玉米作为我国第一大粮食作物，需肥量大，吸肥能力强，提供充足养分是玉米获得高产的关键。2014- 2016年，我国玉米年均化肥施用总量为1 214.2万t，占种植业化肥使用量的20.1%，夏玉米氮磷钾肥料施用不平衡，且利用率较低，氮肥利用率仅为26.1%，磷肥利用率为9.7%~12.6%，钾肥利用率为28.7%~ 32.4%，造成肥料资源的浪费^[1-4]。随着我国工业化和城镇化的发展，耕地持续减少，农村劳动力大量转移，迫切需要提高夏玉米单产水平并简化生产，因而，如何实现高产、高效和简化施肥成为植物营养与肥料学科研究的重要问题^[5]。

施肥新技术是提高肥效的重要措施^[6]。氮肥深施^[7]、分层施肥^[8]、水肥一体化^[9]及缓控释肥一次性施用^[10-13]等技术可提高氮肥利用率，降低劳动强度。缓控释肥具有肥效期长且稳定的特点^[14-15]，一次施用能满足作物在整个生育期对养分的需求，可减少施肥的数量和次数^[15-17]，缓控释肥一次性施肥技术一定程度上解决了作物高产和养分高效与我国农村劳动力短缺的矛盾问题^[18]；但缓控释肥包膜材料产生的环境效应以及对作物品质的影响等尚不明确，且价格较高，应用并不广泛^[19]。因此，针对夏玉米需肥特性及生育特点，研制具有缓释特性的粒片状专用肥，探索适宜的单株定量施肥位置，促进夏玉米单株养分吸收利用，对于实现夏玉米高产、高效和简化施肥具有重要意义。本研究采用可满足单株玉米养分需求的粒片状肥料，研究了单株定量施肥位置及施肥量对夏玉米产量及养分吸收利用的影响，以期明确单株定量施肥技术效应，为夏玉米科学施肥提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验于2014年6-9月在河南省粮食主产区安阳市滑县留固镇尹新庄村(简称“滑县”，114.73°E，35.57°N)和鹤壁市淇滨区矩桥镇刘寨村(简称“鹤壁”，114.30°E，35.67°N)进行。两地都位于豫北高产区^[20]，种植制度为小麦-玉米轮作，土壤类型为潮土，试验地0~20 cm土壤农化性状如表 1所示。

1.2 试验设计

试验共设5个处理，T1(两侧定量施肥5.8 g):苗期在两株玉米中间两边间隔15 cm左右各施一粒5.8 g含氮磷钾养分的粒片状肥料，N、P₂O₅、K₂O总施肥量分别为219、84、101 kg·hm^-2；T2(两侧定量施肥7.0 g):苗期在两株玉米中间两边间隔15 cm左右各施一粒7.0 g含氮磷钾养分的粒片状肥料，N、P₂O₅、K₂O总施肥量分别为265、113、95 kg·hm^-2；T3(株间定量施肥7.0 g):苗期在两株玉米中间施用2粒7.0 g粒片状肥料，总施肥量同T2；T4(常规施肥):苗期开沟施肥，总施肥量同T2，氮肥五叶期和大喇叭口期5:5施用；CK(对照):鹤壁样地不施氮肥(磷钾量同T2，施肥方式同T4)，滑县样地不施肥。具体施肥方式见图 1。

粒片状肥料5.8 g，每2片含N 3.24 g、P₂O₅ 1.24 g、K₂O 1.50 g；粒片状肥料7.0 g，每2片含N 4.00 g、P₂O₅ 1.72 g、K₂O 1.43 g；常规施肥所用氮肥为尿素(N 46%)，磷肥为过磷酸钙(P₂O₅ 16%)，钾肥为氯化钾(K₂O 60%)。夏玉米磷、钾肥全部在五叶期施用。夏玉米品种为浚单29，播种密度为67 500株·hm^-2，株距25 cm，行距60 cm。小区面积30 m²，3次重复，随机区组排列。夏玉米播种及收获时间:滑县2014年6月10日播种，9月27日收获；鹤壁2014年6月15日播种，9月29日收获；灌溉、病虫草害防治及其他田间管理措施同当地农民习惯一致。

1.3 样品采集与测定方法 1.3.1 土壤样品测定

试验整地前用“S”取样法采集0~20 cm土壤，风干研磨过筛后备用。用电极法(水土质量比2.5:1)测定pH值；重铬酸钾容量法-外加热法测定有机质；碱解扩散法测定碱解氮；NaHCO₃浸提-钼蓝比色法测定有效磷；NH4OAc浸提-火焰光度法测定速效钾。

1.3.2 植株样品测定

收获期各小区随机取3株玉米，秸秆与穗分离，在105 ℃下杀青15 min，温度调至65 ℃烘干至质量恒定，测定植株干质量。之后均匀混合粉碎，采用浓H₂SO₄-H₂O₂消煮后，用蒸馏定氮法、钒钼黄比色法和火焰光度计法分别测定植株全氮、全磷和全钾含量。

1.3.3 SPAD值的测定

夏玉米关键生育期采用SPAD测定仪(型号502，日本)于上午10:00-12:00测定各小区玉米植株功能叶片(大喇叭口期为植株的最新完全展开叶，吐丝期和灌浆期为穗位叶)SPAD值，每小区测叶片同一位置20片，取平均值(该指标只在鹤壁夏玉米上进行)。

1.3.4 调查与计产

成熟期收获各小区中间两行连续30株玉米，晒干脱粒称质量后，用mini GAS plus谷物快速水分测定仪(美国)测定每个小区玉米的含水量，以含水量14%折算作为小区产量，另随机取10穗考种，调查穗粒数和千粒重。

1.4 计算统计方法

按照周宝元等^[7]和侯云鹏等^[21]描述方法计算夏玉米养分吸收和肥料利用效率:

式中:产量、吸收量、施用量的单位均为kg·hm^-2；生物量的单位为t·hm^-2；养分浓度的单位为%。采用Excel 2016、SAS 8.5和Origin 8.5软件进行数据统计分析和图表绘制。

2 结果与分析 2.1 不同处理对夏玉米产量及其构成因子的影响

表 2结果表明，两地产量结果趋势一致。与CK处理相比，施肥可显著提高夏玉米产量，滑县显著增产15.8%~25.3%，鹤壁显著增产10.3%~19.7%，其中T2产量最高。滑县T2较T1和T3显著增产8.2%和7.4%，较T4增产3.4%；鹤壁T2较T1显著增产8.5%，较T3、T4增产4.6%和4.1%。滑县和鹤壁T2处理穗粒数较T1、T3和T4处理平均增加5.8%、2.5%和2.1%。两地T2较T3产量及构成因子均有增加趋势，T2和T4无显著差异。说明两侧定量施肥7.0 g较株间定量施肥7.0 g和常规施肥产量增加，实现了简化施肥增加产量的目的。

2.2 不同处理对夏玉米叶片SPAD值的影响

由表 3可以看出，施肥能够显著提高夏玉米叶片SPAD值且随着生育期推进而升高。夏玉米大喇叭口期SPAD值各施肥处理较CK增加3.2%~5.8%，其中T2显著高于T1、T4处理，与T3差异不显著；吐丝期各施肥处理较CK增加5.6%~7.0%，其中T2显著高于T1和T3处理，与T4处理差异不显著，说明常规施肥方式在大喇叭口期追施氮肥，可及时补充夏玉米由营养生长向生殖生长对养分的需求，提高叶片叶绿素含量；灌浆期各施肥处理较CK增加10.9%~11.6%，各施肥处理间差异不显著。T2处理在各生育时期SPAD值均处于较高水平，说明T2处理即两侧定量施肥7.0 g能保持夏玉米各生育时期较高的叶片SPAD值，T4处理大喇叭口期追施氮肥有利于提高叶片叶绿素含量，促进光合作用的进行。

2.3 不同处理对夏玉米地上部生物量的影响

施肥可以提高夏玉米籽粒和秸秆生物量，进而促进地上部生物量的积累(表 4)。滑县施肥处理较CK籽粒显著增加16.3%~26.9%，秸秆增加6.0%~17.9%，地上部(籽粒和秸秆)生物量显著增加14.4%~22.9%，其中T2处理籽粒、秸秆生物量均最高；鹤壁施氮处理较CK处理籽粒、秸秆及地上部总生物量显著提高10.2%~23.9%、9.7%~23.6%和10.0%~22.5%。其中T2籽粒生物量最高，较T1、T4显著增加12.4%和7.9%，与T3差异不显著；T3秸秆生物量最高，较T1显著增加12.7%，与T2、T4差异不显著。两地T2处理籽粒生物量和地上部总生物量均最高。说明T2处理即两侧定量施肥7.0 g能促进地上部生物量的积累。

2.4 不同处理对夏玉米氮磷钾养分积累量的影响

由表 5可知，试验地点和处理均显著影响夏玉米氮磷钾养分积累量(P < 0.05)，滑县较鹤壁各处理氮素积累量略高。在滑县氮磷钾养分分别较CK提高21.4%~43.8%、21.6%~40.4%和21.1%~31.6%，其中T2处理氮磷素积累量均最高，且T2磷素积累量较T4处理显著提高15.4%，钾素积累量T3处理最高，但与T2和T4差异不显著；鹤壁氮磷钾较CK处理分别提高24.1%~48.1%、16.8%~51.3%和8.0%~26.2%。T2氮磷素积累量最高，T2处理氮素积累量较T1和T4显著增加19.3%和8.7%，磷素较T1、T3和T4分别显著增加29.5%、10.1%和21.6%，T3处理钾素积累量最高，较T1和T4显著增加10.3%和16.8%，与T2差异不显著。说明T2(两侧定量施肥7.0 g)处理与T4(常规施肥)处理相比更有利于促进地上部氮磷钾素的吸收，特别是氮素和磷素的吸收。

2.5 不同处理对夏玉米肥料利用率的影响

由表 6可知，滑县T1处理肥料偏生产力显著高于其他施肥处理，施肥量相同条件下，T2肥料农学效率和偏生产力均最高，较T3和T4分别提高19.5%~ 51.8%和3.4%~7.4%，T3肥料吸收利用率略高于T2，两者差异不显著；鹤壁T2氮肥利用率、农学效率和偏生产力均最高，T2较T4氮肥利用率显著提高8.3个百分点。说明T2(两侧定量施肥7.0 g)处理更有利于提高肥料利用率。

3 讨论

适当减少施氮量及增加后期追肥次数可实现夏玉米的高产和肥料的高效利用^[22-23]。整个玉米生育期，高温多雨，植株高大，追肥困难，而农民通常在苗期使用中小型施肥机械开沟条施，对植株造成机械损伤，大喇叭口期或灌浆期追肥后通常由于大水漫灌或降雨造成肥料资源的浪费^[23-24]。本研究采用压缩粒片状肥料，使肥料养分实现缓慢释放，既满足玉米生育前期的养分需求也不会造成后期“脱肥”，保证玉米全生育期养分供应，且无缓控释肥包膜材料的环境影响，实现单株定量精准施肥^[25]。本试验结果表明，两侧定量施肥较株间定量施肥、常规施肥(氮肥两次开沟条施)产量增加，这与王宜伦等^[25]研究结果一致，且较单株限域定量施肥增产效果好^[26]，多点根际施肥，有利于夏玉米对养分的吸收利用，进而实现增产。两侧定量施肥7.0 g较两侧定量施肥5.8 g显著增产，说明高产夏玉米养分需求量大，充足的养分供应是高产的基础。

适宜的施肥位置可促进玉米对养分的吸收利用，两侧定量施肥使得每株玉米四个方向有养分供应。本研究结果表明，两侧定量施肥7.0 g较常规施肥促进了夏玉米对氮磷钾养分的吸收利用，保持各生育时期叶片具有较高叶绿素含量，有利于光合作用，促进干物质积累，氮肥利用率显著提高，实现了高产和高效生产。近根施肥、根际施肥、根区施肥均可提高肥料利用率^[27-28]，根据单株玉米需肥特性，研制玉米粒片专用肥，研发配套的施肥机械，是实现夏玉米高产、高效和简化施肥的有效途径之一。

4 结论

夏玉米苗期两侧单株定量施肥7.0 g，即两株玉米中间两边间隔15 cm左右各施一粒7.0 g粒片状肥料，每2片含N 4.00 g、P₂O₅ 1.72 g、K₂O 1.43 g，较常规施肥增产3.8%，磷素积累量显著提高18.5%，促进了氮磷钾养分吸收利用，氮肥利用率显著提高8.3个百分点，初步实现了夏玉米高产、高效和简化施肥。