





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (8): 1535-1549.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.08.006
薛钰琦(
), 赵继玉, 孙旺胜, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺(
)
收稿日期:2024-09-11
接受日期:2024-12-10
出版日期:2025-04-16
发布日期:2025-04-21
联系方式:
薛钰琦,E-mail:1120962681@qq.com。
基金资助:
XUE YuQi(
), ZHAO JiYu, SUN WangSheng, REN BaiZhao, ZHAO Bin, LIU Peng, ZHANG JiWang(
)
Received:2024-09-11
Accepted:2024-12-10
Published:2025-04-16
Online:2025-04-21
摘要:
【目的】研究不同氮素形态对夏玉米灌浆特性、籽粒品质及产量的影响,为夏玉米生产选择适宜氮肥种类、提高产量和籽粒品质提供科学依据。【方法】试验于2022-2023年在山东泰安进行。选用登海605(DH605)为试验材料,施氮量210 kg N·hm-2,设置5个处理:酰胺态氮(尿素,UREA);硝态氮(硝酸钙,NN);铵态氮(氯化铵,AN);硝态氮和铵态氮配施(1﹕1,HH);酰胺态氮、硝态氮和铵态氮配施的尿素硝酸铵溶液(2﹕1﹕1,UAN)。通过测定夏玉米籽粒灌浆特性、籽粒品质特性和籽粒容重,探析不同氮素形态对夏玉米产量和品质的影响。【结果】与常规施用酰胺态氮UREA相比,NN的产量和籽粒品质均降低;AN的产量增加但籽粒品质降低;HH的产量显著提高且不影响籽粒品质;UAN可显著提高产量并改善籽粒品质。其中,2年产量均以3种氮素形态配施(UAN)最高,较UREA显著增加13.7%—16.3%;其次是AN和HH,较UREA产量分别显著增加5.2%—6.8%和7.3%—10.6%;NN的产量较UREA降低了5.4%—5.8%。与UREA相比,UAN的灌浆速率最大时的生长量(Wmax)提高了6.3%—9.7%,籽粒灌浆活跃期(D)延长了7.7%—10.9%;AN和HH通过增加Wmax,延长D,从而促进粒重积累以提高产量。NN的Wmax、D、籽粒灌浆速率和脱水速率显著低于其他处理。粗蛋白含量以NN和AN较低,较UREA分别降低了20.6%—22.0%和15.2%—17.4%,NN粗脂肪含量显著高于其他处理,与UREA相比增加了23.6%—30.9%。与UREA相比,UAN可改善籽粒品质,总淀粉和支链淀粉含量较UREA分别提高了4.9%—5.2%和11.7%—14.4%,支链/直链淀粉值增加了39.0%—39.1%,直链淀粉含量降低了14.1%—16.8%;UAN的粗蛋白含量提高了11.7%—24.1%。UAN的籽粒容重显著高于其他处理。【结论】与常规施用酰胺态氮相比,硝态氮处理籽粒灌浆受到抑制,粒重减小,产量降低;铵态氮或多种氮素形态配施均可改善籽粒灌浆过程,增加籽粒重量,从而提高产量;与施用单一氮素形态相比,3种氮素形态配施可以实现产量和籽粒品质的协同提升。
薛钰琦, 赵继玉, 孙旺胜, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺. 不同氮素形态对夏玉米产量和品质的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1535-1549.
XUE YuQi, ZHAO JiYu, SUN WangSheng, REN BaiZhao, ZHAO Bin, LIU Peng, ZHANG JiWang. Effects of Different Nitrogen Forms on Yield and Quality of Summer Maize[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1535-1549.
表1
不同氮素形态对夏玉米产量及其构成因素的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 产量 Yield (kg·hm-2) | 穗数 Ears number (ears/hm2) | 穗粒数 Grains per ear | 千粒重 1000-grain weight (g) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | UREA | 11752d | 65033 | 517cd | 350c |
| NN | 11074e | 66700 | 507d | 327d | |
| AN | 12359c | 65033 | 524bc | 363b | |
| HH | 12909b | 65033 | 538ab | 369a | |
| UAN | 13360a | 65033 | 552a | 372a | |
| 2023 | UREA | 12470c | 67003 | 504c | 371c |
| NN | 11791d | 67226 | 503c | 349d | |
| AN | 13315b | 67781 | 523bc | 376b | |
| HH | 13789b | 66670 | 547ab | 378b | |
| UAN | 14497a | 67226 | 556a | 388a | |
| ANOVA | 年份Year (Y) | ** | ** | ns | ** |
| 处理Treatment (T) | ** | ns | ** | ** | |
| 年份×处理Y×T | ns | ns | ns | ** |
表2
不同氮素形态对夏玉米籽粒灌浆参数的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 生长曲线方程 Growth curve parametric equation | 相关系数 Correlation coefficient | Tmax (d) | Wmax (g) | Gmax (g·d-1) | Vmean (g·d-1) | D (d) | Ro |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | UREA | y=30.68/(1+76.31e-0.15x) | 0.99998 | 29.18 | 15.34 | 1.14 | 0.51 | 40.39 | 0.15 |
| NN | y=29.29/(1+108.11e-0.16x) | 0.99867 | 29.75 | 14.65 | 1.15 | 0.50 | 38.11 | 0.16 | |
| AN | y=31.16/(1+71.42e-0.15x) | 0.99867 | 28.55 | 15.58 | 1.16 | 0.53 | 40.13 | 0.15 | |
| HH | y=31.36/(1+70.51e-0.15x) | 0.99996 | 28.88 | 15.68 | 1.16 | 0.52 | 40.72 | 0.15 | |
| UAN | y=33.65/(1+58.60e-0.13x) | 0.99997 | 30.38 | 16.82 | 1.13 | 0.52 | 44.77 | 0.13 | |
| 2023 | UREA | y=33.06/(1+55.90e-0.14x) | 0.99721 | 28.80 | 16.53 | 1.15 | 0.54 | 42.95 | 0.14 |
| NN | y=30.62/(1+75.00e-0.15x) | 0.99847 | 28.70 | 15.31 | 1.15 | 0.52 | 39.89 | 0.15 | |
| AN | y=33.22/(1+55.74e-0.14x) | 0.99873 | 29.41 | 16.61 | 1.14 | 0.53 | 43.88 | 0.14 | |
| HH | y=33.49/(1+62.07e-0.14x) | 0.99799 | 29.57 | 16.74 | 1.17 | 0.54 | 42.97 | 0.14 | |
| UAN | y=35.13/(1+47.33e-0.13x) | 0.99794 | 29.74 | 17.57 | 1.14 | 0.54 | 46.26 | 0.13 |
表3
不同氮素形态对夏玉米籽粒灌浆速率的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 吐丝后天数 Days after silking | 平均灌浆速率 Average filling rate | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 15—30 d | 30—45 d | 45—60 d | |||
| 2022 | UREA | 0.94a | 0.77b | 0.23b | 0.60b |
| NN | 0.74b | 0.87a | 0.12c | 0.56c | |
| AN | 0.94a | 0.74b | 0.30a | 0.62b | |
| HH | 0.92a | 0.76b | 0.31a | 0.61b | |
| UAN | 0.93a | 0.78b | 0.30a | 0.65a | |
| 2023 | UREA | 0.93a | 0.87a | 0.13bc | 0.63b |
| NN | 0.75b | 0.76a | 0.09c | 0.59c | |
| AN | 0.94a | 0.79a | 0.24a | 0.64b | |
| HH | 0.97a | 0.77a | 0.24a | 0.64b | |
| UAN | 0.97a | 0.79a | 0.26a | 0.67a | |
表4
不同氮素形态对夏玉米籽粒脱水速率的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 吐丝后天数 Days after silking | 平均脱水速率 Average dehydration rate | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 15—30 d | 30—45 d | 45—60 d | |||
| 2022 | UREA | 1.64a | 1.04a | 0.86a | 1.18a |
| NN | 1.51b | 0.79b | 1.02a | 1.09b | |
| AN | 1.63a | 1.02a | 0.85a | 1.17a | |
| HH | 1.68a | 1.01a | 0.89a | 1.19a | |
| UAN | 1.67a | 1.00a | 0.92a | 1.20a | |
| 2023 | UREA | 1.70a | 1.03a | 0.74a | 1.29a |
| NN | 1.50b | 0.71b | 0.78a | 1.20b | |
| AN | 1.71a | 0.99a | 0.71a | 1.30a | |
| HH | 1.73a | 0.92a | 0.74a | 1.31a | |
| UAN | 1.72a | 0.95a | 0.70a | 1.28a | |
表5
不同氮素形态对夏玉米籽粒淀粉含量的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 总淀粉 Total starch (%) | 支链淀粉 Amylopectin (%) | 直链淀粉 Amylose (%) | 支链/直链淀粉 Amylopectin/Amylose |
|---|---|---|---|---|---|
| 2022 | UREA | 69.0b | 51.4b | 17.7a | 2.9 |
| NN | 68.7b | 51.5b | 17.1a | 3.0 | |
| AN | 69.4b | 52.6b | 17.8a | 2.9 | |
| HH | 70.6b | 52.7b | 17.8a | 2.9 | |
| UAN | 72.6a | 57.4a | 15.2b | 3.8 | |
| 2023 | UREA | 65.6b | 45.9c | 19.6a | 2.3 |
| NN | 65.3b | 45.5c | 19.9a | 2.3 | |
| AN | 65.9b | 45.7c | 20.1a | 2.3 | |
| HH | 66.4b | 48.1b | 18.6a | 2.6 | |
| UAN | 68.8a | 52.5a | 16.3b | 3.2 |
| [1] |
中华人民共和国国家统计局. 中国统计年鉴(第21期). 北京: 中国统计出版社, 2002: 385-392.
|
|
National Bureau of Statistics of the People's Republic of China. China statistical yearbook (No.21). Beijing: China Statistics Press, 2002: 385-392. (in Chinese)
|
|
| [2] |
doi: 10.1038/srep19355 pmid: 26778035 |
| [3] |
|
| [4] |
张振博, 屈馨月, 于宁宁, 任佰朝, 刘鹏, 赵斌, 张吉旺. 施氮量对夏玉米籽粒灌浆特性和内源激素作用的影响. 作物学报, 2022, 48(9): 2366-2376.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.13056 |
|
|
|
| [5] |
张洪芳. 不同氮肥类型对玉米养分吸收、分配和土壤性质的影响[D]. 郑州: 河南农业大学, 2024.
|
|
|
|
| [6] |
李成阳, 柴沙沙, 刘意, 王连军, 雷剑, 杨新笋, 张文英. 不同氮素形态配比对甘薯前期氮代谢的影响及其生理机制. 植物科学学报, 2021, 39(4): 433-445.
|
|
|
|
| [7] |
李玉静, 冯雨晴, 赵园园, 史宏志. 不同形态氮素吸收利用及其对植物生理代谢影响的综述. 中国农业科技导报, 2023, 25 (2): 128-139.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2021.0909 |
|
doi: 10.13304/j.nykjdb.2021.0909 |
|
| [8] |
张宸, 梁悦, 殷昊, 张应榕, 陈波浪. 氮肥形态和品种对棉花根系形态与氮素积累的影响. 新疆农业科学, 2023, 60(4): 823-831.
doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2023.04.005 |
|
doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2023.04.005 |
|
| [9] |
李精华, 陈嘉涛, 李冉, 李伟芳, 樊帆, 阮云泽, 李婷玉. 氮素养分形态配合对水稻生长发育和品质影响的整合分析. 中国土壤与肥料, 2023, (10): 193-200.
|
|
|
|
| [10] |
doi: 10.1093/aob/mcj605 pmid: 16373369 |
| [11] |
王正瑞, 芮玉奎, 申建波, 张福锁. 氮肥施用量和形态对玉米苗期叶绿素含量的影响. 光谱学与光谱分析, 2009, 29(2): 410-412.
|
|
|
|
| [12] |
王娜, 陈国祥, 邵志广, 吕川根. 不同形态氮素配比对水稻光合特性的影响. 江苏农业学报, 2002, 18(1): 18-22.
|
|
|
|
| [13] |
李学俊, 文建雷, 韩书成, 曹翠玲, 李生秀. 氮素形态对玉米幼苗生物机制及生物量的影响. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2008, (3): 192-196.
|
|
|
|
| [14] |
唐兴旺, 石玉, 于振文, 张永丽. 小麦开花期适量灌溉提高水氮利用效率减少土壤硝态氮淋洗的机理. 植物营养与肥料学报, 2021, 27(9): 1523-1533.
|
|
|
|
| [15] |
|
| [16] |
|
| [17] |
|
| [18] |
徐彤, 吕艳杰, 邵玺文, 耿艳秋, 王永军. 不同时期化控对密植玉米冠层结构及籽粒灌浆特性的影响. 作物学报, 2023, 49 (2): 472-484.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2023.23028 |
|
doi: 10.3724/SP.J.1006.2023.23028 |
|
| [19] |
何照范. 粮油籽粒品质及其分析技术. 北京: 中国农业出版社, 1985: 290-294.
|
|
|
|
| [20] |
张志良, 瞿伟菁. 植物生理学实验指导. 北京: 高等教育出版社, 2003: 127-132.
|
|
|
|
| [21] |
林美娟, 宋江峰, 李大靖, 刘春泉. 用双波长分光光度法测定鲜食玉米中直链淀粉和支链淀粉含量. 江西农业学报, 2010, 22(12): 117-119.
|
|
|
|
| [22] |
李晓旭, 李家政. 优化蒽酮比色法测定甜玉米中可溶性糖的含量. 保鲜与加工, 2013, 13(4): 24-27.
|
|
|
|
| [23] |
郭利伟. 尿素施用方式与保水剂耦合对玉米碳氮代谢及水分利用的影响[D]. 泰安: 山东农业大学, 2014.
|
|
|
|
| [24] |
卢珍华, 倪辉, 杨远帆, 蔡慧农. 间苯二酚法测定蜂蜜中果糖的研究. 集美大学学报(自然科学版), 2006, 11(3): 223-226.
|
|
|
|
| [25] |
王乐, 康建宏, 梁熠, 冯朋博, 徐灿. 控释/普通尿素配施对春玉米籽粒灌浆特性及产量的影响. 核农学报, 2018, 32(10): 2054-2061.
doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.10.2054 |
|
doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.10.2054 |
|
| [26] |
张萍, 陈冠英, 耿鹏, 高雅, 郑雷, 张沙沙, 王璞. 籽粒灌浆期高温对不同耐热型玉米品种强弱势粒发育的影响. 中国农业科学, 2017, 50(11): 2061-2070. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.012.
|
|
|
|
| [27] |
|
| [28] |
王钰涵, 唐璐. 农田硝态氮淋溶损失影响因素及防治对策研究进展. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2020, 41(1): 58-64.
|
|
|
|
| [29] |
|
| [30] |
韩洪宝. 黄淮海平原夏玉米生育期干湿变化特征及成因分析[D]. 郑州: 郑州大学, 2022.
|
|
|
|
| [31] |
路海东, 薛吉全, 马国胜, 张仁和, 张兴华. 低氮胁迫对不同基因型夏玉米源库性状和灌浆特性的影响. 应用生态学报, 2010, 21(5): 1277-1282.
|
|
|
|
| [32] |
|
| [33] |
doi: 10.1093/jxb/erz047 pmid: 30759246 |
| [34] |
段永康. 黑莓氮素形态偏好性及其相关机理研究[D]. 南京: 南京林业大学, 2023.
|
|
|
|
| [35] |
郭增辉. 玉米淀粉品质的遗传改良与种质创制[D]. 大庆: 黑龙江八一农垦大学, 2023.
|
|
|
|
| [36] |
廖学圆, 李永梅, 陈佳钰, 范茂攀, 赵吉霞. 缓释氮肥对饲用玉米氮素吸收及产量品质的影响. 广东农业科学, 2022, 49(5): 53-64.
|
|
|
|
| [37] |
|
| [38] |
张丽. 玉米容重差异的形成机理及措施调控[D]. 泰安: 山东农业大学, 2008.
|
|
|
|
| [39] |
刘世昌. 储藏温度对不同水分玉米霉变发生及品质变化的影响研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2024.
|
|
|
|
| [40] |
赵继玉, 任佰朝, 赵斌, 刘鹏, 张吉旺. 喷施脱水剂对不同熟期夏玉米脱水特性和籽粒品质的影响. 应用生态学报, 2020, 31(8): 2613-2620.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202008.030 |
|
|
|
| [41] |
乔江方, 何佳雯, 侯传伟, 张美微, 杨铭波, 韩琳琳, 张盼盼, 李川, 牛军, 郭涵潇, 穆蔚林. 施氮量对不同夏玉米品种籽粒灌浆特性、产量和品质的影响. 河南农业科学, 2024, 53(3): 33-42.
|
|
|
|
| [42] |
张立国, 张林, 管春云, 金益, 王振华, 任晓亮, 宫纪娟. 玉米生理成熟后籽粒脱水速率与品质性状的相关分析. 东北农业大学学报, 2007, 38(5): 582-585.
|
|
|
|
| [43] |
李颖. 干旱胁迫对不同土壤类型中南天竹 (Nandina domestica)渗透调节物质的影响[D]. 重庆: 西南大学, 2006.
|
|
|
|
| [44] |
|
| [1] | 彭廷燊, 陆久焱, 吴美林, 严雨欣, 刘宏周, 南文斌, 秦小健, 李明, 龚俊义, 梁永书. 多年生水稻黄糯2号和长白7号产量相关性状的QTL分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1361-1379. |
| [2] | 王亚菲, 闫鹏, 薛金涛, 董学瑞, 孟凡琦, 郭丽娜, 罗艺, 张娟, 董志强, 卢霖. 乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对高温胁迫下玉米根系建构、生理功能和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1439-1455. |
| [3] | 王玉萍, 符质, 孙佳莹, 穆晓萌, 刘慧淋, 郭进云, 宋文菁, 侯雷平, 赵海亮. 苗期施用褪黑素对番茄短期低温胁迫的缓解作用与应用效果评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1523-1535. |
| [4] | 王佳诺, 陈桂平, 李盼, 王丽萍, 南运有, 何蔚, 樊志龙, 胡发龙, 柴强, 殷文, 赵连豪. 免耕地膜两年覆盖提高绿洲灌区玉米产量的灌浆期光合生理机制[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1189-1202. |
| [5] | 周新杰, 任昊, 陈应龙, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 刘鹏, 王洪章. 过氧化钙对渍涝农田夏玉米根系形态及产量形成的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1203-1216. |
| [6] | 何继航, 张擎, 吕相月, 薛吉全, 徐淑兔, 刘建超. 不同保绿型玉米杂交种氮效率评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(6): 1217-1230. |
| [7] | 郭富城, 唐海江, 郝馨怡, 马国林, 杨九菊, 黄霖锋, 田蕾, 王彬, 罗成科. 不同灌溉方式对宁夏盐渍化土壤水盐运移、水稻产量及水分利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 750-764. |
| [8] | 郝琨, 陈洪德, 张威, 钟韵, 党美荣, 朱士江, 黄志坤, 金英. 基于柑橘产量、品质及水氮利用的涌泉根灌水氮综合评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 862-873. |
| [9] | 延廷霖, 杜娅丹, 胡笑涛, 王贺, 李晓雁, 王玉明, 牛文全, 谷晓博. 加气滴灌下氮肥有机替代对亏缺灌溉棉花产量和水分利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(3): 602-618. |
| [10] | 蔡廷阳, 朱玉鹏, 李瑞东, 吴宗声, 徐一帆, 宋雯雯, 徐彩龙, 吴存祥. 苗期叶损伤对黄淮海夏大豆光合特性、荚果分布及产量形成的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(2): 292-304. |
| [11] | 张志勇, 谭世超, 熊淑萍, 马新明, 韦一昊, 王小纯. 水氮周年优化对豫北灌区小麦玉米轮作系统产量和氮迁移的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(2): 336-353. |
| [12] | 吕旭东, 孙世媛, 李亚楠, 刘玉龙, 王艳群, 付鑫, 张佳英, 宁鹏, 彭正萍. 智能机械化分层施肥对麦田根-土养分分布和小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 129-146. |
| [13] | 陆浩, 张明龙, 韩梅, 严清彪, 李正鹏, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 柴强. 绿肥过腹还田协同氮肥减施提高小麦产量和土壤质量[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 147-160. |
| [14] | 叶美金, 陈家婷, 周界光, 尹丽, 胡欣荣, 兰雨昕, 陈斌, 苏龙兴, 刘家君, 刘天超, 李小雨, 马建. 小麦穗密度主效QTL的鉴定、验证及其遗传效应分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 17-28. |
| [15] | 董桂春, 王子涵, 王树深, 李杰, 霍晓晴, 杨瑞, 周娟, 舒小伟, 李妍, 曹靓婧, 王子瑞, 姚友礼, 黄建晔. 硫包衣缓释肥提升水稻产量及氮肥利用率的技术途径[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 57-77. |
|
||