不同类型缓释肥料对春玉米产量的影响

任先顺　李同花　焦卫平　王子浩　孙鹰翔

摘要    通过田间试验，研究添加不同抑制剂类型及含量的稳定性肥料对春玉米产量和土壤速效氮的影响。结果表明，与普通肥料相比，加入抑制剂的肥料玉米产量提高，陕西区域产量增幅0.5%～8.6%，甘肃区域增产6.83%～32.48%，各处理间差异显著，均实现全生育期一次性施肥。加入抑制剂后，土壤氮素释放变慢，在拔节期铵态氮、硝态氮释放达到高峰，随后呈下降趋势，土壤中氮素释放天数累计在60 d左右。因此，综合氮素释放、玉米产量、肥料成本等，以单独添加DMPP的处理效果最佳。

关键词    缓释肥料;春玉米;土壤速效氮;产量

中图分类号    S513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）02-0008-02                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）

玉米作为我国主要粮食作物之一，其生产对保障国家粮食安全意义重大[1]。春玉米生育期内吸肥能力强，需肥量大，产量高。西北地区中高产田一般在播前、六叶期、吐丝期施用3次肥料[2]。但在实际生产中，可能受到成本及天气变化的影响，玉米后期追肥困难。此外，玉米生长期高温多雨，氮肥淋失现象较严重，对环境造成污染[3]。

缓控释肥料通过添加脲酶抑制剂或（和）硝化抑制剂，调节土壤脲酶及硝化细菌活性，有效保证土壤的氮素供应，使其养分释放与作物生育期养分需求同步[4-5]，实现氮素长效供应管理。目前，在玉米上应用缓控释肥料的研究主要针对氮素配比[6];对于不同类型抑制剂及其添加量的综合研究较少。本文针对西北区域春玉米开展田间试验，探讨在西北碱性土壤下不同种类抑制剂及其添加量对肥料的缓释效果，以期为该类肥料大面积应用于玉米上提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验于2017年在甘肃河西石羊河流域武威黄羊镇黄羊农场（简称：武威）和西北农林科技大学杨凌试验基地（简称：杨凌）进行。武威试验地土壤为荒漠灌淤土，杨凌试验地土壤属石灰性土壤，耕层0～30 cm土壤理化性状见表1。

1.2    试验材料

武威种植玉米品种先玉335，按当地常规宽窄行模式种植，即宽行65 cm，窄行40 cm，地膜覆盖;杨凌种植玉米品种陕单609，种植行距为40 cm，株距为30 cm。

1.3    试验设计

试验设8个处理，分别为CK0（不施肥）、CK（普通肥）、M30（添加DMPP）、M60（添加DMPP）、N30（添加NBPT）、N60（添加NBPT）、DN60（添加DCD和NBPT）、MN60（添加DMPP和NBPT）。3次重复，完全随机排列。除不施肥处理外，其余各处理氮、磷、钾养分用量均一致，各处理肥料用量均为900 kg/hm2。

1.4    测定项目与方法

1.4.1    土壤样品采集与测定。播种后间隔30 d取样，共取5次，采用五点取样法用土钻取0～20 cm土层土样，置于 -40 ℃冰箱内保存，后期统一进行土样处理测定。土壤硝态氮含量利用紫外分光光度进行比色分析测定，铵态氮含量利用MgO-滴定氮蒸馏法进行测定。

1.4.2    SPAD值测定。用叶绿素仪（SPAD-502）测定玉米棒三叶（果穗叶及其上下叶）的叶绿素含量，分别测定叶片基部、中部、尾部，取其平均值。

1.5    统计分析方法

试验数据采用Microsoft Excel 2010 进行统计分析，用SPSS 20进行方差分析及显著性分析。

2    结果与分析

2.1    不同类型缓释肥料对春玉米SPAD值的影响

生产上常利用叶片SPAD值评价作物氮营养状况，而玉米“棒三叶”的叶面积最大、功能期最长，对雌穗的生长发育及产量形成起着重要作用。由图1可知，添加抑制剂处理，棒三叶SPAD值均高于普通肥（CK）处理，表明缓释肥料在玉米灌浆期能持续释放氮素，使其叶绿素含量保持在较高水平。

2.2    不同类型缓释肥料在土壤中的氮素释放特征分析

由图2可知，因抑制剂种类及添加量不同，肥料的氮素释放速率不同，造成土壤中NO3--N释放峰值各有差异。不同处理土壤中NO3--N含量在玉米播后约30 d出现峰值，范围为220.16～470.33 mg/kg。随后30～60 d内，各处理土壤中NO3--N含量下降速度较快;播种后60 d到成熟期，土壤中NO3--N含量下降趋势较缓慢。

与普通肥处理相比，加入抑制剂处理NH4+-N含量均有一定提高。在玉米播种后约30 d NH4+-N含量出现峰值，范围为65.30～195.22 mg/kg，其中处理M60、DN60、MN60 NH4+-N含量较高，表明肥料中添加一定量的硝化（或（和）脲酶）抑制剂后，抑制了土壤中亚硝酸细菌对铵态氮的硝化作用。

2.3    不同类型缓释肥料对春玉米产量的影响

由表2可知，与普通肥（CK）相比，添加抑制剂的各处理产量均有一定提高，表明添加一定量的抑制剂提高了肥料利用率。其中，添加抑制剂的缓释肥料相比，处理M60、MN60增产幅度最高，达到20%左右。

3    结论与讨论

缓控释肥可以延缓或控制养分的释放，施用缓控释肥料可以提高作物的氮肥利用率。添加抑制剂处理各时期玉米“棒三叶”叶绿素含量高于普通肥处理，说明添加抑制剂处理在玉米整个生育期能持续提供养分，促进植株对养分的吸收，提高籽粒养分积累[7]。本研究结果表明，添加抑制剂处理的“棒三叶”SPAD值均高于普通肥处理，表明缓释肥料在玉米灌浆期能持续释放氮素，为植物提供养分，使其叶绿素含量仍能保持在较高的水平。

缓控释肥料通过延缓养分释放，可使作物的氮肥需求和养分供应同步。有研究[8-9]表明，施用缓释肥后，土壤NO3--N含量在玉米拔节期含量最高，随着生育期的推移呈现下降趋势。本试验中，玉米播种后30 d（拔节期），添加抑制剂处理NO3--N含量出现释放高峰，随后缓慢下降，延长氮素在土壤中的释放时间，表明硝化抑制剂的加入可延缓铵态氮向硝态氮的转化，进而减少氮的挥发损失，提高肥料利用率。

玉米产量受多种因素影响，前人研究表明，缓控释肥料在玉米上的一次性施用和分次施用，产量没有差异或略有提高[10]。有研究表明，在小麦[11]、玉米[12]上施用缓释肥料，可提高其产量。本试验中，一次施用缓释肥料，玉米产量有一定提高，与普通肥料相比，陕西区域玉米增产幅度0.5%～8.6%，甘肃区域增产幅度6.83%～32.48%，其中两地区均是单独添加DMPP及添加DMPP和NBPT的处理增产幅度最高。

综上所述，加入抑制剂后，铵态氮向硝态氮转化速度变慢，在玉米拔节期氮素释放达到高峰，其后随着时间延长，释放速度变慢，土壤中氮素累计释放达60 d，并且各处理玉米产量均有提高。综合考虑氮素释放、玉米产量、肥料成本等，以单独添加DMPP的处理效果最佳。

4    参考文献

[1] 李少昆，赵久然，董树亭，等.中国玉米栽培研究进展与展望[J].中国农业科学，2017，50（11）：1941-1959.

[2] 刘建亮.旱地高产高效玉米栽培体系水氮管理及调控[D].杨凌：西北农林科技大学，2014.

[3] 王宜伦，李潮海，王瑾，等.缓/控释肥在玉米生产中的应用与展望[J].中国农学通报，2009，25（24）：254-257.

[4] 樊小林，劉芳，廖照源，等.我国控释肥料研究的现状和展望[J].植物营养与肥料学报，2009，15（2）：463-473.

[5] 李燕婷，李秀英，赵秉强，等.缓释复混肥料对玉米产量和土壤硝态氮淋失累积效应的影响 [J].中国土壤与肥料，2008（5）：45-48.

[6] 赵斌，董树亭，王空军，等.控释肥对夏玉米产量及田间氨挥发和氮素利用率的影响[J].应用生态学报，2009，20（11）：2678-2684.

[7] 李前，秦裕波，孔丽丽，等.不同类型的缓-控释肥对玉米氮素吸收及土壤速效氮的影响[J].玉米科学，2017（4）：123-128.

[8] 赵营，赵天成，王世荣.缓/控释肥在土壤中的氮素释放特征及其对春玉米氮吸收的影响[J].中国农学通报，2015，31（17）：163-168.

[9] 朱宝国.控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮含量及产量的影响[J].中国农学通报，2014，30（6）：220-223.

[10] 于淑芳，杨力，张民，等.控释肥对小麦玉米生物学性状和土壤硝酸盐积累的影响[J].农业环境科学学报，2010，29（1）：128-133.

[11] 卢艳丽，白由路，王磊，等.华北小麦-玉米轮作区缓控释肥应用效果分析[J].植物营养与肥料学报，2011，17（1）：209-215.

[12] 朱红英，董树亭，胡昌浩.不同控释肥料对玉米产量及产量性状影响的研究[J].玉米科学，2003，11（4）：86-89.