李歡 李揚 楊清夏 吳開賢 何澍然 趙平 張小卓 龍光強

摘要：【目的】探討緩釋尿素減量對玉米產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分供應(yīng)的影響，為緩釋氮肥在玉米減氮增效上的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)?！痉椒ā吭诔Ｒ?guī)施氮（普通尿素，施氮250 kg/ha）基礎(chǔ)上，設(shè)減氮20%和40%的普通尿素與緩釋尿素處理的田間小區(qū)試驗，基于土壤氮供應(yīng)和植株氮吸收動態(tài)、光合特征、氮同化關(guān)鍵酶活性及產(chǎn)量構(gòu)成，評價緩釋氮肥在玉米種植中的減氮增效潛力。【結(jié)果】與常規(guī)施氮相比，減氮20%處理的玉米產(chǎn)量無顯著變化（P>0.05），但顯著增加了收獲指數(shù)（P<0.05，下同）;而減氮40%后玉米顯著減產(chǎn)20.6%～22.5%;各減氮處理均導(dǎo)致地上部氮吸收量顯著降低，減氮20%緩釋尿素處理各生育期的地下部氮吸收量顯著高于其他處理。減氮20%處理顯著增加了氮肥表觀利用率，提高了玉米葉片氣孔導(dǎo)度和光合氮利用效率;減氮40%處理的氮吸收總量、凈光合速率和光合氮利用效率顯著下降。氮同化酶中谷氨酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶對減氮敏感，活性分別顯著降低18.6%～61.0%和13.8%～29.7%。與常規(guī)施氮相比，減氮40%處理顯著降低了土壤硝態(tài)氮含量（苗期除外）;減氮20%處理顯著增加了各生育期的銨態(tài)氮含量。相關(guān)分析結(jié)果表明，產(chǎn)量與生物量、收獲指數(shù)、氮吸收總量、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、光合氮利用率及小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的硝態(tài)氮含量均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與胞間CO2濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與禿尖長、谷氨酸合成酶及大喇叭口期和抽穗期的銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān);氮肥表觀利用率與收獲指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與谷氨酸脫氫酶呈極顯著負(fù)相關(guān)，與谷草轉(zhuǎn)氨酶呈顯著負(fù)相關(guān)?！窘Y(jié)論】在常規(guī)施氮基礎(chǔ)上減氮20%后，施用普通尿素和緩釋尿素均可維持玉米產(chǎn)量，而減氮40%后玉米產(chǎn)量大幅下降;與普通尿素相比，緩釋氮肥一次性施用無顯著的減氮增效優(yōu)勢。導(dǎo)致減氮后玉米產(chǎn)量變化的主要影響因素是氮吸收總量、光合氮利用效率和土壤硝態(tài)氮含量。

關(guān)鍵詞： 緩釋尿素;減氮增效;玉米產(chǎn)量;氮肥表觀利用率;氮同化酶

中圖分類號： S143.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）04-0967-09

Effects of slow-release urea one-time application on nitrogen reduction and efficiency improvement in maize cropping

LI Huan1，2， LI Yang1， YANG Qing-xia1，2， WU Kai-xian3， HE Shu-ran1，

ZHAO Ping1，2， ZHANG Xiao-zhuo4， LONG Guang-qiang1，2*

（1College of Resources and Environment Science， Yunnan Agricultural University， Kunming? 650201， China; 2 Yunnan Scientific Observation Station for Cultivated Land Conservation of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Kunming? 650201， China; 3College of Agronomy and Biotechnology， Yunnan Agricultural University，

Kunming? 650201， China; 4Yunnan Lüzhiyuan Fertilizer Co.， Ltd.， Kunming? 650699， China）

Abstract：【Objective】The effects of application rate reduction based on slow-release urea on maize yield and soil nutrient supply were discussed in order to provide the theoretical and practical basis for fertilization reduction and efficiency improvement in maize cultivation. 【Method】Based on conventional nitrogen（N） fertilizer application（common urea at a N rate of 250 kg/ha）， field plot experiments of common urea and slow-release urea application with a N reduction of 20% and 40% were conducted in this study. Soil N supply and crop N absorption dynamics， photosynthetic characteristics， activity of key enzymes for N assimilation and yield composition were measured for evaluating the potential of slow-release N fertilizer in N reduction and efficiency improvement under maize plantation. 【Result】Compared with conventional N-fertilizer application， the 20% reduction of common urea and slow-release urea did not significantlydecrease the maize yield（P>0.05） but significantly increased the harvest index（P<0.05， the same below）. Maize yield significantly reduced by 20.6%-22.5% at 40% N reduction relative to conventional N-fertilizer application. The shoot N uptake was significantly reduced in all N reduction treatments， and the root N uptake in 20% N reduction with slow-release urea was significantly higher than that in other treatments. Compared with the conventional N-fertilizer application， the apparent N use efficiency， stomatal conductance and photosynthetic N use efficiency of maize leaves were significantly increased by 20% N reduction. After 40% N reduction， the total N uptake， net photosynthetic rate and photosynthetic N use efficiency decreased significantly compared with the conventional N-fertilizer application. Glutamate dehydrogenase and glutamic oxaloacetic transaminase were sensitive to N reduction， and their activities were significantly reduced by 18.6%-61.0% and 13.8%-29.7%， respectively. Compared with the conventional N application， 40% N reduction significantly decreased soil nitrate-N content（except at seedling stage）; the treatment of 20% N reduction significantly increased the ammonium-N content at each growth stage. The correlation analysis showed that the yield extremely positively correlated with biomass， harvest index， total N uptake， net photosynthetic rate， transpiration rate， stomatal conductance， photosynthetic N utilization rate and nitrate-N content at small bell stage， big bell stage， heading stage and maturity stage（P<0.01， the same below），and extremely negatively correlated with intercellular CO2 concentration， and significantly negatively correlated with bald tip length， glutamate dehydrogenase， and ammonium-N content at big bell and heading stage. Nitrogen apparent use efficiency was significantly positively correlated with harvest index， extremely negatively correlated with glutamate dehydrogenase activity and significantly negatively correlated with glutamate-oxalacetic transaminase activity. 【Conclusion】In maize plantation under the conditions of this study， both common urea and slow-release urea application with 20% N reduction can maintain maize yield， while the 40% N reduction would greatly reduce the yield. One-time application of slow-release urea has no significant advantages in yield and nutrient utilization compared with that of common urea under the same N reduction. The main factors influencing maize yield after N reduction are total nitrogen uptake， photosynthetic N use efficiency and soil nitrate-N content.

Key words： slow-release urea; nitrogen reduction and efficiency improvement; maize yield; nitrogen apparent use efficiency; nitrogen assimilation enzyme

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（41967004）; Key Research and Development Pro-ject of Yunnan（2018BB015）; Yunnan Young and Middle-aged Talent Reserve Project（2017HB027）

0 引言

【研究意義】玉米（Zea mays L.）是我國種植面積最大的主要糧食作物之一，同時又具有對氮素供應(yīng)敏感、需氮量偏高的特征（高磊等，2017）。氮肥合理施用可顯著增加玉米產(chǎn)量，提高氮肥利用率，減少氮素環(huán)境損失等（張宏等，2011;徐明杰等，2015;解文艷等，2019），但以尿素為主的傳統(tǒng)施氮技術(shù)存在環(huán)境損失風(fēng)險高及勞動力投入較大等問題。近年來隨著緩釋肥料生產(chǎn)成本的逐漸下降，運用緩釋肥料進(jìn)行一次性施肥，可有效提高氮肥利用率，對減少氮素?fù)p失和勞動力投入及實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化耕作具有重要意義（Yang et al.，2017;侯建偉等，2018;李廣浩等，2018）。因此，在當(dāng)前減肥增效、減少農(nóng)業(yè)氮肥投入的背景下，基于緩釋氮肥替代傳統(tǒng)尿素，研究玉米的減氮增效理論與技術(shù)，對實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)種植綠色發(fā)展具有重要意義（米國華等，2018）?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】緩釋肥料通過添加一定量的緩釋劑后使得養(yǎng)分釋放速率減慢，釋放期延長，以滿足作物在整個生長期對養(yǎng)分的需求，其中緩釋氮肥在當(dāng)前的研究和應(yīng)用中最為廣泛。目前緩釋氮肥常用的緩釋劑有硝化抑制劑和脲酶抑制劑等，而添加雙效抑制劑（硝化抑制劑+脲酶抑制劑）則效果更佳（史吉平，2004;李東坡等，2007）。一方面，緩釋氮肥可保障整個玉米生育期氮素需求，具有提高玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分利用率的潛力。緩釋尿素與普通尿素配施能增強土壤中脲酶活性2.49%～8.33%、過氧化氫酶活性7.25%～28.12%和蔗糖酶活性1.05%～13.79%，提高土壤堿解氮含量11.57%～43.30%（王鑫等，2005;武鵬等，2018）;與常規(guī)施氮（270 kg/ha）相比，在不同耕作方式下施270 kg/ha緩釋氮肥，可增加產(chǎn)量6.3%～13.9%，提高養(yǎng)分利用率15.0%～18.2%（周寶元等，2016）。另一方面，前人研究得出，同時添加脲酶抑制劑與硝化抑制劑處理的氨揮發(fā)損失有效降低78%（安文博等，2020），施用緩釋氮肥比施用普通氮肥的CO2、CH4和N2O排放通量分別減少24.7%、3.0%和 26.8%（丁維軍等，2013）。此外，周翔等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，覆膜條件下緩釋氮肥與尿素基施相比能有效減緩玉米葉面積衰減速率和時間，顯著提高后期氮素轉(zhuǎn)運和吸收，提高春玉米生育后期干物質(zhì)積累速率，最終實現(xiàn)增產(chǎn)5.6%～19.9%。劉蘋等（2020）研究指出，不同緩控釋肥品種對玉米的養(yǎng)分吸收、氮肥利用率及產(chǎn)量的影響也存在差異?！颈狙芯壳腥朦c】前人研究主要關(guān)注緩釋氮肥增產(chǎn)作用和機理（周寶元等，2016;武鵬等，2018;周翔等，2019;劉蘋等，2020），但對于緩釋肥一次性施用的減氮增效潛力，特別是在云南光熱資源豐富的壩區(qū)施用緩釋氮肥的研究報道相對較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在不同減氮梯度下進(jìn)行緩釋氮肥一次性施用，基于產(chǎn)量和氮肥利用率，評價緩釋氮肥在玉米種植中的減氮增效潛力，并從產(chǎn)量構(gòu)成、光合特征、氮素同化酶活性與土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮供應(yīng)等層面探討可能機制，旨在為緩釋氮肥在玉米減氮增效中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗地點及試驗材料

田間試驗于 2019 年5月1日—10月1日在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)教育教學(xué)科研基地（東經(jīng)103°13′，北緯23°32′）進(jìn)行。試驗地位于昆明市東北部，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.5 ℃，年均降水量1045 mm，集中分布于7—9月。種植前試驗地土壤pH 7.78，含有機質(zhì)12.07 g/kg，全氮1.16 g/kg，全磷0.14 g/kg，全鉀12.39 g/kg，硝態(tài)氮1.72 mg/kg，銨態(tài)氮0.86 mg/kg，速效磷5.10 mg/kg，速效鉀132.33 mg/kg。供試玉米品種為江蘇省農(nóng)墾大華種子集團有限公司以9014和齊319為親本選育而成的雜交種華單1號。

1. 2 試驗方法

試驗以不施氮為空白處理（N0），在以常規(guī)施氮（U100，普通尿素，施氮量250 kg/ha）為對照的基礎(chǔ)上，分別設(shè)普通尿素和緩釋尿素的2個減氮梯度，即減氮20%的普通尿素（U80，200 kg/ha）、減氮40%的普通尿素（U60，150 kg/ha）、減氮20%的緩釋尿素（H80，200 kg/ha）和減氮40%的緩釋尿素（H60，150 kg/ha）處理。供試肥料中普通尿素為0.85～2.80 mm粒徑的顆粒尿素，緩釋尿素由緩釋劑與常規(guī)尿素混合配制而成，其中緩釋劑為硝化抑制劑和脲酶抑制劑，主要成分為雙氰胺、硫脲、3，4二甲基吡唑磷酸鹽等，添加比例為肥料質(zhì)量的0.7%。

試驗小區(qū)按隨機區(qū)組設(shè)計，每處理3次重復(fù)。小區(qū)面積27.5 m2（5.5 m×5.0 m），小區(qū)周邊設(shè)1.5 m寬的玉米保護(hù)行;玉米種植株距25 cm、行距50 cm，種植密度為80000株/ha。U100、U80和U60處理的氮肥分3次施入，分別為基肥40%，小喇叭口期25%和大喇叭口期35%。而H80和H60處理的氮肥全部作為基肥一次性施入。各處理中所用磷鉀肥分別為普鈣和硫酸鉀，均以基肥施入，分別為磷肥（P2O5）75 kg/ha，鉀肥（K2O）75 kg/ha。玉米于2019年5月初播種，10月人工收獲，按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行水分、雜草和病蟲害等田間管理。

1. 3 樣品采集與測定

在玉米的5個生育期（苗期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期），每小區(qū)內(nèi)隨機采集4個樣點構(gòu)成的混合土樣，用于硝態(tài)氮和銨態(tài)氮測定，同時采集植株測定其地上部、地下部全氮含量，分析植株氮吸收動態(tài)，并計算氮肥表觀利用率（NUE）和氮肥生理利用率（NPE）。

NUE（%）=（施氮區(qū)植株總吸氮量-不施氮區(qū)植

株總吸氮量）/氮肥施用量×100

NPE（kg/kg）=（施氮區(qū)作物產(chǎn)量-不施氮區(qū)作物

產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株總吸氮量-不

施氮區(qū)植株總吸氮量）

在抽穗期測定玉米光合參數(shù)和氮同化酶活性。光合參數(shù)中凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）采用LI-6400便攜式光合測定儀測定，光合氮利用效率（PNUE）參照李大勇等（2013）的方法測定;氮同化酶活性按照試劑盒（蘇州格銳思生物科有限公司）說明進(jìn)行測定。在玉米成熟期測定穗長、穗行數(shù)、穗粒數(shù)、禿尖長和百粒重，計算各部分干物質(zhì)質(zhì)量，分析產(chǎn)量構(gòu)成。

1. 4 統(tǒng)計分析

利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性檢驗和相關(guān)分析，采用Canoco 5.0進(jìn)行冗余分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同處理的玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

由圖1可看出，2個梯度的減氮對玉米產(chǎn)量和生物量的影響存在差異。其中，減氮20%的U80和H80處理的玉米產(chǎn)量與U100處理差異不顯著（P>0.05，下同）;而減氮40%后，U60和H60處理的玉米產(chǎn)量較U100處理分別顯著降低20.6%和22.5%（P<0.05，下同）。與U100處理相比，各減氮處理的生物量無顯著變化。然而，與U80處理相比，H80處理導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和生物量均顯著下降，降幅分別達(dá)13.5%和21.3%;在減氮40%時，U60和H60處理的產(chǎn)量與生物量間均無顯著差異。

由表1可知，與U100處理相比，減氮20%的H80處理及減氮40%的U60和H60處理均導(dǎo)致玉米穗長和禿尖長顯著減少，對穗行數(shù)和行粒數(shù)無顯著影響，U80處理對上述指標(biāo)均無顯著影響。同時，所有減氮處理均導(dǎo)致百粒重顯著降低，較U100處理下降7.4%～15.8%。減氮20%后，U80和H80處理的玉米收獲指數(shù)較U100處理分別顯著提高56.1%和31.7%，且H80處理比U80處理的穗行數(shù)和收獲指數(shù)顯著下降，行粒數(shù)顯著增加;而當(dāng)減氮40%時，H60處理在增加穗長和減少禿尖長方面較U60處理表現(xiàn)出優(yōu)勢。

2. 2 不同處理的玉米氮素吸收及分配

由圖2可看出，玉米的地上部和地下部氮吸收量均隨生育期推進(jìn)而升高。與U100處理相比，所有減氮處理在不同生育期均導(dǎo)致地上部氮吸收量顯著降低。在減氮20%水平上，U80處理地上部氮吸收量顯著高于H80處理。當(dāng)減氮40%時，U60和H60地上部氮吸收量在成熟期無顯著差異，其余生育期均表現(xiàn)為U60處理顯著高于H60處理。H80處理在各生育期的地下部氮吸收量均顯著高于其他處理，同時U100、U80、U60和H60處理間無顯著差異。

由表2可知，在各部位吸氮量中，籽粒吸氮量占氮吸收總量的64.4%～76.6%，秸稈和根系吸氮量分別占14.3%～31.4%和4.2%～11.0%。與U100處理相比，U80和H80處理顯著降低了玉米秸稈吸氮量，同時玉米的氮肥表觀利用率有效提高35.3%和20.4%;而U60和H60處理導(dǎo)致氮吸收總量顯著下降29.8%和13.6%。與U80處理相比，H80處理顯著降低了根系吸氮量和氮吸收總量。與U60處理相比，H60處理有效增加了秸稈吸氮量和氮吸收總量，同時顯著降低了氮肥生理利用率。

2. 3 不同處理的玉米葉片光合生理與氮同化酶活性

由表3可知，與U100處理相比，U80和H80處理的Gs和PNUE分別顯著提高34.8%～39.1%和17.5%～21.2%;而U60和H60處理均導(dǎo)致Pn、Tr、Gs和PNUE顯著降低，同時顯著增加了Ci。與U80處理相比，H80處理有效提高了Pn和Ci，分別提高11.5%和31.3%。H60處理的Pn較U60處理顯著提高14.6%，而Ci較U60處理顯著降低15.3%。

由圖3可看出，與U100處理相比，各減氮處理的谷氨酸脫氫酶（NADH-GDH）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）活性均有不同程度的下降，分別顯著降低18.6%～61.0%和13.8%～29.7%; U80處理的谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（FD-GOGAT）活性與U100處理相比無顯著差異，U60和H60處理則顯著降低了FD-GOGAT活性。與U80處理相比，H80處理顯著提高了NADH-GDH和FD-GOGAT活性，顯著降低了GS活性。H60處理較U60處理顯著降低了NADH-GDH活性，但顯著提高了GOT、GS和FD-GOGAT活性。

2. 4 土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量動態(tài)

由圖4可看出，土壤中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量隨生育期的推進(jìn)均表現(xiàn)出先上升后下降的變化趨勢，大喇叭口期的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量最高。與U100處理相比，U80處理顯著增加了小喇叭口期和成熟期的硝態(tài)氮含量;U60和H60處理顯著降低了小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的硝態(tài)氮含量。與U80處理相比，H80處理顯著增加了苗期硝態(tài)氮含量，卻顯著降低了其余4個生育期的硝態(tài)氮含量。對比U100處理，U80和H80處理顯著增加了各生育期的銨態(tài)氮含量，H60處理顯著降低了小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的銨態(tài)氮含量。

2. 5 產(chǎn)量和氮肥表觀利用率的影響因素分析

由表4可知，產(chǎn)量與生物量、收獲指數(shù)、氮吸收總量、Pn、Tr、Gs、PNUE及小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的硝態(tài)氮含量均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與Ci呈極顯著負(fù)相關(guān)，與禿尖長、FD-GOGAT活性及大喇叭口期和抽穗期的銨態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān);氮肥表觀利用率與收獲指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與NADH-GDH活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與GOT活性呈顯著負(fù)相關(guān)。

由圖5可看出，以產(chǎn)量和氮肥表觀利用率為響應(yīng)變量，其他指標(biāo)作為環(huán)境解釋變量進(jìn)行冗余分析，結(jié)果可累計解釋響應(yīng)變量變異的95.63%。通過蒙特卡羅置換檢驗評估環(huán)境因子對產(chǎn)量和氮肥表觀利用率的貢獻(xiàn)率，發(fā)現(xiàn)氮吸收總量是造成產(chǎn)量和氮肥表觀利用率發(fā)生變化的主要因素（71.6%），其次是PNUE（22.6%）。此外，土壤硝態(tài)氮含量、Pn、FD-GOGAT活性也是減氮中影響產(chǎn)量的重要因素。

3 討論

3. 1 減氮對玉米產(chǎn)量和氮素利用率的影響

氮肥施用量與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，適當(dāng)增施氮肥可以提高作物產(chǎn)量，但過量施氮卻不能進(jìn)一步增產(chǎn)（付浩然等，2020）。前人研究表明，與常規(guī)施氮（250 kg/ha）相比，減量20%（200 kg/ha）是兼顧產(chǎn)量、氮肥吸收和生產(chǎn)效率的最佳用量（鄭利芳等，2019）。本研究中，減氮20%的U80和H80處理與常規(guī)施氮U100處理相比，玉米收獲指數(shù)顯著提高56.1%和31.7%，氮肥表觀利用率提高35.3%和18.7%。楊憲龍等（2013）在麥玉輪作體系試驗中發(fā)現(xiàn)，年施氮量在165～495 kg/ha 時，氮肥利用率為 33.3%～56.6%，與本研究的氮肥表現(xiàn)利用率（42.13%～57.00%）相近。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)減氮20%時，H80與U80處理相比大幅降低了玉米產(chǎn)量，減產(chǎn)的原因可能與土壤類型、緩釋肥種類及加入緩釋劑的劑量等有關(guān)（安文博等，2020）;U80和H80處理與常規(guī)施氮U100處理相比，雖然減氮20%，但產(chǎn)量卻未顯著降低，推測減氮后可能會降低氮素?fù)p失，但尚需進(jìn)一步的研究證實;減氮40%時，U60和H60處理的施氮量為150 kg/ha，此時造成玉米減產(chǎn)20.6%～22.5%，而氮肥表觀利用率和收獲指數(shù)與U100處理相比并無顯著差異。根據(jù)前期大量研究，推測施氮量為150 kg/ha可能是玉米減氮的下限（吳得峰等，2016），然而本研究中緩釋氮肥處理導(dǎo)致大幅減產(chǎn)，表明在較低的氮投入下緩釋氮肥一次性施用的優(yōu)勢仍難以發(fā)揮，尤其是在土壤基礎(chǔ)肥力較低的條件下，仍有必要采用配施有機肥等其他措施（王玉軍，2013）。

3. 2 光合特征和氮同化酶活性對減氮的響應(yīng)

維持和提高光合作用是保證作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)。本研究中，施氮量為200 kg/ha的U80和H80與常規(guī)施氮U100處理（250 kg/ha）相比有效提高了Gs和PNUE，進(jìn)而促進(jìn)了光合作用。而減氮40%的U60和H60處理與常規(guī)施氮U100處理相比，導(dǎo)致玉米光合作用大幅下降。這可能是合理的施氮量能夠減緩葉片衰老速率，提高玉米Pn及Gs，進(jìn)一步增強玉米光合作用（張建軍等，2015）。玉米氮代謝同化途徑關(guān)鍵酶包括NADH-GDH、GOT、GS和FD-GOGAT等。GS和FD-GOGAT構(gòu)成的循環(huán)反應(yīng)是高等植物氨同化的主要途徑，在無機氮轉(zhuǎn)化為有機氮的過程中起關(guān)鍵作用（Lea and Miflin，1974）。本研究得出，各處理NADH-GDH和GOT活性與U100處理相比均有不同程度的降低，然而NADH-GDH活性下降幅度達(dá)18.6%～61.0%，表明NADH-GDH對氮素減少最敏感?？赡苁怯捎跍p氮導(dǎo)致植株葉片對氮素的轉(zhuǎn)運降低，NADH-GDH活性下降，使得無機氮轉(zhuǎn)化為有機氮的過程受限（張智猛等，2008）。在減氮20%和減氮40%水平上，緩釋尿素較普通尿素均能有效提高FD-GOGAT活性，表明施用緩釋肥對FD-GOGAT活性具有促進(jìn)效果。

3. 3 減氮影響玉米產(chǎn)量的驅(qū)動因素

綜合相關(guān)分析和冗余分析結(jié)果得出，氮吸收總量、PNUE和土壤硝態(tài)氮含量是影響玉米產(chǎn)量的主要因素。與常規(guī)施氮相比，減氮20%并未降低氮吸收總量，因而玉米產(chǎn)量也未降低;減氮40%的2個處理大幅降低了氮吸收總量，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量嚴(yán)重下降。同時，保持玉米的光合作用，提高光合氮利用效率，增強氮素吸收的能力也十分關(guān)鍵（郭喜軍等，2020）。在本研究中，減氮20%有效提高PNUE 17.5%～21.2%，增強了光合作用，說明關(guān)注早期玉米生長對適應(yīng)低氮很重要，同時通過遺傳改良選育新品種以提高光合氮利用效率也是減氮增效的重要途徑（焦念元等，2013）。前人研究表明，施肥和植物吸收利用是影響土壤硝態(tài)氮含量和時空分布的重要因素（郭勝利等，2003）。本研究中，銨態(tài)氮在2次追肥后的含量相對較高，但硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量在成熟期明顯降低。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量在成熟期含量相對低于其他時期可能是由于抽穗期到成熟期植株對土壤氮素吸收和利用處于較高水平。因此，維持土壤硝態(tài)氮供應(yīng)，特別是在氮素大量吸收時期和吸收敏感期十分重要，可通過進(jìn)一步精準(zhǔn)調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分供應(yīng)實現(xiàn)（趙聰?shù)龋?020）。

收獲指數(shù)是植株莖葉等營養(yǎng)器官積累養(yǎng)分向籽粒轉(zhuǎn)運能力的體現(xiàn)（馮亞陽等，2018;王澤林等，2019），是影響氮肥表觀利用率的主要因素。在本研究中，減氮20%處理顯著提高了玉米收獲指數(shù)，有效提高了氮肥表觀利用率，而減氮40%處理的收獲指數(shù)和氮肥表觀利用率與常規(guī)施氮處理無顯著差異。提高收獲指數(shù)需增加生長后期干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)移，需合理施用氮肥促進(jìn)生育后期同化產(chǎn)物積累，進(jìn)而提高營養(yǎng)器官氮素累積量。因此，針對植株干物質(zhì)和養(yǎng)分再利用與分配的深入研究仍值得關(guān)注（張喜軍等，2020）。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在常規(guī)施氮基礎(chǔ)上減氮20%后，施用普通尿素和緩釋尿素均可維持玉米產(chǎn)量，而減氮40%后玉米產(chǎn)量大幅下降;與普通尿素相比，緩釋氮肥一次性施用無顯著的減氮增效優(yōu)勢。導(dǎo)致減氮后玉米產(chǎn)量變化的主要影響因素是氮吸收總量、PNUE和土壤硝態(tài)氮含量。

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（責(zé)任編輯 王 暉）