中低產田新型氮肥田間肥效研究

金 輝，韓偉宏，馬慧敏，郭軍玲

（1.山西省農業科學院農業資源與經濟研究所，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

中低產田新型氮肥田間肥效研究

金 輝1，韓偉宏1，馬慧敏1，郭軍玲2

（1.山西省農業科學院農業資源與經濟研究所，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

采用大田試驗的方法，研究了心連心新型肥料（控失尿素、聚能網尿素、腐植酸尿素和含鋅尿素）對春玉米生長性狀、產量與構成因素和氮肥效率的影響。結果表明，在中低產田條件下，新型肥料可有效促進春玉米植株生長發育，主要表現在株高、莖粗和葉面積指數和干物質積累量上，與常規處理相比，均取得較好的效果，聚能網尿素效果最佳，控失尿素、含鋅尿素和腐植酸尿素效果次之；從產量及其構成因素可以看出，各處理可通過提高春玉米穗長、穗粒數和百粒質量來實現增產，增幅達12.38%～20.65%，其中，聚能網尿素處理增產效果顯著，穗長減少11.32%，穗粒數增加35.58%，增產1 019 kg/hm2；春玉米氮肥利用率也得到大幅提高，聚能網尿素、腐植酸尿素、控失尿素一次性施肥、控失尿素和含鋅尿素的氮肥農學利用率分別提高5.82，4.00，3.94，3.59，3.53 kg/kg，氮肥利用率分別為33.01%，23.38%，20.55%，23.56%和27.83%。

中低產田；春玉米；新型氮肥；氮肥效率

化肥是糧食生產的物質基礎，是國家糧食安全的重要保障[1]。目前，我國化肥不合理施用導致肥料利用率遠低于發達國家60%～70%的水平[2-3]，這不但造成資源和能源浪費，而且帶來一系列環境危害[4-5]。“十三五”國家農業部節肥減藥行動方案中“節肥”目標的關鍵在于如何大幅提高肥料利用率，尤其是氮肥利用效率[6]。玉米作為山西省種植面積最大的糧食作物[7-8]，是施氮增產效果較為明顯的作物，生產過程中常出現超量施用氮肥的問題[9]，相關研究表明，科學合理施肥是提高肥料利用效率的有效途徑[10]。氮肥作為玉米高產的主要限制因子，在玉米生育期內施用量最大，因此，氮肥利用率的提高是“節肥”的首要目標。氮肥利用率提高的主要途徑是改良土壤、平衡施肥、施專用配方肥等[11-13]，而并未從肥料本身的改良來解決肥料高效利用的問題。近年來，隨著眾多新型氮肥的開發和應用，肥料的高效利用問題正在逐步得到破解。最近研究表明，控失尿素、腐植酸尿素和聚能網尿素等新型有機高分子添加劑在尿素生產中的應用，可活化土壤養分并富集于根系周圍，促進作物吸收，從而提高肥料利用率[14-16]。

本試驗以晉北中低產田為研究對象，研究心連心新型氮肥在山西中低產田春玉米上的施用效果，包括控失尿素、腐植酸尿素、聚能網尿素和含鋅尿素。探討不同氮肥對春玉米生長發育、產量及其構成因素和氮肥效率的影響，旨在篩選出適宜于晉北中低產田春玉米施用的新型氮肥，為其在當地農業生產中的推廣和合理施用提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

試驗于2016年5月在山西懷仁縣毛家皂鎮中低產田進行。該地區屬溫帶季風氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。年均氣溫7.3℃，平均無霜期150 d左右，年均日照時數2 800 h，年均降雨量315～459 mm，多集中于7，8月份。試驗區土壤類型為沙壤土，基礎理化性狀列于表1。

表1 供試土壤表層理化性狀

1.2 試驗材料

供試玉米品種為大豐30。

1.3 試驗設計

試驗設8個處理：無氮處理（CK）、常規處理（T1）、控失尿素（T2）、聚能網尿素（T3）、腐植酸尿素（T4）、含鋅尿素（T5）、控失尿素一次性施肥（T6）和常規尿素加等量鋅（T7）。試驗氮肥（N）施用量為255 kg/hm2（CK除外），氮肥品種有常規尿素（46.4%）、控失尿素（43.2%）、聚能網尿素（46%）、腐植酸尿素（46%）、含鋅尿素（43.2%）等5個品種，除CK處理不施氮，T6處理為一次性施氮肥外，其他處理均為播種前施用基肥，大喇叭口期施用追肥，其中，基肥用量105 kg/hm2，追肥用量150 kg/hm2；本試驗為等磷鉀比較，磷肥（過磷酸鈣P2O5，16%）、鉀肥（氯化鉀K2O，50%）施用量分別為105，60 kg/hm2，各處理以底肥方式等量施入；處理T7鋅肥施用量與含鋅尿素處理T5鋅施用量相同。小區面積32 m2，每處理設3次重復，小區隨機排列，除施肥不同外，各處理田間管理一致。玉米品種大豐30于5月初播種，10月初收獲，播種密度6.75萬株/hm2。

1.4 測定項目及方法

分別于玉米主要生育期進行調查取樣，測定株高、莖粗、葉面積。烘箱105℃殺青后，65℃下烘干至恒質量、粉碎，稱取干物質量并測定氮素含量。收獲時對各小區進行測產，調查產量及其構成因素，計算總生物量及籽粒產量。

1.5 數據分析

數據采用Microsoft Excel和SPSS軟件進行統計分析，并采用LSD法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對春玉米生長發育的影響

2.1.1 不同施肥處理對春玉米株高和莖粗的影響

由圖1可知，苗期各處理間株高無明顯差異，從拔節期開始氮肥處理對春玉米株高的影響開始顯現，吐絲期株高差異最為明顯，株高變化趨勢為處理T3＞T2＞T5＞T4＞T6＞T7＞T1＞CK，其中，聚能網尿素處理（T3）處理的株高最大，達267.73 cm，其次是控失尿素處理（T2）、含鋅尿素處理（T5）和腐植酸尿素處理（T4），株高分別達264.07，256.13，254.9 cm，均顯著高于常規處理CK，較之分別增加15.94%，14.35%，10.91%和10.38%；控失尿素處理（T2）和控失尿素一次性施肥處理（T6）在株高上無顯著差異，但二者均高于常規處理（T1）。與常規尿素加等量鋅處理（T7）相比，含鋅尿素處理（T5）可使植株增高，但未達到顯著水平。說明在本試驗條件下，控失尿素、聚能網尿素、腐植酸尿素與含鋅尿素均可有效促進春玉米植株生長，較無氮處理和常規處理顯著增加春玉米株高。

從圖2可以看出，與無氮處理（CK）相比，試驗各處理均可提高春玉米莖粗，以腐植酸尿素處理（T4）、聚能網尿素處理（T3）和控失尿素處理（T2）提高幅度最大，莖粗分別提高16.14%，11.29%和10.86%，控失尿素一次性施肥處理（T6）提高莖粗最低，為7.77%，結果說明新型尿素可通過提高玉米莖粗來增加玉米抗倒伏能力。

2.1.2 不同施肥處理對春玉米葉面積指數（LAI）的影響 圖3結果顯示，不同氮肥處理春玉米葉面積指數均呈現拋物線的變化趨勢，隨著植株的生長逐漸增大，至吐絲期達到最大；而后隨著春玉米由營養生長轉為生殖生長，經過乳熟期和蠟熟期，葉面積指數顯著降低。不同氮肥處理葉面積指數均明顯大于無氮處理（CK）。隨著生育期推進，苗期至大喇叭口期葉面積指數呈不斷增加的趨勢，除無氮處理（CK）外，其他處理葉面積指數差異較小。吐絲期各處理葉面積指數達到最大值，吐絲期轉入生殖生長后，處理間葉面積指數差異逐漸明顯，以聚能網尿素處理（T3）、腐植酸尿素處理（T4）和控失尿素處理（T2）減少幅度最小，吐絲期后各處理與無氮處理存在顯著差異，但各施氮處理間差異不顯著。

2.1.3 不同施肥處理對春玉米干物質積累的影響

由圖4可知，春玉米干物質積累量呈現“快—慢—快”的生長趨勢，前期營養生長較為旺盛，干物質量迅速積累，吐絲期后生長過程轉為生殖生長，干物質積累速度減緩，生殖生長后期（灌漿期—生理成熟期）籽粒產量開始形成，植株干物質量又呈現快速增加趨勢。苗期處理間沒有明顯差異，拔節期處理間干物質積累量表現出肥效差異，至吐絲期春玉米干物質積累量達到營養生長期的最大值。而處理之間因施肥不同而產生較大差異，隨著春玉米植株的生長發育，處理間差異越來越大，至生理成熟期植株干物質積累量達到最大值，而處理間生理成熟期干物質積累量均較無氮處理（CK）有顯著提高，其中，以控失尿素處理（T2）對干物質積累量影響最大，提高32.63%；其次是腐植酸尿素處理（T4）、控失尿素一次性施肥處理（T6）和聚能網尿素處理（T3），分別較CK處理提高30.68%，30.65%和29.98%。與常規處理處理（T1）相比，處理間植株干物質積累量略有增加，但未達到顯著水平。

2.2 不同施肥處理對春玉米產量及其構成因素的影響

表2 不同氮肥處理對春玉米產量及構成因素的影響

從表2可以看出，新型肥料以聚能網尿素處理（T3）春玉米產量最高，達到10 136.13 kg/hm2，其次是腐植酸尿素處理（T4）、控失尿素一次性施肥處理（T6）和控失尿素處理（T2），產量分別為9 672.89，9 647.94，9 567.79 kg/hm2，較無氮處理（CK）增產幅度分別達到41.13%，34.68%，34.33%和33.22%，含鋅尿素（T5）處理較無氮處理（CK）增產幅度也達到32.86%，常規處理（T1）和常規尿素加等量鋅處理（T7）較無氮處理（CK）增產幅度僅為20.48%和22.22%。各處理較無氮處理（CK）的增產效果均達到5%顯著水平，聚能網尿素、腐植酸尿素和控失尿素等新型肥料處理較常規處理增產幅度較大，但并未達到顯著水平。說明在本試驗條件下，不同新型肥料較常規處理可促進春玉米增產10%以上。

經濟性狀分析結果顯示，施氮處理間百粒質量、穗粒數、禿尖差異不顯著，而穗長差異較大。聚能網尿素處理（T3）、腐植酸尿素處理（T4）較無氮處理（CK）的穗長分別增加11.32%，9.65%，穗粒數分別提高35.58%，28.41%，其中，聚能網尿素和腐植酸尿素處理的穗長較無氮處理（CK）達到0.05的顯著水平。控失尿素處理（T2）較高的穗粒數是獲得高產的重要因素。綜合分析，本試驗條件下產量構成因素中，較高的穗長和穗粒數是新型肥料較常規處理增產的直接因素。

2.3 不同施肥處理對氮肥利用效率的影響

從表3可以看出，在氮吸收效率、氮肥偏生產力、氮肥農學利用率和氮肥利用率等4項指標中，以聚能網尿素處理（T3）表現最佳，分別達到1.03，39.71，11.59 kg/kg和33.01%，而常規處理（T1）處理和常規尿素加等量鋅處理（T7）在各項指標中較低。4種新型肥料中的氮效率指標中以聚能網尿素處理（T3）最高，而控失尿素和腐植酸尿素與常規處理相比，仍表現出不錯的氮肥利用效率。與控失尿素處理（T2）相比，控失尿素一次性施肥處理（T6）的氮肥偏生產力和氮肥農學利用率更高，但氮肥利用率卻低了3.01百分點。含鋅尿素（T5）處理在4項指標中均明顯優于常規尿素加等量鋅處理（T7），氮肥利用率也高出10.23百分點。

表3 不同氮肥處理對春玉米氮效率的影響

3 結論

等施氮量下，不同新型氮肥均可促進植株生長發育，主要表現在株高、莖粗、葉面積指數和干物質積累量上，以聚能網尿素效果最佳，控失尿素、含鋅尿素和腐植酸尿素也表現出比常規處理好的效果。

等施氮量下，與常規處理相比，不同新型氮肥均可促進春玉米增產，產量增加889.2～1 019.0 kg/hm2，增幅達12.38%～20.65%，增產效果顯著。在產量構成因素上，新型尿素以提高春玉米穗長、穗粒數和百粒質量來實現增產的目的，其中，聚能網尿素可提高穗長11.32%、穗粒數35.58%、百粒質量3.5%，從而達到增產1 019 kg/hm2。

施用不同新型氮肥，可提高春玉米氮效率。聚能網尿素、腐植酸尿素、控失尿素一次性施肥、控失尿素和含鋅尿素的氮肥利用率分別為33.01%，23.38%，20.55%，23.56%和27.83%。與常規處理相比，其氮肥農學利用率分別提高5.82，4.00，3.94，3.59，3.53 kg/kg。

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Study on Field Fertilizer Efficiency of Innovative Nitrogen Fertilizer in Medium-low Yielded Farmland

JINHui1，HANWeihong1，MAHuimin1，GUOJunling2

（1.Institute ofAgriculturalResources&Economy，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgriculturalEnvironment&Resources，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Taiyuan 030031，China）

Field experiments were conducted to investigate effects of urea with different fertilizer additives（loss-control urea, ju-neng-wang urea,urea humate and zinc-containing urea）on spring maize growth character,yield,yield components and efficiency of nitrogen fertilizer.The results showed that the new type of fertilizers was able to improve growth of spring maize efficiently,and plant height,stem diameter,leafarea index,dry matteraccumulation was promoted especially.Allthe newtype offertilizers were showed better effect than conventional treatment,and ju-neng-wang urea was the best.As a result,yield improved about 889.2-1 019.0 kg/hm2obviously by the increase of100-seed quality,grain number per spike of maize,ear length,the range of improvementwas nearly about 12.38%-20.65%.Ju-neng-wang urea was the best effect had improved grain number per spike of maize,ear length and yield about 11.32%,35.58%and 1 019 kg/hm2.Agronomic nitrogen efficiency underthe treatments ofju-neng-wang urea,urea humate,loss-control urea by single fertilized,loss-controlurea and zinc-containing urea were allincreased substantially by 5.82,4.00,3.94,3.59,3.53 kg/kg, respectively.Nitrogen use efficiency arrived at33.01%,23.38%,20.55%,23.56%and 27.83%,respectively.

medium-lowyielded farmland;spring maize;newtype fertilizer;nitrogen fertilizer efficiency

S143.1

：A

：1002-2481（2017）09-1499-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.25

2017-04-20

農業部植物營養與肥料學科群開放基金項目（APF2015018）

金 輝（1985-），男，河南范縣人，助理研究員，主要從事農業資源高效利用研究工作。郭軍玲為通信作者。