全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(2): 339−347 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由河南省科技创新杰出人才计划(084200410010), 中加合作 IPNI 项目 (NMBF-HenanAU-2008)和河南省重大公益科研项目
(091100910100)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 李潮海, E-mail: lichaohai2005@yahoo.com.cn
第一作者联系方式: E-mail: wangyilunrl@163.com, Tel: 0371-63558290
Received(收稿日期): 2010-07-26; Accepted(接受日期): 2010-10-08.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00339
氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响
王宜伦 1,2 李潮海 1,* 谭金芳 2 张 许 2 刘天学 1
1河南农业大学农学院 / 农业部玉米区域技术创新中心, 河南郑州 450002; 2河南农业大学资源与环境学院, 河南郑州 450002
摘 要: 采用田间试验研究了氮肥后移对超高产夏玉米产量、氮素吸收积累和氮肥效率的影响, 旨在了解超高产夏
玉米(≥12 000 kg hm−2)的氮素吸收和转运特性, 为实现夏玉米超高产合理施肥提供依据。结果表明, 夏玉米施氮显著
增产, 增产幅度为 9.62%~15.95%, 氮肥后移比习惯施氮增产 2.27%~5.33%。超高产夏玉米吐丝后氮素吸收积累量占
总积累量的 40.30%~47.78%, 保证后期氮素养分充足供应对于夏玉米达到超高产水平至关重要; 氮肥后移可促进超
高产夏玉米后期的氮素吸收积累, 降低夏玉米茎和叶片氮素的转运率, 显著增强灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活
性, 提高灌浆期叶片游离氨基酸含量, 增加蛋白质产量; 氮肥后移比习惯施氮的氮肥利用率提高 1.88%~9.70%、农学
效率提高 0.96~2.21 kg kg−1, 以“30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥”方式施用氮肥的产量和氮肥利用效率最佳。
关键词: 夏玉米; 超高产; 氮肥后移; 产量; 氮素吸收; 氮肥效率
Effect of Postponing N Application on Yield, Nitrogen Absorption and Utiliza-
tion in Super-High-Yield Summer Maize
WANG Yi-Lun1,2, LI Chao-Hai1,*, TAN Jin-Fang2, ZHANG Xu2, and LIU Tian-Xue1
1 College of Agronomy, Henan Agricultural University / Regional Center for New Technology Creation of Corn of Ministry of Agriculture, Zhengzhou
450002; 2 College of Resource and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China
Abstract: Maize (Zea mays L.) is the largest grain crop in China. Realizing super-high-yield (≥12 000 kg ha−1) of summer maize
plays an important role in ensuring the country food security. However, there exist some problems in summer maize production
such as excessive dosage and unreasonable period of nitrogen application, which hinders the realization of super-high-yield. In
order to increase the use efficiency of fertilizer and grain yield of summer maize, field experiments were conducted and the effects
of postponing N application on nitrogen absorption, use efficiency of nitrogen fertilizer and grain yield in summer maize were
studied. The results showed that yield was increased by 9.62%–15.95% by applying nitrogen fertilizer. Compared with conven-
tional fertilizer application, postponing N application increased grain yield by 2.27%–5.33%. The N absorption proportion after
silking stage was 40.30%–47.78% of the total, so it was important to provide maize plants with sufficient N in later growth stage
for realizing super-high-yield. It was indicated that postponing N application could promote N absorption and accumulation of
super-high-yield summer maize at later stage, decrease N transfer efficiency in stem and leaf, increase activity of nitrate reductase
and content of free amino acids in ear leaf at filling stage, and raise protein yield of summer maize. In comparison with conven-
tional fertilizer application, the N fertilizer utilization rate and N fertilizer agronomy efficiency were increased by 1.88%–9.70%
and 0.96–2.21 kg kg−1 respectively by postponing N application. The highest yield and nitrogenous fertilizer use efficiency were
obtained by applying 30% of nitrogen fertilizer at seedling stage and trumpeting stage respectively and 40% of nitrogen fertilizer
at silking stage.
Keywords: Summer maize; Super-high-yield; Postponing N application; Yield; Nitrogen absorption; Nitrogenous fertilizer effi-
ciency
玉米已发展为我国第一大粮食作物, 实现夏玉 米高产和超高产(≥12 000 kg hm−2)是提高玉米总产
340 作 物 学 报 第 37卷

量、保障粮食安全的重要途径[1-2]。夏玉米生育期内
吸肥能力强, 需肥量大, 充足的养分供应是夏玉米
获得高产的关键[3-4]。已有研究表明夏玉米对氮肥敏
感 , 且耐肥性强 , 施氮增产效果显著 , 合理施用氮
肥对于提高夏玉米产量和氮肥利用率、减轻环境压
力具有重要意义[5-8]。前人就氮肥用量、施氮时期和
不同氮肥类型等对中产和高产水平夏玉米(7 000~
10 500 kg hm−2)产量、品质、氮素吸收利用、碳氮代
谢和氮肥利用效率的影响进行了研究报道 [9-13], 而
超高产夏玉米的研究多集中在栽培技术、气候条件、
土壤性状、种植密度及生理特性等方面[14-18], 其养
分吸收积累特性及科学施肥技术等鲜见报道。作为
高产作物合理施用氮肥的重要技术—氮肥后移, 在
冬小麦产量、氮素吸收、生理特性与氮肥利用率等
方面的效应研究报道较多[19-21], 但对超高产夏玉米
产量、氮素吸收积累、氮肥利用效率及氮代谢的影
响等这方面的系统研究未见报道。针对目前超高产
夏玉米生产中存在施用氮肥过量、施肥时期不合理
等问题, 笔者连续两年在河南省浚县高产土壤上研
究推荐施氮量、不同施肥时期和比例对超高产夏玉
米氮素吸收积累、产量及氮肥效率的影响, 明确超
高产夏玉米植株氮素吸收积累特性及氮肥后移在超
高产夏玉米上的效应, 以期为超高产夏玉米合理施
用氮肥提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地基础情况
河南省浚县钜桥镇地处暖温带大陆半湿润性季
风气候区域, 年太阳辐射总量 110.8 kJ cm−2, 年日
照时数 2 311.8 h, ≥0℃积温 5 135.2 , ℃ 无霜期 221
d, 一年两熟, 常年降水量 627.3 mm (夏玉米生育期
间气象条件见表 1)。地下水资源丰富, 灌溉条件好。
试验区土壤为潮土, 黏壤质, 土壤基本养分性状见
表 2。

表 1 夏玉米生长期间气象条件
Table 1 Meteorological conditions during summer maize growing period
2007 2008
月份
Month
平均气温
Mean temperature
(℃)
降雨量
Amount of precipitation
(mm)
光照时数
Sunshine duration
(h)
平均气温
Mean temperature
(℃)
降雨量
Amount of precipitation
(mm)
光照时数
Sunshine duration
(h)
6 25.2 122.1 160.9 25.9 48.5 154.6
7 26.0 78.4 177.8 26.6 298.9 186.9
8 25.5 211.6 185.4 26.6 120.8 196.5
9 20.7 9.3 177.1 21.7 76.7 177.6

表 2 供试土壤农化性质
Table 2 Agro-chemical characters of the tested soil
试验地点
Experimental site
pH
有机质
O.M.
(g kg−1)
全氮
Total N
(g kg−1)
碱解氮
Available N
(mg kg−1)
速效磷
Available P
(mg kg−1)
速效钾
Available K
(mg kg−1)
姜庄村 Jiangzhuangcun 8.0 16.4 1.1 76.6 12.9 124.9
刘寨村 Liuzhaicun 8.2 17.1 1.2 68.8 32.4 143.0

1.2 试验设计
氮素单因素试验, 设 N0 (不施氮肥)、N1 (习惯
施肥, 50%苗肥+50%大口肥)、N2 (50%苗肥+50%吐
丝肥)、N3 (30%苗肥+50%大口肥+20%吐丝肥)和 N4
(30%苗肥+30%大口肥+40%吐丝肥) 5个处理。由国
际植物营养研究所(IPNI)北京办事处根据目标产量
对土壤测试后推荐施肥量, 氮为 300 kg hm−2, P2O5
为 90 kg hm−2, K2O为 120 kg hm−2。氮肥用尿素, 磷
肥用过磷酸钙, 钾肥用氯化钾, 磷、钾肥在苗期(五
叶期)开沟一次施入, 大口期和吐丝期采用穴施追施
尿素。
供试夏玉米品种为郑单 958, 统一采用超高产
玉米栽培的管理方法 , 即精选高产杂交玉米种子 ,
人工标尺摆播 , 设计密度均匀一致 , 种植密度
75 000株 hm−2。播种后灌水保证出苗整齐; 播后苗
前用除草剂和农药混配, 进行土壤封闭除草, 杀灭
小麦秸秆残留害虫; 出苗后三叶期间苗、五叶期定
苗, 根据叶相留匀苗、壮苗; 在玉米大喇叭口期用杀
螟丹颗粒剂丢心, 防治玉米螟和后期蚜虫; 在玉米
达到生理成熟、乳线完全消失时收获。2007年在姜
第 2期 王宜伦等: 氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响 341


庄村试验, 小区面积 32 m2, 3次重复, 随机区组排列,
于 6月 14日播种, 9月 29日收获。2008年在刘寨村
试验, 小区面积 36 m2, 3次重复, 随机区组排列, 于
6月 13日播种, 10月 3日收获。
1.3 样品的采集与分析
在玉米播种前采集 0~20 cm 土壤样品, 用碱解
扩散法分析测定土壤碱解氮 , 用 0.5 mol L−1 Na-
HCO3 浸提 -钼蓝比色法测定土壤速效磷 , 用
NH4OAc 浸提-火焰光度法测定土壤速效钾, 用重铬
酸钾容量法-外加热法测定土壤有机质。在拔节期、
大喇叭口期、吐丝期、灌浆期(吐丝后 25 d)、成熟
期分 5 次采集每小区有代表性的植株样品 3 株, 称
鲜重, 分器官洗净, 在 105℃下杀青 15 min, 再在
65℃下烘干至恒重, 粉碎后分析植株各部位的氮含
量。采用浓 H2SO4-H2O2 消煮-蒸馏定氮法测定植株
全氮[22]。完全成熟后收获中间 2 行玉米, 装入尼龙
网袋, 晒干脱粒称重, 以含水量 14%的重量折算小
区产量; 另取 10 穗玉米考种, 调查穗长、穗行数、
穗粒数、行粒数和百粒重等。
采用活体法测定硝酸还原酶(NR)活性[23], 茚三
酮法测定游离氨基酸总量[24]。
1.4 有关指标计算与统计方法
氮肥利用率(recovery efficiency of applied N,
REN) = (施氮肥区植株地上部氮素积累量−不施氮
肥区植株地上部氮素积累量)/施氮肥量×100%
氮肥农学效率(agronomic efficiency of applied
N, AEN, kg kg−1) = (施氮肥区产量−不施氮肥区产
量)/施氮肥量
氮肥偏生产力(partial factor productivity from
applied N, PFPN, kg kg−1) = 施氮肥区产量/施氮肥
量
每吨籽粒氮素吸收量(absorbed nitrogen amount
per ton grain, ANA, kg t−1) = 氮素总积累量/产量
×1000
氮素转运率(transfer efficiency, TE) = (灌浆前营
养体氮素积累量–成熟期营养体氮素积累量)/灌浆前
营养体氮素积累量×100%
蛋白质产量(protein yield, kg hm−2) = 籽粒粗蛋
白含量×籽粒干物重
采用Microsoft Excel 2003和DPS 7.05软件进行
数据处理和统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对夏玉米产量及其构成因素的影
响
从表 3 可以看出, 超高产夏玉米施氮增产显著,
2007年增产 9.62%~15.95%, 2008 年增产 9.80%~
15.17%, 两年均以 N4 处理产量最高。N4、N3 和
N2比N1两年中平均增产 5.33%、3.90%和 2.27%, 其
中 N4与 N1产量差异达到显著水平。表明不同比例
氮肥后移至吐丝期追施均比习惯施氮增产, 以 N4
施氮方式增产效果最佳。
表 3还表明 2008年的穗粒数、百粒重和产量均
普遍高于 2007 年, 主要原因可能是 2008 年试验田
土壤肥力较高(表 2)有利于夏玉米的生长发育; 另一
方面, 2008年气象条件适宜(表 1), 夏玉米生育期内
7~9 月份平均气温较 2007 年高 0.9 , ℃ 降水量多
197.1 mm, 光照时数多 20.7 h。
2.2 不同生育时期超高产夏玉米氮素积累与分
配
表 4 表明, 超高产夏玉米各器官氮素积累量随
生长发育进程而变化。从拔节期到吐丝期, 叶片是

表 3 不同处理对夏玉米产量及其产量构成因素的影响
Table 3 Effect of different fertilizer treatments on yield and yield component of summer maize
2007 2008
处理
Treatment
穗粒数
Grain per
ear
(No.)
百粒重
100 grain
weight
(g)
平均产量
Average grain
yield
(kg hm−2)
增产率
Increased
rate
(%)
穗粒数
Grain per
ear
(No.)
百粒重
100 grain
weight
(g)
平均产量
Average grain
yield
(kg hm−2)
增产率
Increased
rate
(%)
N4 513.49 a 33.52 a 12432.59 a 15.95 594.64 a 34.61 a 13894.06 a 15.17
N3 505.51 a 33.48 a 12322.18 ab 14.92 575.28 b 34.18 ab 13638.97 ab 13.06
N2 500.89 a 33.14 a 11963.34 ab 11.58 564.65 b 34.33 ab 13611.82 ab 12.83
N1 494.74 a 33.17 a 11753.64 b 9.62 531.32 c 34.16 ab 13246.32 b 9.80
N0 471.57 b 30.63 b 10721.98 c 500.09 d 32.48 b 12063.90 c
同列不同字母表示差异在 5%显著水平。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level.

342 作 物 学 报 第 37卷

氮素的分配中心, 吐丝期以后, 随着生殖器官的生
长发育, 茎和叶片中氮素分配的比例逐渐减少, 氮
素分配中心逐渐从茎叶转向果穗, 到成熟期籽粒中
积累的氮素占氮总积累量的 66.50%~68.33%, 茎和
叶中的氮素积累量均进一步减少。在灌浆中期茎氮
素转运率较大, 而叶片氮素转运率较小, 至成熟期
叶片氮素转运率达到 30.94%~41.79%。随着夏玉米
的生长发育, 氮素分配随生长中心变化而转移, 是
导致器官氮素积累量变化的主要原因。在灌浆后期,
N4、N3和 N2的氮素转运率均小于 N1, 使叶片和茎
中的氮素维持较高水平, 可见, 氮肥后移降低了夏
玉米茎和叶片氮素的转运率, 而维持夏玉米茎和叶
片中较高氮素积累有利于物质的合成, 促进夏玉米
高产。

表 4 夏玉米各器官氮素积累与分配
Table 4 Accumulation, distribution, and translocation of N in various organs of summer maize
茎 Stem 叶 Leaf 籽粒 Grain 生育期
Growth
stage
处理
Treat.
积累量
NA
(kg hm−2)
占总量比例
NP
(%)
转运率
TE
(%)
积累量 NA
(kg hm−2)
占总量比例
NP
(%)
转运率
TE
(%)
积累量
NA
(kg hm−2)
占总量比例
NP
(%)
总积累量
Total N
(kg hm−2)
N4 10.88 ab 32.15 22.96 a 67.85 33.84 a
N3 10.18 bc 29.50 22.73 a 65.86 34.50 a
N2 9.50 c 29.93 20.78 b 65.43 31.76 b
N1 11.56 a 33.01 23.47 a 66.99 35.03 a
拔节期
JS
N0 9.77 c 32.01 20.74 b 67.99 30.51 b


N4 36.57 a 38.57 58.24 ab 61.43 94.82 a
N3 36.55 a 38.29 58.90 ab 61.71 95.45 a
N2 37.57 a 38.30 60.52 a 61.70 98.09 a
N1 37.14 a 36.93 63.44 a 63.07 100.58 a
大口期
TS
N0 22.63 b 29.95 52.93 b 70.05 75.56 b


N4 45.27 a 34.82 77.44 ab 59.56 7.30 a 5.62 130.01 a
N3 44.51 a 34.72 77.09 ab 60.13 6.60 ab 5.15 128.20 a
N2 48.27 a 37.18 75.36 b 58.05 6.20 ab 4.77 129.83 a
N1 44.09 a 33.67 79.29 a 60.55 7.56 a 5.78 130.94 a
吐丝期
SS
N0 35.49 b 35.98 57.51 c 58.31 5.63 b 5.71 98.63 b


N4 29.40 a 15.23 35.06 71.76 a 37.16 7.33 91.94 a 47.61 193.10 a
N3 29.15 a 15.59 34.50 69.08 a 36.94 10.39 88.77 a 47.47 187.00 a
N2 28.36 a 15.14 41.24 71.08 a 37.94 5.68 87.92 a 46.93 187.35 a
N1 28.17 a 15.18 36.11 71.22 a 38.37 10.18 86.20 a 46.45 185.59 a
灌浆期
FS
N0 19.66 b 13.28 44.61 56.51 b 38.18 1.73 71.85 b 48.54 148.02 b


N4 29.54 a 11.89 34.76 53.48 a 21.53 30.94 165.41 a 66.58 248.43 a
N3 29.33 a 11.95 34.11 52.92 a 21.56 31.35 163.24 a 66.50 245.49 a
N2 26.99 b 12.00 44.08 48.21 b 21.43 36.03 149.75 b 66.57 224.94 b
N1 23.34 c 10.64 47.06 46.15 b 21.04 41.79 149.81 b 68.31 219.31 b
成熟期
MS
N0 17.29 d 10.11 51.29 36.88 c 21.55 35.92 113.45 c 68.33 167.62 c
本表数据为 2007和 2008年的平均值, 同列不同字母表示差异在 5%显著水平。
Values in table represent mean of 2007 and 2008. NA: N accumulation amount; NP: percentage to the total N; TE: transfer efficiency.
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. JS: jointing stage; TS: trumpeting
stage; SS: silking stage; FS: filling stage; MS: maturity stage.

2.3 超高产夏玉米氮素阶段吸收特点
从超高产夏玉米整个生育期对养分的吸收积累
量和吸收速率变化看(表 5), 在拔节至大口期和吐丝
至灌浆中期, 氮素吸收积累量大、吸收速率高, 拔节
至大口期是营养生长的氮素吸收关键期, 吐丝至灌
浆中期是生殖生长的氮素吸收关键期。超高产夏玉
米氮素积累量占总积累量吐丝前是 53.22%~59.70%,
吐丝以后是 40.30%~47.78%, 灌浆后期仍能吸收较
第 2期 王宜伦等: 氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响 343


多氮素。N4、N3和 N2在吐丝后的氮素吸收量和吸
收速率均高于 N1, 说明氮肥后移促进了超高产夏玉
米的氮素吸收积累。可见, 吐丝后超高产夏玉米需
要吸收较多氮素, 生产中应采取后期追施氮肥等措
施保证土壤有效氮的充足供应, 促进夏玉米籽粒灌
浆而增产。

表 5 夏玉米植株养分阶段累积量及阶段吸收速率
Table 5 Accumulation and uptake rate of summer maize plant nutrient in different growth stages
吸收特点
Absorption characteristics
处理
Treatment
出苗–拔节
SD–JS
拔节–大口
JS–TS
大口–吐丝
TS–SS
吐丝–灌浆
SS–FS
灌浆–成熟
FS–MS
合计
Total
N4 33.84 a 60.98 a 35.20 a 63.08 a 55.33 a 248.43 a
N3 34.50 a 60.95 a 32.75 ab 58.80 a 58.49 a 245.49 a
N2 31.76 b 66.33 a 31.74 ab 57.53 a 37.59 b 224.94 b
N1 35.03 a 65.55 a 30.36 ab 54.64 a 33.72 b 219.31 b
阶段吸收量
N accumulation
(kg hm−2)
N0 30.51 b 45.05 b 23.07 b 49.39 a 22.93 c 170.96 c


N4 13.62 24.55 14.17 25.39 22.27 100.00
N3 14.06 24.83 13.34 23.95 23.83 100.00
N2 14.12 29.49 14.11 25.57 16.71 100.00
N1 15.97 29.89 13.84 24.92 15.38 100.00
占总量比例
N percentage (%)
N0 17.85 26.35 13.49 28.89 13.41 100.00


N4 1.41 a 4.36 a 2.51 a 2.52 a 2.29 a 2.43 a
N3 1.44 a 4.35 a 2.34 ab 2.35 a 2.40 a 2.41 a
N2 1.32 b 4.74 a 2.27 ab 2.30 a 1.56 b 2.21 b
N1 1.46 a 4.68 a 2.17 ab 2.19 a 1.41 b 2.15 b
吸收速率
N uptake rate
(kg hm−2 d−1)
N0 1.27 b 3.22 b 1.65 b 1.98 a 0.95 c 1.68 c
本表数据为 2007和 2008年的平均值。同列不同字母表示差异在 5%显著水平。SD: 苗期, 其他时期缩写同表 4。
Values in table represent mean of 2007 and 2008. Values within a column followed by different letters are significantly different at the
0.05 probability level. SD: seedling stage. Other abbreviations are the same as given in Table 4.

2.4 不同处理对超高产夏玉米氮肥利用效率的
影响
从表 6可以看出, N4、N3和 N2两年的氮肥利
用效率均高于 N1, 2007 年氮肥利用率提高了
3.11%~7.67%、农学效率提高了 0.70~2.66 kg kg−1,
2008年氮肥利用率提高了 0.64%~11.74%、农学效率
提高了 1.22~2.16 kg kg−1, 其中 N4氮肥利用效率最
高, 与 N1 差异达到显著水平。氮肥偏生产力、1 t
经济产量氮素吸收量与氮肥利用率的趋势基本一
致。氮肥适当后移可提高氮肥利用效率。
2.5 不同处理对夏玉米叶片硝酸还原酶(NR)活
性的影响
从图 1 可以看出, 施氮对夏玉米穗位叶的 NR
活性有显著影响, 生育后期 NR 活性下降。各施氮

表 6 超高产夏玉米氮肥利用效率
Table 6 Nitrogenous fertilizer use efficiency of super-high yielding summer maize
年份
Year
处理
Treatment
氮肥利用率
REN (%)
氮肥农学效率
AEN (kg kg−1)
氮肥偏生产力
PFPN (kg kg−1)
每吨籽粒氮素吸收量
ANA (kg t−1)
N4 25.17 a 5.70 a 41.44 a 19.32 a
N3 24.11 a 5.33 a 41.07 a 19.24 a
N2 20.61 ab 4.14 ab 39.88 a 18.94 a
2007
N1 17.50 b 3.44 b 39.18 a 18.49 a

N4 26.48 a 6.10 a 46.31 a 18.47 a
N3 25.58 a 5.25 ab 45.46 ab 18.62 a
N2 15.38 b 5.16 ab 45.37 ab 16.42 b
2008
N1 14.74 b 3.94 b 44.15 b 16.72 b
同列不同字母表示差异在 5%显著水平。
Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. REN: recovery efficiency of
applied N; AEN: agronomic efficiency of applied N; PFPN: partial factor productivity from applied N; ANA: absorbed nitrogen amount per
ton grain.
344 作 物 学 报 第 37卷

处理的 NR 活性均比 N0 显著增强, 十三叶展期 N1
的 NR活性最强, 达到 36.77 μg g−1 h−1, 显著高于其
他处理; 吐丝后 28 d N4的 NR活性最强, 为 26.29
μg g−1 h−1, 比 N1活性高出 5.81 μg g−1 h−1。吐丝后
28 d N1的 NR活性为 20.48 μg g−1 h−1, 较十三叶展
期减少 16.29 μg g−1 h−1, 下降幅度最大。可见, 施用
氮肥促进了夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性的增强 ,
吐丝期追施氮肥有利于灌浆期硝酸还原酶活性维持
较高水平, 而吐丝期不追施氮肥灌浆期硝酸还原酶
活性降低较多。

图 1 不同处理对夏玉米叶片硝酸还原酶活性的影响(2008 年)
Fig. 1 Effect of different fertilizer treatments on NR activity
in leaves of summer maize in 2008
不同字母表示差异在 5%显著水平。
The different letters are significantly different at the 0.05
probability level.

2.6 不同处理对夏玉米叶片游离氨基酸含量的
影响
由图 2 可以看出, 施氮对夏玉米穗位叶游离氨
基酸含量有显著影响, 各施氮处理均比 N0 显著提
高。吐丝后 2 d, N2、N3和 N4游离氨基酸含量均显
著高于 N1, N2 的含量最高, 达到 53.22 mg g−1, 比
N1平均高出 11.68 mg g−1, 但与 N3、N4差异不显著;
吐丝后 28 d, N2、N3和 N4游离氨基酸含量亦显著

图 2 不同处理对夏玉米叶片游离氨基酸含量的影响(2008 年)
Fig. 2 Effect of different fertilizer treatments on free amino
acid content in leaves of summer maize in 2008
不同字母表示差异在 5%显著水平。
The different letters are significantly different at the 0.05
probability level.
高于 N1, N4游离氨基酸含量最高, 为 33.75 mg g−1,
比 N1平均高出 4.97 mg g−1, 与 N2差异不显著, 但
显著高于 N3。可见, 施用氮肥促进了夏玉米穗位叶
游离氨基酸积累, 吐丝期追施氮肥有利于灌浆期游
离氨基酸含量维持较高水平。
2.7 不同处理对夏玉米蛋白质产量的影响
图 3表明, 各施氮处理蛋白质产量均比N0显著
增加 , 两年分别增加 38.30%~42.90%和 19.14%~
40.41%, 以 N4 最高。2007 年各施氮处理间蛋白质
产量没有显著差异, 2008年的 N4、N3和 N2蛋白质
产量比 N1增加 0.73%~17.86%, N2和 N1两次施氮
差异不显著, N4 和 N3 三次施氮蛋白质产量显著高
于两次施氮。可见, 夏玉米大口期追肥后移至吐丝
期对蛋白质产量影响不大, 苗期、大口期和吐丝期 3
个时期合理运筹氮肥, 使氮肥适当后移能增加蛋白
质产量。

图 3 不同处理对夏玉米蛋白质产量的影响
Fig. 3 Effect of different fertilizer treatments on protein yield
of summer maize
不同字母表示差异在 5%显著水平。
The different letters are significantly different at the 0.05
probability level.

3 讨论
植株养分吸收积累直接影响夏玉米的生长发育,
进而影响产量, 了解氮素吸收积累特性是合理施用
氮肥的重要依据[25-26]。傅应春等[27]在 1982年报道了
中低产夏玉米前期生长快、吸肥多, 施肥应掌握“前
重后轻”的原则, 即酌施种肥, 早施和重施拔节肥。
本研究表明, 超高产夏玉米吐丝前氮素吸收积累量
占总积累量的 53.22%~59.70%, 吐丝后占 40.30%~
47.78%, 以“30%苗肥+30%大口肥+40%吐丝肥”方
式施用氮肥基本符合氮素吸收积累特性, 氮肥后移
促进了夏玉米生育后期对氮素的吸收利用, 对于夏
玉米达到超高产水平至关重要。Osaki等[28]认为, 营
养体过量的氮素转移将导致叶片早衰及光合能力的
第 2期 王宜伦等: 氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响 345


下降, 本研究表明氮肥后移能够降低夏玉米茎和叶
片氮素转运率, 维持夏玉米茎和叶片中较高氮素积
累, 防止叶片过早衰老而有利于生育后期物质的合
成。因此, 超高产夏玉米氮肥施用量和追肥时期应
适当后移 , 保证生育后期土壤有效氮的充足供应 ,
是实现超高产的重要技术之一。
硝酸还原酶是高等植物氮素同化的限速酶, 可
直接调节硝酸盐还原, 从而调节氮代谢, 并影响到
光合碳代谢[29], 氨基酸是植株氮化物的主要存在方
式, 是源库间实现氮素分配、运转、再分配的主要
形式 , 也是合成籽粒蛋白质的底物 [30-31]。赵洪祥
等[32]报道, 在玉米生育后期氮肥施用比例大的处理,
玉米叶片和根系中的硝酸还原酶含量均较高, 保障
了生育后期碳氮代谢的高效进行。本试验表明, 氮
肥适当后移至吐丝期追施, 可显著增强灌浆期夏玉
米穗位叶硝酸还原酶活性, 提高灌浆期叶片游离氨
基酸含量, 有利于碳氮元素向穗粒转移和籽粒的蛋
白质合成, 增加了蛋白质产量, 实现了夏玉米高产
优质。
氮肥利用率和农学效率是表征氮肥利用效率的
重要指标 [33-34], 本试验表明以“30%苗肥+30%大口
肥+40%吐丝肥”施肥方式的氮肥利用效率最高, 氮
肥利用率两年平均为 25.82%, 比习惯施氮提高了
9.70%, 氮肥农学效率为 5.90 kg kg−1, 提高了 2.21
kg kg−1, 氮肥适当后移提高了氮肥利用效率。本试
验的氮肥利用效率与中高产量水平下施肥量相对较
低的研究相比偏低, 这也反映了当前高产地区氮肥
利用效率低的普遍趋势。降低施氮量是提高氮肥利
用效率的有效措施, 本研究施氮量 300 kg hm−2与当
地农民习惯和超高产攻关田(施氮量多在 450~600
kg hm−2, 氮肥利用效率更低)相比, 实现了相对的高
产高效, 如何在保证较高产量的前提下进一步提高
氮肥利用效率、节约用肥而不导致土壤养分降低 ,
真正实现高产、高效和可持续值得深入研究。
4 结论
超高产夏玉米吐丝后氮素积累量占总量的
40.30%~47.78%, 籽粒灌浆期需要吸收较多氮素。氮
肥后移促进了夏玉米生育后期对氮素的吸收利用 ,
降低了夏玉米茎和叶片中氮素的转运率; 显著增强
了灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性, 提高了叶
片游离氨基酸含量 , 有利于碳氮元素向穗粒转移 ,
增加了蛋白质产量。以“30%苗肥+30%大口肥+40%
吐丝肥” 方式运筹氮肥效果最佳, 比习惯施氮的产
量、氮肥利用率和氮肥农学效率显著增加。

致谢: 河南农业大学赵会杰教授帮助修改英文摘要,
农业资源与环境专业 2004级张丽英、刘星, 农学专
业 2004级李阳, 农业资源与环境专业 2005级王瑾、
赵秋芳、代丽娜、胡天奇、吴磊和刘巚等同志在本
论文的样品采集与分析中做了大量工作 , 特此致
谢。
References
[1] Chen C-Y(陈传永), Hou H-P(侯海鹏), Li Q(李强), Zhu P(朱平),
Zhang Z-Y(张振勇), Dong Z-Q(董志强), Zhao M(赵明). Effects
of panting density on photosynthetic characteristics and changes
of carbon and nitrogen in leaf of different corn hybrids. Acta
Agron Sin (作物学报), 2010, 36(5): 871−878 (in Chinese with
English abstract)
[2] Li S-K(李少昆). Main problems and countermeasures on maize
production at present. China Agric Inform (中国农业信息), 2008,
(6): 37−38 (in Chinese)
[3] He P(何萍), Jin J-Y(金继运), Lin B(林葆), Wang X-F(王秀芳),
Zhang K(张宽). Dynamics of biomass and its components and
models of nutrients absorption by spring maize under different
nitrogen, phosphorous and potassium application rates. Plant
Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 1998, 4(2): 123−130 (in
Chinese with English abstract)
[4] He P(何萍), Jin J-Y(金继运), Lin B(林葆). Study progress on
maize high yield fertilization and nutrition physiological. J Maize
Sci (玉米科学), 1998, 6(2): 72−76 (in Chinese)
[5] Judith N, Adrien N D, Martin H C, Marc R L. Variations in corn
yield and nitrogen uptake in relation to soil attributes and nitro-
gen availability indices. Soil Sci Soc Am J, 2009, 73: 317−327
[6] Mosisa W, Marianne B, Gunda S, Dennis F, Alpha O D, Walter J
H. Nitrogen uptake and utilization in contrasting nitrogen effi-
cient tropical maize hybrids. Crop Sci, 2007, 47: 519−528
[7] Presterl T, Groh S, Landbeck M, Seitz G, Schmdt W, Geiger H H.
Nitrogen uptake and utilization efficiency of European maize hy-
brids developed under conditions of low and high nitrogen input.
Plant Breed, 2002, 121: 480−486
[8] Lü D-Q(吕殿青), Tong Y-A(同延安), Sun B-H(孙本华), Em-
teryd O. Study on effect of nitrogen fertilizer use on environment
pollution. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 1998,
4(1): 8−15 (in Chinese with English abstract)
[9] 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-
346 作 物 学 报 第 37卷

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)
[10] 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 Nut Fert Sci (植物营养与肥料学
报), 2006, 12(5): 622−627 (in Chinese with English abstract)
[11] Wang Y-J(王永军), Wang K-J(王空军), Dong S-T(董树亭), Hu
C-H(胡昌浩), Zhang J-W(张吉旺), Liu P(刘鹏). Effects of dif-
ferent nitrogen application strategies on yield and forage nutritive
quality of Zea mexicana. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2005,
38(3): 492−497 (in Chinese with English abstract)
[12] Lü L-H(吕丽华), Tao H-B(陶洪斌), Wang P(王璞), Zhao M(赵
明), Zhao J-R(赵久然), Lu L-Q(鲁来清). The effect of nitrogen
application rate on carbon and nitrogen metabolism and nitrogen
use efficiency of summer maize. Plant Nutr Fert Sci (植物营养
与肥料学报), 2008, 14(4): 630−637 (in Chinese with English
abstract)
[13] Xia L-K(夏来坤), Tao H-B(陶洪斌), Xu X-B(许学彬), Lu
L-Q(鲁来清), Wang R-Z(王润正), Wang P(王璞). Effects of ni-
trogen application time on dry matter accumulation and nitrogen
use efficiency of summer maize. J Maize Sci (玉米科学), 2009,
17(5): 138−140 (in Chinese with English abstract)
[14] Li C-H(李潮海), Su X-H(苏新宏), Xie R-Z(谢瑞芝), Zhou
S-M(周苏玫), Li D-H(李登海). Study on relationship between
grain yield of summer corn and climatic ecological condition
under super-high-yield cultivation. Sci Agric Sin (中国农业科学),
2001, 34(3): 311−316 (in Chinese with English abstract)
[15] Xu H(徐航), Yin Z-R(尹枝瑞), Liu Z-Q(刘志全), Wang Y-Z(王
玉贞), Zhang L-J(张临杰), Li W-Y(李维岳). Study on effect of
soil and climate in super-high-yield maize. J Maize Sci (玉米科
学), 2000, 8(3): 40−45 (in Chinese with English abstract)
[16] Xie R-Z(谢瑞芝), Li C-H(李潮海), Zhou S-M(周苏玫), Zhang
G-F(张根峰). Study on growth mechanism of super-high yield
summer maize. J Henan Agric Univ (河南农业大学学报), 1999,
3(1): 11−16 (in Chinese with English abstract)
[17] Huang Z-X(黄振喜), Wang Y-J(王永军), Wang K-J(王空军), Li
D-H(李登海), Zhao M(赵明), Liu J-G(柳京国), Dong S-T(董树
亭), Wang H-J(王洪军), Wang J-H(王军海), Yang J-S(杨今胜).
Photosynthetic characteristics during grain filling stage of sum-
mer maize hybrids with high yield potential of 15 000 kg ha−1.
Sci Agric Sin (中国农业科学), 2007, 40(9): 1898−1906 (in Chi-
nese with English abstract)
[18] Dong X-W(东先旺), Liu S-T(刘树堂). A study of canopy ap-
parent photosynthesis property in summer maize with super-high
yield. Acta Agric Boreal-Sin (华北农学报), 1999, 14(2): 1−5(in
Chinese with English abstract)
[19] Chen X(陈祥), Tong Y-A(同延安), Kang H-H(亢欢虎), Yu J-B(俞
建波), Wang Z-H(王志辉), Yang J-F(杨江锋). Effect of postponing
N application on the yield, apparent N recovery and N absorption
of winter wheat. Plant Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 2008,
14(3): 450−455 (in Chinese with English abstract)
[20] Pei X-X(裴雪霞), Wang X-B(王秀斌), He P(何萍), Zhang
X-Z(张秀芝), Li K-J(李科江), Zhou W(周卫), Liang G-Q(梁国
庆), Jin J-Y(金继运). Effect of postponing N application on soil
N supply, plant N uptake and utilization in winter wheat. Plant
Nutr Fert Sci (植物营养与肥料学报), 2009, 15(1): 9−15 (in
Chinese with English abstract)
[21] Wang C-Y(王晨阳), Zhu Y-J(朱云集), Xia G-J(夏国军), Song
J-Y(宋家永), Li J-X(李九星), Wang Y-H(王永华), Luo Y(罗毅).
Effects application of nitrogen at the later stage on grain yield
and plant physiological characteristics of super-high-yielding
winter wheat. Acta Agron Sin (作物学报), 1998, 24(6): 978−983
(in Chinese with English abstract)
[22] Bao S-D(鲍士旦). Soil Agro-Chemistry Analysis (土壤农化分
析). Beijing: China Agriculture Press, 2000. pp 30–33, 56–57,
81−83, 106−107 (in Chinese)
[23] Zhang Z-L(张志良), Qu W-J(瞿伟菁). Laboratory Guide to Plant
Physiology (植物生理学实验指导). Beijing: Higher Education
Press, 2003. pp 41−43 (in Chinese)
[24] He Z F(何照范). Grain Quality and Its Analysis Technology (粮
油籽粒品质及其分析技术). Beijing: Agriculture Press, 1985. pp
57−59 (in Chinese)
[25] 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)
[26] Song H-X(宋海星), Li S-X(李生秀). Dynamics of nutrient ac-
cumulation in maize plants under different water and N supply
conditions. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2003, 36(1): 71−76
(in Chinese with English abstract)
[27] Fu Y-C(傅应春), Chen G-P(陈国平). Study on fertilizer re-
quirement and dry matter accumulation in summer corn. Acta
Agron Sin (作物学报), 1982, 8(1): 1−8 (in Chinese with English
abstract)
[28] Osaki M, Makoto L, Toshiaki T. Ontogenetic changes in the con-
tents of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, phos-
phoenolpyruvate carboxlase and chlorophyll in individual leaves
of maize. Soil Sci Plant Nutr, 1995, 41: 285−293
第 2期 王宜伦等: 氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响 347


[29] Tian H(田华), Duan M-Y(段美洋), Wang L(王兰). Research
progress on nitrate reductase functions in plants. Chin Agric Sci
Bull (中国农学通报), 2009, 25(10): 96−99 (in Chinese with
English abstract)
[30] Zhang L-S(张林生), Jiang J-Y(蒋纪云), Zhang B-J(张保军),
Cao R(曹让). Changes of free amino acid in developing grain of
wheat. Acta Agron Sin (作物学报), 1998, 24(4): 459−463 (in
Chinese with English abstract)
[31] Guo P-X(郭鹏旭), Xiong S-P(熊淑萍), Du S-Y(杜少勇), Ma
X-M(马新明). Effects of Nitrogen forms on free amino acid
content of organs above ground and grain protein of Yumai 34. J
Triticeae Crops (麦类作物学报), 2010, 30(2): 326−329 (in Chi-
nese with English abstract)
[32] Zhao H-X(赵洪祥), Shang D-H(尚东辉), Bian S-F(边少锋), Liu
Y(刘宇), Cao M-J(曹敏建). Effect on nitrogen fertilizer applica-
tion by stages in different proportion on nitrate reductase activity
of maize. J Maize Sci (玉米科学), 2009, 17(6): 97−100 (in Chi-
nese with English abstract)
[33] 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. Acta Pedol Sin (土壤学
报), 2008, 45(5): 915−924 (in Chinese with English abstract)
[34] Zhu Z-L(朱兆良), Wen Q-X(文启孝). Soil Nitrogen in China (中
国土壤氮素). Nanjing: Jiangsu Science and Technology Press,
1992. pp 228−231 (in Chinese)