





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (13): 2552-2563.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.13.005
王鹏飞(
), 于爱忠(
), 王凤, 王玉珑, 吕汉强, 尚永盼, 尹波, 刘亚龙, 张冬玲, 霍建喆, 姜科强, 庞小能
收稿日期:2025-02-13
接受日期:2025-03-03
出版日期:2025-07-01
发布日期:2025-07-05
通信作者:
联系方式:
王鹏飞,E-mail:Wangpf19970801@163.com。
基金资助:
WANG PengFei(
), YU AiZhong(
), WANG Feng, WANG YuLong, LÜ HanQiang, SHANG YongPan, Yin Bo, LIU YaLong, ZHANG DongLing, HUO JianZhe, JIANG KeQiang, PANG XiaoNeng
Received:2025-02-13
Accepted:2025-03-03
Published:2025-07-01
Online:2025-07-05
摘要:
【目的】 为寻求适宜于干旱地区玉米高产优产的合理施氮制度,探讨绿肥还田条件下减氮对玉米籽粒产量及品质影响,以期为该区域发展节氮增效、高产优质的玉米生产模式提供理论依据。【方法】 于2020—2022年在甘肃武威绿洲农业试验站开展田间试验,研究绿肥全量还田条件下不同的减氮比例(绿肥还田条件不减氮,N100,360 kg N·hm-2;减氮10%,N90,324 kg N·hm-2;减氮20%,N80,288 kg N·hm-2;减氮30%,N70,252 kg N·hm-2;减氮40%,N60,216 kg N·hm-2)对玉米农艺性状、产量构成及籽粒品质的影响。【结果】 与N100处理相比,N80处理能够保证玉米株高、茎粗和干重不降低,而N70处理分别降低8.8%、11.3%和16.4%,N60处理分别降低10.6%、12.9%和21.3%。在产量构成因素中,各处理玉米秃尖长均无显著差异;N100、N90和N80处理的穗长、穗行数、行粒数、穗数无显著差异,但均显著高于N70、N60处理。此外,N80处理在保证玉米产量不降低的同时,还具有保证玉米籽粒蛋白质含量不降低、脂肪含量提高的优势,且有助于减少玉米茎叶的氮素积累量,增加玉米籽粒氮素积累量。Mantel检验分析表明,玉米籽粒产量、蛋白质、脂肪含量与施氮量、籽粒氮素积累量、株高、茎粗、干重、穗长、穗行数间呈显著正相关关系(P<0.05,Mantel’r>0.25),而与穗位高、秃尖长和行粒数间无显著相关关系。灰色关联度分析进一步表明,穗数、植株干重和穗行数是影响玉米籽粒产量的关键因子。【结论】 在农业可持续发展的大背景下,绿肥还田条件下减氮20%(288 kg N·hm-2)可作为干旱地区发展节氮减投、高产优质农业的合理氮肥管理制度。
王鹏飞, 于爱忠, 王凤, 王玉珑, 吕汉强, 尚永盼, 尹波, 刘亚龙, 张冬玲, 霍建喆, 姜科强, 庞小能. 干旱地区绿肥还田条件下减氮对玉米农艺性状、产量及籽粒品质的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(13): 2552-2563.
WANG PengFei, YU AiZhong, WANG Feng, WANG YuLong, LÜ HanQiang, SHANG YongPan, Yin Bo, LIU YaLong, ZHANG DongLing, HUO JianZhe, JIANG KeQiang, PANG XiaoNeng. Effects of Reducing Nitrogen Application on Maize Agronomic Traits, Grain Yield and Quality Under Green Manure Returning to Field System in Arid Areas[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(13): 2552-2563.
表1
不同试验处理的施肥制度"
| 代码 Code | 处理 Treatment | 基肥 Base fertilizer (kg·hm-2) | 追肥 Top application (kg·hm-2) | 总施氮量 Total N application rate (kg·hm-2) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 大喇叭口期 Flare opening stage | 灌浆初期 Filling stage | ||||
| N100 | 绿肥还田条件下不减氮 Green manure retention with no nitrogen reduction | 108 | 180 | 72 | 360 |
| N90 | 绿肥还田条件下减氮10% Green manure retention with nitrogen reduction10% | 98 | 162 | 64 | 324 |
| N80 | 绿肥还田条件下减氮20% Green manure retention with nitrogen reduction 20% | 86 | 144 | 58 | 288 |
| N70 | 绿肥还田条件下减氮30% Green manure retention with nitrogen reduction 30% | 76 | 126 | 50 | 252 |
| N60 | 绿肥还田条件下减氮40% Green manure retention with nitrogen reduction 40% | 64 | 108 | 44 | 216 |
表2
玉米、小麦和箭筈豌豆的灌溉时期与灌溉定额"
| 灌溉次数 Irrigation frequency | 玉米Maize | 小麦Wheat | 箭筈豌豆Common vetch | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 灌溉时期 Irrigation stage | 灌溉定额 Irrigation quota (mm) | 灌溉时期 Irrigation stage | 灌溉定额 Irrigation quota (mm) | 灌溉时期 Irrigation stage | 灌溉定额 Irrigation quota (mm) | |
| 1 | 拔节期Jointing | 90 | 苗期Seedling | 75 | 苗期Seedling | 70 |
| 2 | 大喇叭口期Big trumpet | 75 | 孕穗期Booting | 90 | 现蕾期Budding | 90 |
| 3 | 抽雄期Tasseling | 90 | 灌浆期Filling | 75 | / | / |
| 4 | 吐丝期Silking | 75 | / | / | / | / |
| 5 | 灌浆期Filling | 75 | / | / | / | / |
表3
不同处理下玉米成熟期各器官氮素积累量和分配比例"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 叶片Leaf | 茎Stem | 籽粒Grain | 总积累量 Total accumulation (kg·hm-2) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 氮素积累量 N accumulation (kg·hm-2) | 分配比例 Distribution ratio (%) | 氮素积累量 N accumulation (kg·hm-2) | 分配比例 Distribution ratio (%) | 氮素积累量 N accumulation (kg·hm-2) | 分配比例 Distribution ratio (%) | |||
| 2020 | N100 | 77.8c | 17.2c | 49.5b | 10.9c | 325.0a | 71.8a | 452.4a |
| N90 | 79.2c | 17.6c | 49.1b | 10.9c | 322.2a | 71.5a | 450.5a | |
| N80 | 78.3c | 17.3c | 47.8b | 10.6c | 326.0a | 72.1a | 452.0a | |
| N70 | 88.0b | 21.0b | 69.8a | 16.6b | 261.7b | 62.4b | 419.6b | |
| N60 | 98.2a | 24.8a | 72.6a | 18.4a | 224.7c | 56.8c | 395.5c | |
| 2021 | N100 | 59.9c | 14.0c | 48.7b | 11.4b | 319.4a | 74.6b | 428.1a |
| N90 | 60.3c | 13.9c | 47.5b | 11.0bc | 325.2a | 75.1b | 433.0a | |
| N80 | 57.0d | 13.5c | 40.0c | 9.5c | 324.8a | 77.0a | 421.8a | |
| N70 | 65.7b | 17.2b | 59.2a | 15.5a | 257.1b | 67.3c | 382.0b | |
| N60 | 78.5a | 22.5a | 56.7a | 16.2a | 214.2c | 61.3d | 349.3c | |
| 2022 | N100 | 69.3c | 15.7c | 39.8b | 9.0b | 331.2a | 75.2a | 440.3a |
| N90 | 62.4c | 14.5c | 42.4b | 9.8b | 326.9a | 75.7a | 431.7a | |
| N80 | 65.4c | 15.2c | 42.6b | 9.9b | 322.8a | 74.9a | 430.8a | |
| N70 | 70.3b | 18.0b | 55.4a | 14.2a | 265.3b | 67.9b | 391.0b | |
| N60 | 80.2a | 21.5a | 57.2a | 15.3a | 235.4c | 63.1c | 372.8c | |
图6
玉米产量和品质与各影响因子的相关性分析、Mantel分析 *与**分别表示在0.05与0.1概率水平差异显著 * and ** represent significant differences in the 0.05 and 0.01 probability levels respectively Protein、Fat、Starch、Yield、N rate、Leaf N、Stem N、Grain N、PH、SD、EH、DW、BT、EL、RNE、KNR、EN分别表示籽粒蛋白质含量、脂肪含量、淀粉含量、施氮量、叶片氮素积累量、茎氮素积累量、籽粒氮素积累量、株高、茎粗、穗位高、植株干重、秃尖长、穗长、穗行数、行粒数和单位面积穗数"
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