R(赵久然). Research on the correla-
tion between actual yield and regional test yield in different
maize production regions. J Maize Sci (玉米科学), 2010, 18(3):
6–10 (in Chinese with English abstract)
[2] Liu X J, Ju X T, Zhang F S, Pan J R, Christie P. Nitrogen dyna-
mics and budgets in a winter wheat–maize cropping system in the
North China Plain. Field Crops Res, 2003, 83: 111–124
[3] Zhang F-S(张福锁), Wang J-Q(王激清), Zhang W-F(张卫峰),
Cui Z-L(崔振岭), Ma W-Q(马文奇), Chen X-P(陈新平), Jiang
R-F(江荣风). Nutrient use efficiencies of major cereal crops in
China and measures for improvement. Act Pedol Sin (土壤学报),
2008, 45(5): 915-924 (in Chinese with English abstract)
[4] Nielsen R L. N Loss Mechanism and Nitrogen Use Efficiency.
Purdue Nitrogen Management Workshops, 2006. pp 1–5
[5] Bowman W D, Cleveland C C, Halada L, Hresko J, Baron J S.
Negative impact of nitrogen deposition on soil buffering capacity.
Nat Geosci, 2008, 1: 767–770
[6] Cui Z L, Chen X P, Mao Y X, Li F, Zhang F S, Li J L, Ye Y L,
Yang Z P, Zhang Q, Liu C S. On-farm evaluation of winter wheat
yield response to residual soil nitrate-N in North China Plain.
Agron J, 2008, 100: 1527–1534
[7] Riley W J, Ortiz-Monasterio I, Matson P A. Nitrogen leaching
and soil nitrate, nitrite, and ammonium levels under irrigated
wheat in Northern Mexico. Nutr Cycl Agroecosyst, 2001, 61:
223–236
[8] Malhi S S, Grant C A, Johnston A M, Gill K S. Nitrogen fertiliza-
tion management for no-till cereal production in the Canadian
Great Plains: a review. Soil Till Res, 2001, 60(3): 102–122
[9] Lü P(吕鹏), Zhang J-W(张吉旺), Liu W(刘伟), Yang J-S(杨今
胜), Su K(苏凯), Liu P(刘鹏), Dong S-T(董树亭), Li D-H(李登
海). Effects of nitrogen application on yield and nitrogen use ef-
ficiency of summer maize under super-high yield conditions.
Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报 ), 2011, 17(4):
852–860 (in Chinese with English abstract)
[10] Lü P(吕鹏), Su K(苏凯), Liu W(刘伟), Zhang J-W(张吉旺), Liu
P(刘鹏), Yang J-S(杨今胜), Dong S-T(董树亭). Effect of rough
dwarf disease on yield and plant characteristics of summer maize.
J Maize Sci (玉米科学), 2010, 18(2): 113–116 (in Chinese with
English abstract)
[11] Liu W(刘伟), Lü P(吕鹏), Su K(苏凯), Yang J-S(杨今胜), Zhang
J-W(张吉旺), Dong S-T(董树亭), Liu P(刘鹏), Sun Q-Q(孙庆
泉). Effects of planting density on the grain yield and source-
sink characteristics of summer maize. Chin J Appl Ecol (应用
生态学报), 2010, 21(7): 1737–1743 (in Chinese with English
abstract)
[12] Guan Y-X(关义新), Lin B(林葆), Ling B-Y(凌碧莹). The inter-
active effect of growth light condition and nitrogen supply on
maize seedling photosynthetic traits and metabolism of carbon
and nitrogen. Acta Agron Sin (作物学报), 2000, 26(6): 806–812
(in Chinese with English abstract)
[13] Cui Z L, Zhang F S, Mao Y X, Sun Q P, Li F, Chen X P, Li J L,
Ye Y L, Yang Z P, Zhang Q, Liu C S. Soil nitrate-N levels re-
quired for high yield maize production in the North China Plain.
Nutr Cycl Agroecosyst, 2008, 82: 187–196
[14] Lü P(吕鹏), Zhang J-W(张吉旺), Liu W(刘伟), Yang J-S(杨今
胜), Liu P(刘鹏), Dong S-T(董树亭), Li D-H(李登海). Effects of
nitrogen application dates on yield and nitrogen use efficiency of
summer maize in super-high yield conditions. Plant Nutr Fert Sci
(植物营养与肥料学报), 2011, 17(5): 1099–1107 (in Chinese
with English abstract)
[15] Chen X P, Cui Z L, Vitousek P M, Cassman K G, Matson P A, Bai
J S, Meng Q F, Hou P, Yue S C, Römheld V. Integrated soil-crop
system management for food security. Proc Natl Acad Sci USA,
2011, 108(16): 6399–6404
[16] Jin L B, Cui H Y, Li B, Zhang J W, Dong S T, Liu P. Effects of
integrated agronomic management practices on yield and nitro-
gen efficiency of summer maize in North China. Field Crops Res,
2012, 134: 30–35
第 11期 靳立斌等: 综合农艺管理对夏玉米氮效率和土壤硝态氮的影响 2015


[17] Dobermann. Nitrogen use efficiency-state of the art. In: Frankfurt
M. IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertili-
zers, 2005, 28–30 June
[18] Cassman K G, Dobermann A, Walters D T. Agroecosystems, ni-
trogen use efficiency, and nitrogen management. AMBIO, 2002,
31: 132–140
[19] Chen G-P(陈国平), Yang G-H(杨国航), Zhao M(赵明), Wang
L-C(王立春), Wang Y-D(王友德), Xue J-Q(薛吉全), Gao J-L(高
聚林), Li D-H(李登海), Dong S-T(董树亭), Li C-H(李潮海), Song
H-X(宋慧欣), Zhao J-R(赵久然). Studies on maize small area su-
per-high yield trails and cultivation technique. J Maize Sci (玉米科
学), 2008, 16(4): 1–4 (in Chinese with English abstract)
[20] Zhao Y(赵营), Tong Y-A(同延安), Zhao H-B(赵护兵). Effects of
different N rates on nutrients accumulation, transformation and
yield of summer maize. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学
报), 2006, 12(5): 622–627 (in Chinese with English abstract)
[21] Zhou S-L(周顺利), Zhang F-S(张福锁), Wang X-R(王兴仁).
The spatio-temporal variations of soil nitrate-N and appar-
ent budget of soil nitrogen: I. Summer maize. Acta Ecol Sin
(生态学报), 2002, 22(1): 48–53 (in Chinese with English
abstract)
[22] Ju X-T(巨晓棠), Zhang F-S(张福锁). Nitrate accumulation and
its implication to environment in north China. Ecol Environ (生
态环境), 2003, 12(1): 24–28 (in Chinese with English abstract)
[23] Wu L-Y(吴兰云), Xu M-L(徐茂林), Zhou D-B(周得宝), Chen
H-X(陈洪险), Chen X-P(陈现平), Li J-H(李建花), Li J-C(李金
才). Huaibei area high yield of summer corn late appropriate pe-
riod of study. Chin Agric Sci Bull (中国农学通报), 2010, 26(7):
103–107 (in Chinese with English abstract)
[24] Li Z-X(李宗新), Chen Y-Q(陈源泉), Wang Q-C(王庆成), Liu
K-C(刘开昌), Zhang X-Q(张秀清), Liu X(刘霞), Zhang H(张慧),
Liu S-C(刘书聪), Liu C-X(刘春晓), Gao W-S(高旺盛), Sui P(隋
鹏). Effect of different planting methods on root-shoot character-
istics and grain yield of summer maize under high densities. Acta
Ecol Sin (生态学报), 2012, 32(23): 7391–7401 (in Chinese with
English abstract)


JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
欢迎订阅2014年《华北农学报》
《华北农学报》1986 年创刊, 由河北、北京、天津、河南、山西、内蒙古六省市区农科院、农学会联
合主办, 为全国首家跨省、市、区多单位联办的农业学术期刊, 立足华北, 面向全国和全世界。主要刊载农
业基础学科学术论文、研究报告及科研简报, 报道农业学术动态。主要服务于农业高等院校师生和农业科研
机构的研究人员。
《华北农学报》为中国科学引文数据库核心期刊(CSCD 核心库)、中文核心期刊、中国科技核心期刊、
RCCSE中国权威学术期刊(A+)和中国农业核心期刊。在 2011年版《中文核心期刊要目总览》综合性农业科
学类核心期刊中排名第 2 位；2011 年《华北农学报》在《中国科技期刊引证报告》(扩刊版)中的影响因子
达到 2.086, 被引频次 4682次, 学科排名全国第 1位, 成为我国有影响力的农业学术刊物。《华北农学报》多
次荣获国家级及省级奖励: 全国优秀科技期刊评比三等奖、全国优秀农业期刊学术类一等奖、首届华北优秀
期刊、首届北方十佳期刊、中国北方优秀期刊、河北省荣誉期刊、河北省十佳期刊及河北省优秀期刊等奖
项；2011年被评选为“中国精品科技期刊”。
《华北农学报》国内外公开发行, 国内统一刊号: CN13-1101/S, 国际刊号 ISSN 1000-7091。双月刊, 双
月 28日出版, 国际标准大 16开本, 240页, 每期定价 12元, 全年 72.00元。邮发代号: 18-10, 国外发行代号:
5918。全国各地邮局均可订阅。可随时汇款到编辑部订阅, 请注明刊名、份数、姓名、地址、邮编及电话。
欢迎订阅、欢迎投稿。
地址: 河北石家庄市和平西路 598号《华北农学报》编辑部 邮编: 050051
电话: 0311-87652166 E-mail: hbnxb@163.com 网址: http://www.hbnxb.net/