新型尿素對馬鈴薯氮素積累、產量及氮肥利用率的影響

摘"要：為篩選出適宜陜北地區馬鈴薯種植使用的新型尿素，共設置無氮對照、普通尿素、聚能網尿素、腐植酸尿素、含鋅尿素、控失尿素6個試驗處理，研究新型尿素對馬鈴薯氮素積累量、產量和肥料利用率的影響。結果表明：施用腐植酸尿素、控失尿素和含鋅尿素均提高了馬鈴薯單株薯重和結薯數，產量較普通尿素分別增加了17.63%、8.21%、4.70%；新型尿素均有效提高植株各器官氮含量和植株總吸氮量，腐殖酸尿素效果較佳，經濟效益較普通尿素增加5 502.11元/hm²；腐植酸尿素和控失尿素的氮肥利用率、氮肥偏生產力、氮肥農學效率和氮肥貢獻率較普通尿素分別提高0.97%～7.43%、5.48～15.39 kg/kg、5.48～15.39 kg/kg、3.77%～9.47%。因此在陜北地區，腐殖酸尿素和控失尿素在馬鈴薯種植生產中效果較好，可做推廣使用。

關鍵詞：馬鈴薯；腐殖酸尿素；控失尿素；產量；氮肥利用率

中圖分類號：S532""文獻標識碼：A""文章編號：0488-5368（2024）12-0068-06

Effects of New Types of Urea on Nitrogen Accumulation， Yield and Nitrogen Use Efficiency in Potato Production

HAN Xiangdong1， LIU Yaojun1， FAN Chen²， SU Leping²， LIU Jing1

（1.Yan’an Soil and Fertilizer Workstation， Yan’an， Shaanxi 716000，China; 2.Yan'an Research Institute of Agricultural Sciences， Yan’an， Shaanxi 716000， China）

Abstract： To identify a new type of urea for potato cultivation in northern Shaanxi， a study was conducted using six treatments： no nitrogen （control）， normal urea， structured net urea， humic acid urea， zinc urea and controlled-release urea. The effects of these treatments on nitrogen accumulation， yield， and nitrogen use efficiency in potato were evaluated. The results showed that the application of humic acid urea， controlled-release urea and zinc urea increased the weight per plant and the number of tubers， with yield increases of 17.63%， 8.21%， and 4.70%， respectively， compared with normal urea. These new types of urea effectively improved nitrogen content in various plant organs and total nitrogen uptake， with humic acid urea showing superior performance. This treatment led to a statistically significant improvement over normal urea and increased economic returns by 5，502.11 yuan/hm². Compared to normal urea， humic acid urea and controlled-release urea improved nitrogen use efficiency indexes， including nitrogen utilization rate， nitrogen partial productivity， nitrogen agronomic efficiency， and nitrogen contribution rate， by 0.97～7.43%， 5.48～15.39 kg/kg， and 3.77～9.47%， respectively. This study suggests that humic acid urea and controlled-release urea are highly effective for potato production and merit broader adoption in agriculture.

Key words： Potato; Humic acid urea; Controlled-release urea; Yield; Nitrogen use efficiency

我國作為糧食生產大國，化肥在我國的糧食生產中扮演者重要的角色。據調查，20 世紀 80 年代，化肥的施用對我國糧食的增產貢獻率達到半數以上[1]。肥料的使用極大地促進糧食的生產，但隨著化肥使用量的迅猛增加，我國的糧食的產量卻徘徊不前，肥料利用率愈來愈低[2]。有研究表明，我國當季肥料利用率遠低于歐美等發達國家，氮肥利用率僅為30%～35%[3]。氮肥有效成分的大量流失，不僅造成了巨大的經濟損失，還嚴重污染了環境，造成土壤板結變硬，地下水污染，水體富營養化等一系列問題，不僅破壞了生態環境，還危及我們自身的健康[4～6]。因此，尋找更高效、綠色肥料將是我國日后肥料發展的主要方向。加之自2010 年以后，中國化肥工業產能過剩，肥料企業競爭激烈，特別是 2015 年農業部提出《化肥農藥零增長行動方案》后，肥料科學研究的重點則轉為研發具有較高肥料利用率的新型肥料[7～8]。

新型尿素是指對普通尿素進行包膜、添加抑制劑或一些微量元素等，進而改型改性，減緩或控制肥料的釋放，達到延長肥料有效期、促進農業增產提質目的[9～10]，是目前農業部重點推廣肥料之一，也是新型肥料的研究熱點。有研究表明，新型尿素可有效促進作物養分吸收，提高肥料利用率，實現作物增產與農田污染減排等作用[11～15]。目前，關于新型尿素的研究，大多學者都集中在玉米、水稻、小麥等作物上，因此，本試驗以控失尿素、腐殖酸尿素、聚能網尿素、含鋅尿素為供驗肥料，探究其在馬鈴薯氮素吸收、氮肥利用率及產量等方面的應用效果，從而篩選出適宜陜北地區馬鈴薯種植使用的新型尿素，為化肥減量增效提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地概況

試驗于2023年在子長市欒家坪街道辦南家灣村進行，該地區屬中溫帶大陸性半干旱季風氣候；試驗地前茬為玉米，土質為黃綿土，基礎養分為全氮0.57 g/kg、有效磷25.55 mg/kg、速效鉀150.0 mg/kg、緩效鉀801 mg/kg、有機質9.9 g/kg、pH8.4。

1.2"試驗材料

供試馬鈴薯品種為冀張薯12號；

供試肥料為普通尿素（N 46.4%）、聚能網尿素（N 46.4%）、腐植酸尿素（N 46%）、含鋅尿素（N 43.2%）、控失尿素（N 43.2%），均由河南心連心化肥有限公司提供；重過磷酸鈣（總P₂O5 46.4%，有效磷P₂O5 44.0%），硫酸鉀（K₂O 51.0%，所有供試肥料均在當地農資店購買。

1.3"試驗設計

試驗共設6個處理，采用隨機區組排列，3次重復，小區面積為38.28 m²（5.8 m×6.6 m，12行/區），行距55 cm，株距30 cm，密度60 600株/hm²。試驗統一施用純N 315.0 kg/hm²，重過磷酸鈣420.0 kg/hm²、硫酸鉀600.0 kg/hm²。其中氮肥底施∶追施比為43.0%∶57.0%，底施氮于播種時一次施入，追氮于馬鈴薯塊莖增長初期1次性隨灌水打孔追施（表1）。其它田間管理措施與一般大田相同。

1.4"樣品的采集與測定

播種前按“棋盤式”方法取0～20 cm土樣6個（每個土樣需由3個取樣點取樣混合而成），用于測定播種前土壤基礎養分含量。有機質采用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮采用擴散法測定；有效磷采用 0.5 mol/L NaHCO₃浸提－鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用 1.0 mol/L NH₄OAc 浸提－火焰光度法測定。

在馬鈴薯成熟期取其樣，每小區3株，按莖、葉、根、塊莖四部分測定鮮重；然后從混勻后的各器官中取100 g鮮樣在105 ℃殺青30 min，于80 ℃下烘干至恒重，測定其干重及氮素含量。植株全氮采用濃H₂SO₄-

H₂O₂消解-蒸餾定氮法測定。馬鈴薯收獲時，選擇各小區具有代表性的一膜，進行馬鈴薯測產并折合為公頃產量，其中， 商品薯產量以大于150 g的塊莖為準。

1.5"相關參數計算

吸氮量（kg/hm²）=株數（株/hm²）×單株干重（kg/株）×氮素含量（g/kg）；

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）/施氮量×100；

氮肥偏生產力（PEPN，kg/kg）=施氮后產量/施氮量；

氮肥農學效率（AEv，kg/kg）=（施氮處理產量-不施氮處理產量）/施氮量；

氮肥貢獻率（%） = （施氮處理產量-不施氮處理產量）/施氮處理產量 ×100%

1.6"數據分析

試驗數據均采用Excel 2010軟件進行計算整理，用IBM SPSS Statistics 25.0 、Origin.2018軟件進行作圖和統計分析。

2"結果與分析

2.1"新型尿素對馬鈴薯氮素吸收積累量的影響

由表2可知，各施肥處理馬鈴薯各器官和單株吸氮量較CK均顯著增加。在相同施氮量下，各處理的植株總吸氮量較U均有增加，其中處理H-U吸氮量最高，達258.20 kg/hm²，且與U差異達顯著水平（Plt;0.05），具體表現為H-Ugt;Zn-Ugt;P-Ugt;C-Ugt;U，分別較U提高16.73%、11.77%、6.16%、6.11%；不同器官吸氮量不同，馬鈴薯莖稈吸氮量為Zn-Ugt;H-Ugt;Ugt;C-Ugt;P-U，其中處理Zn-U、H-U較U分別增加了8.34%、4.95%，處理C-U、P-U較U降低，但各處理與U均無顯著差異；葉吸氮量為Zn-Ugt;P-Ugt;C-Ugt;H-Ugt;U，Zn-U較U和H-U差異顯著且分別提高40.69%、35.33%，P-U、C-U、H-U較U差異不顯著；各處理根部吸氮量較U均降低，其中C-U較U差異顯著；塊莖吸氮量為H-Ugt;P-Ugt;C-Ugt;Zn-Ugt;U，較U分別提高了26.65%、8.68%、7.82%、7.18%，其中H-U與U差異顯著。

2.2"新型尿素對馬鈴薯各器官氮含量的影響

由圖1可知，不同類型尿素對馬鈴薯各器官氮含量均有增加。與CK相比，各處理莖稈氮含量均顯著大于CK，分別較CK增加了53.56%、69.70%、77.74%、48.28%，69.01%；葉片氮含量為P-Ugt;C-Ugt;Zn-U≈H-U≈Ugt;CK，其中處理P-U、C-U與CK差異顯著，較CK分別增加了31.00%、29.97%；各處理根氮含量較CK均有不同程度增加，但差異不顯著；塊莖氮含量為H-Ugt;P-Ugt;C-Ugt;Zn-Ugt;Ugt;CK，各處理均顯著大于CK，較CK分別增加了了53.04%、40.16%、38.72%、28.32%、25.44%。與U相比，處理P-U、H-U、C-U的莖稈氮含量較U分別增加了16.14%、24.18%，15.45%，處理Zn-U較U降低了5.28%，但各處理與U均未達顯著

差異（Plt;0.05）；葉片氮含量以P-U、C-U較高，較U增加了13.31%、12.42%，差異不顯著；根部氮含量以P-U、H-U較高，較U增加了5.22%、9.48%，差異不顯著；塊莖氮含量以H-U、P-U、C-U較高，Zn-U最低，分別較U增加了22.00%、13.65%、10.59%、2.30%，其中H-U與U差異顯著。

2.3"新型尿素對馬鈴薯產量及其構成因素的影響

由表3可知，各施肥處理的產量、單株結薯數、單株薯重較CK均增加，除處理U、P-U單株結薯數與CK差異不顯著，其余處理均與CK達顯著差異（Plt;0.05）；商品薯率較CK增加，但差異不顯著。相同施氮量下，單株結薯數除處理P-U外，其余處理均大于U，其中H-U、C-U較U顯著增加了14.25%、12.85%；單株薯重以H-U最大，與處理P-U、Zn-U、C-U和U均呈顯著差異，且較U增加了16.36%；商品薯率以H-U、Zn-U較高，但各施肥處理間無顯著性差異；產量以H-U最大、C-U次之、P-U最小，分別較U增加了17.63%、8.21%、3.00%，其中H-U與U差異顯著，同時與P-U、Zn-U、C-U也呈顯著差異。

2.4"新型尿素對氮肥利用率的影響

氮肥的吸收利用效果在一定程度上反映出了肥料的好壞，同時也反映出作物對肥料的吸收情況。肥料利用率的提高，不僅促進作物的生長發育，還能有效節約資源，減少農田污染。由表4可知，在氮的吸收利用上，處理P-U、H-U、Zn-U、C-U的氮肥利用率、氮肥偏生產力、氮肥農學效率和氮肥貢獻率均高于對照處理U，以處理H-U最高，較U分別提高了37.15%、17.63%、82.74%、54.69%，且差異顯著。此外，處理Zn-U的氮肥利用率較U顯著高26.11%，處理C-U的氮肥農學效率較U顯著高38.54%。

2.5"新型尿素對馬鈴薯經濟效益的影響

由表5可知，施氮處理的總產值均顯著高于CK，與CK相比，馬鈴薯產值增加6 330.99 ～12 260.90元/hm²，增幅達29.49%～57.12%；純收益較CK分別增加1 618.03元/hm²、2 258.79元/hm²、7 120.14元/hm²、3 529.72元/hm²、3 289.47元/hm²，增幅達8.76%～38.56%，其中處理H-U與CK達顯著差異（Plt;0.05）。相同施氮量下，馬鈴薯產值以H-U最大，P-U最小，較U分別增加了5 929.91元/hm²、715.6元/hm²，且均無顯著差異；純收益較U分別增加了640.52元/hm²、5 502.11元/hm²、1 911.69元/hm²、1 671.44元/hm²，增幅達3.19%～27.40%，其中處理H-U與U達顯著差異（Plt;0.05）。

3"討論及結論

氮素作為馬鈴薯生長所必需的營養元素之一，往往影響著植株整個生育時期的生長和產量的形成，其形態、供應水平和在植株體內的分配都嚴格影響著塊莖產量的形成[11，16]。選用合適的氮肥是作物增產和提高肥料利用率的必要手段，而新型肥料的施用有效減少農民生產成本的投入，增加作物產量，同時也降低農業環境的污染。李源[17]等研究表明，施用新型尿素均不同程度增加了棉花產量，增產幅度在3.78%～10.36%，以控失尿素增產效果最為明顯，其次為腐植酸尿素；李亞莉[18]等研究表明，聚能網尿素、腐殖酸尿素、控失尿素都顯著增加了哈密瓜干物質和產量，產量增加7.36%～10. 07%，其中腐殖酸尿素增產效果最好；

張愛華[19]等研究表明，各新型尿素顯著增加玉米地上部生物量和產量，對植株養分積累和氮肥利用率的提高效果顯著。在本試驗中，相對于普通尿素，除聚能網尿素略有降低馬鈴薯單株結薯數外，腐殖酸尿素、含鋅尿素、控失尿素等幾類新型尿素均提高馬鈴薯單株結薯數和單株薯重，從而增加產量，其中以腐植酸尿素效果最好，較對照增產17.63%且差異顯著，控失尿素次之，增產8.21%。這與前述研究結果相近。在商品薯率方面，本試驗中以大于150 g的塊莖為商品薯，故各施肥處理間商品薯率差異不顯著，以H-U、Zn-U表現較好，較U增加了6.85%、5.48%，這與李春琴[20]、趙欣楠[7]等研究結果一致。

從各肥料的氮素吸收效果來看，幾種新型尿素均提高了馬鈴薯各器官內的氮含量，其中腐植酸尿素在增加莖稈和塊莖中氮含量效果明顯，大于其它新型尿素和普通尿素，且較普通尿素增加顯著；聚能網尿素和控失尿素能有效促進馬鈴薯葉片中氮含量的增加，較對照差異顯著。同時，幾種新型尿素也相應提高了馬鈴薯氮肥利用率，以腐殖酸尿素效果最好，含鋅尿素次之，而氮肥農學效率以腐殖酸尿素和控失尿素效果較好。

郭曉彥等[21]人在水稻上的研究表明控失尿素、含鋅尿素有相對較高的氮肥利用率。另有研究表明腐植酸尿素和含鋅尿素能促進氮素在水稻體內的吸收和積累，從而提高了水稻氮肥的利用率，其中腐殖酸尿素的氮素表觀利用率高達59.2%[22]。大量研究表明，腐殖酸尿素延緩了氮素在土壤中的釋放，有效提高土壤脲酶活性和銨態氮含量，增加作物產量和氮素吸收量，從而提高肥料利用率[20，22～23]。有學者對玉米的研究表明，聚能網尿素增產效果最好，較其他尿素，有效增加了玉米百粒重、穗粒數等，在氮素吸收和肥料利用率上表現突出[24]，與本試驗結論不一致。這可能是因為作物種類不同，其養分需求規律，植物各器官分配比例不同造成的，也可能與土壤養分和田間管理等因素有關。因此，在農業生產中，肥料的選擇和施用應結合作物自身需肥規律、土壤養分和管理措施等綜合因素。綜合本試驗中馬鈴薯產量和肥料利用率來看，在陜北地區以腐殖酸尿素和控失尿素效果最優。

參考文獻：

[1]"宋紅梅，李廷亮，劉洋，等.我國近20年主要糧食作物產量、進出口及化肥投入變化特征[J].水土保持學報，2023，37（1）：332-339.

[2]"吳晨光，張冬明.不同施肥方式對水稻產量及肥料利用率的影響[J].熱帶農業科學，2023，43（9）：1-6.

[3]"杜昌文，周健民.控釋肥料的研制及其進展[J].土壤，2002（3）：127-133.

[4]"衛中華，張樹學，徐海林.農用化肥對環境的影響[J].北方環境，2002（1）：38-39.

[5]"李欠欠，李雨繁，高強，等.傳統和優化施氮對春玉米產量、氨揮發及氮平衡的影響[J].植物營養與肥料學報，2015，21（3）：571-579.

[6]"鄭春風，任偉，車軍，等.氮肥減量施用對冬小麥產量及經濟效益的影響[J].山西農業科學，2019，47（1）：56-60.

[7]"趙欣楠，楊君林，馮守疆.新型尿素在甘肅省馬鈴薯上的應用研究[J].甘肅農業科技，2017（7）：54-57.

[8]"陳陽陽. 中國新型肥料的研究進展及在馬鈴薯上的應用潛力[A]. 中國作物學會馬鈴薯專業委員會.馬鈴薯產業與脫貧攻堅（2018）[C].云南：中國作物學會馬鈴薯專業委員會，2018：5.

[9]"鄭貝貝，趙威，劉松濤，等.不同新型尿素與普通尿素減氮配施對夏玉米氮利用、產量及土壤氮平衡的影響[J].江蘇農業科學，2024，52（2）：90-97.

[10]"李志國，張潤花，陳防.控失尿素對水旱輪作下水稻產量和氮素利用效率的影響[J].中國土壤與肥料，2018（1）：23-27.

[11]"姚單君，張愛華，楊爽.新型氮肥對水稻產量養分積累及吸收利用的影響[J].西南農業學報，2018，31（10）：2 121-2 126.

[12]"李萬濤，王開勇，蘇繼霞.新型肥料對棉花產量及土壤物化性質的影響[J].水土保持學報，2018，32（4）：268-272.

[13]"岳克，馬雪，宋曉.新型氮肥及施氮量對玉米產量和氮素吸收利用的影響[J].中國土壤與肥料，2018（4）：75-81.

[14]"張懷杰，胡鐵軍，許熔熔.穩定性氮肥對甬優15經濟性狀和肥料利用率的影響[J].浙江農業科學，2024，65（3）：531-535.

[15]"洪瑜，趙營，王芳.控釋肥在寧夏灌淤土中的氮素釋放特征研究[J].中國土壤與肥料，2018（5）：64-69+114.

[16]"華玉晨，解國慶，范書華，等.氮肥減施對不同品種馬鈴薯生長發育的影響[J].中國馬鈴薯，2023，37（4）：329-337.

[17]"李源，張炎，哈麗哈什·依巴提.新型尿素對膜下滴灌棉花產量及氮肥利用率的影響[J].江蘇農業學報，2019，35（1）：85-90.

[18]"李亞莉，張炎，胡國智，等.新型尿素對新疆哈密瓜產量、品質及氮肥利用的影響[J].新疆農業科學，2018，55（10）：1 888-1 894.

[19]"張愛華，張欽，楊爽.新型尿素對玉米產量及養分積累、利用的影響[J].玉米科學，2018（1）：1-8.

[20]"李春琴，王永成，魏固寧，等.控釋尿素在寧南山區馬鈴薯生產上的應用[J].中國種業，2013（S1）：31-32.

[21]"郭曉彥，潘茲亮，張麗霞，等.施用新型尿素對豫南地區水稻產量及氮肥利用率的影響[J].湖北農業科學，2019，58（15）：19-21+131.

[22]"吳萍萍，李錄久，耿言安，等.不同新型肥料對江淮地區水稻生長及氮素吸收利用的影響[J].中國土壤與肥料，2019（3）：149-153.

[23]"王平，付戰勇，李絮花.腐植酸對土壤氮素轉化及氨揮發損失的影響[J].中國土壤與肥料，2018（4）：28-33.

[24]"莊振東，李絮花.腐植酸氮肥對玉米產量、氮肥利用及氮肥損失的影響[J].腐植酸，2018（4）：52.