全 文 ：中国生态农业学报 2009年 7月 第 17卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, July 2009, 17(4): 647−650


* 中国科学院知识创新项目(KZCX2-YW-407，KZCX2-YW-405)、国家科技支撑计划项目(2006BAD05B05)和国家自然科学基金项目
(40701067)资助
** 通讯作者: 宇万太(1964~), 男, 硕士, 研究员, 主要研究方向为土壤肥力与营养元素的养分循环。E-mall: wtyu@iae.ac.cn
周桦(1981~), 女, 研究实习员, 主要从事农业生态系统物质循环研究。E-mall: zhouhua@iae.ac.cn
收稿日期: 2008-07-09 接受日期: 2008-11-27
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00647
有机肥用量对玉米体内养分浓度及分配的影响*
周 桦 马 强 姜子绍 宇万太**
(中国科学院沈阳应用生态研究所 沈阳 110016)
摘 要 通过 5年(2002~2006年)的田间定位试验, 研究了不同施肥量处理对玉米体内养分浓度、养分分配及
每形成单位籽实产量收获养分量的影响。结果表明：施有机肥具有稳产高产作用, 随着有机肥施用量的增加,
玉米的稳产作用更为明显；玉米籽实的氮素和磷素浓度均随有机肥用量的增加而增加, 钾素浓度与有机肥用
量未呈现出明显相关性, 玉米秸秆中的养分浓度大体上随有机肥用量的增加而增加；玉米收获产品中氮、磷
含量在籽实和秸秆中的分配比与产量均呈现较好的相关性, 钾表现不明显；玉米生长愈好(施肥愈多), 每形成
单位经济产量消耗的氮、磷、钾就愈多, 说明玉米对氮、磷、钾的利用都存在一定程度奢侈吸收。
关键词 有机肥 施肥量 养分浓度 养分分配 玉米 养分奢侈吸收
中图分类号: S158 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)04-0647-04
Effect of different manure application rates on nutrition content
and distribution in maize
ZHOU Hua, MA Qiang, JIANG Zi-Shao, YU Wan-Tai
(Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)
Abstract A consecutive 5-year (2002~2006) field trial in the lower reaches of Liaohe River was conducted. The study investigated
the effect of manure application rates on nutrient content, distribution in plant and amount in each harvested unit grain of maize. The
results show that manure is an important factor in stable and high maize yield. The content of N and P in grain and stalk increases
with increasing rate of manure application. K content in stalk shows the same tendency, but in grain is unrelated to the amount of
applied manure. The results also indicate that maize yield is directly correlated with the ratios of N and P content in grain to stalk, and
not K. Increasing nutrient consumption to produce unit grains with increased manure application implies that N, P and K are lavishly
absorbed by maize crops.
Key words Organic fertilizer, Manure application rate, Nutrient content, Nutrient distribution, Maize, Lavish nutrient absorption
(Received July 9, 2008; accepted Nov. 27, 2008)
养分在作物体内的迁移、积累及分配是农田生
态系统养分循环的重要过程。作物不同部位的养分
浓度及养分在作物体内的分配随着施肥量的不同而
改变, 从而使形成单位经济产量所消耗的养分和因
产品输出农业系统被带走的养分量发生变化, 同时,
留存在农田系统内部进行循环再利用的那部分养分
量也将发生变化。因此, 分析施肥对作物体内养分
浓度及养分分配的影响, 对于研究农田生态系统中
养分的平衡状况, 以及建立可持续发展的农业施肥
制度具有重要意义。前人的研究多集中在不同施肥
制度对作物产量 [1,2]、作物体内养分浓度及养分分
配[3−6]、养分收支的影响[7,8], 但由于供试作物品种、
研究地点的气候环境和土壤基础肥力不同, 所得结
果并不相同。本文利用 5 年的田间试验资料, 研究
不同有机肥用量对作物产量、收获产品中养分浓度
以及养分在籽实和秸秆中分配的影响, 以期为合理
确定施肥量提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验在沈阳市南 35 km处(E123º24′, N41º50′)的
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中国科学院沈阳生态试验站进行。该站地处下辽河
平原, 属暖温带半湿润大陆性季风气候, 四季分明,
雨热同季, 夏季炎热, 冬季寒冷, 年均气温 7~8 ℃,
夏季平均气温 24 ℃ , 最高温度 39.3 ℃ , 最低温
度−33.1 ℃, ≥10 ℃活动积温 3 300~3 400 ℃, 太
阳总辐射量为 5 409.9~5 599.8 kJ·cm−2, 年降雨量
650~700 mm, 年无霜期 147~164 d, 平均早霜期出
现在 9月下旬, 10月中旬后常有严霜。
1.2 田间试验设计
供试土壤为潮棕壤, 2002 年试验开始时土壤主
要农化性状为 pH 6.7, 土壤有机质含量 20.6 g·kg−1,
全氮 1.0 g·kg−1, 有效磷 13.2 mg·kg−1, 速效钾
109.2 mg·kg−1。本试验按有机肥用量不同设 4 个
水平(以氮定量)：即 M0, 不施肥；M1, 低量有机肥
处理, 有机肥用量(折合成氮)60 kg·hm−2, 磷、钾
含量分别为 49 kg·hm−2、80 kg·hm−2；M2, 中量
有机肥处理, 含氮量 150 kg·hm−2, 相应的磷、钾
含量分别为 122.5 kg·hm−2、200 kg·hm−2；M3, 高
量有机肥处理, 含氮量 300 kg·hm−2, 相应的磷、钾
含量分别为 245 kg·hm−2、400 kg·hm−2。试验用
肥均为当地农户已发酵的猪粪, 于播种前作为基肥
一次性施入, 不再施其他肥料。试验重复 3 次, 轮
作方式为大豆−玉米−玉米, 小区面积 108 m2。
1.3 样品采集与分析
每年 (2002~2006)玉米收获季节采集供分析用
的植株样品 , 采用“S”形布点随机采玉米样品 5
点, 每 6株作为 1个样点, 籽实和秸秆(除籽实以外
的所有地上收获部分混合)经烘干粉碎 , 混匀后取
样。植物全氮采用凯氏定氮法测定；植物全磷采用
硫酸联合消解, 钼锑抗比色法测定；植物全钾采用
三酸消解, 火焰光度计法测定。其他相关指标按常
规方法测定[9]。
1.4 数据处理
应用Microsoft Excel 2000和 SPSS11.0统计软件
进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 不同有机肥用量对玉米产量的影响
由表 1 可知, 不同有机肥用量显著影响玉米产
量(P<0.05)。高量和中量有机肥处理的玉米产量显著
高于低量有机肥处理(P<0.05), 但中量有机肥和高量
有机肥处理的玉米产量无明显差异, 说明中量有机
肥已能满足玉米达到高产要求。不同有机肥用量处
理对秸秆产量的影响与对籽实的影响相似。
由表 1 还可看出, 无论玉米籽实还是秸秆, 施
有机肥处理的变异系数均小于对照处理, 且随有机
肥用量的增加而降低, 籽实尤为明显, 说明施有机
肥有明显的稳产作用。
2.2 不同有机肥用量对玉米养分浓度的影响
由表 2 可知, 玉米籽实的氮素和磷素浓度均随
有机肥用量的增加而增加, 但玉米籽实中钾浓度与
有机肥用量未呈现出明显相关性, 玉米秸秆中的养
分浓度大体上随有机肥用量的增加而增加。本试验
中, 高量有机肥处理的玉米籽实和秸秆产量与中量
有机肥处理并无显著差异, 但高量有机肥处理玉米
秸秆中钾素浓度却显著高于中量有机肥处理
(P<0.05), 说明高量有机肥处理的玉米秸秆存在钾
素奢侈吸收现象, 降低了钾素的利用率。
2.3 不同有机肥用量对玉米体内养分分配的影响
玉米收获产品中籽实养分含量与秸秆养分含量
的比值可以表征玉米体内的养分分配状况(表 3)。由
表 3可知, 对照处理籽实与秸秆含磷量比为 3.92, 随
着有机肥施用量的增加该比值有逐渐升高的趋势。
与磷不同, 籽实与秸秆中氮、钾含量比随有机肥施
用量的增加呈先升高后下降的趋势, 钾尤为明显。
说明高量有机肥处理玉米秸秆存在奢侈吸收钾素现
象, 降低了钾素利用率。
2.4 玉米生长状况对玉米体内养分分配的影响
玉米的生长状况可影响养分在收获产品中的分
配。由图 1 可知, 玉米收获产品中氮、磷含量在籽

表 1 不同有机肥用量处理玉米籽实和秸秆的平均产量变化
Tab. 1 Average yield of crop grain and stalk under different manure application rates
处理
Treatment
籽实产量
Grain yield (kg·hm−2)
籽实产量的变异系数
C.V. of grain yield (%)
秸秆产量
Stalk yield (kg·hm−2)
秸秆产量的变异系数
C.V. of stalk yield (%)
M0 6 106±1 657a 27.14 5 450±1 527a 28.02
M1 8 064±1 145b 14.20 7 282±879b 12.08
M2 9 104±812c 8.92 7 995±1 099bc 11.74
M3 9 480±621c 6.56 8 779±1 404c 10.99
数据后不同字母表示差异显著 (P<0.05). Different letters followed the date mean significant difference at 0.05 level. The same below.
第 4期 周 桦等: 有机肥用量对玉米体内养分浓度及分配的影响 649


表 2 不同有机肥用量下玉米籽实、秸秆中养分浓度变化
Tab. 2 Nutrients content in grain and stalk of maize under
different manure application rates g·kg−1
养分
Nutrients
处理
Treatment
籽实
Grain
秸秆
Stalk
M0 11.54±1.13a 5.88±1.92a
M1 13.49±1.66b 5.43±1.28a
M2 14.18±1.39b 6.23±1.00a
N



M3 14.60±1.02b 6.45±1.62a
M0 1.89±0.11a 0.55±0.04a
M1 2.14±0.19b 0.58±0.08ab
M2 2.23±0.25b 0.59±0.04ab
P



M3 2.57±0.27c 0.61±0.05b
M0 1.98±0.12a 4.48±0.38a
M1 2.04±0.18a 5.17±0.36b
M2 2.13±0.20a 4.58±0.39a
K



M3 1.93±0.10a 5.60±0.37c

表 3 不同有机肥用量处理玉米收获籽实与
秸秆中养分平均含量比值变化
Tab. 3 Average ratio of nutrient content in grain to stalk of
crops under different manure application rates
处理
Treat-
ment
籽实氮/秸秆氮
Ratio of grain N
to stalk N
籽实磷/秸秆磷
Ratio of grain P
to stalk P
籽实钾/秸秆钾
Ratio of grain K
to stalk K
M0 2.30 3.92 0.49
M1 2.88 4.19 0.45
M2 2.67 4.35 0.53
M3 2.56 4.63 0.37
实和秸秆中的分配比与玉米籽实产量均呈现出较好
的相关性(P<0.05), 即随玉米产量的提高有较多的
养分集中在籽实中。由于高量有机肥处理的玉米秸
秆存在奢侈吸收钾素现象, 因此玉米籽实产量对钾
影响不明显。上述现象说明植株体内养分的利用率
在玉米高产时为高, 而在低产情况下则有较大比例
的养分留存在秸秆中, 就目标产量而言, 养分利用
显然是不经济的。
2.5 不同有机肥用量对玉米单位经济产量养分收获
量的影响
对于玉米而言, 经济产量即是籽实产量, 单位
经济产量的养分收获量是估算农田养分移出量的一
项极为重要的参数, 通常以形成 100 kg或 1 000 kg
风干产品的收获养分量表示。本节中的玉米籽实产
量以烘干产量表示, 产品中养分含量则以实际收获
的养分量表示, 不包括根茬、根和凋落叶片中的养
分在内。
由表 4 可知, 与对照处理相比, 施用有机肥可
明显提高形成 1 000 kg籽实的收获氮、钾量, 且随
着施肥量的增加, 其养分收获量也随之增加。这与
前人的研究结果一致[7]。中、低量有机肥处理形成
1 000 kg籽实的收获磷量与对照处理相比无明显差
异, 而高量有机肥处理每形成 1 000 kg籽实的收获
磷量显著高于其他处理(P<0.05)。


图 1 玉米籽实与秸秆氮含量比、磷含量比与产量的关系
Fig. 1 Correlation between grain yield and ratio of grain N to stalk N and grain P to stalk P

表 4 不同有机肥用量处理玉米形成 1 000 kg籽实收获的养分量
Tab. 4 Average harvested nutrients in producing each 1 000 kg grain under different manure application rates kg
处理
Treatment
形成 1 000 kg籽实收获氮量
Harvested N in producing each
1 000 kg grain
形成 1 000 kg籽实收获磷量
Harvested P in producing each
1 000 kg grain
形成 1 000 kg籽实收获钾量
Harvested K in producing each
1 000 kg grain
M0 16.64±1.35a 2.58±0.60a 4.61±1.52a
M1 18.42±1.81b 2.74±0.70a 6.89±2.49b
M2 19.63±1.48bc 2.77±0.40a 6.63±1.66b
M3 20.45±1.68c 3.16±0.50b 9.58±3.34c
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3 讨论
前人的试验表明, 多年连续施用有机肥或有机
肥与化肥配施有显著的增产效果, 且随着有机肥用
量的增加而增加[10,11]。施用有机肥不仅能提高作物
产量, 且可降低年际间波动。此外, 因有机肥具有明
显的残效叠加效应 , 可提高土壤的养分供应能力 ,
导致土壤季节性供肥强度的不同[12]。上述结论均与
本试验结果一致, 即高量和中量有机肥处理的玉米
产量显著高于低量处理, 且随着有机肥用量的增加,
玉米产量的变异系数逐渐变小, 说明施有机肥不仅
有明显的增产作用, 且有明显的稳产作用。但也有
研究表明单施有机肥并不能取得显著的增产效
果 [13,14], 这可能是由于试验地本身基础肥力不同 ,
试验年限、气候条件以及作物品种差异等多种因素
所致。
施肥可一定程度上改变籽实与秸秆中养分的分
配, 如施用化肥可提高玉米秸秆中养分浓度而对籽
实中养分浓度影响较小, 从而影响籽实与秸秆中的
养分分配[15]。据李华等[16]报道, 氮、钾配施可有效
提高作物对氮、钾的吸收和积累, 但因作物的不同
部位而异。而有机肥对作物体内养分分配的影响至
今鲜有报道。本试验表明, 玉米籽实的氮素和磷素
浓度均随有机肥用量的增加而增加, 钾素浓度与有
机肥用量未呈现明显相关性, 玉米秸秆中的养分浓
度大体上随有机肥用量的增加而增加。
形成单位籽实产量的收获养分量时常受玉米品
种、生长状况、施肥和气候等因素的影响。本试验
中, 施用有机肥可明显提高形成 1 000 kg籽实收获
的养分量, 且随施肥量的增加, 其养分收获量也随
之增加, 氮和钾相对于磷而言, 表现更为明显。
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