黑龙江春玉米籽粒产量与氮素吸收变化特征

目的在高产玉米生产系统中，对氮素需求的过量评估，导致了氮素的过量施用和环境污染。东北春玉米种植区是我国重要的商品粮生产基地，仅黑龙江省玉米总产量就占到了全国的13.8％。在黑龙江省玉米面积迅速增加的情况下，在全省范围内收集整理施肥试验数据，分析品种、缓释氮肥试验数据，对揭示氮素需求与产量之间的关系具有重要意义。本研究的主要目的是量化黑龙江省籽粒产量和氮素需求之间的关系；评估产量增加时每吨籽粒吸氮量的变化；研究不同熟期品种籽粒产量和氮素吸收之间关系；分析缓释尿素产量和氮素吸收之间关系。方法采用调查方法，对20032012年黑龙江省不同地点的56个春玉米田间施肥试验中439个试验产量和成熟期数据进行了收集和整理，运用幂指数模型对成熟期产量和地上部总氮素吸收量之间的关系进行模拟。采用田间试验方法研究普通尿素和缓释尿素不同施肥方法对产量和农学性状的影响。试验以不施氮肥为对照，尿素100％基施、缓释尿素100％基施、尿素40％基施60％追施、尿素40％缓释尿素60％基施5个处理，测产并分析计算收获指数、氮素收获指数。结果黑龙江玉米收获指数逐年提高，从2000年代的0.43增加到2010年代的0.48。56个试验的玉米平均产量为9.5 t／hm2，这一产量高于全国的平均产量5.3 t／hm2和世界平均产量4.5 t／hm2。每吨籽粒吸氮量平均为16.7 kg。将玉米产量分为6个范围：＜7、78、89、910、1011、＞11 t／hm2，每吨籽粒吸氮量平均值分别为18.3、18.3、16.8、17.0、16.4和15.3 kg。早熟品种每吨籽粒吸氮量高于晚熟品种。田间试验中尿素40％基施60％追施处理和40％尿素60％缓释尿素基施处理的每吨籽粒吸氮量显著高于尿素100％基施。结论黑龙江省玉米产量从2000年代的8.5 t／hm2增长到2010年代的9.7 t／hm2，收获指数的提高是主要原因之一，收获指数的增加和籽粒中氮浓度的稀释是每吨籽粒吸氮量呈下降趋势的主要原因。在相同籽粒产量下，早熟品种籽粒和秸秆中的氮素浓度高于中、晚熟品种。追施氮肥处理和缓释氮肥与尿素基施处理的玉米籽粒和秸秆中的氮浓度更高。黑龙江省高产玉米生产系统中，产量的提高伴随着收获指数的提高和籽粒氮浓度的下降，而晚熟品种的种植面积扩大是导致这一现象的原因之一。