夏玉米使用控释尿素节肥增效技术研究*

孙克刚，杨焕焕，和爱玲，杜 君，张运红，张 琨

(1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 河南郑州 450002；2.河南农业大学农学院 河南郑州 450002；3.河南省农业科学院小麦研究所 河南郑州 450002)

氮肥的施用对提高作物单产的贡献率达到40%以上，但损失率高达14%～45%，利用率却只有20%～40%[1- 5]。在玉米上施用氮肥的增产效果明显，但氮肥大量施用除了导致其利用率偏低外，还会造成严重的环境污染[6- 9]。目前在玉米的生产上，习惯采用尿素基施与追施相结合的方法，但随着劳动力成本的增加、农村劳动力的转移以及种植业机械化程度的提高，都需要农作物栽培方式的简化配施技术。控释氮肥因其具有养分释放速率与作物吸收同步的特点，可以提高氮肥利用率，降低农业面源污染面积，成为近年来研究的热点[10- 13]。为此开展了玉米生产中施用控释尿素的试验，以期通过控释肥料的一次性施用解决多次施肥带来的劳动强度问题。

1 材料与方法

1.1 供试作物和地点

试验安排在河南省驻马店市西平县盆尧镇于营村，地力为中低水平的砂姜黑土，小区面积低肥力点为48 m2，中等肥力点为30 m2。供试玉米品种均为郑单958，播种量为5 000株/亩(1亩=666.67 m2，下同)，播种日期6月10日。种植前采取耕作层土壤(0～20 cm)进行基础土样分析，供试土壤理化性状如表1所示。

表1 供试土壤理化性状

地点pH有机质/(g·kg-1)碱解氮/(mg·kg-1)速效磷/(mg·kg-1)速效钾/(mg·kg-1)有效硫/(mg·kg-1)于营村6.48.985.312.956.416.8农场6.39.186.711.457.315.6

1.2 试验方法

1.2.1 试验材料

试验肥料：普通尿素，w(N)为44.6%；过磷酸钙，w(P2O5)为12%；氯化钾，w(K2O)为60%；可降解树脂包膜控释尿素，w(N)为44%，山东农科院。

1.2.2 试验设计

试验共设5个处理，分别为：PK，只施磷钾肥；FP，习惯施肥；OPT，优化施肥；100%CRF，与OPT处理等氮量，氮来自控释尿素，磷钾肥施用量相同，所有的肥料一次性底施；80%CRF，与OPT处理相比减少20%氮用量，氮来自控释尿素，磷钾肥施用量相同，所有的肥料一次性底施。OPT是根据当地测土配方以及往年的试验数据确定各养分的投入量以及基追比；FP处理和OPT处理的尿素按质量比4∶6分别在苗期和拔节期施用；各处理的氮肥投入量依次为0、225、180、180和144 kg/hm2，磷肥投入量均为90 kg/hm2，钾肥投入量均为120 kg/hm2。

1.2.3 测定项目及方法

(1) 玉米产量：玉米成熟期每个小区实收样品脱粒测产，产量以风干质量表示。

(2) 土壤氮肥利用率：每个试验地块随机取3组植物样，每组5株；测定植株样品鲜质量，然后置于烘箱中于105 ℃下杀青30 min，60 ℃恒温烘干，烘干后称其质量并将其磨碎过筛；植株全氮含量采用浓硫酸-双氧水联合消煮、凯氏定氮法测定，采用多重比较(LSD法)进行差异显著性检验，并根据测定结果按式(1)计算氮肥利用率。

氮肥利用率=(施氮区籽粒吸氮量-不施氮区籽粒吸氮量)/施氮量

(1)

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米产量的影响

如表2所示：与PK处理相比，不同施氮处理的玉米产量都有不同程度的提高，增产幅度分别在26.1%～41.8%(低肥力点)以及19.4%～39.6%(中等肥力点)，且与PK处理达显著性差异，说明施用氮素可以提高玉米产量；低肥力点和中等肥力点产量最高的均为100%CRF处理，产量分别为8 803.5 kg/hm2和9 137.0 kg/hm2，其次均为OPT处理，产量分别为8 712.0 kg/hm2和8 847.5 kg/hm2，都与FP处理达显著性差异，增产幅度为7.0%～16.9%，说明控释尿素全部基施和优化施肥处理的效果在提高产量方面均优于习惯施肥；与100%CRF处理相比，80%CRF处理在低肥力点减产4.9%，中等肥力点减产7.0%，达到显著性差异，说明减氮20%时，玉米产量显著下降；与FP处理相比，80%CRF处理分别增产7.0%和8.7%，说明与习惯施肥相比，虽然氮肥用量减少了20%，但仍可提高玉米产量。

表2 不同施肥处理对玉米产量的影响

试验点处理亩穗数/个穗粒数/粒百粒重/g实际产量/(kg·hm-2)低肥力点PK5 000408.024.96 210.0 dFP5 000444.427.27 831.5 cOPT5 000462.630.18 712.0 a100%CRF5 000471.730.78 803.5 a80%CRF5 000455.629.68 376.0 b中等肥力点PK5 000400.026.66 546.0 eFP5 000451.128.07 815.5 dOPT5 000471.830.28 847.5 b100%CRF5 000475.630.39 137.0 a80%CRF5 000452.729.58 496.0 c

2.2 不同处理对土壤氮肥利用率的影响

如表3所示，在低肥力点，各施氮处理的地上部植株吸氮量最高的为100%CRF处理，达到209.6 kg/hm2；氮肥利用率为26.4%～47.4%，氮肥利用率最高为80%CRF处理，最低为FP处理。在中等肥力点，各施氮处理的地上部植株吸氮量最高的为100%CRF处理，达到193.3 kg/hm2；氮肥利用率为27.4%～48.0%，氮肥利用率最高的为80%CRF处理，最低的为FP处理。2个试验点其他各施氮处理与FP处理相比均达到显著性差异，说明优化施肥和施用控释氮肥处理在提高氮肥利用率方面均优于习惯施肥。与OPT处理相比，100%CRF处理的氮肥利用率分别提高了2.6%(低肥力点)和6.2%(中等肥力点)，说明等氮量时，施用控释肥对提高氮肥利用率的效果较好。与100%CRF处理相比，80%CRF处理的氮肥利用率分别提高了3.0%(低肥力点)和1.8%(中等肥力点)。

表3 不同处理对土壤氮肥利用率的影响

试验点处理籽粒含氮量/(kg·hm-2)秸秆含氮量/(kg·hm-2)地上部植株吸氮量/(kg·hm-2)氮肥利用率/%低肥力点PK97.533.0129.6 eFP139.549.5188.9 d26.4 dOPT159.046.5204.8 b41.8 c100%CRF162.046.5209.6 a44.4 b80%CRF150.048.0197.9 c47.4 a中等肥力点PK93.416.8110.2 dFP127.144.7171.9 c27.4 cOPT143.938.2182.1 b40.0 b100%CRF152.041.4193.3 a46.2 a80%CRF139.939.4179.2 b48.0 a

3 结语

将缓控释肥应用于大田作物是解决当前肥料利用率低的重要途径之一，欧美等国早就将其应用于水稻、马铃薯等大田作物上[14- 15]。我国缓控释肥的应用时间较短，是当前的研究热点。通过玉米生产中施用控释尿素的试验，在优化施肥的基础上确定了最佳施氮量，从而确定了控释肥的最佳施用量，在2个不同肥力点上不仅提高了氮肥利用率，而且提高了玉米产量。由于缓控释肥价格昂贵，用于大田作物中较难接受，但通过试验证明控释尿素在减少20%施氮量的情况下的玉米产量仍高于习惯施肥处理，而且减少了施肥次数，因此该技术值得推广应用。