新型含鋅尿素對玉米產(chǎn)量、籽粒含鋅量、氮素吸收及氮肥利用率的影響

楊爽 朱青 張欽 張愛華 陳正剛 吳興洪

摘要：本試驗以不施氮肥和施用普通尿素做對比，研究施用新型含鋅尿素及新型含鋅尿素減氮15%對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素、籽粒中鋅的含量及積累量、氮肥利用率的影響。結(jié)果表明：與施用普通尿素相比，施用含鋅尿素能夠促進玉米植株對氮素的吸收，促進莖葉中的氮素向籽粒中轉(zhuǎn)移。提高了玉米籽粒產(chǎn)量、氮素積累量、籽粒中鋅含量及累積量、玉米氮肥利用率;玉米籽粒產(chǎn)量、氮肥利用率、氮累積量分別增加了4.25%、55.2%、23.1%籽粒中鋅的累積量及含量增加了17.37%、21.68%。土壤中有效鋅含量較種植前增加了23.52%，施用含鋅尿素減氮15%，其籽粒含鋅量及鋅累積量比施用普通尿素增加13.89%、17.57%，籽粒產(chǎn)量、氮肥利用率、氮積累量則增加了2.15%、47.6%、22.56%，土壤有效鋅比種植前高出11.76%，這說明新型含鋅尿素是一種高效的尿素，為了減少化肥的施用及節(jié)約農(nóng)業(yè)的投入成本，新型含鋅尿素可以減氮15%種植玉米。

關(guān)鍵詞：含鋅尿素;氮肥利用率;玉米產(chǎn)量;籽粒含鋅量

Effect of New Zinc-containing Carbamideon Corn Yield， Grain Zinc Content， Nitrogen Absorption and Nitrogen Utilization Rate

YANG Shuang1，ZHU Qing2*，ZHANG Qin2，ZHANG Ai?hua2，CHEN Zheng?gang2，WU Xing?hong1

（1. College of Agriculture，Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025，China; 2. Guizhou Institute of Soil and Fertilizer， Guiyang， Guizhou 550006，China）

Abstract：This experiment aims to study the effect of new zinc-containing carbamide on corn yield， grain zinc content， nitrogen absorption and nitrogen utilization rate. This was achieved by the application of new zinc-containing carbamideand the application of 15% of nitrogen reduced new zinc-containing carbamide on the local corn crops.The results were compared with two reference corn groups with the application of no nitrogenous fertilizer and common carbamide， respectively. The outcome revealed that the new zinc-containing carbamidecould promote the corn plants to absorb nitrogen more effectively and promote the efficient transfer of nitrogen from the stems and leaves to the grains. All the five indexes， i.e. the yield of grains， the accumulation of nitrogen， the nitrogen utilization ratio， the content and accumulation of zinc in grains， were increased. Compared with the reference group with the application of common carbamide， the increase of corn with the application of new zinc-containing carbamide was 4.25% for the yield of grains， 23.1% for the accumulation of nitrogen， 55.2% for the nitrogen utilization ratio， 21.68% for the content of zinc in grains and 17.37% for the accumulation of zinc in grains. Meanwhile， the available zinc in soil was also increased by 23.52% from the benchmark before planting. For corns with the application of the 15% nitrogen reduced new zinc-containing carbamide， the significant increase for the five indexes was 2.15%， 22.56%， 47.6%， 13.89% and 17.57%， respectively. The available zinc in soil increased by 11.76% from the benchmark. It is concluded that the new zinc-containing carbamide is a highly-efficient fertilizer. In order to reduce the use of common chemical fertilizers and save the cost of agricultural cultivation， it is recommended that the 15% nitrogen reduced new zinc-containing carbamide could be ?used for corn production.

Key words：zinc-containing carbamide; nitrogen fertilizer utilization rate; corn yield; zinc content of grains

氮肥是玉米生長發(fā)育過程中需求量較大的肥料，氮肥的施用極大的促進了玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但氮肥極易通過硝化-反硝化、淋洗、氨揮發(fā)等途徑損失。據(jù)相關(guān)研究報道[12]，我國作物當(dāng)季對氮的表觀利用率僅為30%～35%，而損失率則高達(dá)30%～50%。氮肥的不合理施用不僅造成了肥料資源的浪費還引起了環(huán)境污染，限制了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。針對這些問題，高肥效、高利用率的新型氮肥，頗受當(dāng)下農(nóng)業(yè)市場的青睞。有關(guān)研究表明，氮肥和鋅肥配施能夠提高作物的產(chǎn)量，促進作物籽粒對氮和鋅的吸收，能夠提高作物氮素的利用率[4-7]。

鋅與人體的生長發(fā)育密不可分，是維持正常生命活動不可或缺的微量元素[8]。相關(guān)研究表明全世界幾乎一半人口受到缺鋅的困擾[9]，部分人因為缺鋅而導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩、智力障礙、免疫力及生育能力下降等諸多疾病[10]。我國大部分土地鋅含量不高，尤其是貴州，只注重作物的產(chǎn)量通常只施用氮磷鉀肥，而微量元素肥料往往忽略施用。

玉米作為一種重要的谷物類糧食若能夠提高籽粒中鋅的含量，這對那些因缺鋅而引起系列疾病的人來講意義重大。有關(guān)報道表明，外源添加鋅肥能夠在短期內(nèi)提高作物籽粒中鋅的含量[11-12]?；阡\肥與氮肥之間存在的協(xié)同效應(yīng)意義非凡。本試驗將采用河南心連心公司提供的新型含鋅尿素，探究其對玉米產(chǎn)量、籽粒中鋅的含量、氮素的吸收及利用率的影響。將新型含鋅尿素引入玉米栽培體系，以期為新型含鋅尿素的應(yīng)用做一些推廣，同時提供一些參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

本試驗于2017年4月～9月在貴州省貴安新區(qū)馬場鎮(zhèn)進行。該區(qū)海拔為1250 m，N26°19′34″，E為100°23′34″，供試土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2供試材料

試驗供試肥料為普通尿素（含N 46%）、氯化鉀（含K2O 60%）、過磷酸鈣（含P2O5 16%）、玉米品種為鄭單958。以上試驗材料均購買于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場。含鋅尿素（含N 43.2%、含Zn 1.61%）由河南心連心化肥有限公司提供。

1.3試驗設(shè)計與處理

本試驗共設(shè)4個處理，即CK（不施氮肥，只施用磷鉀肥）;T1（施用普通尿素）;T2（施用含鋅尿素減量15%）;T3（施用全量含鋅尿素）。每個處理3個重復(fù)。T1、T2、T3所施用的磷鉀肥與CK施用量一致。所施肥料按當(dāng)?shù)赝临|(zhì)配方試驗最佳的施肥水平施用，即N∶P2O5∶K2O=180∶120∶180 kg/hm2。磷鉀肥做基肥一次性施用，氮肥按1∶1進行基肥和追肥分施。追肥期為玉米的抽雄期。試驗小區(qū)面積為3.5 m×8 m=28 m2，每個處理隨機區(qū)組排列。玉米窩行距為40 cm×75 cm，每窩兩株，基苗約為6.67萬株/hm2。

同一試驗各小區(qū)行、株距保持一致，同時設(shè)置保護行和觀察道。所有處理的田間管理措施均按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)春玉米生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進行，各項措施由專人在同一個工作日內(nèi)完成。

1.4測定指標(biāo)及方法

土洗凈后風(fēng)干。風(fēng)干后按玉米的莖、葉、籽粒、穎殼進行分裝，放置烘箱中設(shè)置溫度為105℃殺青30 min，65℃烘干至恒質(zhì)量。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，然后粉碎，過篩，分析各部分氮的含量及籽粒中鋅的含量。剩下的15株用以考種，測定玉米的穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重等產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)。相關(guān)測定方法如下：

玉米產(chǎn)量測定：成熟期實收各小區(qū)玉米，稱玉米果穗鮮質(zhì)量，單獨風(fēng)干、脫粒，稱干質(zhì)量，計算單位面積產(chǎn)量;

氮素積累量（kg/hm2） = 地上部分植株干質(zhì)量×地上部分植株氮含量+籽粒干質(zhì)量×籽粒氮含量[15];

氮肥農(nóng)學(xué)效率（ kg/kg）[16]=（ 施氮肥產(chǎn)量-不施氮肥產(chǎn)量）/施氮肥量;

氮肥貢獻(xiàn)率[17] = （施氮肥產(chǎn)量-不施氮肥產(chǎn)量） /施氮肥產(chǎn)量×100% ;

氮肥偏生產(chǎn)力（ kg/kg） = 施氮肥產(chǎn)量/施氮肥量[18] ;

氮肥表觀利用率[18] = （施氮肥植株地上部氮素積累量-不施氮肥植株地上部氮素積累量） /施氮量×100% 。

1.5數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL 2016和SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析和多重比較（Duncan），統(tǒng)計顯著性假設(shè)為P<0.05。

2結(jié)果與分析

2.1新型含鋅尿素對玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

由表2可知，與CK處理相比，其他各施肥處理的玉米在穗長、穗粗、穗粒數(shù)及籽粒產(chǎn)量等指標(biāo)均顯著高于CK，這表明施用氮肥能夠顯著改善玉米的產(chǎn)量及構(gòu)成要素指標(biāo)。T3與T2處理的玉米各項產(chǎn)量構(gòu)成因子與T1處理相比差異不顯著，但籽粒產(chǎn)量差異顯著，分別比T1處理高4.25%和2.15%。T2與T3相比各項產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)差異不顯著。這表明鋅與氮之間存在協(xié)同作用，能夠提高玉米的產(chǎn)量，施用含鋅尿素可以適量減少氮肥的施用量（減氮15%），玉米的產(chǎn)量依舊能夠達(dá)到甚至高于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥所獲得的玉米產(chǎn)量。

2.2新型含鋅尿素對玉米籽粒中鋅的含量、積累及土壤中鋅含量的影響

由表3可知，T2與T3處理玉米籽粒的含鋅量、鋅的累積量與土壤中鋅的含量均顯著高于T1處理，分別增加了13.89%、17.57%和17.37%、21.68%。土壤中鋅含量的變化較種植前而言，T2與T3分別增加了11.76%、23.52%，而CK、T1則出現(xiàn)了鋅元素的虧缺，分別為-17.64%、-17.64%。T2與T3相比其玉米籽粒的含鋅量、鋅的累積量與土壤中鋅的含量均未達(dá)到顯著差異水平。這說明施用含鋅尿素能夠增加玉米籽粒的含鋅量、鋅的累積量與土壤中鋅的含量，防止土壤中鋅的虧缺。在相同的施肥量及管理條件下，施用含鋅尿素可以減氮15%而不影響玉米種植的效果。

2.3施用含鋅尿素對玉米氮累積的影響

由表4可知，各施肥處理其玉米籽粒氮的積累量，總氮的吸收量均高于對照CK（不施氮肥）。這表明施用氮肥可以提高玉米植株總吸氮量及增加玉米籽粒中氮素的積累量。T2、T3處理，其玉米植株總吸氮量較T1分別增加了18.8%、21.1%。T2處理其籽粒氮積累量及莖葉氮積累量分別占植株總吸氮量的68.4%、25.2%，T3則為67.4%、22.1%，T1為66.3%，29.8% 。這表明相比普通尿素，含鋅尿素更能促進植株對氮素的吸收與利用，能夠促進玉米莖葉中的氮素向玉米籽粒中轉(zhuǎn)移。T2處理（減氮15%）與T1處理相比，其植株總吸氮量、籽粒中氮的累積量均顯著高于T1。T2與T3相比，其植株總吸氮量、籽粒中氮的累積量則為T3>T2，但差異不顯著。這表明，施用含鋅尿素減氮15%，并未對玉米植株氮素的吸收量及玉米籽粒中氮素的累積量造成顯著降低的影響。

2.4施用含鋅尿素對玉米氮肥利用效率的影響

由表5可知處理T2和T3其氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥表觀利用率及氮肥的貢獻(xiàn)率均顯著高于T1。T2處理其氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥表觀利用率及氮肥的貢獻(xiàn)率較T1分別增加了4.3%、39.1%、5.69倍、19.6%。T3較T1則分別增加了27.5%、49.2%、6.45倍、36.4%。T3與T2比較，氮肥偏生產(chǎn)力差異顯著T3>T2，而氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥表觀利用率及氮肥的貢獻(xiàn)率則差異不顯著。這表明，在相同的施肥及管理下，適量減施含鋅尿素（減氮15%），同樣可以提高氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥表觀利用率及氮肥的貢獻(xiàn)率。

3結(jié)論與討論

本試驗研究結(jié)果表明，施用含鋅尿素種植玉米可以顯著提高玉米的產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)。相比普通尿素而言，其種植效果更加優(yōu)越。這與王銳、康利允等[19-20]研究結(jié)果一致。

劉紅恩等[21]研究表明，施用含鋅尿素更能促進玉米植株對肥料氮素的吸收和利用，同時還能促進莖葉之中氮素向玉米籽粒中轉(zhuǎn)移，促進玉米籽粒中氮素的累積。施用含鋅尿素與普通尿素相比大大的提高了玉米的氮肥利用率，增加了籽粒中鋅的含量和籽粒中鋅的積累量。在相同施肥量和管理條件下，施用含鋅尿素減氮15%，仍然能夠促進玉米植株對肥料氮素的吸收，提高肥料的利用率，增加玉米籽粒的產(chǎn)量。這與何忠俊，洪常青等[22]研究結(jié)果一致。施用含鋅尿素與施用含鋅尿素減氮15%對比，玉米的產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)、籽粒產(chǎn)量、肥效利用率、籽粒鋅累積量等指標(biāo)差異不顯著，但施用全量含鋅尿素的處理，其玉米的各項指標(biāo)要高于施用含鋅尿素減氮15%處理的玉米的各項指標(biāo)。這表明氮和鋅之間存在協(xié)同作用，氮素含量越高鋅與氮的協(xié)同作用效果越好。這與韓金玲等[23]研究結(jié)果一致。長期施用普通尿素會造成土壤鋅元素的虧缺，施用含鋅尿素或施用含鋅尿素減氮15%均能提升土壤中鋅的含量，防止土壤中鋅的虧缺。在以后的試驗中可以針對含鋅尿素的減氮量進行試驗，研究出最佳的鋅、氮配施的比例。為合理的施肥、增加玉米籽粒的含鋅量、提高玉米的產(chǎn)量等方面提供更多的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

施用含鋅尿素或者施用含鋅尿素減氮15%，均可以顯著增加玉米籽粒的產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)到2.15%-4.15%。鋅、氮之間在種植玉米上存在交互作用，施用含鋅尿素能夠促進玉米對肥料氮素的吸收，促進莖葉之中氮素向玉米籽粒中轉(zhuǎn)移，增加玉米籽粒中鋅的含量及鋅的累積量。同時提高土壤中鋅的含量，防止土壤中出現(xiàn)鋅元素的虧缺。相比普通尿素，施用含鋅尿素或施用含鋅尿素減氮15%種植玉米，其氮肥利用率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥貢獻(xiàn)率均高于普通尿素的種植效果。

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