新型尿素对小麦产量和氮肥利用率的应用效果研究

邢素丽，李孝兰，杨军芳*，刘 枫，黄少辉，贾良良，刘孟朝

（1.河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北 石家庄 050051；2.河北省黄骅市农业局，河北 黄骅 061100）

尿素是我国主要氮肥品种。在一定条件下，可向尿素中添加锌、锰等植物生长所必需的微量元素[1～3]，制成尿素-锌、尿素-锰等单元微肥络合肥。而单元微肥络合肥中的微量元素是脲酶的无机抑制剂，施入土壤后可抑制肥料颗粒周围土壤脲酶的活性，降低尿素转化为铵或氨的速率，减少硝态氮的渗漏及氮素的挥发，有利于土壤吸附和作物吸收，显著提高氮肥利用率[4～7]。粒状尿素也可以脂蜡、硫为包膜制成包衣尿素，或与腐殖酸络合制成腐殖酸-尿素等多种新型尿素[8]。这些新型尿素中的氮素转化速度较普通尿素慢，弥补了传统速效肥料养分释放过于集中的缺点，是一种肥效持久的缓效肥料[9]，与施用传统速效肥料相比用量减少10%～40%、氮肥利用率提高10%～30%[10～15]。以不施氮肥和3个施用普通尿素的处理为对照，研究了3种新型尿素在小麦上的施用效果，以期筛选出较为理想的新型尿素种类，为新型肥料的生产及其在小麦生产上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在华北北部太行山山前平原小麦-玉米轮作典型代表区域的石家庄市藁城区马庄试验站进行。研究区地理位置为北纬 37°55.37′、东经 114°46.86′；气候类型属暖温带半湿润气候，年均降水量498 mm，年均日照时数2 711 h，年均气温12.5℃，年≥10℃积温4 560℃，无霜期189 d；土壤类型为石灰性褐土，容重1.32 g/cm3，pH值8.1，耕层（0～20 cm） 土壤基础养分含量为有机质14.1 g/kg、碱解氮82.3 mg/kg、有效磷25.5mg/kg、速效钾137mg/kg、有效锌2.1mg/kg、有效锰14.5 mg/kg、有效硼0.98 mg/kg。

1.2 试验材料

参试小麦品种为石新828。

新型尿素种类有控失尿素（N含量43.2%）、含锌尿素（N含量45.3%，Zn含量1.61%） 和含锰尿素（N含量44%，Mn含量2%），均由河南心连心化肥有限公司生产；常规肥料有普通尿素（N含量46.4%）、重过磷酸钙（P2O5含量44%）、氯化钾（K2O含量60%）、农用硫酸锌（Zn含量22.42%） 和农用硫酸锰（Mn含量31.86%）。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验设7个施肥处理（表1），其中，磷肥、钾肥、农用硫酸锌和农用硫酸锰均一次性底施，氮肥分2次施入（50%底施，50%在拔节期追施）。小区面积34 m2，3次重复，随机区组排列。小麦2015年10月13日播种，2016年6月12日收获，其他管理同大田常规。

1.3.2 测定项目与方法 播种前，采用五点取样法采集耕层土样，测定土壤pH值，以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中，pH值测定采用pH计法，有机质含量测定采用重铬酸钾容量法，碱解氮含量测定采用扩散法，速效磷含量测定采用钼锑抗比色法，速效钾含量测定采用火焰光度计法[16，17]。

表1 不同处理的施肥量（kg/hm2）Table 1 Design of fertilization rate

收获前，每小区随机选取1 m双行样段，采集小麦植株样品，测定茎秆和籽粒的干重及全N含量，室内考种测定穗数、穗粒数和千粒重；全区实收计产[7]。

1.3.3 数据统计与分析 利用Excel和DPS软件对数据进行统计和分析，采用新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 新型尿素对小麦产量的影响

产量是评价肥料施用效果的重要指标[18]。施氮处理的小麦产量均显著＞CK1（表1），表明施用氮肥能够明显提高小麦产量。

不同种类新型尿素处理的产量差异均不显著，其中，含锰尿素处理产量最高，除较CK2增产（10.4%）显著外，与其他施氮对照处理差异均不显著；而其他2个新型尿素处理与各施氮对照处理差异均不显著。相同施肥量条件下，与对照相比，小麦产量均以新型尿素处理较高，但差异均不显著。可以看出，相同施肥量条件下，施用新型尿素有利于提高小麦产量；但不同新型尿素的产量基本相当，其中，施用含锰尿素效果较好，较普通尿素处理增产明显。

表2 新型尿素对小麦产量的影响Table 2 The effect of new types of urea on the yield of winter wheat

2.2 新型尿素对小麦产量构成的影响

施氮处理的小麦单位面积穗数均显著＞CK1，但不同施氮处理之间差异均不显著（表2），表明施用氮肥能够明显提高小麦群体穗数，但不同新型尿素的施肥效果及其与普通尿素各对照处理的施肥效果差异均不明显。新型尿素中，含锰尿素处理单位面积穗数最多，较CK2增加了5.0%；控失尿素处理指标值最低。

所有处理的小麦穗粒数差异均不显著，表明是否施用氮肥以及氮肥种类对穗粒数影响不大。

施氮处理的小麦千粒重均＜CK1，除控失尿素处理外，其他施氮处理与CK1差异均达到了显著水平。CK1的千粒重较高，原因可能与其单位面积穗数和穗粒数均较少，而土壤基础地力较高，使得籽粒养分供应较为充足有关。不同施氮处理的千粒重差异均不显著，其中，控失尿素处理千粒重最大，较CK2增加了5.7%。

可以看出，不同新型尿素对小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重的影响均不明显，且施肥效果与施用普通尿素各对照处理均基本相当，但与CK2相比，施用含锰尿素有利于提高小麦单位面积穗数，施用控失尿素有利于提高小麦千粒重，且2个指标均较CK2增幅达5%以上。3种新型尿素中，控失尿素处理的单位面积穗数最少、千粒重最大，主要与其前期养分释放较缓慢[19]不利于形成较大的小麦群体、后期养分供应充足有利于灌浆期粒重增加有关。

表3 新型尿素对小麦产量构成的影响Table 3 The effect of new types urea on yield components of wheat

2.3 新型尿素对氮素吸收和氮肥利用率的影响

施氮处理的小麦氮素吸收量均显著＞CK1，但不同施氮处理之间差异均不显著（表3），表明施用氮肥能够明显促进小麦对氮素的吸收，但新型尿素的施肥效果与普通尿素各对照处理差异并不明显。其中，控失尿素处理的小麦氮素吸收量最多。

控失尿素处理的小麦氮素利用率最高，显著＞含锰尿素外的其他处理，其中，较CK2提高了6个百分点，增幅达20.2%。而其他处理之间指标值差异均不显著。

可以看出，施用新型尿素的氮肥吸收量与施用普通尿素各对照处理均基本相当，但不同新型尿素的氮素利用率有所差异，其中，施用控失尿素效果较好，该处理下氮素吸收量和氮肥利用率均达到了最高，且氮素利用率显著高于含锰尿素除外的其他处理。

表4 新型尿素对小麦氮素吸收和氮肥利用率的影响Table 4 The effects of new types of urea on of wheat N absorption and N use efficiency

3 结论与讨论

与普通尿素处理相比，施用新型尿素均能提高小麦产量，其中，施用含锰尿素增产效果最好，其产量显著高于普通尿素处理，这与锰是小麦生长中较为敏感的营养元素[20，21]有关。而其他2种新型尿素虽然产量高于同等施肥量条件下的普通尿素＋微肥处理，但效果并不明显。

本研究条件下，施用新型尿素处理的小麦单位面积穗数、穗粒数、千粒重和氮素吸收量与普通尿素各对照处理均无显著差异。但值得注意的是，与普通尿素处理相比，施用含锰尿素有利于增加小麦单位面积穗数，施用控失尿素有利于提高小麦千粒重，2个指标虽然差异均未达到显著水平，但增幅均超过了5%。

施用控失尿素较施用普通尿素能显著提高小麦氮肥利用率，增幅达20.2%；而其他2种新型尿素的氮肥利用率与施用普通尿素的各对照相比差异均不显著。

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