緩控釋氮肥在玉米增產(chǎn)增效中的應(yīng)用研究進(jìn)展

郭斌

摘 要 緩控釋氮肥可以滿足玉米中后期對(duì)氮素的要求，加速氮磷鉀向籽粒的轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到穩(wěn)定和提高產(chǎn)量以及減少氨揮發(fā)和氮素向土壤深層淋失的目的，因此研究不同緩控釋氮肥對(duì)保障玉米高產(chǎn)和簡化玉米施肥技術(shù)具有重要意義。基于此，從緩控釋氮肥的角度出發(fā)，針對(duì)緩控釋氮肥在玉米增產(chǎn)增效中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并提出了該領(lǐng)域今后的重點(diǎn)研究方向。

關(guān)鍵詞 緩釋肥;聚天門冬氨酸;肥料利用率;玉米

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.26.100

河北省是我國夏玉米主產(chǎn)區(qū)之一，常年播種面積在300萬公頃，占全國9.5%，產(chǎn)量位居全國第5位。玉米是河北省主要糧食作物之一，也是重要的飼料和工業(yè)原料。隨著農(nóng)村人口向城市的轉(zhuǎn)移，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力逐漸減少，推行玉米簡化栽培技術(shù)勢(shì)在必行。目前我國玉米生產(chǎn)中氮肥多以普通尿素等速效肥為主，肥效快但氮肥損失嚴(yán)重，控釋肥料可有效促進(jìn)作物生育后期的氮素供應(yīng)，增強(qiáng)氮素轉(zhuǎn)換與積累，協(xié)調(diào)作物各器官養(yǎng)分吸收與分配，提高作物產(chǎn)量[1]。因此，研究不同緩釋氮肥對(duì)保障玉米高產(chǎn)和簡化玉米施肥技術(shù)具有重要意義。當(dāng)前，提高肥料利用率的主要途徑包括采用養(yǎng)分高效高產(chǎn)品種、化肥高效施用的4R技術(shù)、化肥的有機(jī)替代技術(shù)、根層土壤調(diào)控技術(shù)[2]。國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者圍繞緩釋氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響開展了有關(guān)研究，并取得了一些研究成果。基于此，對(duì)國內(nèi)外緩釋氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及肥料利用率的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為玉米氮高效相關(guān)研究提供借鑒。

1 緩/控氮肥的定義及種類

緩釋肥料指肥料施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于速溶肥料，在土壤中達(dá)不到完全控釋的程度[3]。控釋肥料是以顆粒肥料（單質(zhì)或復(fù)合肥）為核心，表面涂覆一層低水溶性的無機(jī)物質(zhì)或有機(jī)聚合物，或者應(yīng)用化學(xué)方法將肥料均勻地融入分解在聚合物中，形成多孔網(wǎng)絡(luò)體系。并根據(jù)聚合物的降解情況而促進(jìn)或延緩養(yǎng)分的釋放，使養(yǎng)分的供應(yīng)能力與作物生長發(fā)育的需肥要求相一致的一種新型肥料。緩釋肥料的高級(jí)形式為控釋肥料，它使肥料釋放養(yǎng)分的速度與作物需要養(yǎng)分的量一致，使肥料利用率達(dá)到最高[4]。

合適的肥料（Right fertilizer）是化肥高效施用的4R技術(shù)之一，它是指根據(jù)土壤特性、土壤缺素情況、種植模式以及生產(chǎn)條件，正確使用新型肥料包括硝化抑制劑肥料、含脲酶抑制劑肥料、包膜緩釋肥料等緩釋氮肥，以及聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥。目前，緩控釋肥有物理化學(xué)型、化學(xué)型和物理型3種類型：物理化學(xué)型是借助于抑制劑的添加，同時(shí)應(yīng)用一層或多層包膜達(dá)到對(duì)于肥料控釋這一效果;化學(xué)型是借助于化學(xué)作用而使得肥料在轉(zhuǎn)化或者溶解方面受到影響;物理型主要采用物理技術(shù)放慢肥料養(yǎng)分釋放[5]，可分為基質(zhì)型控釋肥和包膜型控釋肥。因此，有必要從含硝化抑制劑肥料、含脲酶抑制劑肥料、包膜緩釋肥料等緩控釋肥以及聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥兩方面對(duì)玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響進(jìn)行綜述。

2 緩/控氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響

緩/控氮肥對(duì)玉米具有增產(chǎn)的效果，緩/控氮肥減施的目的是保證穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的條件下，減少氮肥的損失，提高氮肥的利用率。在東北平原春雨米區(qū)，有關(guān)學(xué)者針對(duì)控釋氮肥減施對(duì)春、夏玉米產(chǎn)量及氮素利用的影響開展了研究。氮肥減量全基施技術(shù)是當(dāng)前我國糧食生產(chǎn)中全基施施肥技術(shù)中的一種，在全基施中使用控釋肥等新型肥料，且在穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)的基礎(chǔ)上減少氮肥施用量。尹彩俠等[6]以農(nóng)民習(xí)慣施肥（240 kg N·hm-2）為對(duì)照，減量25%施用控釋氮肥，2年中發(fā)現(xiàn)春玉米小幅增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度4.5%，氮肥利用率提高18.4%，地上部干物質(zhì)積累及氮素累積積累增加，且提高了氮肥利用率。周麗平等[7]的研究表明，緩釋氮肥能提高玉米產(chǎn)量、氮素利用率，增加玉米氮素的吸收利用并降低氮素?fù)p失，其中脲甲醛和凝膠尿素的肥料效應(yīng)最好，分別平均增產(chǎn)18.9%和16.8%。周寶元等[8]的研究表明，緩釋肥及條帶深松耕作可以改善玉米光合性能、延緩玉米衰老、增多花后光合產(chǎn)物積累量及其向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而使玉米產(chǎn)量提高。黃巧義等[9]通過7個(gè)施氮水平研究表明，控釋尿素和普通尿素在甜玉米灌漿期與常規(guī)施肥氮素供應(yīng)基本一致且顯著提高了氮素農(nóng)學(xué)效率及氮素吸收利用率。孫曉等[10]研究表明，施氮肥可顯著增加玉米產(chǎn)量，增產(chǎn)28%～65%，緩釋尿素可增加氮素積累量、提高氮肥利用效率2.26%～12.69%。控釋尿素減量20%，一次性基施，能維持產(chǎn)量不降低，提高氮肥利用效率以及經(jīng)濟(jì)效益。谷佳林等[11]的研究表明，SCUA和SCUB硫包衣尿素減量30%可分別提高氮肥表觀利用率40.45%和42.59%，較農(nóng)民習(xí)慣施肥分別提高了18.17%和20.31%。胡娟等[12]研究表明，較單施普通尿素200 kg·hm-2和氮肥減量10%單施普通尿素180 kg·hm-2處理，氮肥減量10%配施處理的氮肥利用率分別提高9.12%～19.14%、13.32%～23.34%，產(chǎn)量則分別提高0.95%～6.89%和2.23%～8.25。趙斌等[13]研究表明，控釋肥能顯著提高玉米產(chǎn)量，等量控釋氮處理增產(chǎn)13.15%和14.15%，控釋氮肥減施25%時(shí)，較等量普通復(fù)合肥（CCF）處理增產(chǎn)9.69%和10.04%。尹梅等[14]的研究表明一次性施用控釋性尿素氮肥利用率較一次性施用普通尿素處理氮肥利用率高10.5%～13%，在云南旱區(qū)玉米研究地內(nèi)，氮用量105～157.5 kg·hm-2的控釋尿素產(chǎn)量及肥料利用率最佳。

3 聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥對(duì)玉米產(chǎn)量及肥料利用率的影響

聚天門冬氨酸（PASP）是一種氨基酸聚合物，屬于環(huán)境友好型材料。PASP能螯合金屬離子，電性吸附陰離子，能在土壤中富集氮、磷、鉀及各種微量元素，促進(jìn)營養(yǎng)元素的吸收利用。PASP本身不是肥料，但它作為肥料增效劑的一種，可有效提高肥料的利用效率。PASP作為多肽肥料的增效劑，可促進(jìn)農(nóng)作物吸收肥料中的養(yǎng)分，促進(jìn)植株體氮素代謝，提升產(chǎn)量[15]。唐會(huì)會(huì)[16]研究表明，聚天門冬氨酸螯合氮肥與常規(guī)氮肥相比，灌漿期葉片硝酸還原酶活性降低，葉片谷氨酰胺合成酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性升高，產(chǎn)量提高、施肥量減少1/3，提高了肥料利用率，適合東北春玉米推廣。王娜等[17]研究表明，PASP-Ca尿素處理較常規(guī)尿素相比使水稻增產(chǎn)0.87%～7.27%。冷一欣等[18]研究表明，基施及追施聚天門冬氨酸對(duì)玉米生長均具有較好的促進(jìn)作用，可使玉米水培生物學(xué)產(chǎn)量增加53.8%，玉米盆栽生物學(xué)產(chǎn)量增加13.4%，對(duì)土壤性質(zhì)影響不明顯。

綜上所述，PASP配施肥料具有控釋氮肥的作用，PASP配施肥料處理能夠保障玉米生育后期對(duì)養(yǎng)分需求，提高肥料利用率，增加地上部干物質(zhì)積累量與氮素累積量。

4 結(jié)語

玉米對(duì)氮素的吸收利用是一個(gè)復(fù)雜的過程，人們對(duì)氮效率的吸收利用的生理機(jī)制了解還不夠多。緩控釋氮肥減施是今后玉米生產(chǎn)的發(fā)展方向，是一項(xiàng)簡化施肥技術(shù)。但是從土壤氮素吸收利用、氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)分配和關(guān)鍵基因表達(dá)變化的角度出發(fā)，這些氮利用過程對(duì)施用緩控釋氮肥的響應(yīng)規(guī)律也有待研究。通過設(shè)置不同氮水平的緩控釋氮肥處理，分析關(guān)鍵生育期玉米氮素吸收與轉(zhuǎn)移關(guān)鍵基因表達(dá)變化，進(jìn)一步深入理解玉米體內(nèi)氮效率的生理與分子機(jī)制及其對(duì)施氮水平的響應(yīng)，有利于明確玉米高產(chǎn)高效的育種方向，對(duì)緩解我國耕地面積少、糧食需求量大、環(huán)境問題突出、氮肥利用效率低等多方面的矛盾具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：趙中正）