肥料在玉米种植过程中具有重要作用，合理施用化肥能够提高土壤中的养分含量，满足玉米作物对氮、磷、钾等营养元素的需求，有效提高玉米产量。近年来，相关学者对玉米的肥料利用率展开了大量研究。孙祥厚等[1]开展玉米肥料利用率田间试验，结果表明，配方施肥能有效提高玉米产量，且其氮肥利用率较高，为34.24%。王猛等[2]研究表明，氮肥对玉米生长发育及产量的影响较大，其次是钾肥，磷肥的影响较小。王慧[3]开展了玉米缓释肥料利用率试验，结果表明，施用缓释肥的肥料利用率明显提高，其中氮肥利用率41.62%，磷肥利用率32.52%，钾肥利用率59.37%。不同试验地区、不同玉米品种的氮、磷、钾肥利用率存在差异，合理施用化肥能够提高作物的肥料利用率，促进作物增产增收。本文在皖北地区砂姜黑土区域开展了夏玉米测土配方施肥与常规施肥处理的田间对比试验，研究不同施肥处理对夏玉米农艺性状、产量及肥料利用率的影响。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
1.2 试验材料
供试肥料：氮肥选用尿素，含氮（N）量46.0％；磷肥选用过磷酸钙，含磷（P2O5）量16.0％；钾肥选用氯化钾，含钾（K2O）量为60％。玉米品种为航星007。肥料及种子均购自当地农资市场。
1.3 试验设计
采取小区对比设计，共设6个处理，每个处理3次重复。处理1，常规施肥全素区（ONK），氮、磷、钾肥施用量分别为240、90和75 kg/hm²；处理2，测土配方施肥全素区（NPK），氮、磷、钾肥施用量分别为180、90和75 kg/hm²；处理3，无氮肥区（PK），磷、钾肥施用量分别为90和75 kg/hm²；处理4，无磷肥区（NK），氮、钾肥施用量分别为210和75 kg/hm²；处理5，无钾肥区（NP），氮、磷肥施用量分别为210和90 kg/hm²；处理6，不施肥区（CK）。
试验地每个处理小区的实际占地面积43.2 m2，每个小区长8.0 m、宽5.4 m，各小区随机排列。小区间设有宽80.0 cm的隔离保护行，实行单灌单排。各处理除施肥量不同以外，其余田间管理措施均保持一致。
1.4 试验田间管理
本试验于2024年6月下旬开始，6月19日进行小麦秸秆灭茬处理；20日随机划分试验小区。将氮肥总施用量的60%以及全部磷、钾肥作基肥一次性施入；氮肥总施用量的40%作追肥，在玉米拔节期人工追施。6月21日采用机械播种，播量45 kg/hm2。根据玉米大喇叭口期需肥规律，7月22日人工机械开沟追肥；做好玉米田间化除以及病虫草害统一防治。
1.5 测定项目及分析方法
1.5.1 农艺性状
10月6日，分别调查各处理玉米植株的株高、穗位高、茎粗、穗长、穗茎粗、穗行数以及结实率等农艺性状。
1.5.2 玉米产量
10月9日，各试验小区分别进行取样、测产。随机取10株样品，风干后称量各小区玉米籽粒和茎叶重量，计算平均值。
1.5.3 养分含量及肥料利用率
肥料利用率（%）=（全肥区作物吸收元素养分总量－缺素区作物吸收元素养分总量）/所施肥料元素养分总量×100
1.5.4 经济效益
根据玉米产值及投入计算产投比，投入费用即生产成本，包括肥料、管理等费用。按照玉米市场价格2.14元/kg，氮肥2.28元/kg、磷肥3.95元/kg、钾肥2.58元/kg计算产值和成本。产投比计算如式（2） 。
产投比=玉米产值/生产成本
1.6 数据处理
采用Excel 2013软件进行数据处理分析。
2 结果与分析
2.1 对玉米农艺性状的影响
由表1可知，不同施肥处理对玉米的株高、穗位高、穗茎粗、穗长和穗行数等农艺性状有一定的影响，其穗位高由高到低依次为NPK>ONK>NP>NK>PK>CK，不施肥（CK）区玉米的株高、穗位高最低。无氮肥（PK）区玉米的株高、穗位高分别为260.4、104.6 cm，较配方施肥全素（NPK）区玉米的株高、穗位高分别降低了11.7、13.9 cm，降幅分别为4.30％、11.73％。NPK区玉米的茎粗、穗茎粗、穗长和穗行数均最大，分别为2.2 cm、5.1 cm、16.7 cm和15.1行，较常规施肥全素（ONK）区分别提高了4.76%、2.00%、1.83%和2.03%。结实率由高到低依次为NPK>ONK>NK>NP>PK>CK。综合来看，氮肥对玉米株高、穗位高、穗茎粗、穗长和穗行数等农艺性状影响较大，磷肥和钾肥次之；通过氮、磷和钾肥的合理配合施用，能有效促进玉米生长发育，为其后期高产奠定基础。
表1 不同施肥处理下的玉米农艺性状 |
| 处理 | 株高/cm | 茎粗/cm | 穗位高/cm | 穗茎粗/cm | 穗长/cm | 秃尖/cm | 穗行数/行 | 结实率/% |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ONK | 268.6 | 2.1 | 117.5 | 5.0 | 16.4 | 1.2 | 14.8 | 86.4 |
| NPK | 272.1 | 2.2 | 118.5 | 5.1 | 16.7 | 1.2 | 15.1 | 87.2 |
| PK | 260.4 | 1.7 | 104.6 | 4.5 | 16.2 | 1.5 | 13.7 | 78.2 |
| NK | 259.7 | 1.8 | 106.7 | 4.7 | 16.5 | 1.4 | 14.6 | 85.6 |
| NP | 264.5 | 1.8 | 112.4 | 4.8 | 16.6 | 1.4 | 14.7 | 83.5 |
| CK | 256.2 | 1.6 | 103.8 | 4.3 | 15.8 | 1.7 | 13.5 | 69.8 |
2.2 对玉米产量的影响
由表2可知，NPK区玉米的穗数、穗粒数和千粒重均最高。各施肥处理玉米产量由高到低依次为NPK>ONK>NK>NP>PK>CK。以NPK处理的产量最高，为8 981.5 kg/hm2，较ONK增产3.74%。PK、NK、NP和CK的玉米籽粒产量分别为6 234.6、7 754.6、7 615.7和5 347.2 kg/hm2，分别较NPK降低了30.58%、13.66%、15.21%和40.46%。综合来看，氮肥对研究区砂姜黑土地玉米籽粒产量带来的影响较大；不施肥或氮、磷、钾肥施用不合理，均会导致玉米产量降低。通过氮、磷、钾肥的合理配合施用，能够有效增加穗粒数和粒重，从而提高玉米产量。
表2 不同施肥处理下的玉米产量 |
| 处理 | 穗数/ （穗/hm2） | 穗粒数/粒 | 千粒重/g | 小区产量/（kg/43.2 m2） | 产量/（kg/hm2） | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | 平均 | |||||
| ONK | 54 037.5 | 514.3 | 344.0 | 37.4 | 37.6 | 37.2 | 37.4 | 8 657.4 |
| NPK | 58 261.4 | 521.2 | 348.0 | 38.7 | 39.1 | 38.6 | 38.8 | 8 981.5 |
| PK | 44 809.5 | 489.5 | 334.0 | 27.1 | 26.8 | 26.9 | 26.9 | 6 234.6 |
| NK | 53 601.2 | 497.2 | 342.0 | 33.7 | 33.5 | 33.3 | 33.5 | 7 754.6 |
| NP | 51 297.1 | 506.3 | 345.0 | 32.7 | 33.1 | 32.9 | 32.9 | 7 615.7 |
| CK | 48 700.5 | 398.7 | 324.0 | 23.1 | 23.4 | 22.8 | 23.1 | 5 347.2 |
2.3 对玉米植株养分吸收及肥料利用率的影响
由表3可知，ONK处理的玉米秸秆氮、磷、钾养分含量均低于NPK处理；籽粒氮养分含量较NPK处理高，磷、钾养分较NPK处理低。CK的玉米籽粒和秸秆氮、磷和钾的含量均低于施肥处理。
表3 不同施肥处理下的玉米籽粒和秸秆养分含量 (kg/hm2) |
| 处理 | 籽粒 | 秸秆 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氮 | 磷 | 钾 | 氮 | 磷 | 钾 | |
| ONK | 122.75 | 67.98 | 34.59 | 122.88 | 33.31 | 240.34 |
| NPK | 117.66 | 69.51 | 38.11 | 155.06 | 35.08 | 252.77 |
| PK | 95.27 | 53.85 | 27.39 | 100.69 | 29.43 | 170.45 |
| NK | 93.74 | 56.43 | 35.67 | 107.01 | 29.09 | 174.62 |
| NP | 106.59 | 71.13 | 36.44 | 121.92 | 29.40 | 221.39 |
| CK | 92.32 | 53.49 | 25.68 | 83.93 | 28.99 | 115.18 |
在不同施肥处理下，玉米对氮、磷、钾养分的吸收量明显高于不施肥处理。ONK处理下的玉米植株对氮、磷、钾养分的吸收量较NPK处理有所降低。各缺素处理的玉米对氮、磷、钾养分吸收量较ONK处理降低。根据玉米生物量计算，可知NPK处理的玉米氮、磷和钾肥利用率分别为42.64%、21.18%、44.07%（表4）。
表4 不同施肥处理下的玉米养分吸收量和肥料利用率 |
| 处理 | 养分吸收总量/（kg/hm2） | 肥料利用率/% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氮 | 磷 | 钾 | 氮 | 磷 | 钾 | |
| ONK | 245.63 | 101.29 | 274.93 | 20.70 | 17.52 | 22.80 |
| NPK | 272.72 | 104.59 | 290.88 | 42.64 | 21.18 | 44.07 |
| PK | 195.96 | |||||
| NK | 85.52 | |||||
| NP | 257.83 | |||||
| CK | 176.25 | 82.48 | 140.86 | |||
2.4 对经济效益的影响
由表5可知，NPK处理的产投比最高，为4.44，其次为ONK处理，为4.21。以NPK处理的效益最高，为14 892.6元/hm2，较ONK处理提高5.39%。各缺素处理的经济效益明显低于配方施肥和常规施肥处理。综合来看，氮、磷和钾肥的合理施用能够提高玉米产量，促进增收。
表5 不同施肥处理下的玉米经济效益 |
| 处理 | 产量/（kg/hm2） | 产值/（元/hm2） | 肥料成本/（元/hm2） | 管理成本/（元/hm2） | 效益/（元/hm2） | 产投比 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ONK | 8 657.4 | 18 526.8 | 1 096.2 | 3 300.0 | 14 130.6 | 4.21 |
| NPK | 8 981.5 | 19 220.4 | 1 027.8 | 3 300.0 | 14 892.6 | 4.44 |
| PK | 6 234.6 | 13 342.0 | 549.0 | 3 300.0 | 9 493.0 | 3.47 |
| NK | 7 754.6 | 16 594.8 | 672.3 | 3 300.0 | 12 622.5 | 4.18 |
| NP | 7 615.7 | 16 297.6 | 834.3 | 3 300.0 | 12 163.3 | 3.94 |
| CK | 5 347.2 | 11 443.0 | 3 150.0 | 8 293.0 | 3.63 |
3 结论与讨论
氮肥对玉米的产量影响较大，其次为钾肥和磷肥，科学合理地施用氮、磷、钾配方肥能够促进玉米作物对氮、磷和钾等养分的有效吸收，提高玉米产量水平。本试验在研究区当年气候及土壤条件下，以配方施肥全素处理的玉米植株氮、磷和钾肥利用率较高，分别为42.64%、21.18%、44.07%；且其玉米籽粒产量最高，为8 981.5 kg/hm2，较常规施肥处理提高了3.74%，表明测土配方施肥有利于玉米作物对氮、磷、钾养分的吸收和利用，提高了肥料利用率。成超[8]研究了不同施肥方式下夏玉米肥料利用率，结果表明，配方施肥处理的夏玉米肥料利用率较高，氮肥利用率36.2%、磷肥利用率11.8%，钾肥利用率45.7%；田胜营等[9]研究发现，配方施肥处理的玉米氮、磷、钾肥的利用率分别为40.77%、28.02%、51.18%，其产量明显上升。不同地区玉米作物的肥料利用率存在差异，本试验研究的氮、磷、钾肥的利用率为玉米一季的肥料利用率，施肥后对下季作物的影响还需进一步研究分析。
玉米种植过程中，根据玉米作物的实际需肥规律合理施用氮、磷、钾配方肥，有利于提高肥料利用率，降低生产成本。综合玉米生物学性状、经济产量及肥料利用率等因素，合理施用配方肥，可以有效提高玉米产量，增加经济效益。