夏玉米使用控釋尿素節(jié)肥增效技術(shù)研究*

孫克剛，楊煥煥，和愛玲，杜 君，張運紅，張 琨

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 河南鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 河南鄭州 450002；3.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所 河南鄭州 450002)

氮肥的施用對提高作物單產(chǎn)的貢獻率達到40%以上，但損失率高達14%～45%，利用率卻只有20%～40%[1- 5]。在玉米上施用氮肥的增產(chǎn)效果明顯，但氮肥大量施用除了導(dǎo)致其利用率偏低外，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[6- 9]。目前在玉米的生產(chǎn)上，習(xí)慣采用尿素基施與追施相結(jié)合的方法，但隨著勞動力成本的增加、農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移以及種植業(yè)機械化程度的提高，都需要農(nóng)作物栽培方式的簡化配施技術(shù)?？蒯尩室蚱渚哂叙B(yǎng)分釋放速率與作物吸收同步的特點，可以提高氮肥利用率，降低農(nóng)業(yè)面源污染面積，成為近年來研究的熱點[10- 13]。為此開展了玉米生產(chǎn)中施用控釋尿素的試驗，以期通過控釋肥料的一次性施用解決多次施肥帶來的勞動強度問題。

1 材料與方法

1.1 供試作物和地點

試驗安排在河南省駐馬店市西平縣盆堯鎮(zhèn)于營村，地力為中低水平的砂姜黑土，小區(qū)面積低肥力點為48 m2，中等肥力點為30 m2。供試玉米品種均為鄭單958，播種量為5 000株/畝(1畝=666.67 m2，下同)，播種日期6月10日。種植前采取耕作層土壤(0～20 cm)進行基礎(chǔ)土樣分析，供試土壤理化性狀如表1所示。

表1 供試土壤理化性狀

地點pH有機質(zhì)/(g·kg-1)堿解氮/(mg·kg-1)速效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(mg·kg-1)有效硫/(mg·kg-1)于營村6.48.985.312.956.416.8農(nóng)場6.39.186.711.457.315.6

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗材料

試驗肥料：普通尿素，w(N)為44.6%；過磷酸鈣，w(P2O5)為12%；氯化鉀，w(K2O)為60%；可降解樹脂包膜控釋尿素，w(N)為44%，山東農(nóng)科院。

1.2.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，分別為：PK，只施磷鉀肥；FP，習(xí)慣施肥；OPT，優(yōu)化施肥；100%CRF，與OPT處理等氮量，氮來自控釋尿素，磷鉀肥施用量相同，所有的肥料一次性底施；80%CRF，與OPT處理相比減少20%氮用量，氮來自控釋尿素，磷鉀肥施用量相同，所有的肥料一次性底施。OPT是根據(jù)當(dāng)?shù)販y土配方以及往年的試驗數(shù)據(jù)確定各養(yǎng)分的投入量以及基追比；FP處理和OPT處理的尿素按質(zhì)量比4∶6分別在苗期和拔節(jié)期施用；各處理的氮肥投入量依次為0、225、180、180和144 kg/hm2，磷肥投入量均為90 kg/hm2，鉀肥投入量均為120 kg/hm2。

1.2.3 測定項目及方法

(1) 玉米產(chǎn)量：玉米成熟期每個小區(qū)實收樣品脫粒測產(chǎn)，產(chǎn)量以風(fēng)干質(zhì)量表示。

(2) 土壤氮肥利用率：每個試驗地塊隨機取3組植物樣，每組5株；測定植株樣品鮮質(zhì)量，然后置于烘箱中于105 ℃下殺青30 min，60 ℃恒溫烘干，烘干后稱其質(zhì)量并將其磨碎過篩；植株全氮含量采用濃硫酸-雙氧水聯(lián)合消煮、凱氏定氮法測定，采用多重比較(LSD法)進行差異顯著性檢驗，并根據(jù)測定結(jié)果按式(1)計算氮肥利用率。

氮肥利用率=(施氮區(qū)籽粒吸氮量-不施氮區(qū)籽粒吸氮量)/施氮量

(1)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對玉米產(chǎn)量的影響

如表2所示：與PK處理相比，不同施氮處理的玉米產(chǎn)量都有不同程度的提高，增產(chǎn)幅度分別在26.1%～41.8%(低肥力點)以及19.4%～39.6%(中等肥力點)，且與PK處理達顯著性差異，說明施用氮素可以提高玉米產(chǎn)量；低肥力點和中等肥力點產(chǎn)量最高的均為100%CRF處理，產(chǎn)量分別為8 803.5 kg/hm2和9 137.0 kg/hm2，其次均為OPT處理，產(chǎn)量分別為8 712.0 kg/hm2和8 847.5 kg/hm2，都與FP處理達顯著性差異，增產(chǎn)幅度為7.0%～16.9%，說明控釋尿素全部基施和優(yōu)化施肥處理的效果在提高產(chǎn)量方面均優(yōu)于習(xí)慣施肥；與100%CRF處理相比，80%CRF處理在低肥力點減產(chǎn)4.9%，中等肥力點減產(chǎn)7.0%，達到顯著性差異，說明減氮20%時，玉米產(chǎn)量顯著下降；與FP處理相比，80%CRF處理分別增產(chǎn)7.0%和8.7%，說明與習(xí)慣施肥相比，雖然氮肥用量減少了20%，但仍可提高玉米產(chǎn)量。

表2 不同施肥處理對玉米產(chǎn)量的影響

試驗點處理畝穗數(shù)/個穗粒數(shù)/粒百粒重/g實際產(chǎn)量/(kg·hm-2)低肥力點PK5 000408.024.96 210.0 dFP5 000444.427.27 831.5 cOPT5 000462.630.18 712.0 a100%CRF5 000471.730.78 803.5 a80%CRF5 000455.629.68 376.0 b中等肥力點PK5 000400.026.66 546.0 eFP5 000451.128.07 815.5 dOPT5 000471.830.28 847.5 b100%CRF5 000475.630.39 137.0 a80%CRF5 000452.729.58 496.0 c

2.2 不同處理對土壤氮肥利用率的影響

如表3所示，在低肥力點，各施氮處理的地上部植株吸氮量最高的為100%CRF處理，達到209.6 kg/hm2；氮肥利用率為26.4%～47.4%，氮肥利用率最高為80%CRF處理，最低為FP處理。在中等肥力點，各施氮處理的地上部植株吸氮量最高的為100%CRF處理，達到193.3 kg/hm2；氮肥利用率為27.4%～48.0%，氮肥利用率最高的為80%CRF處理，最低的為FP處理。2個試驗點其他各施氮處理與FP處理相比均達到顯著性差異，說明優(yōu)化施肥和施用控釋氮肥處理在提高氮肥利用率方面均優(yōu)于習(xí)慣施肥。與OPT處理相比，100%CRF處理的氮肥利用率分別提高了2.6%(低肥力點)和6.2%(中等肥力點)，說明等氮量時，施用控釋肥對提高氮肥利用率的效果較好。與100%CRF處理相比，80%CRF處理的氮肥利用率分別提高了3.0%(低肥力點)和1.8%(中等肥力點)。

表3 不同處理對土壤氮肥利用率的影響

試驗點處理籽粒含氮量/(kg·hm-2)秸稈含氮量/(kg·hm-2)地上部植株吸氮量/(kg·hm-2)氮肥利用率/%低肥力點PK97.533.0129.6 eFP139.549.5188.9 d26.4 dOPT159.046.5204.8 b41.8 c100%CRF162.046.5209.6 a44.4 b80%CRF150.048.0197.9 c47.4 a中等肥力點PK93.416.8110.2 dFP127.144.7171.9 c27.4 cOPT143.938.2182.1 b40.0 b100%CRF152.041.4193.3 a46.2 a80%CRF139.939.4179.2 b48.0 a

3 結(jié)語

將緩控釋肥應(yīng)用于大田作物是解決當(dāng)前肥料利用率低的重要途徑之一，歐美等國早就將其應(yīng)用于水稻、馬鈴薯等大田作物上[14- 15]。我國緩控釋肥的應(yīng)用時間較短，是當(dāng)前的研究熱點。通過玉米生產(chǎn)中施用控釋尿素的試驗，在優(yōu)化施肥的基礎(chǔ)上確定了最佳施氮量，從而確定了控釋肥的最佳施用量，在2個不同肥力點上不僅提高了氮肥利用率，而且提高了玉米產(chǎn)量。由于緩控釋肥價格昂貴，用于大田作物中較難接受，但通過試驗證明控釋尿素在減少20%施氮量的情況下的玉米產(chǎn)量仍高于習(xí)慣施肥處理，而且減少了施肥次數(shù)，因此該技術(shù)值得推廣應(yīng)用。