不同穩(wěn)定性尿素用量對(duì)玉米產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響

宋建宇, 張書(shū)紅, 馬延?xùn)|, 劉銳杰, 汪 洋

(1.河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 河南鄭州 450000)

玉米是世界三大糧食作物之一,其產(chǎn)量對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要的意義[1]。我國(guó)玉米種植面積占世界玉米種植總面積的22%,玉米產(chǎn)量占世界玉米總產(chǎn)量的20%,在確保國(guó)家糧食安全中具有舉足輕重的地位[2]。自化肥誕生以來(lái),施肥是提高作物產(chǎn)量最主要的方法[3-4]。氮肥作為一種大量元素肥料,是糧食作物增產(chǎn)的重要肥力因素,也影響玉米的氮肥利用率[5-6]。適量增施氮肥可以提高玉米生產(chǎn)中后期群體和單葉的光合能力,延長(zhǎng)中下部葉片的功能期,對(duì)產(chǎn)量提升具有重要意義[7-9]。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)普遍存在氮肥施用量過(guò)大、氮肥利用效率低、氮素淋失導(dǎo)致農(nóng)田水土污染等問(wèn)題。據(jù)2016年統(tǒng)計(jì),我國(guó)農(nóng)作物化肥施用量達(dá)到346.5 kg/hm2,遠(yuǎn)高于世界平均水平(120 kg/hm2),但肥料利用率僅30%左右[10],玉米氮肥利用率為21.6%[11]。氮肥的合理施用受到區(qū)域作物、土壤和氣候的影響[12-13]。穩(wěn)定性尿素具備提高氮肥利用率的潛力[14],研究穩(wěn)定性尿素的不同氮用量對(duì)玉米產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響,可為玉米的高效生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年5—10月在河南省開(kāi)封市杞縣、焦作市溫縣、商丘市寧陵縣各選取1塊試驗(yàn)田進(jìn)行,試驗(yàn)地土質(zhì)為壤土,前茬作物為小麥,實(shí)行玉米、小麥輪作制。

1.2 供試肥料

普通大顆粒尿素,w(N)為46%;穩(wěn)定性尿素,w(N)為46%;磷酸一銨,w(N)為11%、w(P2O5)為44%;氯化鉀,w(K2O)為60%。上述肥料均由河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理,每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù),試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。區(qū)組內(nèi)地形、土壤等條件基本一致,每個(gè)處理占地總面積為1畝(1畝=667 m2)。采用種肥同播的方式,施肥量40 kg/畝,玉米株距22 cm、行距60 cm。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行,距離試驗(yàn)區(qū)2 m。采取大水漫灌方式澆水施肥,農(nóng)事操作管理方法相同。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

每個(gè)處理隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的連續(xù)10株玉米,分別測(cè)定株高、莖粗、葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)。SPAD值采用KONICA MINOLTA SPAD-502 Plus型手持葉綠素儀進(jìn)行測(cè)定,測(cè)量玉米最高處完整葉或者穗位葉;株高、莖粗分別采用卷尺、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。

土壤自然風(fēng)干,研磨后過(guò)篩,土壤pH采用酸度計(jì)測(cè)定(土水體積比為1.0∶2.5),土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定,土壤有效磷含量采用0.5 mol/L碳酸氫鈉溶液浸提-比色法測(cè)定,土壤速效鉀含量采用火焰光度法測(cè)定,土壤有機(jī)質(zhì)含量采用Superfloc127溶液法測(cè)定。

在玉米收獲期測(cè)定玉米產(chǎn)量性狀。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用SPSS Statistics 20統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)在0.05水平上進(jìn)行處理間Duncan′s檢驗(yàn),采用GraphPad Prism 8軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)玉米生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

不同施肥處理的杞縣、溫縣和寧陵縣玉米生長(zhǎng)指標(biāo)分別見(jiàn)圖1～3。

注:1)圖中不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(P<0.05),下同

圖2 不同施肥處理的溫縣玉米生長(zhǎng)指標(biāo)

圖3 不同施肥處理的寧陵縣玉米生長(zhǎng)指標(biāo)

在杞縣,不同施肥處理的玉米生長(zhǎng)指標(biāo)呈現(xiàn)顯著性差異。在株高方面,T5處理的較好,比T1處理的增加21%;在莖粗方面,T1及T6處理表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì);在SPAD值方面,T3處理較好,比T1處理的提高6.3%。

在溫縣,T2、T6處理的SPAD值優(yōu)于其余處理的,株高和莖粗整體表現(xiàn)為T(mén)2、T6、T7處理優(yōu)于其余處理的。

在寧陵縣,T6處理的株高和莖粗均優(yōu)于其余處理的,T3、T4、T7處理的SPAD值優(yōu)于其余處理的。

從3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)整體來(lái)看,雖然T2～T7處理的施氮量逐漸減少,但是作物對(duì)氮素的吸收量有限,此時(shí)尚未達(dá)到養(yǎng)分臨界值,加上穩(wěn)定性尿素中含有氮增效成分,使得施用穩(wěn)定性尿素處理的玉米生長(zhǎng)指標(biāo)在整體上優(yōu)于T1處理的。穩(wěn)定性尿素在促進(jìn)作物長(zhǎng)勢(shì)方面的效果更明顯,能顯著提高玉米幼苗生長(zhǎng)水平,為玉米優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了良好的前提條件[15-16]。

2.2 不同施肥處理對(duì)成熟期玉米產(chǎn)量指標(biāo)的影響

由表2可知:在杞縣,T3處理的穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、產(chǎn)量均優(yōu)于其他處理的;T2處理的穗粗優(yōu)于其他處理的;T1處理的百粒質(zhì)量?jī)?yōu)于其他處理的;T4處理的行粒數(shù)優(yōu)于其他處理的。從總體來(lái)看,T3處理的效果較好。

表2 不同施肥處理的杞縣成熟期玉米產(chǎn)量指標(biāo)

由表3可知:在溫縣,T1處理的穗長(zhǎng)優(yōu)于其余處理的;除T2、T5處理的穗粗小于T1處理的,T7處理的穗粗與T1處理的持平外,其余處理的穗粗均優(yōu)于T1處理的,但差異不顯著;各處理的穗行數(shù)未表現(xiàn)出明顯差異;T4處理的行粒數(shù)優(yōu)于其他處理的;T1處理的百粒質(zhì)量最大,T2、T3處理的百粒質(zhì)量較其他處理的表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)勢(shì);T3處理的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。

表3 不同施肥處理的溫縣成熟期玉米產(chǎn)量指標(biāo)

由表4可知:整體來(lái)看,在寧陵縣除了行粒數(shù)外,T3處理的穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、百粒質(zhì)量、產(chǎn)量均優(yōu)于其余處理的,說(shuō)明T3處理的效果較理想。

表4 不同施肥處理的寧陵縣成熟期玉米產(chǎn)量指標(biāo)

綜合以上3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果可知,T2處理的整體效果優(yōu)于T1處理的,說(shuō)明同等施氮量下施用穩(wěn)定性尿素更有利于促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。與普通大顆粒尿素相比,穩(wěn)定性尿素在玉米生育后期能夠維持較高的氮素供應(yīng)水平,養(yǎng)分釋放時(shí)間長(zhǎng),有效提高了氮肥利用率[14]。

在氮肥減施方面,由穩(wěn)定性尿素配制的28-5-5復(fù)合肥在氮素施用量為11.2 kg/畝時(shí),具有一定的增產(chǎn)效果,說(shuō)明適量減施穩(wěn)定性尿素能夠維持并增加玉米產(chǎn)量,顯著提高氮肥利用率[17]。其原因可能是T2處理的氮肥用量略偏高,影響玉米出苗及后期群體和單葉的光合能力,所以適當(dāng)減施反而有利于出苗,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提升[18]。繼續(xù)減施氮肥,玉米產(chǎn)量均低于T1處理的,說(shuō)明適當(dāng)減施穩(wěn)定性尿素是可行的,過(guò)量減施則會(huì)降低氮素供應(yīng)水平[19]。

因此,適當(dāng)減施氮肥用量能有效改善農(nóng)作物農(nóng)藝性狀,提高肥料利用率[20-21],滿(mǎn)足玉米在生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的需求,對(duì)玉米苗期蹲苗促壯、成熟期提高百粒質(zhì)量和產(chǎn)量都具有十分重要的作用[22-23]。

2.3 不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀的影響

如表5～7所示,3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理的土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量均無(wú)顯著性差異。從整體上看,T3處理的土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量均高于其余處理的。與施用普通尿素和其他用量穩(wěn)定性尿素的處理相比,T3處理可顯著減少氮素的揮發(fā)和淋失,并在一定程度上可抑制磷、鉀的淋失,從而提高土壤中速效養(yǎng)分的含量[20],為作物提供更為充足的養(yǎng)分,促進(jìn)其生長(zhǎng)[21]。

表5 不同施肥處理的杞縣土壤理化性狀

表6 不同施肥處理的溫縣土壤理化性狀

表7 不同施肥處理的寧陵縣土壤理化性狀

3 結(jié)語(yǔ)

與普通大顆粒尿素相比,同等施氮量下施用穩(wěn)定性尿素能夠有效提高氮肥利用率,促進(jìn)玉米增產(chǎn);在氮素減施0.8 kg/畝的情況下,即畝施氮素11.2 kg穩(wěn)定性尿素呈現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),對(duì)玉米生長(zhǎng)的促進(jìn)作用更為明顯,特別是生育后期的產(chǎn)量指標(biāo)。

與其余處理相比,由穩(wěn)定性尿素配制的28-5-5復(fù)合肥顯著提升了土壤中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀的含量,可為作物提供更為充足的養(yǎng)分。因此,在玉米種植過(guò)程中施用由穩(wěn)定性尿素配制的28-5-5復(fù)合肥能達(dá)到較理想的效果。