聚能網尿素對玉米產量及養分積累、利用的影響

吳興洪　張愛華　張欽　陳正剛　楊爽　姚單君

摘要：為探究尿素中不同用量聚能網對玉米產量、氮素吸收利用及經濟效益的影響，同時篩選出適宜貴州黃壤區種植玉米的聚能網尿素中聚能網含量，因此以貴州黃壤為基礎，通過田間小區試驗，設置對照（無氮、普通尿素）、尿素中不同用量聚能網8個處理，研究聚能網尿素對玉米產量及養分積累、利用的影響。結果表明，與無氮處理相比，普通尿素和聚能網尿素施用均能增加玉米地上部分N、P、K養分積累量，提高玉米產量，增加經濟效益，施用普通尿素產量增加13.39%，經濟效益增加1 221.3元/hm2，而施用聚能網尿素產量增加20.02%～37.09%，經濟效益增加 2 176.14～4 768.14元/hm2;與普通尿素相比，尿素中不同用量聚能網均能適度促進作物吸收、利用和積累氮、鉀養分，提高了氮肥利用率、偏生產力、氮素吸收效率、氮肥農學效率，玉米增產5.85%～20.90%、經濟效益增加954.84～3 546.84元/hm2。綜上所述，尿素中不同用量聚能網能適度改善玉米地上部分養分積累量，促進養分吸收利用，增加玉米產量，提高經濟效益，其中聚能網尿素2‰效果較好，可以為貴州黃壤區合理施用聚能網尿素提供理論依據。

關鍵詞：聚能網尿素;玉米;產量;養分積累;養分利用

中圖分類號： S513.06文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）08-0075-04

玉米在我國占有舉足輕重的地位，是我國第一大糧食作物，產量約占全國糧食總量的1/3，其產量的高低直接影響國家糧食安全和玉米產業的發展，是優良的飼料和工業原料，對解決糧食安全和促進畜牧業發展具有重大意義[1-4]。玉米是C4作物，吸肥能力強、需肥量大，提供充足的養分是玉米獲得高產的關鍵[5-6]。玉米生長過程中需求量最大、增產效果最顯著的肥料是氮肥，而目前我國使用的氮肥以尿素為主。因此氮素成為了玉米生產中的主要養分限制因子[7-9]。農民為了獲得高產，大量盲目施用肥料，造成了糧食成本增加、資源浪費嚴重、土壤環境惡化、作物生長不良、肥料利用率較低、經濟效益不高等一系列問題，進而制約農業可持續發展，對環境構成嚴重威脅[4，10-13]。目前，我國氮肥施用量約占全世界的1/3，但當季利用率僅為30%～35%[14]，效率由13.8 kg/kg下降至11.5 kg/kg[15]，其余則通過氨揮發、硝化-反硝化、滲漏和徑流等多種途徑損失[16]，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[17-18]。

為了減少氮肥使用，增加氮肥利用率，保護生態環境，各種新型肥料應運而生，已有研究表明，從肥料工藝技術入手，通過添加肥料增效劑來改善肥料本身的性能，也是促進作物養分吸收、提高肥料利用率和作物產量的重要途徑[19]。有研究表明，在尿素顆粒外增加聚能網，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[20-21]。但目前在貴州黃壤區對聚能網尿素應用于玉米作物上的研究較少，因此，以河南心連心有限公司提供的尿素顆粒外增加不同聚能網含量的聚能網尿素為供試肥料，以西都森玉1號玉米品種為試驗材料，通過田間試驗，研究尿素添加不同用量聚能網對玉米產量、養分積累和養分利用的影響，從而篩選出適宜貴州黃壤區種植玉米的聚能網尿素中聚能網含量，為貴州黃壤區合理施用聚能網尿素提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2016年4—9月，在貴州省貴安新區高峰鎮進行，地處26°22′24″N、106°20′25″E，海拔1 271 m，屬亞熱帶溫暖濕潤季風氣候，土壤類型為黃泥土，土壤耕層基本理化性質為有機質含量7.09 g/kg，速效氮含量126.08 mg/kg，有效磷含量22.7 mg/kg，速效鉀含量136.00 mg/kg，pH值6.46。供試玉米品種為西都森玉1號，供試肥料為河南心連心化肥有限公司提供的普通尿素（N含量為46.7%）、聚能網尿素1‰（N含量為46.4%）、聚能網尿素2‰（N含量為46.4%）、聚能網尿素3‰（N含量為46.4%）、聚能網尿素4‰（N含量為46.4%）、聚能網尿素5‰（N含量為46.4%）、聚能網尿素6‰（N含量為46.4%），過磷酸鈣（P2O5含量為12%）和氯化鉀（K2O含量為60%）在常規農資店購買。

1.2試驗設計

試驗設8個處理，每個處理3次重復，隨機區組設計，小區面積3 m×8 m=24 m2，整地劃分小區后施用基肥，然后移栽，一穴雙株種植，行株距為75 cm×40 cm。處理：T1，無氮;T2，普通尿素;T3，聚能網尿素1‰;T4，聚能網尿素2‰;T5，聚能網尿素3‰;T6，聚能網尿素4‰;T7，聚能網尿素5‰;T8，聚能網尿素6‰。肥料用量：所有處理N、P2O5、K2O投入總量一致，分別為80、120、120 kg/hm2，共施肥3次。具體施肥量如表1所示，田間管理按照農戶常規管理。

1.3樣品采集與測定

施肥前采取玉米地耕層土壤樣品，進行基本理化性質分析，土壤pH值按照水土比2.5 ∶1 pH計法測定;有機質含量用重鉻酸鉀容量法測定;有效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提- 鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定;速效氮含量用堿解擴散法測定。

玉米收獲時對各小區進行測產，并選擇小區代表性6株玉米，取其地上部分，測定穗粒數（粒/穗）、千粒質量（g），并將植株各器官和玉米籽粒分別粉碎測定氮、磷、鉀含量，植株各部位養分含量測定：全N含量采用納氏比色法測定，全P含量采用鉬銻抗比色法測定，全K含量采用原子吸收分光光度計測定。

1.4相關參數計算

養分積累量（kg/hm2）=株數（株/hm2）×單株干物質質量（kg）×養分濃度（%）;氮肥利用率（NUE）=（施氮區植株氮總積累量-不施氮區植株氮總積累量）/氮量×100%;氮肥偏生產力（PEPN，kg/kg）=施氮后籽粒產量/氮量;氮素收獲指數（NHI）=籽粒氮素積累量/植株氮素積累量×100%;氮素吸收效率（NUPE，kg/kg）=植株地上部分氮素積累量/施氮量;氮肥農學率（AEN，kg/kg）=（施氮區籽粒產量-不施氮區籽粒產量）/施氮量。

1.5數據分析

用Microsoft Excel 2007軟件進行試驗數據處理，利用SPSS 20.0軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1尿素中添加不同用量聚能網對玉米養分積累的影響

在單位面積內測定玉米地上部分產量，結合測定玉米地上部分N、P、K含量，得出單位面積內玉米地上部分N、P、K積累量如表2和圖1所示。由表2、圖1可知，與T1處理相比，聚能網尿素和普通尿素施用均能促進N積累量增加，且各處理與T1處理存在顯著性差異。與T2處理相比，尿素中添加不同用量聚能網均能增加N積累量，其中T4處理增加最高，增加44.62 kg/hm2，其次是T8處理，增加 43.82 kg/hm2，各處理與T2處理存在顯著性差異。與T1處理相比，普通尿素和聚能網尿素施用均促進P積累量增加，普通尿素施用增加22.39%，而聚能網尿素施用增加 11.63%～32.42%，各處理與T1處理存在顯著性差異。與T2處理相比，T4、T5、T6、T8 P積累量有降低趨勢，只有T3、T7增加，其中T3最大，增加8.80 kg/hm2，且差異顯著。普通尿素和聚能網尿素施用均能增加K積累量，且與T1處理存在顯著差異。T5處理K積累量最高，與T2處理相比高出 19.64 kg/hm2，但尿素中不同用量的聚能網各處理間差異不顯著。

各部位氮積累量占地上部分比重順序為籽粒>莖>葉>穗軸，磷積累量占地上部分比重順序為籽粒>莖>葉>穗軸，鉀積累量占地上部分比重順序為莖>葉>籽粒>穗軸。

2.2尿素中添加不同用量聚能網對玉米產量的影響

施肥是作物產量的保障。由表3可知，不同處理玉米的產量不同，與T1處理相比，各處理均表現為增產，普通尿素施[JP3]用增產13.39%，尿素中不同用量聚能網各處理增產20.02%～37.09%，且各處理與T1處理存在顯著性差異;與T2處理相比，聚能網尿素施用增產5.85%～20.90%，其中T4處理增產最高，T5處理次之，各處理與T2處理之間存在顯著性差異。

2.3尿素中添加不同用量聚能網對玉米氮素吸收利用的影響

尿素中添加不同用量聚能網對玉米氮素吸收利用的影響存在差異，由表4可知，T4處理氮肥利用率、偏生產力、氮素吸收效率、氮肥農學效率均最高，與普通尿素T2處理相比分別高出24.79百分點、9.37 kg/kg、24.78百分點、9.37 kg/kg，且相應各處理與T2處理存在顯著性差異。而T2處理氮素收獲指數最高，顯著高于T3、T6、T7、T8處理，與T4、T5處理差異不顯著，說明該處理將更多的氮積累在了籽粒中。

2.4尿素中添加不同用量聚能網對玉米經濟效益的影響

2016年玉米市場價格為1.8元/kg，肥料價格分別為普通尿素1.88元/kg、聚能網尿素2.0元/kg、過磷酸鈣 1.25元/kg、氯化鉀3.2元/kg，人工費為3 630元/hm2，通過計算得出各施肥處理經濟效益（表5）。 由表5可知， 各處理的經濟效益均高于不施氮肥的T1處理，其中普通尿素處理利潤率增加12.51%，尿素中不同用量聚能網處理增加 22.29%～48.84%;與普通尿素處理相比，聚能網尿素施用利潤率增加8.69%～32.29%，其中T4處理利潤率最大，增加32.29%，其次是T5處理，增加20.98%，即尿素中添加不同用量聚能網能提高利潤率，增加收入。

3討論與結論

隨著國家供給側結構性改革的持續深入，落后、過剩的氮肥產能逐步退出舞臺，增效肥、水溶肥、液體肥與水肥一體化技術正走向應用的舞臺[22]。聚能網尿素特含的生物活性高分子帶有大量絡合基團，對作物生長過程中所需的養分具有極強的螯合功能，能夠吸附土壤中的大量元素和中微量元素，在作物根系附近形成一個充盈的“養分庫”，從而降低肥料分解速度，延長肥效[23]。

3.1尿素中添加不同用量聚能網對玉米養分積累的影響

研究表明，在一定范圍內，干物質積累量與產量呈正相關關系[24]，高生物量是高產的物質基礎[25]，因此增強玉米生育期內干物質的積累能力是提高籽粒產量的有效途徑[26]。本試驗研究結果顯示，普通尿素和尿素中添加不同用量聚能網均能增加玉米地上部N積累量，但后者效果較為顯著，其中T4處理N積累量最大，與T2處理相比，各聚能網尿素處理增加了20.43%～31.92%;與T2處理相比，T4、T5、T6、T8玉米地上部P積累量有降低趨勢，只有T3、T7增加，其中T3最大，增加8.8 kg/hm2，這種現象可能是由于試驗過程中存在誤差造成的。普通尿素和聚能網尿素施用均能增加K積累量，且與T1處理存在顯著差異。與T2處理相比，聚能網尿素各處理能增加K積累量，其中T5處理K積累量最高，高出 19.64 kg/hm2，但尿素中不同用量的聚能網各處理間差異不顯著。各部位氮積累量、磷積累量、鉀積累量占地上部分比重順序分別為籽粒>莖>葉>穗軸，籽粒>莖>葉>穗軸，莖>葉>籽粒>穗軸。說明聚能網尿素可促進植株養分積累，與前人研究結果[27-28]基本一致。

3.2尿素中添加不同用量聚能網對玉米產量的影響

玉米產量由干物質的積累分配與轉移特性所決定[29]。本研究結果表明，與T1處理相比，各處理均表現為增產，普通尿素施用增產13.39%，尿素中不同用量聚能網各處理增產 20.02%～37.09%，且各處理與T1處理存在顯著性差異;與T2處理相比，聚能網尿素施用增產5.85%～20.90%，其中T4處理增產最高，T5處理次之，各處理與T2處理之間存在顯著性差異。說明聚能網尿素可有效增加玉米產量，這與前人研究結果[6，9-10，23]一致。

3.3尿素中添加不同用量聚能網對玉米氮素吸收利用的影響

本試驗結果表明，相對于普通尿素T2處理相比，聚能網尿素施用氮肥利用率、偏生產力、氮素吸收效率、氮肥農學效率均增加，T4處理均最高，分別高出24.79百分點、9.37 kg/kg、24.78百分點、9.37 kg/kg，且相應各處理間與T2處理存在顯著性差異。而T2處理氮素收獲指數最高，顯著高于T3、T6、T7、T8處理，與T4、T5差異不顯著，說明該處理將更多的氮積累在了籽粒中。即除氮素收獲指數可能由于試驗原因造成此現象外，新型聚能網尿素處理可促進作物利用氮素，提高作物對氮素的利用，從而達到高產高質。

3.4尿素中添加不同用量聚能網對玉米經濟效益的影響

各處理經濟效益表明，在增加了成本的前提下，普通尿素和不同用量的聚能網尿素與無氮處理相比經濟效益均增加，且后者的經濟效果較好。與普通尿素相比，聚能網尿素各處理經濟效益增加954.84～3 546.84元/hm2，利潤率增加了8.69%～32.29%，其中T4處理利潤率最大，增加32.29%，其次是T5處理，增加20.98%，即尿素中添加不同用量聚能網能提高利潤率，增加收入。

綜上所述，尿素中不同用量聚能網均能適度促進作物吸收、利用和積累氮、鉀養分，從而增加玉米產量，提高了氮肥利用率、偏生產力、氮素吸收效率、氮肥農學效率，繼而增加經濟效益，其中聚能網尿素2‰效果較好，可以為貴州黃壤區合理施用聚能網尿素提供理論依據。

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