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科学施肥是实现玉米高产、稳产的重要技术途径之一,对于提高玉米产量,减少肥料损失,实现农业可持续发展起着关键的作用。确定合理的施肥量一直是施肥技术的难题。本文基于我国辽宁省52个试验点田间试验,主要研究了玉米产量和植物氮、磷、钾养分吸收特征,从而应用QUEFTS模型估计了玉米的平衡养分需求。另外,将辽宁省土壤供养分水平进行分级,并根据土壤不同供养分水平下进行施肥推荐。同时,通过多年多点的钾肥效应的田间试验,主要分析不同施钾量对产量以及相关参数的影响;另外,对于土壤供氮量以及氮肥农学效率等相关参数进行进一步的研究。主要研究结果如下:(1)通过辽宁省52个试验点300个田间试验,玉米的平均产量为8858 kg/ha,范围在2543~10427 kg/ha。其中有17.3%和19.3%的产量数据分布在8000~9000 kg/ha与9000~10000 kg/ha范围内。玉米地上部氮、磷、钾吸收量均值分别为176.1 kg/ha、36.9kg/ha和134.8 kg/ha。而玉米氮磷钾收获指数平均分别为0.61、0.81和0.23,大约地上部累积的61%氮、81%磷以及23%钾元素累积分布在籽粒中。其中,大约有70.1%钾累积存贮在秸秆中。玉米氮、磷和钾养分的内在效率平均分别为54.3 kg/kg、251.5kg/kg和78.2 kg/kg。换言之,每生产1000 kg玉米籽粒,地上部植物所需求19.8 kg氮、4.2 kg磷以及15.4 kg钾。(2)玉米氮、磷、钾的最大养分累积(a)和最大稀释(d)两种边界线的系数,分别为aN=34.1、dN=93.3、aP=151.8、dP=410.9、a K=40.2和dK=184.4。随着目标产量逐渐增加,QUEFTS模型模拟的玉米平衡养分需求呈现出一条线性-曲线-平台曲线。当产量在60%-70%产量潜力范围内时,玉米的平衡养分需求呈线性增加,即每生产1000kg籽粒,地上部植株所需求16.7 kg N,3.8 kg P以及11.4 kg K养分。直到达到产量潜力时,养分需求将呈现平台曲线,植株不再吸收养分。(3)辽宁省玉米最佳推荐施氮、磷和钾肥量的均值分别为177.7 kg/ha,116.4 kg/ha,以及125.1kg/ha。因此,通过最佳推荐施氮、磷、钾量可获得理论产量均值分别为10068.2kg/ha,10329.6 kg/ha以及10635.3 kg/ha。(4)根据相对产量对辽宁省52个试验点进行土壤供氮、磷、钾水平的划分。在低、中和高等供氮水平下最佳施氮量均值分别为185.3 kg/ha、172.8 kg/ha以及148.1 kg/ha,最佳施氮量所对应理论产量均值为9788.0 kg/ha、10672.0 kg/ha以及10854.9kg/ha。其中,在低、中和高等供磷水平下玉米最佳推荐施磷量均值分别为136.4 kg/ha、123.0 kg/ha以及125.5 kg/ha,所对应理论产量均值为9804.3 kg/ha、10461.3 kg/ha以及10869.1 kg/ha。在低、中和高等供钾水平下玉米最佳推荐施钾量均值分别为139.8 kg/ha、130.2 kg/ha以及107.1 kg/ha,所对应理论产量均值为10330.3 kg/ha、10561.9 kg/ha以及10812.9 kg/ha。(5)钾肥施用可以明显的增加玉米籽粒产量。更重要的是,钾肥的施用并未明显的影响籽粒的钾含量,但是却明显增加了玉米秸秆钾含量。籽粒产量、钾肥贡献率以及农学效率在三个处理中均表现为:K2处理>K3处理>K1处理。K2处理的农学效率和钾肥贡献率分别为10.45 kg/g和17.9 kg/kg。K2处理有利于促进植物钾的吸收量且对于产量具有明显的提升效果。综合各项考虑,辽宁省玉米合理施钾量的范围应该在120~150kg/ha范围内为最佳。(6)辽宁省无氮区玉米产量均值为6.85 t/ha,最高产量的均值为9.70 kg/ha,根据不同试验点情况而言,最高产量的施氮范围在111.50~349.29 kg/ha之间。辽宁省土壤供氮量(Ns)均值为221.52 kg/ha,最高可达到368.25 kg/kg,最低仅为87.90 kg/kg。土壤供氮强度均值为0.47,范围在0.30~0.72之间,说明我省玉米一部分依靠土壤提供氮素的养分,另一部分依靠施用氮肥进行弥补氮素。辽宁省土壤氮农学效率均值为35.10 kg/kg,范围在18.06~63.30 kg/kg之间;玉米氮肥农学效率均值为12.38 kg/kg,范围在3.98~24.21kg/kg之间;两者相比,土壤氮农学效率明显偏高,说明玉米对氮素的吸收主要依靠土壤供给。(7)增产量与土壤供氮量存在着明显负指数相关关系(R~2=0.47);增产量与相对产量之间存在极显著的负线性相关关系(R~2=0.818);增产量与氮肥农学效率(y)之间具有显著指数相关关系(R~2=0.695)。其中,土壤供氮量(x)与土壤氮农学效率(y)之间存在着显著的负线性相关关系。相对产量与土壤供氮强度之间达到极显著相关关系,R~2为0.99。因此相对产量(Ry)可以作为土壤供养分能力的指标之一。