全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(10): 17601768 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家科技支撑计划项目(2006BAD02A09-JS02, 2007BAD31B04), 国家自然科学基金项目(30871476), 国家重点基础研究发展计划项
目(2009CB118602), 山东省农业良种工程项目和国家公益性农业科研专项(200803030)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 董树亭, E-mail: stdong@sdau.edu.cn
Received(收稿日期): 2010-03-03; Accepted(接受日期): 2010-05-26.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01760
控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响
赵 斌 董树亭* 张吉旺 刘 鹏
山东农业大学农学院 / 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018
摘 要: 在大田条件下研究树脂包膜控释肥(CRF)和硫包膜控释肥(SCF)对夏玉米花后光合产物和氮素积累与分配及
产量的影响。结果表明, 花后控释肥处理的光合速率始终较高, 在相同施肥量(N、P、K量相同)情况下, 控释肥 CRF
(1 428 kg hm2)和 SCF (1 668 kg hm2)及其减量 25%处理的单株干物质和氮素积累量都显著高于等量普通复合肥(CCF,
1 260 kg hm2)处理; 控释肥减量 25%时, 干物质向籽粒中的分配比例显著高于 CCF处理; 成熟期籽粒的氮素积累,
控释肥处理都显著高于 CCF 处理, 并随着控释肥比例的增加而增加, 全量与减量 25%的处理无显著差异。控释肥能
显著提高玉米产量, 等量控释肥增产 13.15%和 14.15%; 控释肥减量 25%时, 分别比 CCF增产 9.69%和 10.04%; 其氮
肥利用率和农学效率也均显著高于普通肥处理。
关键词: 夏玉米; 控释肥; 干物质积累与分配; 氮素积累与分配; 产量
Effects of Controlled-Release Fertilizer on Yield and Nitrogen Accumulation
and Distribution in Summer Maize
ZHAO Bin, DONG Shu-Ting, ZHANG Ji-Wang, and LIU Peng
State Key Laboratory of Crop Biology / College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China
Abstract: The field experiment was conducted to investigate the effects of controlled-release fertilizers (including one kind of
fertilizer enveloped by colophony, CRF, and the other kind of fertilizer enveloped by sulfur, SCF) on accumulation and distribu-
tion of photosynthate and nitrogen as well as yield after anthesis of summer maize. Results indicated that photosynthetic rate of
the treatments with controlled-release fertilizers CRF and SCF kept in a higher level after anthesis. Under the same application
rates of N, P, and K, applying CRF (1 428 kg ha1) and SCF (1 668 kg ha1) increased the accumulation of dry matter and nitrogen
per plant significantly compared with applying the common compound fertilizer (CCF, 1 260 kg ha1). When the applied amounts
of the CRF and SCF were decreased by 25%, the increment was also significant, and the distribution proportion of the dry matter
from plant to seeds was significantly higher than that of applying CCF. The accumulation of the nitrogen in seeds of the CRF and
SCF treatments was significantly higher than that of CCF treatment at maturity stage, and was increased with increasing applied
proportion of fertilizer, but there was no significant difference between treatments of CRF, SCF and 25% of CRF and SCF. Ap-
pling CRF and SCF increased the maize grain yield by 13.15% and 14.15% respectively under the same application rates. When
the applied amount of CRF and SCF was decreased by 25%, the yield increment was 9.69% and 10.04%, respectively, the nitro-
gen use efficiency (NUE) and nitrogen agronomy efficiency were significantly higher than those of applying CCF.
Keywords: Summer maize; Controlled-release fertilizer; Accumulation and distribution of dry matter; Accumulation and distribu-
tion of nitrogen; Yield
我国是世界玉米生产第二大国, 占世界总面积
的 17.2%, 随着人口的增长及耕地面积的减少, 玉
米在作物生产中的地位越来越重要。据联合国粮农
组织估计, 在发展中国家的粮食增产中, 有 55%来
自化肥的作用[1]。为了追求高产, 我国北方玉米产区
出现了氮肥超量施用、不合理施肥等一系列问题。
Baligar 等[2]指出, 亚洲主要作物施用氮肥多而单产
低的主要原因之一是氮素利用率低, 而我国北京郊
区及黄淮海平原主要作物的氮肥利用率仅为 16%~
22%[3-5], 吴桥试验区夏玉米氮肥表观利用效率甚至
第 10期 赵 斌等: 控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响 1761


仅为 3.5%~16.0%[6], 说明农用氮肥绝大部分被损失,
而这对生态环境造成了严重威胁[7]。采取措施提高
氮肥利用效率, 降低其对环境的不良影响, 对玉米
高产、高效和安全生产具有重要意义[8]。
黄淮海地区夏玉米的整个生育期内, 气候高温
多雨, 玉米植株高大, 给玉米的追肥带来很大困难,
需要消耗大量的劳动力, 一些地区出现减少追肥次
数的现象, 导致玉米不同程度减产, 给农民造成损
失。控释肥具有肥效期长且稳定的特点, 能满足玉
米在整个生育期对养分的需求, 其盐指数低, 一次
大量施用不会造成“烧苗”, 可减少施肥的数量和次
数, 节省劳动力, 降低成本[9]。控释肥能够提高肥料
的利用效率和作物产量 [10-12], 符建荣 [13]研究认为 ,
控释尿素在水稻上的增产幅度达到 36.5%以上, 其
单位面积有效穗数及每穗结实粒数明显提高。目前,
国内控释肥在水稻上的应用研究较多[14-15], 而在玉
米上的研究报道尚少。干物质的积累决定玉米籽粒
产量, 并受经济系数制约[16], 开花至成熟阶段是玉
米籽粒产量形成的重要时期, 而在此阶段控释肥对
夏玉米花后光合产物、氮素积累与分配影响的研究
鲜见报道。本试验, 旨在揭示控释肥提高夏玉米产
量和氮肥利用率的机理, 为解决黄淮海地区夏玉米
追肥问题及玉米专用控释肥的推广提供科学依据 ,
这对生产具有重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验设计
山东农业大学玉米科技示范园位于黄淮海平原
地区, 属于半湿润暖温带大陆性季风气候区。供试
土壤为沙壤 , 耕层土壤 pH 6.1, 含有机质 19.7 g
kg1、全氮 1.11 g kg1、碱解氮 124.38 mg kg1、有
效磷 45.23 mg kg1、有效钾 81.78 mg kg1。
控释肥由山东农业大学资源与环境学院提供
(自制), 其一以热固性树脂为包膜材料(CRF), N、
P2O5、K2O 含量分别为 21%、7%、14%, 其二以硫
素为包膜材料(SCF), N、P2O5、K2O含量分别为 18%、
6%、12%, 对照为普通复合肥(CCF), N、P2O5、K2O
含量分别为 24%、8%、16%。设 8个处理, 即 CCF
(1 260 kg hm2, 用量为普通玉米的大田施肥量), 等
量树脂包膜控释肥(CRFIII, 1 428 kg hm2), 减量
25%树脂包膜控释肥(CRFII, 1 071 kg hm2), 减量
50%树脂包膜控释肥(CRFI, 714 kg hm2), 等量硫包
膜控释肥(SCFIII, 1 668 kg hm2), 减量 25%硫包膜
控释肥(SCFII, 1 251 kg hm2), 减量 50%硫包膜控释
肥(SCFI, 834 kg hm2), 不施肥(CK)。其中, CRFIII、
SCFIII与 CCF养分含量相同。小区面积为 2.7 m×5.0
m, 3 次重复, 随机区组排列。供试品种为大田推广
品种郑单 958, 种植密度为 6万株 hm2。2005年试
验于 6月 13日播种, 10月 6日收获, 2006年播种期
和收获期分别为 6月 9日和 10月 5日。供试肥料以
底肥一次性施入(种子与普通肥料分开, 避免烧种),
田间管理按玉米高产田进行。
1.2 测定项目与方法
于玉米拔节期、大口期、抽雄期取样, 然后从
开花期开始每隔 10 d取样 1次, 每处理选择生长一
致的植株 3 株, 将叶、茎(除叶片和籽粒以外的地上
部分植株)、籽粒 3部分分开, 在 105℃杀青 30 min
后 , 80℃烘至恒重。称量 , 粉碎 , 过 60 目筛 , 以
KDY-9820型凯氏定氮仪测定氮素含量。成熟期收获,
考种测产。
光合速率的测定 : 采用美国 LI-COR 公司产
LI-6400 光合测定系统, 采用开放式气路, 选择晴天
10:00~14:00 测定净光合速率(Pn)等光合参数, 环境
CO2 浓度为 350~380 µmol mol1, 光合有效辐射为
1 200~1 400 µmol m2 s1, 测定部位为穗位叶中部上
表面。参照Moll等[17]的方法, 氮积累量(g plant1)=植
株含氮量(%)×生物量; 氮收获指数(%)=籽粒氮积累总
量/植株氮积累总量。参照[18-19]的计算方法:
氮肥农学效率(ANUE, kg籽粒 kg1 N)=(施氮区
玉米产量－对照区玉米产量)/施氮量
氮肥利用效率(NUE, %)＝(施氮区玉米地上部
吸氮量－对照区玉米地上部吸氮量)/施氮量×100%
氮肥生产效率 (nitrogen productive efficiency,
NPE) = 籽粒产量/施氮量
氮素吸收效率(nitrogen uptake efficiency, NUPE)
= 植株氮素积累量/施氮量
1.3 数据处理
本文数据为 2 年数据的平均值, 采用 Microsoft
Excel 2003 软件对数据进行处理和作图 , 采用
DPS3.01统计软件进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 控释肥对夏玉米花后光合速率的影响
作物产量的 90%以上来自光合作用[16]。从图 1
可以看出, 随着开花后时间的推移, 玉米的净光合
速率(Pn)呈逐渐下降的趋势 , 氮肥能显著提高玉米
1762 作 物 学 报 第 36卷

的光合速率。在开花期, 控释肥处理与普通肥处理
CCF 差异不显著, CRFIII、CRFII、SCFIII 和 SCFII
略高于 CCF、CRFI和 SCFI, 从花后 10 d开始, CCF
的 Pn迅速下降, 而 CRFIII、CRFII、SCFIII和 SCFII
下降相对缓慢, 始终显著高于 CCF, 有利于花后干
物质的积累和产量的提高, CRFIII与 CRFII、SCFIII
与 SCFII 之间无显著差异, 而控释肥处理 CRFI 和
SCFI低于 CCF, 但差异不显著。

图 1 控释肥对夏玉米花后穗位叶净光合速率的影响
Fig. 1 Effects of controlled-release fertilizer on net photosynthetic rate in ear leaf of summer maize

2.2 控释肥对夏玉米干物质积累和分配的影响
2.2.1 干物质积累动态 控释肥对夏玉米花后干
物质积累的影响(表 1), 随着时间的延长逐步增加 ,
到成熟期达到最大积累量。开花期普通肥处理 CCF
的干物质积累最高, 与等量的控释肥处理 CRFIII和
SCFIII 无显著差异, 显著高于减量 25%和 50%的控
释肥处理。从花后 20 d开始, 控释肥处理干物质迅
速增长, 而 CCF增长变缓, 花后 30 d到成熟(即花后
50 d), 等量处理 CFRIII 和 SCFIII 及减量 25%处理
CRFII 和 SCFII 显著高于 CCF; 成熟期分别高
10.43%、8.76%、5.87%和 4.78%; 而减量 50%的 CRFI
和 SCFI 在花后 50 d 与 CCF 无显著差异, 略低于
CCF。干物质积累量随施肥量的增加呈增加趋势, 表
现为 CRFIII>CRFII>CRFI, SCFIII>SCFII>SCFI, 减
量 25%的处理与全量无显著差异。
2.2.2 干物质分配 干物质积累在各器官中的分
配随着生长中心转移而变化。从表 2 看出, 叶片的
干物质积累量占全株干物质积累量的比例在开花期
(0 d)最高, 达到 33.1%~34.8%, 而茎(包括茎秆、叶
鞘及苞叶)所占的比例在花后 10 d 达到最高, 达到
70.8%~73.5%, 比叶片推迟了 10 d。从开花到成熟,
叶片和茎的干物质积累占全株的比例不断降低, 而

表 1 控释肥对夏玉米花后干物质积累的影响
Table 1 Effects of controlled-release fertilizer on dry matter accumulation after anthesis of summer maize (t hm2)
开花后天数 Days after anthesis 处理
Treatment 0 d 10 d 20 d 30 d 40 d 50 d
CK 5.82 d 8.04 f 11.40 f 14.26 d 16.19 d 16.23 d
CCF 7.32 a 11.06 ab 13.91 bc 17.23 bc 19.23 bc 19.75 c
CRFI 6.77 bc 9.79 de 12.74 e 16.85 c 19.10 c 19.53 c
CRFII 6.76 bc 10.22 cd 13.48 cd 17.84 ab 20.31 a 20.91 b
CRFIII 6.98 ab 10.62 bc 14.49 ab 18.04 a 20.71 a 21.81 a
SCFI 6.57 c 9.34 e 13.06 de 16.91 c 18.78 c 19.59 c
SCFII 7.30 a 10.53 c 13.85 c 18.16 a 20.01 ab 20.70 b
SCFIII 6.96 ab 11.18 a 14.60 a 18.09 a 20.51 a 21.48 a
CCF: 普通复合肥; CRF: 树脂包膜控释肥; SCF: 硫包膜控释肥; I: 减量 50%; II减量 25%; III为 100%肥量。同列标以不同小写
字母的值差异达 5%显著水平。
CCF: common compound fertilizer; CRF: controlled-release fertilizer enveloped by colophony; SCF: controlled-release fertilizer en-
veloped by sulfur; I: fertilizer amount decreased by 50%; II: fertilizer amount decreased by 25%; III: 100% fertilizer amount. Values followed
by letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level.

第 10期 赵 斌等: 控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响 1763


籽粒中的分配比例不断升高。花前叶和茎都是玉米
光合产物在营养生长中的主要分配器官, 是玉米的
生长中心 , 开花后 , 生长中心开始向穗部转移 , 光
合产物由叶和茎向籽粒中转移, 在花后 20 d (即灌
浆期), 籽粒成为光合产物的主要分配中心, 在成熟
期对其分配比例最高, 达 53.1%~55.6%。在生育后
期, 高施肥量处理的 CCF、CRFIII和 SCFIII的叶和
茎所占比例相对较大, 而减量处理所占比例相对较
少; 对于籽粒所占比例来说, 处理 CRFIII、SCFIII
与 CCF无显著差异, 减量 25%的 CRFII和 SCFII显
著高于 CCF, 所有施肥处理都显著高于不施肥处
理。

表 2 玉米花后干物质在各器官间的分配比例
Table 2 Distribution proportion of dry matter at anthesis stage of maize (%)
开花后天数 Days after anthesis 器官
Organ
处理
Treatment 0 d 10 d 20 d 30 d 40 d 50 d
叶片 CK 34.7 ab 25.5 a 19.7 a 13.9 d 13.3 a 13.0 a
Leaf CCF 33.1 d 24.6 cd 18.2 c 14.9 b 13.7 a 12.5 ab
CRFI 34.8 a 24.2 de 18.0 cd 14.8 bc 12.5 b 11.8 c
CRFII 34.4 ab 24.8 bc 18.0 cd 15.0 b 12.8 b 12.1 bc
CRFIII 34.3 b 25.1 ab 18.2 c 15.3 a 13.1 ab 11.9 c
SCFI 33.3 cd 24.0 e 18.6 b 15.0 b 12.7 b 11.7 c
SCFII 33.7 c 24.9 bc 18.2 c 15.0 b 13.6 a 12.3 b
SCFIII 34.8 a 22.9 f 17.8 d 14.7 c 13.0 ab 11.8 c

茎+鞘+苞叶 CK 65.3 c 71.2 cd 61.4 a 48.8 a 37.4 d 33.9 b
Stalk+sheath+husk CCF 66.9 a 70.8 d 56.9 c 46.6 c 42.2 a 33.4 bc
CRFI 65.2 c 71.0 cd 59.2 ab 44.4 d 41.1 b 32.9 c
CRFII 65.6 bc 72.0 b 58.9 b 47.5 b 39.6 bc 32.9 c
CRFIII 65.7 bc 71.4 c 58.1 b 44.9 d 38.5 c 34.5 a
SCFI 66.7 a 72.7 a 58.7 b 46.9 c 40.8 b 33.7 b
SCFII 66.3 ab 72.2 ab 59.5 a 48.3 a 39.5 c 32.1 c
SCFIII 65.2 c 73.5 a 58.6 b 43.9 d 39.0 c 34.0 ab

籽粒 CK — 3.3 bc 18.9 d 37.3 cd 49.2 a 53.1 c
Grain CCF — 4.6 a 24.9 a 38.5 b 44.1 d 54.1 b
CRFI — 4.7 a 22.8 c 40.9 a 46.4 c 55.3 a
CRFII — 3.2 bc 23.1 bc 37.5 c 47.6 b 55.0 ab
CRFIII — 3.5 b 23.6 b 39.7 a 46.9 bc 53.5 bc
SCFI — 3.3 bc 22.6 c 38.1 bc 46.4 c 54.6 b
SCFII — 2.9 c 22.3 c 36.7 d 47.0 bc 55.6 a
SCFIII — 3.6 b 23.5 b 41.5 a 48.0 b 54.2 b
同列标以不同小写字母的值差异达 5%显著水平。各处理缩写同表 1。
Values followed by letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level. The abbreviation of treatments are
same as Table 1.

2.3 控释肥对夏玉米花后氮素积累和运转的影
响
2.3.1 对氮素积累的影响 氮素的积累量反映了
玉米整个生育期对氮营养的吸收情况。不同施肥处
理对玉米花后氮素积累的影响见表 3, 普通肥处理
CCF 在整个玉米生育过程中, 花前的氮素积累量较
大 , 之后增长趋势变缓 , 甚至不增长; 而控释肥处
理 CRFIII、CRFII及 CRFI则一直持续增长, 即使在
生育后期, 仍呈现稳定增长趋势, 成熟期达到最高;
控释肥处理 SCF也表现出相同的变化趋势。氮素积
累量随着施肥水平的提高而增加, 表现为 CRFIII>
CRFII>CRFI>CCF>CK 和 SCFIII>SCFII>CCF>SCFI
>CK。在相同施肥水平下, CRFIII和 SCFIII显著高
于 CCF, 分别高 13.86%和 16.58%, 控释肥在减量
25%的情况下, 氮素积累量也高于 CCF, 差异显著,
分别高 10.15%和 8.66%。
1764 作 物 学 报 第 36卷

表 3 控释肥对夏玉米花后氮素积累的影响
Table 3 Effects of controlled release fertilizer on N uptake of summer maize (kg N hm2)
开花后天数 Days after anthesis 处理
Treatment 0 d 10 d 20 d 30 d 40 d 50 d
CK 119.12 e 132.12 f 144.45 d 154.45 d 174.41 d 177.83 e
CCF 200.95 a 210.03 bc 217.93 bc 236.77 bc 243.82 bc 242.30 d
CRFI 187.56 c 194.20 de 199.35 c 235.28 bc 243.71 bc 257.82 cd
CRFII 187.62 c 207.66 cd 215.40 bc 256.41 ab 260.60 ab 267.28 ab
CRFIII 196.99 ab 222.90 ab 236.73 ab 262.49 a 266.12 a 276.11 ab
SCFI 173.66 c 193.40 e 214.45 bc 229.24 c 235.28 c 246.82 cd
SCFII 189.72 bc 216.27 abc 240.20 ab 264.67 a 272.26 a 263.28 ab
SCFIII 190.66 bc 225.81 a 260.06 a 255.72 ab 269.93 a 282.48 a
同列标以不同小写字母的值差异达 5%显著水平。各处理缩写同表 1。
Values followed by letters in the same column are significantly different at the 0.05 probability level. The abbreviations of treatments
are same as Table 1.

2.3.2 对氮素分配的影响 由表 4 可以看出, 不 同器官氮素积累量表现出的趋势跟干物质积累相

表 4 花后氮素在玉米植株不同器官的分配
Table 4 Nitrogen distribution in different organs of maize after anthesis (g plant1)
播种后天数 Days after sowing 器官
Organ
处理
Treatment 0 d 10 d 20 d 30 d 40 d 50 d
叶片 CK 1.07 d 1.00 c 0.91 d 0.63 d 0.65 c 0.56 e
Leaf CCF 1.75 ab 1.46 b 1.26 c 1.07 c 0.96 ab 0.67 d
CRFI 1.70 bc 1.46 b 1.21 c 1.08 c 0.82 b 0.80 bc
CRFII 1.73 ab 1.50 b 1.34 bc 1.20 b 0.93 ab 0.71 d
CRFIII 1.84 a 1.70 a 1.53 a 1.21 b 1.00 a 0.87 a
SCFI 1.63 c 1.50 b 1.42 b 1.20 b 0.87 b 0.79 c
SCFII 1.72 ab 1.65 a 1.47 ab 1.33 a 1.00 a 0.88 a
SCFIII 1.82 ab 1.70 a 1.55 a 1.20 b 0.90 ab 0.85 ab

茎+鞘+苞叶 CK 0.91 d 1.07 c 0.83 e 0.63 c 0.46 e 0.43 c
Stalk+sheath+husk CCF 1.60 a 1.78 a 1.33 c 1.10 a 1.01 a 0.81 ab
CRFI 1.43 b 1.55 b 1.15 d 0.95 b 0.94 ab 0.73 b
CRFII 1.40 b 1.71 a 1.35 bc 1.05 a 0.89 bc 0.84 a
CRFIII 1.45 b 1.77 a 1.32 c 1.07 a 0.85 c 0.80 a
SCFI 1.27 c 1.52 b 1.21 d 0.94 b 0.68 d 0.65 b
SCFII 1.44 b 1.71 a 1.43 b 1.18 a 0.84 c 0.71 b
SCFIII 1.36 bc 1.80 a 1.66 a 1.06 a 0.91 bc 0.83 a

籽粒 CK － 0.13 b 0.67 c 1.31 d 1.80 f 1.97 f
Grain CCF － 0.25 a 1.04 a 1.78 c 2.09 e 2.56 e
CRFI － 0.23 a 0.97 ab 1.89 b 2.31 d 2.77 cd
CRFII － 0.25 a 0.90 b 2.02 a 2.52 bc 2.90 abc
CRFIII － 0.25 a 1.09 a 2.10 a 2.58 ab 2.93 ab
SCFI － 0.20 a 0.94 ab 1.68 c 2.37 cd 2.68 de
SCFII － 0.25 a 1.10 a 1.90 b 2.70 a 2.80 bcd
SCFIII － 0.26 a 1.12 a 2.01 a 2.68 ab 3.03 a
同列标以不同小写字母的值差异达 5%显著水平。各处理缩写同表 1。
Values followed by letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level. The abbreviations of treatments are
same as Table 1.
第 10期 赵 斌等: 控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响 1765


似, 叶片的积累量在开花期达到最大, 全量和减量
25%的控释肥处理与 CCF 无显著差异, 减量 50%的
控释肥处理 CRFI 和 SCFI偏低, 都显著高于不施肥
处理 CK; 而茎的氮素积累在开花后 10 d达到最高,
变化趋势同叶片, 随着生育进程, 叶和茎中的积累
量逐渐下降, 表明营养器官物质开始向籽粒中转移,
籽粒中的氮素积累逐渐升高, 到成熟期达到最高。
成熟期籽粒的氮素积累表现为 SCFIII>CRFIII>
CRFII>SCFII>CRFI>SCFI>CCF>CK, 并且控释肥处
理都显著高于 CCF, 随着施肥量的增加而增加, 全
量与减量 25%的处理无显著差异。成熟期不同器官
氮素积累所占比例有一定差异, CCF 处理的叶片显
著低于控释肥处理, 而茎相对较大, 与控释肥处理
相比差异显著, 籽粒所占比例控释肥处理显著高于
CCF。
2.4 控释肥对玉米产量的影响
由表 5可以看出 , 与不施肥处理相比 , 各施肥
处理的籽粒产量显著提高 , 且差异达到极显著水
平。与普通肥相比, 施用控释肥处理的增产效果显
著。各施肥处理以全量控释肥处理(CRFIII和 SCFIII)
的产量最高, 在相同施肥量情况下, 分别比普通肥
料处理(CCF)增产 13.15%和 14.15%; CRFII和 SCFII
处理次之, 分别比 CCF 增产 9.69%和 11.09%, 但与
CRFIII和 SCFIII处理无显著差异; CRFI和 SCFI处
理与 CCF差异不显著。相同水平的两种控释肥间差
异不显著, SCF处理略高于 CRF处理。2006年的产
量变化趋势与 2005年一致。从产量构成因素来看,
控释肥处理的玉米穗行数、行粒数没有显著提高 ,
而千粒重显著增加, 是产量提高的基础。从经济效
益看, 控释肥显著高于 CCF, 等量、减量 25%和减
量 50%的控释肥处理比 CCF 平均增加 6.3%、9.4%
和 4.0%, 其中, 减量 25%的处理经济效益最高, 显
著高于其他处理。
2.5 控释肥对玉米氮素利用效率的影响
氮肥农学效率是单位施肥量对作物籽粒产量增
加的反映, 是农业生产中最重要的经济指标之一。
由表 6 可以看出, 施肥量高的控释肥处理农学效率
略低一些, 但仍高于普通肥料(CCF), 差异达到显著
水平。控释肥的氮素吸收效率与氮肥生产效率都显
著高于 CCF, 并随着施肥量的增加而减少, 控释肥
处理的氮肥利用率为 32.76%~53.33%, 平均为
40.78%, 显著高于 CCF 处理, 并且随着施肥量的增
加呈下降趋势。总体上, 控释肥处理的氮肥利用率
高于我国氮肥利用率的平均值(35%)[1]。氮收获指数
(NHI)表现差异不显著 , 减量的控释肥处理高于全
量处理和 CCF。
3 讨论
3.1 控释肥对夏玉米光合及光合产物的影响
作物总干物质的积累是产量形成的基础, 主要
受光合作用和呼吸作用制约, 一切影响光合和呼吸
的因子都会影响干物质的积累[18]。李潮海等[19]指出,
施肥能够显著增加玉米的光合速率(Pn), 不同施肥
水平夏玉米的光合速率吐丝前差异较小, 并且随着

表 5 控释肥对玉米产量及其构成因素的影响
Table 5 Effects of different controlled-release fertilizer treatments on yield and its component of maize
籽粒产量
Grain yield
(kg hm2)
增产幅度
Yield increase
(%)
效益比对照增加
Benefit increase than CK
(Yuan hm2)
处理
Treatment
穗行数
Rows
per ear
行粒数
Kernels
per row
穗粒数
Kernels
per ear
千粒重
1000-kernel
weight
(g) 2005 2006 2005 2006 2005 2006
CK 14.44 39.02 563.65 281.17 e 9383.8 d 8896.1 c — — — —
CCF 14.95 40.74 609.02 293.72 d 11380.4 c 11046.1 b 21.3 24.2 1056 e 1349 e
CRFI 14.53 39.93 580.36 298.20 cd 11558.6 bc 10826.8 b 23.2 21.7 2257 c 1790 d
CRFII 15.20 40.83 620.67 300.71 c 12382.7 ab 11990.4 a 31.9 34.7 2882 a 3064 a
CRFIII 14.60 41.70 608.82 316.29 a 12716.9 a 12108.0 a 35.5 36.1 2571 b 2339 b
SCFI 14.67 40.57 595.04 296.58 cd 11331.8 c 10986.4 b 20.8 23.5 1763 d 2035 c
SCFII 14.80 42.07 622.59 299.77 cd 12523.5 a 11909.5 a 33.5 33.8 3060 a 2819 a
SCFIII 15.07 41.16 620.08 308.53 b 12810.5 a 12011.0 a 36.5 35.0 2629 b 2033 c
按当时的市场价, 玉米 1911元 t1, 普通复合肥 2190元 t1, 树脂包膜控释肥 2660元 t1, 硫素包膜控释肥 2350元 t1。同列标
以不同小写字母的值差异达 5%显著水平。各处理缩写同表 1。
According to the average market price at that time, that was 1911 Yuan t1 for maize, 2190 Yuan t1 for CCF, 2660 Yuan t1 for CRF,
2350 Yuan t1 for SCF. Values followed by letters in the same column are significantly different at P≤0.05. The abbreviations of treatments
are same as Table 1.
1766 作 物 学 报 第 36卷

表 6 控释肥对玉米氮素利用效率的影响
Table 6 Effects of different controlled-release fertilizer treatments on nitrogen use efficiency of maize
处理
Treatment
籽粒产量
Grain yield
(t hm2)
总吸氮量
Total N uptake
(kg N hm2)
氮收获指数
N harvest index
氮肥农学效率
Agronomic N
use efficiency
(kg kg1 N)
氮肥利用率
Nitrogen use
efficiency
(%)
氮素吸收效率
Nitrogen up-
take efficiency
(kg kg1)
氮肥生产效率
Soil N de-
pendent rate
(kg kg1)
CK 9.38 d 177.83 66.61 a — — — —
CCF 11.38 c 242.30 63.38 d 6.66 c 21.49 f 0.81 d 37.93 d
CRFI 11.56 bc 257.82 64.46 c 14.50 a 53.33 a 1.72 a 77.06 a
CRFII 12.38 ab 267.28 65.01 b 12.56 ab 39.76 c 1.19 b 55.03 b
CRFIII 12.72 a 276.11 63.63 d 11.11 b 32.76 e 0.92 c 42.39 c
SCFI 11.33 c 246.82 65.03 b 12.99 ab 45.99 b 1.65 a 75.55 a
SCFII 12.52 a 263.28 63.80 cd 13.95 ab 37.98 cd 1.17 b 55.65 b
SCFIII 12.81 a 282.48 64.35 c 11.42 ab 34.88 de 0.94 b 42.70 c
同列标以不同小写字母的值差异达 5%显著水平。各处理缩写同表 1。
Values followed by letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level. The abbreviations of treatments are
same as Table 1.

施肥量的增加, 后期高光合速率持续期延长。本试
验结果表明, 在开花期, 控释肥各处理与普通肥处
理 CCF差异不显著, 从花后 10 d开始, CCF的 Pn迅
速下降, 而 CRFIII、CRFII、SCFIII和 SCFII下降相
对缓慢, 始终显著高于 CCF及减量 50%的控释肥处
理, 可见控释肥能够维持较高的光合速率, 有利于
花后干物质的积累和产量的提高。玉米增产的途径
是尽可能多地提高生物产量并使干物质尽可能多地
分配到经济器官[16]。施氮能够明显提高各器官的干
物质量[20], 本研究表明, 开花期普通肥处理 CCF 的
干物质积累最高, 与等量的控释肥处理 CRFIII 和
SCFIII 无显著差异, 显著高于减量 25%和 50%的控
释肥处理。从花后 20 d开始, 控释肥处理干物质迅
速增长, 而普通肥 CCF的增长开始变缓, 花后 30 d
到成熟(即花后 50 d), 等量处理 CFRIII和 SCFIII及
减量 25%处理 CRFII 和 SCFII 显著高于 CCF; 成熟
期分别高 10.43%、8.76%、5.87%和 4.78%; 说明控
释肥在玉米生育后期仍能够提供充足的养分, 保证
玉米后期的正常生长, 为玉米的高产奠定基础。
李文娟等[21]研究认为, 从开花到成熟期, 玉米
叶片和茎鞘干重占植株总重的比例随着生育期的推
进而逐渐降低, 生长中心开始向穗部转移, 光合产
物由叶和茎向籽粒中转移, 在花后 20 d (即灌浆期),
籽粒就成为光合产物的主要分配中心。本试验结果
表明, 从开花到成熟期, 干物质在叶片中的分配比
例由 33.1%~34.8%降至 11.7%~13.0%, 干物质在茎
(包括茎秆+叶鞘+苞叶 )中的分配比例由 70.8%~
73.5%降至 32.9%~34.5%, 籽粒所占比例都超过
53%。在生育后期 , 等量的处理 CCF、CRFIII 和
SCFIII 的叶和茎所占比例相对较大, 而减量处理所
占比例相对较少; 对于籽粒来说, 等量控释肥处理
CRFIII和 SCFIII高于 CCF, 差异不显著; 减量 25%
处理 CRFII 和 SCFII 要显著高于 CCF, 说明控释肥
处理的叶和茎中的干物质向籽粒中的转移量大, 对
籽粒的贡献率比较高。
3.2 控释肥对夏玉米氮素积累与分配的影响
氮是提高叶片光合速率, 维持叶绿素含量及延
长叶片功能期的重要矿质元素[22]。开花至成熟阶段
是作物氮素吸收分配的关键时期, 营养器官的氮素
转移对籽粒氮素积累有较大贡献, 增加氮肥能够显
著提高小麦各生育阶段、特别是生育后期氮素吸收
强度 [23-24]; 易镇邪等 [25]研究发现 , 同等施氮量下 ,
包膜尿素与复合肥处理氮素积累量高于普通尿素。
本试验结果与其一致, 氮素积累量随着施肥水平的
提高而增加, 两种控释肥表现出相同的趋势。在相
同施肥水平下, CRFIII和 SCFIII显著高于 CCF, 分
别高 13.86%和 16.58%, 控释肥料在减少施肥量
25%的情况下氮素积累量也高于 CCF, 差异显著 ,
分别高 10.15%和 8.66%。说明控释肥能够显著提高
玉米的氮素积累, 特别在玉米的生育后期, 尤其显
著。
3.3 控释肥对夏玉米产量及肥料利用率的影响
控释肥能显著提高夏玉米的产量, 在相同施肥
量情况下, 两种控释肥 CRF 和 SCF 与普通肥 CCF
的产量差异达到极显著水平, 在减少 25%施肥量情
况下 , 控释肥处理也高于 CCF, 差异达显著水平 ,
即使在减少一半施肥量的情况下, 控释肥处理的产
量仍能接近 CCF处理, 这与前人在水稻和小麦上的
第 10期 赵 斌等: 控释肥对夏玉米产量和氮素积累与分配的影响 1767


研究结果基本一致[26-29]。其原因可能是控释肥在整
个生育期都保持较高的氮素水平, 氮素释放缓慢而
平稳, 能够保证玉米后期的氮素供应。同时, 与普通
复合肥相比, 控释肥可显著提高经济效益, 平均高
4.0%~9.4%。包膜控释肥使产量增加和生产成本降
低, 它在玉米等作物上的广泛应用是化学肥料发展
的重要趋势之一。
研究表明, 控释氮肥能促进水稻生育中、后期
叶片中的硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性, 从而
促进水稻孕穗后体内氮素的吸收与同化, 增加水稻
的吸氮量, 提高氮素利用效率[30]。本试验中, 控释
肥显著提高了玉米氮肥利用率和氮肥农学效率, 氮
肥利用率平均为 40.78%, 而我国农田的平均氮肥利
用率只有 35%左右[31], 控释肥处理明显高于普通肥
处理, 并随施肥量的增加呈下降趋势。氮收获指数
(NHI)反映植株氮素的分配情况, 施氮影响 NHI, 本
试验条件下, 等量处理的 NHI 表现差异不显著, 减
量的控释肥处理高于全量的施肥处理。从氮素在不
同器官的分配看, 成熟期籽粒的氮素积累, 表现为
SCFIII>CRFIII>CRFII>SCFII>CRFI>SCFI>CCF>
CK, 并且控释肥处理显著高于 CCF, 随着施肥量的
增加而增加 , 全量与减量 25%的处理无显著差异 ,
表明在玉米花后 , 控释肥促进籽粒中氮素的积累 ,
有利于氮素利用率的提高。
4 结论
控释肥能显著增加玉米产量, 产量构成因素中
增加千粒重的优势较大。控释肥显著提高植株花后
的氮素积累, 能保持较高的光合速率和干物质积累,
保证籽粒对营养物质的需求, 显著提高氮素利用效
率和农学效率。基于控释肥对产量和经济效益以及
肥料利用率的影响 , 建议在控释肥的实际应用中 ,
适当减少肥料的用量。本试验条件下, 以减量 25%
的控释肥处理为最佳施肥量。
References
[1] Zhang M(张民), Shi Y-X(史衍玺), Yang S-X(杨守祥), Yang
Y-C(杨越超). Status quo of study of controlled-release and
slow-release fertilizers and progress made in this respect. J Chem
Fert Ind (化肥工业), 2001, 28(5): 2730 (in Chinese with Eng-
lish abstract)
[2] Baligar V C, Fageria N K, He Z L. Nutrient use efficiency in
plants. Cummun Soil Sci Plant Anal, 2001, 32: 921950
[3] Li X-H(李新慧). Mechanism of nitrogen losses and ways to in-
crease nitrogen fertilizer recovery rate in crop land in Beijing.
Newsl Beijing Soil Assoc (北京土壤学会简讯), 1999, 2(5): 58
(in Chinese)
[4] He M-R(贺明荣), Yang W-Y(杨雯玉), Wang X-Y(王晓英),
Wang Z-L(王振林), Yang W-L(杨万立). Effects of different N
management modes on grain yield and quality as well as fertilizer
N use efficiency of winter wheat. Acta Agron Sin (作物学报),
2005, 31(8): 10471051 (in Chinese with English abstract)
[5] Zhao J-Y(赵俊晔), Yu Z-W(于振文). Effects of nitrogen rate on
nitrogen fertilizer use of winter wheat and content of soil ni-
trate-N under different fertilizer condition. Acta Ecol Sin (生态学
报), 2006, 26(3): 815822 (in Chinese with English abstract)
[6] Zhou S-L(周顺利). Genotype Difference of Nitrogen Nutrition
Properties of Winter Wheat and Summer Maize under High-
Yielding Condition and Nitrogen Fertilizer Recommendation.
PhD Dissertation of China Agricultural University, 2000 (in Chi-
nese with English abstract)
[7] Zhao Y-G(赵允格), Shao M-A(邵明安), Zhang X-C(张兴昌).
Impact of localized compaction and ridge fertilization on field
nitrate transport and nitrate use efficiency. Chin J Appl Ecol (应
用生态学报), 2004, 15(1): 6872 (in Chinese with English ab-
stract)
[8] Wang K-J(王空军), Zhang J-W(张吉旺), Dong S-T(董树亭),
Jiang G-M(蒋高明). Individual grain yield potential and nitrogen
utilization efficiency of Zea mays cultivars widely planted in
North China. Chin J Appl Ecol (应用生态学报), 2005, 16(5):
879894 (in Chinese with English abstract)
[9] Kaneta Y, Awasaki H, Murai T. The non-tillage rice culture by
single application of fertilizer in a nursery box with con-
trolled-release fertilizer. Jpn J Soil Sci Plant Nutr, 1994, 65:
385391
[10] Zhao X-G(赵先贵), Xiao L(肖玲). Current research on con-
trolled release fertilizers. Chin J Eco-Agric (中国生态农业学报),
2002, 10(9): 9597 (in Chinese with English abstract)
[11] Ju X-T(巨晓棠), Liu X-J(刘学军), Zou G-Y(邹国元), Wang
C-H(王朝辉), Zhang F-S(张福锁). Evaluation of nitrogen loss
way in winter wheat and summer maize rotation system. Sci
Agric Sin (中国农业科学), 2002, 35(12): 14931499 (in Chinese
with English abstract)
[12] Shoji S, Kanno H. Use of polyolefin-coated fertilizers for in-
creasing fertilizer efficiency and reducing nitrate leaching and ni-
trous oxide emission. Fert Res, 1994, 3: 147152
[13] Fu J-R(符建荣). Effects of controlled release fertilizer on rice
yield and N recovery. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学
报), 2001, 7(2): 145152 (in Chinese with English abstract)
[14] Wu Z-J(武志杰), Zhou J-M(周健民). Present situation, trend and
strategy of control-released fertilizer and slow-released fertilizer
in China. Rev China Agric Sci Technol (中国科技农业导报),
1768 作 物 学 报 第 36卷

2001, 3(1): 7376 (in Chinese with English abstract)
[15] Zheng S-X(郑圣先), Nie J(聂军), Xiong J-Y(熊金英), Xiao J(肖
剑), Lou Z-C(罗尊长), Yi G-Y(易国英). Study on role of con-
trolled release fertilizer in creasing the efficiency of nitrogen
utilization and rice yield. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料
学报), 2001, 7(1): 1116 (in Chinese with English abstract)
[16] Chen G-P(陈国平). The dry matter production and distribution of
maize. Maize Sci (玉米科学), 1994, 2(1): 4853 (in Chinese)
[17] Moll R H, Kamprath E J, Jackson W A. Analysis and interpreta-
tion of factor which contribute to efficiency of nitrogen utiliza-
tion. Agron J, 1982, 74: 562564
[18] Zhang Y-S(张银锁), Yu Z-R(宇振荣), Driessen P M. Experi-
mental study of assimilate production, partitioning and transloca-
tion among plant organs in summer maize (Zea mays) under
various environmental and management conditions. Acta Agron
Sin (作物学报), 2002, 28(1): 104109 (in Chinese with English
abstract)
[19] Li C-H(李潮海), Liu K(刘奎), Zhou S-M(周苏玫), Luan L-M(栾
丽敏). Response of photosynthesis to eco-physiological factors
of summer maize on different fertilizer amounts. Acta Agron Sin
(作物学报), 2002, 28(2): 265269 (in Chinese with English ab-
stract)
[20] Xu X-Y(徐祥玉), Zhang M-M(张敏敏), Zhai B-N(翟丙年), Li
S-X(李生秀). Effects of nitrogen application on dry matter ac-
cumulation and translocation of different genotypes of summer
maize. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 2009, 15(4):
786792 (in Chinese with English abstract)
[21] Li W-J(李文娟), He P(何萍), Jin J-Y(金继运). Potassium nutri-
tion on dry matter and nutrients accumulation and translocation
at reproductive stage of maize. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与
肥料学报), 2009, 15(4): 799807 (in Chinese with English ab-
stract)
[22] Evans J R. Nitrogen and photosynthesis in the flag leaf of wheat.
Plant Physiol, 1983, 72: 297302
[23] Zhao J-Y(赵俊晔), Yu Z-W(于振文). Effects of nitrogen ferti-
lizer rate on uptake, distribution and utilization of nitrogen in
winter wheat under high yielding cultivated condition. Acta
Agron Sin (作物学报), 2006, 32(4): 484490 (in Chinese with
English abstract)
[24] Wang Y-F(王月福), Jiang D(姜东), Yu Z-W(于振文), Cao
W-X(曹卫星). Effects of nitrogen rates on grain yield and protein
content of wheat and its physiological basis. Sci Agric Sin (中国
农业科学), 2003, 36(5): 513520 (in Chinese with English ab-
stract)
[25] Yi Z-X(易镇邪), Wang P(王璞), Shen L-X(申丽霞), Zhang
H-F(张红芳), Liu M(刘明), Dai M-H(戴明宏). Effects of dif-
ferent types of nitrogen fertilizer on nitrogen accumulation,
translocation and nitrogen fertilizer utilization in summer maize.
Acta Agron Sin (作物学报), 2006, 32(5): 772778 (in Chinese
with English abstract)
[26] Li F-M(李方敏), Fan X-L(樊小林), Chen W-D(陈文东). Effects
of controlled release fertilizer on rice yield and nitrogen use effi-
ciency. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 2005, 11(4):
494500 (in Chinese with English abstract)
[27] Yang W-Y(杨雯玉), He M-R(贺明荣), Wang Y-J(王远军), Wang
X-Y(王晓英), Zhang B(张宾), Wu C-P(吴翠平). Effect of con-
trolled-release urea combined application with urea on nitrogen
utilization efficiency of winter wheat. Plant Nutr Fert Sci (植物
营养与肥料学报), 2005, 11(5): 627633 (in Chinese with Eng-
lish abstract)
[28] Zou Y-B(邹应斌), He F(贺帆), Huang J-L(黄见良), Xiong
Y-F(熊远福 ). Effects of coated-compound fertilizer on the
growth and nutrition characteristics of double cropping rice
(Oryza sativa L.). Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报),
2005, 11(1): 5763 (in Chinese with English abstract)
[29] Cao B(曹兵), Xu Q-M(徐秋明), Ren J(任军), Bian X-Z(边秀芝).
Effects of delayed release coated urea on rice growth and nitro-
gen absorption. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报),
2005, 11(3): 352356 (in Chinese with English abstract)
[30] Nie J(聂军), Xiao J(肖剑), Dai P-A(戴平安), Zheng S-X(郑胜
先). Effect of controlled release nitrogen fertilizer on key en-
zymes actives of nitrogen metabolism and protein contents in
brown rice. J Hunan Agric Univ (Nat Sci) (湖南农业大学学
报·自然科学版), 2003, 29(4): 318321 (in Chinese with English
abstract)
[31] Zhu Z-L(朱兆良), Wen Q-X(文启孝). Nitrogen in Soil of China
(中国土壤氮素). Nanjing: Phoenix Science Press, 1992 (in Chi-
nese)