夏玉米使用控釋尿素節肥增效技術研究*

孫克剛，楊煥煥，和愛玲，杜 君，張運紅，張 琨

(1.河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所 河南鄭州 450002；2.河南農業大學農學院 河南鄭州 450002；3.河南省農業科學院小麥研究所 河南鄭州 450002)

氮肥的施用對提高作物單產的貢獻率達到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效果明顯，但氮肥大量施用除了導致其利用率偏低外，還會造成嚴重的環境污染[6- 9]。目前在玉米的生產上，習慣采用尿素基施與追施相結合的方法，但隨著勞動力成本的增加、農村勞動力的轉移以及種植業機械化程度的提高，都需要農作物栽培方式的簡化配施技術。控釋氮肥因其具有養分釋放速率與作物吸收同步的特點，可以提高氮肥利用率，降低農業面源污染面積，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于營村，地力為中低水平的砂姜黑土，小區面積低肥力點為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/(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%，山東農科院。

1.2.2 試驗設計

試驗共設5個處理，分別為：PK，只施磷鉀肥；FP，習慣施肥；OPT，優化施肥；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是根據當地測土配方以及往年的試驗數據確定各養分的投入量以及基追比；FP處理和OPT處理的尿素按質量比4∶6分別在苗期和拔節期施用；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) 玉米產量：玉米成熟期每個小區實收樣品脫粒測產，產量以風干質量表示。

(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，烘干后稱其質量并將其磨碎過篩；植株全氮含量采用濃硫酸-雙氧水聯合消煮、凱氏定氮法測定，采用多重比較(LSD法)進行差異顯著性檢驗，并根據測定結果按式(1)計算氮肥利用率。

氮肥利用率=(施氮區籽粒吸氮量-不施氮區籽粒吸氮量)/施氮量

(1)

2 結果與分析

2.1 不同處理對玉米產量的影響

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

表2 不同施肥處理對玉米產量的影響

試驗點處理畝穗數/個穗粒數/粒百粒重/g實際產量/(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，說明優化施肥和施用控釋氮肥處理在提高氮肥利用率方面均優于習慣施肥。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 結語

將緩控釋肥應用于大田作物是解決當前肥料利用率低的重要途徑之一，歐美等國早就將其應用于水稻、馬鈴薯等大田作物上[14- 15]。我國緩控釋肥的應用時間較短，是當前的研究熱點。通過玉米生產中施用控釋尿素的試驗，在優化施肥的基礎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量仍高于習慣施肥處理，而且減少了施肥次數，因此該技術值得推廣應用。