控失尿素對(duì)夏玉米產(chǎn)量、氮素利用率及土壤中硝態(tài)氮含量的影響*

孫克剛, 杜 君, 和愛(ài)玲, 楊占平, 楊煥煥, 張運(yùn)紅

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 河南鄭州 450002)

緩控釋肥通常包括緩釋肥和控釋肥兩大類型。按照生產(chǎn)工藝和養(yǎng)分釋放機(jī)制的不同,緩控釋肥主要分為樹脂包膜控釋肥、脲甲醛緩釋肥、硫包衣尿素、穩(wěn)定性肥料等四大類[1-4]。

控失肥與控釋肥的區(qū)別主要體現(xiàn)在定義、生產(chǎn)技術(shù)和肥效期的不同。控釋肥廣義上是指養(yǎng)分釋放速率慢、釋放期長(zhǎng),可滿足作物生長(zhǎng)期對(duì)養(yǎng)分需求的肥料;通過(guò)包膜方式將養(yǎng)分包裹在中間,使養(yǎng)分通過(guò)小孔緩慢釋放;受水分、地溫等條件的影響,溫度越高(水分越多),養(yǎng)分釋放速率越快。控失肥指能夠留住肥料養(yǎng)分、減少營(yíng)養(yǎng)流失、減輕環(huán)境污染的肥料;采用高分子網(wǎng)捕技術(shù),阻斷養(yǎng)分流失途徑,為作物持續(xù)提供養(yǎng)分,以達(dá)到保水抗旱、控失節(jié)能的目的;一般可完全滿足作物在整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需求[5-7]。

控失尿素通過(guò)在尿素顆粒表面包裹一層材料,降低尿素養(yǎng)分釋放速率,延長(zhǎng)養(yǎng)分釋放時(shí)間,可達(dá)到提高肥料利用率、保護(hù)環(huán)境和增加作物產(chǎn)量的目的。為探索控失尿素最佳施用地區(qū)、作物和施用方法,展示控失尿素的優(yōu)越性,以及為產(chǎn)品的進(jìn)一步改進(jìn)提出建議,以夏玉米為試驗(yàn)對(duì)象,開展了控失尿素大田肥效試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)安排在長(zhǎng)葛市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,供試土壤為褐土,土壤理化性狀見表1。供試玉米品種為鄭單958,種植密度為5 000株/畝(1畝=667 m2)。

表1 供試土壤理化性狀

大田肥效試驗(yàn)(習(xí)慣施尿素地區(qū))共設(shè)置5個(gè)處理:T1,空白對(duì)照,不施氮肥;T2,常規(guī)施肥,普通尿素苗期開溝追施,35 kg/畝;T3,控失尿素苗期開溝追施,35 kg/畝;T4,控失尿素種肥同播,35 kg/畝;T5,控失尿素種肥同播,29.95 kg/畝(較處理2減純氮20%)。各處理磷肥和鉀肥分別采用過(guò)磷酸鈣[w(P2O5)為10%]和氯化鉀[w(K2O)為60%],施用量分別為40、10 kg/畝,均全部基施(播種時(shí)同時(shí)施肥或播種前施肥)。控失尿素的w(N)≥43%,普通尿素的w(N)≥46%,均由河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)處理3次重復(fù)。小區(qū)面積30 m2,小區(qū)間設(shè)畦埂,重復(fù)間設(shè)走道。

(1)收獲時(shí)各小區(qū)單打單收,風(fēng)干后再烘干計(jì)產(chǎn),并考種。

(2)收獲時(shí),每個(gè)小區(qū)取玉米3株,風(fēng)干后再烘干至恒質(zhì)量;玉米植株籽粒和秸稈中的氮含量采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮,滴定法測(cè)定;吸氮量=籽粒產(chǎn)量×籽粒含氮量(或植株秸稈產(chǎn)量×秸稈含氮量),地上部吸氮量=植株秸稈產(chǎn)量×秸稈含氮量+籽粒產(chǎn)量×籽粒含氮量,氮肥利用率=(施氮處理地上部吸氮量-不施氮處理地上部吸氮量)×100/施氮量[8]。

(3)夏玉米收獲后,取深度分別為0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm的土壤樣品,風(fēng)干后采用氯化鈣溶液浸提,流動(dòng)分析儀法測(cè)定不同深度土壤中硝態(tài)氮的含量[8]。

(4)采用軟件SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并用多重比較法(LSD法)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

不同施肥處理的夏玉米產(chǎn)量及方差分析見表2和表3。

表2 不同施肥處理的夏玉米產(chǎn)量

表3 不同施肥處理的夏玉米產(chǎn)量方差分析

由表2可知:各處理的夏玉米產(chǎn)量平均值由高到低為T3>T4>T5>T2>T1,說(shuō)明在試驗(yàn)條件下,施用氮肥對(duì)夏玉米有明顯的增產(chǎn)效果,各施氮肥處理的夏玉米產(chǎn)量與T1處理的相比均達(dá)到差異極顯著水平;夏玉米產(chǎn)量隨氮肥用量的增加而提高,T4處理比T5處理增產(chǎn)43.53 kg/畝,增產(chǎn)率為8.20%,達(dá)到差異極顯著水平;T5處理與T2處理相比,夏玉米增產(chǎn)5.45 kg/畝,增產(chǎn)率為1.04%,差異不顯著,說(shuō)明控失尿素純氮施用量比普通尿素的減少20%的條件下,不會(huì)造成減產(chǎn);在施氮量相同的條件下,T3處理的夏玉米產(chǎn)量比T4處理的提高19.05 kg/畝,增產(chǎn)率為3.32%,差異顯著,說(shuō)明T3處理的氮肥施用方式更理想。

2.2 不同施肥處理對(duì)氮素利用率的影響

不同施肥處理的氮素利用率見表4。

表4 不同施肥處理的氮素利用率

從表4可以看出:施用控失尿素的處理均能有效提高氮素利用率,分別比T2處理的提高12.80%、11.07%、12.70%;T3處理的氮素利用率比T4處理的提高1.73%,比T5處理的提高0.10%;T5處理的氮素利用率比T4處理的提高1.63%,表明在采取相同的種肥同播施肥措施時(shí),氮肥施用量減少處理的氮素利用率更高。

2.3 不同施肥處理對(duì)夏玉米經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同施肥處理的夏玉米經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查見表5。

表5 不同施肥處理的夏玉米經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查

從表5可知:不同施肥處理的夏玉米穗長(zhǎng)、穗粗和株高等變化不大,但穗粒數(shù)差異較大,且與產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致,其中T3處理的穗粒數(shù)最多,分別比T1、T2、T4、T5處理的多123、42、31、38粒;百粒質(zhì)量與產(chǎn)量的變化趨勢(shì)一致,其中T3處理的百粒質(zhì)量最大,T1處理的最小。

2.4 不同施肥處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響

夏玉米收獲后,不同施肥處理的土壤中硝態(tài)氮含量見圖1。

圖1 不同施肥處理的土壤中硝態(tài)氮含量

由圖1可知:長(zhǎng)期不同施肥處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量有不同程度的影響,同一處理的硝態(tài)氮主要集中在0～20 cm土層中,且隨著土壤深度的增大,硝態(tài)氮含量逐漸降低;與T1處理相比,各施肥處理的0～20 cm土層中硝態(tài)氮含量均有不同程度的提高;與T2處理相比,不同控失尿素處理均不同程度地降低了土壤中硝態(tài)氮含量;不同控失尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量變化趨勢(shì)基本一致。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)施用控失尿素在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上減施20%純氮量,不會(huì)造成夏玉米產(chǎn)量的下降;施肥量及施肥措施相同時(shí),控失尿素處理的夏玉米產(chǎn)量比習(xí)慣施肥增產(chǎn)68.03 kg/畝,增產(chǎn)率為12.95%,差異達(dá)到極顯著水平;控失尿素施肥方式不同時(shí),開溝追施比種肥同播增產(chǎn)19.05 kg/畝,增產(chǎn)率為3.3%,差異達(dá)到顯著水平;夏玉米產(chǎn)量隨控失尿素施用量的增加而提高,施肥方式為種肥同播時(shí),夏玉米的產(chǎn)量較控失尿素減施純氮20%處理的增產(chǎn)43.53 kg/畝,增產(chǎn)率為8.20%,差異達(dá)到極顯著水平。

(2)施用控失尿素可以提高氮素利用率,分別比習(xí)慣施肥提高12.80%、11.07%和12.70%。

(3)長(zhǎng)期不同施肥處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量均有不同的影響。同一處理,硝態(tài)氮主要集中在0～20 cm土層中且隨著土壤深度的增加,硝態(tài)氮含量逐漸降低;與無(wú)氮處理相比,在夏玉米收獲后,不同施肥處理的0～20 cm土層中硝態(tài)氮含量均有不同程度的提高;與施用普通尿素處理相比,施用控失尿素的各處理均不同程度地降低了土壤中硝態(tài)氮的含量;不同控失尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量變化趨勢(shì)基本一致。

(4)施用控失尿素的增產(chǎn)機(jī)制主要是提高百粒質(zhì)量和增加穗粒數(shù)。