中低產(chǎn)田新型氮肥田間肥效研究

金 輝，韓偉宏，馬慧敏，郭軍玲

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟研究所，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

中低產(chǎn)田新型氮肥田間肥效研究

金 輝1，韓偉宏1，馬慧敏1，郭軍玲2

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟研究所，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

采用大田試驗的方法，研究了心連心新型肥料（控失尿素、聚能網(wǎng)尿素、腐植酸尿素和含鋅尿素）對春玉米生長性狀、產(chǎn)量與構(gòu)成因素和氮肥效率的影響。結(jié)果表明，在中低產(chǎn)田條件下，新型肥料可有效促進春玉米植株生長發(fā)育，主要表現(xiàn)在株高、莖粗和葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量上，與常規(guī)處理相比，均取得較好的效果，聚能網(wǎng)尿素效果最佳，控失尿素、含鋅尿素和腐植酸尿素效果次之；從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素可以看出，各處理可通過提高春玉米穗長、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量來實現(xiàn)增產(chǎn)，增幅達12.38%～20.65%，其中，聚能網(wǎng)尿素處理增產(chǎn)效果顯著，穗長減少11.32%，穗粒數(shù)增加35.58%，增產(chǎn)1 019 kg/hm2；春玉米氮肥利用率也得到大幅提高，聚能網(wǎng)尿素、腐植酸尿素、控失尿素一次性施肥、控失尿素和含鋅尿素的氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別提高5.82，4.00，3.94，3.59，3.53 kg/kg，氮肥利用率分別為33.01%，23.38%，20.55%，23.56%和27.83%。

中低產(chǎn)田；春玉米；新型氮肥；氮肥效率

化肥是糧食生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國家糧食安全的重要保障[1]。目前，我國化肥不合理施用導(dǎo)致肥料利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達國家60%～70%的水平[2-3]，這不但造成資源和能源浪費，而且?guī)硪幌盗协h(huán)境危害[4-5]?！笆濉眹肄r(nóng)業(yè)部節(jié)肥減藥行動方案中“節(jié)肥”目標(biāo)的關(guān)鍵在于如何大幅提高肥料利用率，尤其是氮肥利用效率[6]。玉米作為山西省種植面積最大的糧食作物[7-8]，是施氮增產(chǎn)效果較為明顯的作物，生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)超量施用氮肥的問題[9]，相關(guān)研究表明，科學(xué)合理施肥是提高肥料利用效率的有效途徑[10]。氮肥作為玉米高產(chǎn)的主要限制因子，在玉米生育期內(nèi)施用量最大，因此，氮肥利用率的提高是“節(jié)肥”的首要目標(biāo)。氮肥利用率提高的主要途徑是改良土壤、平衡施肥、施專用配方肥等[11-13]，而并未從肥料本身的改良來解決肥料高效利用的問題。近年來，隨著眾多新型氮肥的開發(fā)和應(yīng)用，肥料的高效利用問題正在逐步得到破解。最近研究表明，控失尿素、腐植酸尿素和聚能網(wǎng)尿素等新型有機高分子添加劑在尿素生產(chǎn)中的應(yīng)用，可活化土壤養(yǎng)分并富集于根系周圍，促進作物吸收，從而提高肥料利用率[14-16]。

本試驗以晉北中低產(chǎn)田為研究對象，研究心連心新型氮肥在山西中低產(chǎn)田春玉米上的施用效果，包括控失尿素、腐植酸尿素、聚能網(wǎng)尿素和含鋅尿素。探討不同氮肥對春玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和氮肥效率的影響，旨在篩選出適宜于晉北中低產(chǎn)田春玉米施用的新型氮肥，為其在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣和合理施用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2016年5月在山西懷仁縣毛家皂鎮(zhèn)中低產(chǎn)田進行。該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。年均氣溫7.3℃，平均無霜期150 d左右，年均日照時數(shù)2 800 h，年均降雨量315～459 mm，多集中于7，8月份。試驗區(qū)土壤類型為沙壤土，基礎(chǔ)理化性狀列于表1。

表1 供試土壤表層理化性狀

1.2 試驗材料

供試玉米品種為大豐30。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)8個處理：無氮處理（CK）、常規(guī)處理（T1）、控失尿素（T2）、聚能網(wǎng)尿素（T3）、腐植酸尿素（T4）、含鋅尿素（T5）、控失尿素一次性施肥（T6）和常規(guī)尿素加等量鋅（T7）。試驗氮肥（N）施用量為255 kg/hm2（CK除外），氮肥品種有常規(guī)尿素（46.4%）、控失尿素（43.2%）、聚能網(wǎng)尿素（46%）、腐植酸尿素（46%）、含鋅尿素（43.2%）等5個品種，除CK處理不施氮，T6處理為一次性施氮肥外，其他處理均為播種前施用基肥，大喇叭口期施用追肥，其中，基肥用量105 kg/hm2，追肥用量150 kg/hm2；本試驗為等磷鉀比較，磷肥（過磷酸鈣P2O5，16%）、鉀肥（氯化鉀K2O，50%）施用量分別為105，60 kg/hm2，各處理以底肥方式等量施入；處理T7鋅肥施用量與含鋅尿素處理T5鋅施用量相同。小區(qū)面積32 m2，每處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)隨機排列，除施肥不同外，各處理田間管理一致。玉米品種大豐30于5月初播種，10月初收獲，播種密度6.75萬株/hm2。

1.4 測定項目及方法

分別于玉米主要生育期進行調(diào)查取樣，測定株高、莖粗、葉面積。烘箱105℃殺青后，65℃下烘干至恒質(zhì)量、粉碎，稱取干物質(zhì)量并測定氮素含量。收獲時對各小區(qū)進行測產(chǎn)，調(diào)查產(chǎn)量及其構(gòu)成因素，計算總生物量及籽粒產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，并采用LSD法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對春玉米生長發(fā)育的影響

2.1.1 不同施肥處理對春玉米株高和莖粗的影響

由圖1可知，苗期各處理間株高無明顯差異，從拔節(jié)期開始氮肥處理對春玉米株高的影響開始顯現(xiàn)，吐絲期株高差異最為明顯，株高變化趨勢為處理T3＞T2＞T5＞T4＞T6＞T7＞T1＞CK，其中，聚能網(wǎng)尿素處理（T3）處理的株高最大，達267.73 cm，其次是控失尿素處理（T2）、含鋅尿素處理（T5）和腐植酸尿素處理（T4），株高分別達264.07，256.13，254.9 cm，均顯著高于常規(guī)處理CK，較之分別增加15.94%，14.35%，10.91%和10.38%；控失尿素處理（T2）和控失尿素一次性施肥處理（T6）在株高上無顯著差異，但二者均高于常規(guī)處理（T1）。與常規(guī)尿素加等量鋅處理（T7）相比，含鋅尿素處理（T5）可使植株增高，但未達到顯著水平。說明在本試驗條件下，控失尿素、聚能網(wǎng)尿素、腐植酸尿素與含鋅尿素均可有效促進春玉米植株生長，較無氮處理和常規(guī)處理顯著增加春玉米株高。

從圖2可以看出，與無氮處理（CK）相比，試驗各處理均可提高春玉米莖粗，以腐植酸尿素處理（T4）、聚能網(wǎng)尿素處理（T3）和控失尿素處理（T2）提高幅度最大，莖粗分別提高16.14%，11.29%和10.86%，控失尿素一次性施肥處理（T6）提高莖粗最低，為7.77%，結(jié)果說明新型尿素可通過提高玉米莖粗來增加玉米抗倒伏能力。

2.1.2 不同施肥處理對春玉米葉面積指數(shù)（LAI）的影響 圖3結(jié)果顯示，不同氮肥處理春玉米葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)拋物線的變化趨勢，隨著植株的生長逐漸增大，至吐絲期達到最大；而后隨著春玉米由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)為生殖生長，經(jīng)過乳熟期和蠟熟期，葉面積指數(shù)顯著降低。不同氮肥處理葉面積指數(shù)均明顯大于無氮處理（CK）。隨著生育期推進，苗期至大喇叭口期葉面積指數(shù)呈不斷增加的趨勢，除無氮處理（CK）外，其他處理葉面積指數(shù)差異較小。吐絲期各處理葉面積指數(shù)達到最大值，吐絲期轉(zhuǎn)入生殖生長后，處理間葉面積指數(shù)差異逐漸明顯，以聚能網(wǎng)尿素處理（T3）、腐植酸尿素處理（T4）和控失尿素處理（T2）減少幅度最小，吐絲期后各處理與無氮處理存在顯著差異，但各施氮處理間差異不顯著。

2.1.3 不同施肥處理對春玉米干物質(zhì)積累的影響

由圖4可知，春玉米干物質(zhì)積累量呈現(xiàn)“快—慢—快”的生長趨勢，前期營養(yǎng)生長較為旺盛，干物質(zhì)量迅速積累，吐絲期后生長過程轉(zhuǎn)為生殖生長，干物質(zhì)積累速度減緩，生殖生長后期（灌漿期—生理成熟期）籽粒產(chǎn)量開始形成，植株干物質(zhì)量又呈現(xiàn)快速增加趨勢。苗期處理間沒有明顯差異，拔節(jié)期處理間干物質(zhì)積累量表現(xiàn)出肥效差異，至吐絲期春玉米干物質(zhì)積累量達到營養(yǎng)生長期的最大值。而處理之間因施肥不同而產(chǎn)生較大差異，隨著春玉米植株的生長發(fā)育，處理間差異越來越大，至生理成熟期植株干物質(zhì)積累量達到最大值，而處理間生理成熟期干物質(zhì)積累量均較無氮處理（CK）有顯著提高，其中，以控失尿素處理（T2）對干物質(zhì)積累量影響最大，提高32.63%；其次是腐植酸尿素處理（T4）、控失尿素一次性施肥處理（T6）和聚能網(wǎng)尿素處理（T3），分別較CK處理提高30.68%，30.65%和29.98%。與常規(guī)處理處理（T1）相比，處理間植株干物質(zhì)積累量略有增加，但未達到顯著水平。

2.2 不同施肥處理對春玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表2 不同氮肥處理對春玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

從表2可以看出，新型肥料以聚能網(wǎng)尿素處理（T3）春玉米產(chǎn)量最高，達到10 136.13 kg/hm2，其次是腐植酸尿素處理（T4）、控失尿素一次性施肥處理（T6）和控失尿素處理（T2），產(chǎn)量分別為9 672.89，9 647.94，9 567.79 kg/hm2，較無氮處理（CK）增產(chǎn)幅度分別達到41.13%，34.68%，34.33%和33.22%，含鋅尿素（T5）處理較無氮處理（CK）增產(chǎn)幅度也達到32.86%，常規(guī)處理（T1）和常規(guī)尿素加等量鋅處理（T7）較無氮處理（CK）增產(chǎn)幅度僅為20.48%和22.22%。各處理較無氮處理（CK）的增產(chǎn)效果均達到5%顯著水平，聚能網(wǎng)尿素、腐植酸尿素和控失尿素等新型肥料處理較常規(guī)處理增產(chǎn)幅度較大，但并未達到顯著水平。說明在本試驗條件下，不同新型肥料較常規(guī)處理可促進春玉米增產(chǎn)10%以上。

經(jīng)濟性狀分析結(jié)果顯示，施氮處理間百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、禿尖差異不顯著，而穗長差異較大。聚能網(wǎng)尿素處理（T3）、腐植酸尿素處理（T4）較無氮處理（CK）的穗長分別增加11.32%，9.65%，穗粒數(shù)分別提高35.58%，28.41%，其中，聚能網(wǎng)尿素和腐植酸尿素處理的穗長較無氮處理（CK）達到0.05的顯著水平?？厥蛩靥幚恚═2）較高的穗粒數(shù)是獲得高產(chǎn)的重要因素。綜合分析，本試驗條件下產(chǎn)量構(gòu)成因素中，較高的穗長和穗粒數(shù)是新型肥料較常規(guī)處理增產(chǎn)的直接因素。

2.3 不同施肥處理對氮肥利用效率的影響

從表3可以看出，在氮吸收效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥利用率等4項指標(biāo)中，以聚能網(wǎng)尿素處理（T3）表現(xiàn)最佳，分別達到1.03，39.71，11.59 kg/kg和33.01%，而常規(guī)處理（T1）處理和常規(guī)尿素加等量鋅處理（T7）在各項指標(biāo)中較低。4種新型肥料中的氮效率指標(biāo)中以聚能網(wǎng)尿素處理（T3）最高，而控失尿素和腐植酸尿素與常規(guī)處理相比，仍表現(xiàn)出不錯的氮肥利用效率。與控失尿素處理（T2）相比，控失尿素一次性施肥處理（T6）的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用率更高，但氮肥利用率卻低了3.01百分點。含鋅尿素（T5）處理在4項指標(biāo)中均明顯優(yōu)于常規(guī)尿素加等量鋅處理（T7），氮肥利用率也高出10.23百分點。

表3 不同氮肥處理對春玉米氮效率的影響

3 結(jié)論

等施氮量下，不同新型氮肥均可促進植株生長發(fā)育，主要表現(xiàn)在株高、莖粗、葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量上，以聚能網(wǎng)尿素效果最佳，控失尿素、含鋅尿素和腐植酸尿素也表現(xiàn)出比常規(guī)處理好的效果。

等施氮量下，與常規(guī)處理相比，不同新型氮肥均可促進春玉米增產(chǎn)，產(chǎn)量增加889.2～1 019.0 kg/hm2，增幅達12.38%～20.65%，增產(chǎn)效果顯著。在產(chǎn)量構(gòu)成因素上，新型尿素以提高春玉米穗長、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量來實現(xiàn)增產(chǎn)的目的，其中，聚能網(wǎng)尿素可提高穗長11.32%、穗粒數(shù)35.58%、百粒質(zhì)量3.5%，從而達到增產(chǎn)1 019 kg/hm2。

施用不同新型氮肥，可提高春玉米氮效率。聚能網(wǎng)尿素、腐植酸尿素、控失尿素一次性施肥、控失尿素和含鋅尿素的氮肥利用率分別為33.01%，23.38%，20.55%，23.56%和27.83%。與常規(guī)處理相比，其氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別提高5.82，4.00，3.94，3.59，3.53 kg/kg。

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Study on Field Fertilizer Efficiency of Innovative Nitrogen Fertilizer in Medium-low Yielded Farmland

JINHui1，HANWeihong1，MAHuimin1，GUOJunling2

（1.Institute ofAgriculturalResources&Economy，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Taiyuan 030006，China；2.Institute ofAgriculturalEnvironment&Resources，ShanxiAcademy ofAgriculturalSciences，Taiyuan 030031，China）

Field experiments were conducted to investigate effects of urea with different fertilizer additives（loss-control urea, ju-neng-wang urea,urea humate and zinc-containing urea）on spring maize growth character,yield,yield components and efficiency of nitrogen fertilizer.The results showed that the new type of fertilizers was able to improve growth of spring maize efficiently,and plant height,stem diameter,leafarea index,dry matteraccumulation was promoted especially.Allthe newtype offertilizers were showed better effect than conventional treatment,and ju-neng-wang urea was the best.As a result,yield improved about 889.2-1 019.0 kg/hm2obviously by the increase of100-seed quality,grain number per spike of maize,ear length,the range of improvementwas nearly about 12.38%-20.65%.Ju-neng-wang urea was the best effect had improved grain number per spike of maize,ear length and yield about 11.32%,35.58%and 1 019 kg/hm2.Agronomic nitrogen efficiency underthe treatments ofju-neng-wang urea,urea humate,loss-control urea by single fertilized,loss-controlurea and zinc-containing urea were allincreased substantially by 5.82,4.00,3.94,3.59,3.53 kg/kg, respectively.Nitrogen use efficiency arrived at33.01%,23.38%,20.55%,23.56%and 27.83%,respectively.

medium-lowyielded farmland;spring maize;newtype fertilizer;nitrogen fertilizer efficiency

S143.1

：A

：1002-2481（2017）09-1499-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.09.25

2017-04-20

農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料學(xué)科群開放基金項目（APF2015018）

金 輝（1985-），男，河南范縣人，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)資源高效利用研究工作。郭軍玲為通信作者。