腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥利用及氮肥損失的影響

莊振東，李絮花

（土壤資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥利用及氮肥損失的影響

莊振東，李絮花*

（土壤資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

【目的】通過研究新型腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥吸收利用和分配及氮肥在土壤中分布以及損失的影響，為促進(jìn)新型肥料的應(yīng)用，減少環(huán)境污染，提高作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。【方法】采用固定裝置，應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行田間試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè) 4 個(gè)處理：CK1（不施氮肥）、CK2（普通尿素 N 225 kg/hm2）、HA1（脲基活化腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2）、HA2（常規(guī)摻混腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2）。采集玉米播種前、施肥前和收獲后0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 土壤樣品，采用靜態(tài)箱體內(nèi)置硼酸吸收池法測定氨揮發(fā)，氧化亞氮通過靜態(tài)箱體收集、真空瓶貯存后氣相色譜儀測定。玉米成熟后采集地上部植株樣品，將營養(yǎng)器官與籽粒分離，計(jì)產(chǎn)并測定產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)?！窘Y(jié)果】籽粒中氮素 34.6%～36.2% 來自肥料，營養(yǎng)器官中氮素 14.6%～17.4% 來自肥料。CK2、HA1 和 HA2 處理的氮肥利用率分別為 25.1%、30.9%、28.5%，氮肥損失率分別為 38.1%、19.8%、27.2%。與 CK2 相比：1）施用 HA1 能提高玉米產(chǎn)量；2）HA1 和 HA2 處理的氮素吸收總量分別增加 25.8 和 16.3 kg/hm2，氮肥利用率分別提高 5.8 個(gè)百分點(diǎn)和 3.4 個(gè)百分點(diǎn)，氮肥損失率分別減少 18.3 個(gè)百分點(diǎn)和 10.9 個(gè)百分點(diǎn)；3）HA1 和 HA2 處理 0—60 cm 土壤氮素殘留率分別增加 12.5 個(gè)百分點(diǎn)和 7.5 個(gè)百分點(diǎn)；4）施用腐植酸氮肥明顯提高 0—20、20—40 cm 土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量?！窘Y(jié)論】腐植酸氮肥能顯著提高玉米產(chǎn)量和氮肥利用率，促進(jìn)玉米對土壤氮素的吸收利用，顯著增加 0—20 cm 土壤氮素殘留量和 0—40 cm 土壤無機(jī)態(tài)氮含量，減緩氮素向深層土壤遷移，從而減少淋溶損失。腐植酸氮肥能改善氮素在土壤中的分布，滿足作物根系需肥特性；腐植酸氮肥能顯著降低氧化亞氮產(chǎn)生量和其它途徑的氮素?fù)p失，從而減少氮素?fù)p失量。其中，脲基活化腐植酸氮肥作用效果更加明顯。

腐植酸；氮肥；利用率；殘留；氮肥損失

氮是作物生長的必需營養(yǎng)元素之一，施用氮肥能促進(jìn)作物的生長發(fā)育、提高作物產(chǎn)量，但目前我國氮肥利用率約為 30%～35%，北方地區(qū)小麥、玉米種植區(qū)域氮肥損失量在 20%～55%，高施肥區(qū)氮肥損失率在 50% 左右［1-4］，在稻田中氮肥損失量可達(dá)到 50% 甚至更多［5-7］。據(jù) 2014～2019年中國氮肥產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及發(fā)展趨勢研究報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，我國氮肥施用量占全球的 1/3，氮肥施用量大且氮肥利用率偏低帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，因此對農(nóng)田系統(tǒng)中氮肥的去向研究受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注［8-12］。應(yīng)用差值法研究氮肥吸收利用其相應(yīng)的數(shù)值變幅較大，因?yàn)橹挥惺┑魑镂盏耐寥赖康扔诓皇┑魑镂盏牡坎拍芊从吵龇柿鲜┤胪寥乐械牡世眯?，另外傳統(tǒng)方法測定的氮肥在土壤中的分布難以真實(shí)反映氮肥的當(dāng)季肥料的分布特點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，15N 示蹤技術(shù)逐漸被應(yīng)用于氮素吸收利用及去向的研究，并且取得了突破性的進(jìn)展［13-17］。當(dāng)前，我國肥料利用率仍然沒有明顯的提高，其原因包括氮素以各種途徑損失掉、農(nóng)民過量施肥和氮磷鉀配比不均衡，巨曉棠等［18］曾指出我國農(nóng)田過量施氮現(xiàn)象普遍和施肥后損失嚴(yán)重。因此如何提高肥料利用率、降低肥料施用量，研制高效無污染，成本較低，農(nóng)民易于接受的新型肥料已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展的重大課題［19］。腐植酸對植物生長的影響一直受到關(guān)注，它能夠促進(jìn)作物生長并提高產(chǎn)量［20］，但關(guān)于腐植酸對氮肥的綜合去向研究相對較少。因此，揭示腐殖酸對氮素的吸收利用、分配以及氮肥在土壤中的分布等機(jī)理，對促進(jìn)腐植酸氮肥的應(yīng)用具有十分重要的意義。本研究應(yīng)用15N 示蹤技術(shù)研究新型腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥吸收利用和分配及氮肥在土壤中分布以及損失的影響，為促進(jìn)新型肥料的應(yīng)用，減少環(huán)境污染，提高作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于 2014年6 月～10 月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，屬黃淮海平原區(qū)，氣候特征為半濕潤溫暖帶大陸性季風(fēng)氣候，全年降雨量主要集中在 6～10 月份，年平均降雨量約為 700 mm，年平均氣溫約為 11～15℃，種植制度為冬小麥夏玉米輪作制度。供試土壤為棕壤，其基本理化性質(zhì)見表1，供試玉米品種為鄭丹 958。

表1　供試土壤基本化學(xué)性質(zhì)Table 1　Basic chemical properties of tested soil

試驗(yàn)小區(qū)用 PVC 圓柱圈起，柱形桶高 0.6 m，直徑 0.8 m，小區(qū)面積為 0.5 m2。具體操作為：將大田土壤挖出直徑為 0.8 m、高為 0.6 m 的土柱，將圓柱圈套入土柱（防止擾動(dòng)土層），再將土壤分層回填于外圈坑內(nèi)，沉實(shí)。試驗(yàn)共設(shè) 4 個(gè)處理：CK1（不施氮肥），CK2（普通尿 素 N 225 kg/hm2），HA1（脲基活化腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2），HA2（常規(guī)摻混腐植酸氮肥 N 225 kg/hm2），3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)小區(qū)周邊設(shè)有保護(hù)行，每小區(qū)種植 4 株玉米。供試腐植酸氮肥由山東農(nóng)大肥業(yè)有限公司提供（采用風(fēng)化煤、尿素、腐植酸活化劑等研制），15N 標(biāo)記氮肥占 20%，15N 豐富度為 10.21；供試氮肥為尿素（N 46%）、脲基活化腐植酸氮肥（腐植酸 15%，N 29.7%）和常規(guī)摻混腐植酸氮肥（腐植酸 15%，N 29.7%），磷肥為重過磷酸鈣（P2O546%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 51%）。氮磷鉀肥施用量為當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)用量，磷肥施用量為 P2O590 kg/hm2，鉀肥施用量為K2O 120 kg/hm2，氮、磷、鉀均在 7 葉期一次施入（當(dāng)?shù)爻Ｓ檬┓史绞剑?。施肥方式，磷、鉀肥溝施，氮肥溶?3 L 水中均勻澆入土壤，表層覆土。試驗(yàn)在相同地塊（緊鄰15N 處理）另設(shè)平行小區(qū) 19.2 m2（4 m×4.8 m），2次重復(fù)，施肥處理相同，不做15N 標(biāo)記用以校驗(yàn)玉米產(chǎn)量。玉米采用田間常規(guī)管理方法進(jìn)行管理。

1.2樣品采集與處理

1.2.1植株樣品玉米成熟后采集地上部植株樣品，將營養(yǎng)器官與籽粒分揀，對玉米進(jìn)行計(jì)產(chǎn)，將營養(yǎng)器官烘干后稱重，用球磨儀分別對玉米籽粒和營養(yǎng)器官進(jìn)行磨樣，備用。

1.2.2土壤樣品在玉米種植前，施肥前，收獲后用土鉆分別采集各小區(qū) 0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土壤樣品，同時(shí)測定土壤容重后立即密封帶回實(shí)驗(yàn)室測定土壤含水量和無機(jī)態(tài)氮含量，剩余土壤樣品風(fēng)干測定其余指標(biāo)。

1.2.3測定項(xiàng)目與方法硝態(tài)氮、銨態(tài)氮采用 2 mol/L KCl 浸提，流動(dòng)注射分析儀測定；土壤全氮采用開氏法；植株全氮采用 H2SO4-H2O2消煮，半微量開氏法測定；15N 豐富度采用穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀（型號(hào)：Flash2000H+DELTA V Advantage）測定；氨揮發(fā)測定采用靜態(tài)箱體內(nèi)置硼酸吸收池法測定；氧化亞氮采用靜態(tài)箱體收集樣品—真空瓶貯存冷藏—?dú)庀嗌V儀測定。靜態(tài)箱體為塑料材質(zhì)，箱體為圓柱型，內(nèi)部裝有溫度計(jì)、空氣攪拌器，箱體側(cè)面留有微孔平衡氣壓。

原子百分超（%）=樣品15N 豐富度（%）-N0 樣品15N 豐富度（%）

植物從肥料中吸收的氮素百分?jǐn)?shù)（Ndff， %）=植物15N 原子百分超/肥料15N 原子百分超×100

植物從土壤中吸收的氮素百分?jǐn)?shù)（NDFS，%）=100%-Ndff%

氮肥利用率（%）=∑（植物各器官全氮量×Ndff）/施氮量

植株全生育期的 Ndff（%）=（營養(yǎng)器官全生育期氮素累積量×營養(yǎng)器官 Ndff+籽粒氮素累積量×籽粒 Ndff）/（營養(yǎng)器官全生育期氮素累積量+籽粒氮素累積量）

施肥后植株 Ndff（%）=（營養(yǎng)器官全生育期氮素累積量×營養(yǎng)器官 Ndff+籽粒氮素累積量×籽粒Ndff）/（營養(yǎng)器官全生育期氮素累積量+籽粒氮素累積量-施肥前玉米植株氮素累積量）

土壤來自肥料的氮素百分?jǐn)?shù)（Ndff，%）=土壤樣品15N 原子百分超/肥料15N 原子百分超×100

氮素收獲指數(shù)（%）=籽粒吸氮量/地上部吸氮量×100

氮肥表觀損失量（15N）=施氮量-15N 測定的氮素殘留量-15N 測定的植物吸氮量

氮素表觀淋溶量（60 cm 土壤以下）及其他損失量=氮肥損失量-氨揮發(fā)損失量-氧化亞氮損失量。

數(shù)據(jù)應(yīng)用 Microsoft excel 2013 和 SPSS Statistics22 分析處理。

2　結(jié)果與分析

2.1不同腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量和氮素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

由表2可看出，脲基活化腐植酸氮肥（HA1）和常規(guī)摻混腐植酸氮肥（HA2）的玉米產(chǎn)量顯著高于等氮量的普通尿素氮肥（CK2），表明施用腐植酸氮肥能顯著提高玉米的產(chǎn)量，且脲基活化腐植酸氮肥的效果最好；與 CK2 相比，HA1 的玉米產(chǎn)量提高26.8%，HA2 的產(chǎn)量提高 12.7%。施用腐植酸氮肥玉米地上部生物量也有不同程度的增加，HA1 的地上部生物量顯著高于其他處理，HA2 的地上部生物量略高于 CK2 處理但兩者差異不顯著。玉米整個(gè)生育期所吸收的氮素 51.4%～63.5% 轉(zhuǎn)移到籽粒，施用氮肥能明顯降低玉米的氮素收獲指數(shù)，但各施用氮肥處理（CK2、HA1、HA1）間沒有顯著差異。不同處理的地上部吸氮量在 N 133.4～251.5 kg/hm2之間，與 CK2 比較，施用腐植酸氮肥明顯增加地上部氮素積累量，且脲基活化腐植酸氮肥（HA1）的效果更加明顯；在本試驗(yàn)條件下，從應(yīng)用差值法計(jì)算得到的氮肥利用率看出，腐植酸氮肥能明顯提高氮肥利用率；與 CK2 比較，HA2 和 HA2 處理的氮肥利用率分別提高 10.8 和 6.8 個(gè)百分點(diǎn)；HA1 比 HA2 高出 4個(gè)百分點(diǎn)。同位素示蹤技術(shù)測定的氮肥利用率比差值法測定的氮肥利用率平均低 16.3 ± 2.3 個(gè)百分點(diǎn)。并且也呈現(xiàn) HA1 處理的氮肥利用率較其他處理有不同程度提高的現(xiàn)象；其中 HA1 處理的氮肥利用率較CK2 提高 5.8 個(gè)百分點(diǎn)、較 HA2 提高 2.4 個(gè)百分點(diǎn)；HA2 處理的氮肥利用率較 CK2 提高 3.4 個(gè)百分點(diǎn)。

表2　不同施肥處理玉米產(chǎn)量、生物量和氮肥利用率Table 2　Effect of different nitrogen treatments on maize yield， biomass and nitrogen use efficiency

2.2氮素的吸收利用

腐植酸氮肥能明顯促進(jìn)玉米對氮素的吸收（表3）。與 CK2 相比，HA1、HA2 處理的玉米氮素吸收總量分別增加了 25.8 和 16.3 kg/hm2。15N 示蹤結(jié)果表明，玉米所吸收的氮素 72.4%～75.0% 來自土壤，25.0%～27.6% 來自肥料；其中籽粒中氮素 34.6%～36.2% 來自肥料，而營養(yǎng)器官只有 14.6%～17.4% 來自肥料。與 CK2 相比，HA1、HA2 處理玉米從土壤中吸收的氮素分別高出 12.9 和 8.7 kg/hm2，表明施用腐植酸氮肥也能促進(jìn)玉米對土壤氮素的吸收利用。自播種時(shí)計(jì)量，玉米吸收的氮素來自肥料的比例HA1 處理略高于 HA2，但差異不顯著。

表3　氮素吸收量和來自肥料的比例（Ndff）Table 3　N uptake amount and the proportion from fertilizers

從氮肥施用后開始計(jì)量，不同肥料處理對玉米吸收氮素的影響存在明顯差異。施肥后玉米吸收的氮素 28.2%～31.4% 來自肥料，HA1 和 HA2 處理的玉米吸收的氮素來自肥料的比例顯著高于 CK2。轉(zhuǎn)移到籽粒的氮素來自肥料的比例，HA1 處理略高于其它處理，但 3 個(gè)處理間差異不顯著，說明腐植酸氮肥促進(jìn)玉米吸收的土壤氮素主要轉(zhuǎn)移至籽粒。不同施肥處理營養(yǎng)器官吸收的氮素來自肥料的比例存在明顯的差異，HA1 和 HA2 處理玉米營養(yǎng)器官吸收的氮素來自肥料的比例高于 CK2，HA1 處理也高于HA2 處理。

2.3氮素在土壤中的去向與分布

15N 示蹤技術(shù)測定的氮肥在土壤中的殘留量結(jié)果（表4）表明。施用的氮肥有 36.8%～49.3% 殘留在土壤中，與 CK2 相比，HA1 和 HA2 處理的土壤氮肥殘留量分別提高了 12.5 和 7.5 個(gè)百分點(diǎn)，其中HA1 與 CK2 差異達(dá)到顯著水平。施用腐植酸氮肥后0—60 cm 土壤氮素的殘留量明顯增加，施用 HA1 的土壤氮素殘留量最多，其次為 HA2，以 CK2 處理的最低。殘留在土壤中的氮素主要分布在 0—20 cm土層，占總殘留量的 50.7%～56.2%，20—40 cm 土層占 1 8.0%～2 4.1%，4 0—6 0 c m 土層占24.7%～25.8%。

表4　示蹤技術(shù)測定的氮肥在土壤中的殘留Table 4　Nitrogen residues in different soil layers using the15N tracer technology

由圖1看出，玉米收獲后不同施肥處理的土壤各層次銨態(tài)氮含量存在顯著差異。與 CK2 比較，施用腐植酸氮肥明顯提高了 0—20 cm、20—40 cm 土層銨態(tài)氮含量，且以 HA1 處理土壤銨態(tài)氮含量最高；而 40—60 cm 土層銨態(tài)氮含量有不同程度的降低，且以 HA2 處理降低最為明顯。同一處理不同土層相互比較可看出，CK2 處理 0—20 cm 與 20—40 cm 土層銨態(tài)氮含量差值明顯小于 HA1 處理，CK2處理 20—40 cm 與 40—60 cm 土層銨態(tài)氮含量差異不顯著；HA2 處理不同土層中銨態(tài)氮含量隨著土壤深度的增加逐漸降低。

圖1　玉米收獲后不同處理不同層次土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量Fig.1　Ammonia and nitrate contents in different fertilizer treatment at different soil layers after corn harvest

施用腐植酸氮肥能明顯降低土壤的硝化作用，減少氮素向土壤深層的遷移。玉米收獲后不同施肥處理各土層土壤中硝態(tài)氮含量相差較大（圖1）。與CK2 比較，施用腐殖酸氮肥處理 0—20、20—40 cm土層硝態(tài)氮含量明顯增加，且 HA1 顯著高于 HA2 處理，HA1 處理 40—60 cm 土層硝態(tài)氮含量略低于CK2。同一處理不同土層比較可看到，CK2 處理土壤硝態(tài)氮含量自淺至深遞增，HA2 土壤硝態(tài)氮含量先升高后降低，以 40—60 cm 土層最低。

2.4氮素?fù)p失

表5表明，不同施肥處理氮肥損失量占總施肥量的 19.8%～38.1%；施用腐植酸氮肥能明顯降低氮素?fù)p失率，與相同施氮量的普通尿素比較，脲基活化腐植酸氮肥（HA1）處理氮素?fù)p失率降低 18.3 個(gè)百分點(diǎn)，常規(guī)摻混腐植酸氮肥（HA2）氮素?fù)p失率降低10.9 個(gè)百分點(diǎn)，腐植酸氮肥處理氮素?fù)p失率平均降低 14.6 個(gè)百分點(diǎn)。從土壤氮素的損失途徑看，氮素淋溶及其他損失量最大、氮素?fù)p失比例最高，其次是氨揮發(fā)引起的氮素?fù)p失，N2O 引起的氮素?fù)p失所占的比例最低。施用腐植酸氮肥使土壤氨揮發(fā)損失量明顯增加，且脲基活化腐植酸氮肥（HA1）處理的氨揮發(fā)損失最大。施用腐植酸氮肥均能明顯降低土壤氧化亞氮排放量，且以常規(guī)摻混腐植酸氮肥（HA2）處理的氧化亞氮排放量最低。與普通尿素氮肥（CK2）相比，腐植酸氮肥處理的氮肥淋溶損失明顯降低，平均低 15.6%，且以脲基活化腐植酸氮肥（HA1）處理低。

表5　不同類型肥料的氮素?fù)p失量和損失比例Table 5　Loss amount and proportion in total nitrogen input with different fertilizers

3　討論

目前關(guān)于腐植酸氮肥對玉米產(chǎn)量、氮肥利用率以及氮素去向與損失影響的研究相對較少。本試驗(yàn)采用15N 示蹤技術(shù)的研究結(jié)果表明，施用普通尿素處理玉米的氮肥利用率為 25.1%，土壤氮肥殘留率為36.8%，氮肥損失率為 38.1%；脲基活化腐植酸處理的氮肥利用率為 30.9%，土壤氮肥殘留率為 49.3%，氮肥損失率為 19.8%；常規(guī)摻混腐植酸氮肥利用率為28.5%，土壤氮肥殘留率為 44.3%，氮肥損失率為27.2%。以上結(jié)果充分表明，施用腐植酸氮肥能提高氮肥利用率，增加土壤氮素存留量，減少氮肥損失，且脲基活化腐植酸效果最好。

15N 示蹤技術(shù)測定的氮肥利用率僅包括作物吸收的示蹤氮肥，沒有包括因施肥交換出土壤原有氮素的部分。因此，示蹤法測定的氮肥利用率一般低于差值法［21］。本研究采用示蹤法測定的氮肥利用率比差值法測定的氮肥利用率低，這與眾多研究結(jié)果一致。

許多研究表明，腐植酸能提高肥料利用率和作物產(chǎn)量［22-24］。梁太波等［2324］研究認(rèn)為，腐植酸能增加根系生物量，提高根系活力，從而增強(qiáng)了根系對營養(yǎng)元素的吸收能力。Pamela 等［20］在其相關(guān)綜述中指出，眾多研究都表明腐植酸能促進(jìn)植物對氮素的吸收。本文雖然缺乏腐植酸氮肥對玉米根系生長和根系活力等指標(biāo)影響的具體數(shù)據(jù)，但腐植酸氮肥在提高玉米產(chǎn)量、氮肥利用率和促進(jìn)氮素吸收方面的作用是明確的。

腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán)，環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團(tuán)，腐植酸的多種活性基團(tuán)使其具有多種功能，如較強(qiáng)的親水性、絡(luò)合能力、以及較高的吸附能力。張樹清等［25］研究指出，腐植酸吸附量隨著氮濃度的增加亦增加，從而間接說明腐植酸具有較強(qiáng)的吸附能力。本研究表明，腐植酸氮肥明顯增加了氮素在 0—60 cm 土層的殘留量，脲基活化腐植酸的作用更加明顯。這可能是因?yàn)槟蛩厥┤胪寥篮笏鉃殇@態(tài)氮再經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮，腐植酸分子具有較多的羧基、羥基以及其它吸附能力的官能團(tuán)，增加了對土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的吸附，從而減少了土壤氮素的淋溶，增加了土壤氮素殘留量，有效的降低氮肥向深層土壤的遷移，從而更好的滿足作物根系需肥特性。尿基活性腐殖酸尿素（HA1）處理 0—40 cm 土層的氮肥殘留占總施氮量的 36.9%，普通腐殖酸尿素（HA2）處理的占總施氮量的 33.3%，分別比 CK2 增加 9.6、6.0 個(gè)百分點(diǎn)。

氨揮發(fā)速率與土壤中銨態(tài)氮含量呈正相關(guān)性［26］。本試驗(yàn)中腐植酸氮肥處理土壤氨揮發(fā)損失量明顯高于普通尿素（CK2）處理，又以脲基活化腐植酸氮肥（HA1）土壤氨揮發(fā)損失量最大，施用腐植酸氮肥處理0—20、20—40 cm 土壤銨態(tài)氮含量明顯高于 CK2 處理，且施用脲基活化腐植酸氮肥（HA1）土壤銨態(tài)氮含量最高。

施用腐殖酸氮肥土壤氮素淋溶量明顯降低，由于硝態(tài)氮極易淋失，但施用腐殖酸氮肥明顯的抑制了土壤中氮素的硝化作用從而也抑制了土壤的反硝化作用，表5中 HA1、HA2 處理的 N2O 損失量比CK2 明顯降低，結(jié)果降低了土壤氮素淋溶。雖然本次試驗(yàn)缺乏腐植酸抑制土壤硝化作用和土壤反消化作用具體數(shù)據(jù)，但是腐植酸氮肥對減緩氮素向土壤深層遷移是明確的。

4　結(jié)論

腐植酸氮肥顯著增加 0—20 cm 土層氮素殘留量和 0—40 cm 土壤無機(jī)態(tài)氮含量，改善了氮素在土壤中的分布，更好地滿足作物根系需肥特性，因而顯著提高了玉米產(chǎn)量和氮肥利用率，促進(jìn)了玉米對氮素的吸收利用。腐植酸氮肥能顯著降低氧化亞氮產(chǎn)生量和其它途徑氮素?fù)p失，從而減少氮素?fù)p失量，脲基活化腐植酸氮肥作用效果較普通腐殖酸尿素效果更加明顯。

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Effects of humic acid nitrogen fertilization on corn yield，nitrogen utilization and nitrogen loss

ZHUANG Zhen-dong，LI Xu-hua*
（College of Resources and Environment， Shandong Agricultural University， Taian， Shandong 271000， China）

【Objective】In order to promote application of the new type fertilizers， increase crop yield and reduce environmental pollution， the research explored effects of humic acid nitrogen fertilizer on corn yield，nitrogen absorption and utilization， and nitrogen distribution and loss in soil.【Methods】The nitrogen isotope tracer technique was used to study the effects of humic acid nitrogen on the nitrogen utilization. Experimental plot soil was circled by specific device. The tested N fertilization treatments were: 1）CK1（N 0 kg/hm2）， 2）CK2（urea N 225 kg/hm2）， 3）HA1（activated humic acid fertilizer， N 225 kg/hm2）， and 4）HA2（ordinary humic acid nitrogen N 225 kg/hm2）. Soil samples in different layers of soil（0-20 cm， 20-40 cm and 40-60 cm）were collected by using earth drilling before planting corn， before fertilization and after the harvest. Ammonia volatilizationnitrogen was measured by the static body mothed， and N2O was measured by static body collecting， vacuum flask cold storage and gas chromatograph determining. After the harvest， vegetative organs and grains were separated. After drying， corn production and vegetative organs’ weights were calculated. The vegetative organs and grain were mechanically ground by ball milling ready for measuring.【Results】In grains， the nitrogen amounts from the fertilizers occupied 34.6%-36.2%， and in vegetative organs they occupied 14.6%-17.4%. The utilization rates of common urea and the activated humic acid fertilizer and conventional mixing humic acid fertilizers were 25.1%， 30.9% and 28.5%， respectively， and the loss rates of the nitrogen fertilizers were 38.1%，19.8% and 27.2%， respectively. The results of application of the activated humic acid fertilizer and conventional mixing humic acid fertilizers compared with common urea were: 1）Maize yields were increased significantly； 2）The total N absorption amounts were increased by 25.8 kg/hm2and 16.3 kg/hm2， respectively；3）The nitrogen utilization rates were increased by 5.8 and 3.4 percentage points， respectively； 4）The nitrogen loss rates were reduced by 18.3 and 10.9 percentage points， respectively； 5）The soil nitrogen retention rates at the 0-60cm depth were increased by 12.5 and 7.5 percentage points； 6）The soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen contents were significantly improved in 0-20 cm and 20-40 cm.【Conclusions】Humic acid nitrogen fertilizer could significantly improve the utilization rate of nitrogen fertilizer and maize yield， and significantly increase the N residue in soil at 0-20 cm depth. Humic acid nitrogen fertilizer could increase the inorganic nitrogen contents in soil of 0-40 cm， and retard N moving to deeper layer thereby reduce the nitrogen leaching loss. Application of humic acid fertilizer can improve the distribution of nitrogen in the soil thereby can be better adapted to crop root fertilizer demand characteristics. Humic acid nitrogen fertilizer could significantly reduce N2O loss and other loss thereby reduce the nitrogen loss. The activated humic acid fertilizer was better than the conventional humic acid fertilizer.

humic acid； nitrogen fertilizer； utilization； residual； N loss

S141；S513

A

1008-505X（2016）05-1232-08

2015-12-28接受日期：2016-03-26

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0200402）資助。

莊振東（1988—），男，山東日照人，碩士研究生，主要從事施肥與環(huán)境質(zhì)量方面的研究。E-mail：zhd198833@163.com

Tel：0538-8241546， E-mail：lixh@sdau.edu.cn