冬小麥控釋尿素與普通尿素的最佳配比研究

李 偉, 李絮花, 董 靜， 林治安

(1 土肥資源高效利用國家工程實驗室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018; 2 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081)

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院試驗基地進行，屬于半濕潤溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量697 mm。供試土壤為棕壤，耕層土壤全氮0.79 g/kg，有效磷16.87 mg/kg，有效鉀114.56 mg/kg，有機質(zhì)14.59 g/kg，pH 7.2。

氮素單因素試驗，設(shè)CK1(不施氮肥處理)，CK2(N 225 kg/hm2，即100%普通尿素，為大田小麥常規(guī)用量所施純氮量)，CRU1(等氮量10%控釋尿素+90%普通尿素，控氮比10%)，CRU2(等氮量30%控釋尿素+70%普通尿素，控氮比30%)，CRU3(等氮量50%控釋尿素+50%普通尿素，控氮比50%)，CRU4(等氮量100%控釋尿素)6個處理。供試水溶性聚合物包膜控釋尿素(CRU)由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供, 控釋期60 d，含氮量44.5%，普通尿素含氮量為46%。每個處理磷鉀肥用量相同，分別為P2O575 kg/hm2, K2O 120 kg/hm2。小區(qū)面積2.4 m×10 m，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。小麥供試品種為濟麥22，種植密度180×104plant/hm2。2010年試驗于10月8日播種，2011年6月14日收獲，供試磷鉀肥基施，氮肥分為基施和追施，播種前施入氮肥總量的30%，返青—拔節(jié)期追施剩余70%，田間管理同普通小麥。

1.2 測定項目與方法

于小麥開花期開始取樣，每隔7 d取一次，每處理取3片旗葉，葉綠素含量測定用分光光度法[10]，收獲時，每小區(qū)隨機選取5 m雙行，將植株全部收獲，風(fēng)干后脫粒稱量，并計算籽粒產(chǎn)量，3次重復(fù)。

參照Moll等[11]的方法，氮積累總量(g/plant)=植株含氮量(%)×生物量; 氮收獲指數(shù)(%)=籽粒氮積累總量/植株氮積累總量。

氮肥農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)=(施氮區(qū)作物產(chǎn)量-對照區(qū)作物產(chǎn)量)/施氮量; 氮肥利用效率(%)=(施氮區(qū)作物地上部吸氮量-對照區(qū)作物地上部吸氮量)/施氮量×100; 增產(chǎn)幅度(%)=(施氮區(qū)作物籽粒產(chǎn)量-對照區(qū)作物籽粒產(chǎn)量)/對照區(qū)作物籽粒產(chǎn)量×100; 控釋肥貢獻率(%)=(控釋肥處理作物籽粒產(chǎn)量-常規(guī)施肥作物籽粒產(chǎn)量)/常規(guī)施肥作物籽粒產(chǎn)量×100[12-13]

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和作圖，DPS 7.05統(tǒng)計軟件進行方差分析和最小顯著極差法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 控釋尿素比例對花后小麥旗葉葉綠素a含量的影響

圖1 小麥開花后不同處理旗葉葉綠素a含量變化Fig.1 Changes of the chlorophyll a content in wheat flag leaves after the anthesis under different treatments

圖2 小麥花后不同處理旗葉凈光合速率變化Fig.2 The net photosynthetic rate in wheat flag leaves after the anthesis under different treatments

2.2 控釋尿素比例對花后小麥旗葉光合速率的影響

2.3 控釋尿素比例對小麥不同時期分蘗狀況的影響

由表1看出，自返青期至收獲期，小麥總莖數(shù)隨控氮比的增加先增加后降低，50%控氮比處理(CRU3)的最高。冬前不施肥處理CK1總莖數(shù)最少，普通尿素處理CK2與10%控氮比(CRU1)處理的較高，顯著高于100%CRU處理(CRU4); 在返青期和拔節(jié)期，CRU3和CRU4處理總莖數(shù)顯著高于其它處理; 在開花期和成熟期，CRU3處理的總莖數(shù)最多，與其它處理的差異顯著。

2.4 控釋尿素比例對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

表1 不同生育期小麥各處理總莖數(shù) (×105/hm2)

表2 不同處理小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子

2.5 控釋尿素比例對小麥氮肥利用率的影響

施用氮肥可顯著提高小麥的氮素積累(表3)。

表3 不同處理小麥氮素積累及氮肥利用率

2.6 控釋尿素比例對小麥經(jīng)濟效益的影響

由表4看出，控氮比增加加大了農(nóng)民對肥料生產(chǎn)資料的投入，但由于產(chǎn)量的增加使凈收入也有所增加。與普通尿素處理CK2相比，CRU1、 CRU2、 CRU3以及CRU4處理的氮肥成本分別增加了20.25、 60.75、 101.25和202.5 yuan/hm2，凈收入分別增加了86.7、 1634.0、 2587.2和2010.2 yuan/hm2，以CRU3處理的最高，其次為CRU4處理。在控氮量大于30%的條件下，濟麥22都可以達到很好的增收效果。

表4 不同處理下小麥的經(jīng)濟效益分析

3 討論

小麥的分蘗直接影響著產(chǎn)量的建成，本試驗50%控氮比處理的分蘗數(shù)自返青期始，各個時期都保持了較高水平，保證了小麥的高產(chǎn)。這應(yīng)該與50%控氮比處理能夠更合理地發(fā)揮普通尿素與控釋尿素的優(yōu)點，協(xié)調(diào)了小麥生育期的養(yǎng)分需求有關(guān)。

氮素是限制植物生長和形成產(chǎn)量的首要因子[15]。氮素對作物葉片葉綠素含量有很大影響，葉綠素含量直接影響作物的光合作用與干物質(zhì)積累[16]，高產(chǎn)品種籽粒產(chǎn)量主要來源于生育后期葉片制造的光合產(chǎn)物[17]。小麥旗葉葉綠素含量與凈光合速率與小麥產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)[18]，增施氮肥能提高葉片葉綠素含量，延緩葉綠素的降解，使綠葉面積持續(xù)期延長[19]。在一定氮肥施用水平內(nèi)，小麥凈光合速率的平均值和峰值隨著施氮水平的提高而增加[20]。本研究表明，施用氮肥明顯提高了小麥旗葉的葉綠素a含量與凈光合速率。進入生殖生長階段，不施氮肥處理、 普通尿素處理以及10%控氮比處理的葉綠素a含量都隨生育進程的推進降低，而控氮肥比例在30%以上的處理則呈現(xiàn)出先升高后降低又升高再降低的雙峰變化趨勢，與控釋肥的氮素控釋密切相關(guān)。雖然所有處理的凈光合速率隨生育進程的推進而下降，各生育時期50%控氮比處理的最高。

氮肥利用率和農(nóng)學(xué)利用率反映作物對土壤中肥料的吸收與利用效果[21-22]，氮肥類型對肥料利用率有顯著影響[23]。本試驗中，控氮比大于30%的施肥處理(CRU3、 CRU4)的氮肥利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效率平均分別為64.3%和19.1%，明顯高于普通尿素處理的，說明合適的控釋配施比例能提高小麥后期的氮素供應(yīng)，進而提高旗葉的葉綠素含量和凈光合速率，促進小麥灌漿后期體內(nèi)氮素的吸收與同化，增加小麥的氮素積累量。

衣文平等[8]研究表明，在包膜控釋尿素占總氮量40%的條件下，小麥經(jīng)濟效益提高984.3 yuan/hm2。本研究表明，控氮量大于30%時都能夠提高小麥的經(jīng)濟效益，以50%控氮比處理的最高，較普通尿素處理增加2587.23 yuan/hm2，而10%控氮比處理對小麥經(jīng)濟效益的提高不明顯。

4 結(jié)論

根據(jù)濟麥22的生長特點，選用控釋期60 d的控釋尿素與普通尿素配合施用(基追比3 ∶7)，當控釋肥比例為50%時，小麥分蘗數(shù)、 葉片葉綠素a含量和凈光合速率在小麥各生育期都較高，籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟效益最高。因此，可作為該生產(chǎn)條件下小麥氮肥施用的重要措施推廣。

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再次，建立健全存貨內(nèi)部控制管理制度，確保采購、驗收、入庫、保管、出庫等各個環(huán)節(jié)都有嚴格審批手續(xù)和監(jiān)督控制措施，明確規(guī)定各崗位的職責(zé)。

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