长期定位条件下不同氮肥运筹对春玉米根冠发育的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.04.017

摘要/Abstract

摘要： 为明确不同氮肥运筹对玉米根冠协调发育的影响，基于长期定位氮肥试验平台，设置4个氮素处理（N3：300 kg N/hm²；N2：225 kg N/hm²；N1：150 kg N/hm²；N0：0 kg N/hm²），2023-2024年以郑单958和先玉335 2个玉米品种为试验材料，分析玉米关键生育期根冠特征。结果表明，增施氮肥显著提高玉米产量及地上部和地下部的生物量，但N2与N3处理间产量差异不显著，N3、N2、N1处理成熟期干物质积累量较N0分别增加了106.5%~164.3%、87.4%~125.7%、71.8%~87.4%；根系干重峰值出现在吐丝后15 d左右，N3、N2、N1处理较N0处理分别增加了33.67%~49.67%、17.87%~21.89%、9.69%~18.38%。根冠比动态呈单峰曲线，峰值出现在出苗后45 d左右，随施氮量增加而降低，N2处理较N1、N0处理分别降低11.1%和25.7%，较N3处理增加4.1%。研究结果表明，氮肥投入影响玉米产量的增加，当施氮量超过225 kg N/hm²时，增产效应趋于饱和。合理的氮肥运筹（中氮，N2）通过优化物质分配比例，协调根冠生长，在保障产量提升的同时提高了肥料利用效益，为玉米氮肥精准调控及可持续生产提供了依据。

关键词: 玉米, 根冠比, 氮供应, 长期施肥

Abstract:

To clarify the effects of different nitrogen fertilizer management on the coordinated development of maize roots and shoots, based on the long-term positioning nitrogen fertilizer experimental platform, four nitrogen treatments were set up (N3: 300 kg N/ha; N2: 225 kg N/ha; N1: 150 kg N/ha; N0: 0 kg N/ha), from 2023 to 2024, two maize varieties, Zhengdan 958 and Xianyu 335 were used as experimental materials to analyze the root and shoot characteristics at key growth stages. The results showed that the increased application of nitrogen fertilizer significantly increased the yield of maize and the biomass of both aboveground and underground parts. However, there was no significant difference in yield between the N2 and N3 treatments. The dry matter accumulation at mature stage in the N3, N2, and N1 treatments increased by 106.5%-164.3%, 87.4%-125.7%, and 71.8%-87.4% respectively compared with N0 treatment. The peak of root dry weight occurred around 15 days after tasseling, and compared with N0 treatment, the N3, N2, and N1 treatments increased by 33.67%- 49.67%, 17.87%-21.89%, and 9.69%-18.38%, respectively. The root-shoot ratio followed a single-peak curve, with the peak occurring about 45 days after emergence, and the root-shoot ratio decreased with the increasing of nitrogen application, the N2 treatment reduced the root-shoot ratio by 11.1% and 25.7% compared with N1 and N0 treatments, respectively, but increased by 4.1% compared with N3 treatment. The results indicate that nitrogen fertilizer input affects maize yield increase, and when the nitrogen application exceeded 225 kg N/ha, the yield increase effect tends to saturate. Rational nitrogen management (medium nitrogen, N2) optimizes the allocation of dry matter, coordinates root and shoot growth, and improves fertilizer use efficiency and yield. This provides a basis for precise nitrogen fertilizer regulation and sustainable maize production.

Key words: Maize, Root-shoot ratio, Nitrogen supply, Long-term fertilization

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图/表 8

图1

表1

表2

表3

表4

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参考文献 22

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年份 Year	处理 Treatment	有机质 Organic matter (g/kg)	全氮 Total nitrogen (g/kg)	碱解氮 Alkali hydrolyzed nitrogen (mg/kg)	有效磷 Available phosphorus (mg/kg)	速效钾 Available potassium (mg/kg)	pH
2023	N3	28.54a	1.03a	139.66a	39.34a	197.17a	5.66c
	N2	27.31a	1.03a	137.55a	35.97ab	195.92a	6.01b
	N1	26.40b	0.97b	124.16b	33.61b	192.13a	6.21a
	N0	26.17b	0.95b	117.78b	32.55b	185.31b	6.26a
2024	N3	29.07a	0.98a	150.12a	49.44a	191.37a	5.78c
	N2	28.50a	0.96ab	130.87b	43.48b	182.99ab	6.23b
	N1	27.13a	0.95bc	127.08b	35.04c	179.36b	6.24b
	N0	25.50a	0.93c	126.55b	32.33c	177.08b	6.71a

年份 Year	品种 Variety	处理 Treatment	出苗日期（月-日） Date of emergence (month-day)	抽雄日期（月-日） Date of tasseling (month-day)	成熟日期（月-日） Date of maturity (month-day)	籽粒产量 Yield (t/hm²)	收获指数 Harvest index
2023	ZD958	N3	05-21	07-24	09-27	11.82a	0.53a
		N2	05-21	07-24	09-27	11.56ab	0.53a
		N1	05-21	07-24	09-27	11.04b	0.52a
		N0	05-21	08-04	10-04	5.69c	0.46b
	XY335	N3	05-21	07-24	09-27	12.44a	0.56a
		N2	05-21	07-24	09-27	12.77a	0.55ab
		N1	05-21	07-23	09-27	11.83b	0.53b
		N0	05-21	08-04	10-04	5.63c	0.44c
2024	ZD958	N3	05-24	07-27	09-28	12.38a	0.51b
		N2	05-24	07-27	09-28	12.46a	0.53a
		N1	05-24	07-26	09-28	11.43b	0.52ab
		N0	05-24	08-06	10-06	4.84c	0.45c
	XY335	N3	05-24	07-27	09-28	13.11a	0.51a
		N2	05-24	07-27	09-28	12.66ab	0.53a
		N1	05-24	07-27	09-28	12.53b	0.53a
		N0	05-24	08-06	10-06	4.55c	0.47b

品种 Variety	处理 Treatment	氮肥偏生产力 PEP_N	氮肥农学效率 AE_N
ZD958	N3	40.33c	22.78c
	N2	53.52b	30.11b
	N1	74.91a	39.80a
	N0	－	－
XY335	N3	42.59c	25.62c
	N2	56.55b	33.93b
	N1	81.22a	47.29a
	N0	－	－