新型環(huán)保緩釋肥料在小麥作物上的應(yīng)用效果研究*

何佩華，曹衛(wèi)宇，張 偉，鄒曉岱，盧嘯旸

(上?；ぱ芯吭河邢薰?上海 200062)

尿素是世界上使用量最大的氮肥品種，但其施入土壤后很快溶解，在土壤中脲酶的作用下轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮和硝態(tài)氮，肥效期較短，且有一部分硝態(tài)氮隨雨水或灌溉水淋失或流失，還有一部分氨態(tài)氮揮發(fā)損失，因此氮素利用率較低，我國(guó)尿素當(dāng)季氮素利用率僅為30%～35%[1]。脲甲醛為合成有機(jī)微溶性緩釋氮肥，由尿素和甲醛在一定條件下反應(yīng)縮合而成，包含亞甲基二脲、二亞甲基三脲、三亞甲基四脲、四亞甲基五脲、五亞甲基六脲等縮合物，其肥效期取決于組分分子鏈的長(zhǎng)短，分子鏈長(zhǎng)的縮合物肥效期長(zhǎng)，故肥效期可通過控制反應(yīng)條件人為調(diào)控。聚天冬氨酸(簡(jiǎn)稱PASP)是一種水溶性多肽，無毒無害，可完全生物降解，是世界公認(rèn)的綠色化學(xué)品。在農(nóng)業(yè)上，聚天冬氨酸是一種新型肥料增效劑，可以強(qiáng)化作物對(duì)氮、磷、鉀及中微量元素的全面吸收，從而提高肥料利用率、增加作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)、減輕環(huán)境污染[2- 3]。雙氰胺(DCD)是一種硝化抑制劑，可通過抑制硝化反應(yīng)的進(jìn)行而減少氮的淋溶和反硝化作用損失，從而提高氮素的利用率[4]。

為提高肥料中氮素利用率，將尿素與甲醛反應(yīng)生成脲甲醛，再與磷酸一銨、鉀肥、雙氰胺以及聚天冬氨酸混合后造粒，得到的新型環(huán)保緩釋肥料不僅具有較好的緩釋效果、肥效期長(zhǎng)，而且可以提高氮素利用率、減輕環(huán)境污染。為探究新型環(huán)保緩釋肥料對(duì)小麥的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響并考察其氮素利用率、探索新型環(huán)保緩釋肥料在小麥上的施用技術(shù)及肥料效果，開展了田間試驗(yàn)，以期為該肥的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料

(1) 供試肥料

肥料增效劑聚天冬氨酸，常州常茂生物化學(xué)工程股份有限公司；雙氰胺，上海強(qiáng)順化學(xué)試劑有限公司；新型環(huán)保緩釋肥料由上?；ぱ芯吭河邢薰净仕兄啤?/p>

試驗(yàn)用肥料的養(yǎng)分含量如表1所示，其中：1#為常規(guī)復(fù)混肥；2#為新型環(huán)保緩釋肥料，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10.0%，含雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，含聚天冬氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%；3#為新型環(huán)保緩釋肥料，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10.0%，含雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，含聚天冬氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%；4#為新型環(huán)保緩釋肥料，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20.0%，含雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，含聚天冬氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%；5#為新型環(huán)保緩釋肥料，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20.0%，含雙氰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，含聚天冬氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%；6#為無氮復(fù)混肥。

表1 試驗(yàn)用肥料的養(yǎng)分含量 %

(2) 供試作物

供試作物為小麥，品種為楊麥158。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在上海市崇明區(qū)建設(shè)鎮(zhèn)效東村(上?；ぱ芯吭河邢薰境缑魃鷳B(tài)農(nóng)業(yè)基地)，土壤農(nóng)化性狀如表2所示。

表2 供試土壤農(nóng)化性狀

有機(jī)質(zhì)/(g·kg-1)全氮/(g·kg-1)pH堿解氮/(mg·kg-1)速效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(mg·kg-1)13.901.208.3099.884.7694.10

試驗(yàn)各小區(qū)面積為20 m2(4 m×5 m)，共設(shè)7個(gè)處理，其中：處理1基施1#肥，畝(1畝=666.67 m2，下同)施肥量為N 11.00 kg、P2O59.00 kg和K2O 7.50 kg；處理2～處理5分別基施2#～5#肥，畝施肥量均為N 13.50 kg、P2O59.00 kg和K2O 7.50 kg；處理6基施5#肥，用量比處理5減少10%，畝施肥量為N 12.15 kg、P2O58.10 kg、K2O 6.75 kg；處理7為無氮對(duì)照，基施6#肥，畝施肥量為P2O59.00 kg和K2O 7.50 kg。施肥時(shí)若養(yǎng)分不平衡，用重鈣和氯化鉀調(diào)整，重鈣中w(P2O5)為45.07%，氯化鉀中w(K2O)為57.88%。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列。

3 試驗(yàn)方法

基肥于2016年11月11日施入土中，處理1于2017年3月21日追施尿素，畝施N量為2.50 kg。播種期為2016年11月11日，畝播種量為20 kg。收獲期為2017年6月8日，各小區(qū)單打單收計(jì)實(shí)產(chǎn)，同時(shí)采集直徑為30 cm圓面積的麥株進(jìn)行考種并測(cè)定籽粒和植株含氮量，收獲后取土測(cè)定土壤含氮量。

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 不同處理對(duì)小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

生長(zhǎng)越旺盛，植株個(gè)體越大，分蘗數(shù)和有效穗數(shù)越多。如表3所示，從株高來看：施用復(fù)混肥料的各處理(處理1～處理6)的株高明顯高于無氮處理(處理7)，差異明顯；施用新型環(huán)保緩釋肥料的各處理(處理2～處理6)的株高與常規(guī)復(fù)混肥處理(處理1)相比無明顯差異。從有效穗數(shù)來看，施用新型環(huán)保緩釋肥料的各處理均多于常規(guī)復(fù)混肥處理，其中處理5的有效穗數(shù)最多，其次分別為處理4、處理3和處理2，處理1最少(處理7除外)。從粒重來看：施用復(fù)混肥料的各處理的粒重明顯優(yōu)于處理7，差異明顯；施用新型環(huán)保緩釋肥料的各處理與處理1相比無明顯差異；施用新型環(huán)保緩釋肥料的處理5和處理6的粒重明顯高于處理3和處理4；處理6的基肥施用量減少10%，而產(chǎn)量與處理1無明顯差異。

表3 不同處理對(duì)小麥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及粗蛋白質(zhì)含量的影響

處理株高1)/cm畝有效穗數(shù)/個(gè)畝粒重2)/kg畝增產(chǎn)/kg增產(chǎn)率/%含粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%粗蛋白質(zhì)增加率/%177.42 a267 500370.18 ab13.88278.65 a295 800367.85 ab-2.33-0.6314.111.66376.80 a299 000348.17 b-22.01-5.9413.990.79479.50 a302 100344.51 b-25.67-6.9314.172.09578.76 a327 300380.52 a10.342.7914.585.04679.36 a276 900375.52 a5.341.4414.111.66767.87 b223 500243.52 c-126.66-34.2213.06-5.91

注：1)F=5.41>F0.05=2.85，不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平，相同小寫字母表示差異不顯著；

2)F=11.55>F0.05=2.85，不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平，相同小寫字母表示差異不顯著

4.2 不同處理對(duì)小麥品質(zhì)(粗蛋白質(zhì)含量)的影響

從表3可看出：施用新型環(huán)保緩釋肥料的各處理的小麥粗蛋白質(zhì)含量均高于處理1，其中處理5的小麥粗蛋白質(zhì)含量最高；在雙氰胺和聚天冬氨酸用量相同的情況下，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的處理(處理4和處理5)的小麥粗蛋白質(zhì)含量稍高于緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10%的處理(處理2和處理3)，說明在等氮量條件下，施用部分緩釋氮對(duì)小麥籽粒中粗蛋白質(zhì)的合成有促進(jìn)作用，施用雙氰胺硝化抑制劑和聚天冬氨酸對(duì)小麥籽粒吸收氮素有一定促進(jìn)作用。

4.3 不同處理對(duì)肥料中氮素利用率的影響

如表4所示，施用新型環(huán)保緩釋肥料的處理5和處理6的氮素利用率均高于處理1，其中緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的處理5的氮素利用率最高，處理6次之，與處理1相比，氮素利用率分別提高11.41%和9.69%，說明緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的肥料能減少氮素?fù)p失、提高氮素利用率，可以促進(jìn)小麥籽粒對(duì)氮素的吸收。

4.4 不同處理小麥試后土樣含氮量

如表5所示，在相同施肥量條件下，施用新型環(huán)保緩釋肥料處理的試后土樣含氮量略高于常規(guī)復(fù)混肥處理。

表4 不同處理的小麥吸氮量和氮素利用率

處理畝小麥籽粒吸氮量/kg畝小麥莖葉吸氮量/kg畝小麥總吸氮量/kg氮素利用率/%氮素利用率增加值/%18.811.8510.6630.1528.851.8310.6830.300.1538.361.7010.0625.70-4.4548.372.2110.5829.56-0.5959.512.6912.2041.5611.4169.092.3411.4339.849.6975.451.146.59

表5 不同處理的試后土樣含氮量

處理w(N)/%處理w(N)/%10.13650.14820.13660.14330.14170.12640.142

5 結(jié)語

(1) 在相同施肥量條件下，施用新型環(huán)保緩釋肥料能促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)，提高有效穗數(shù)和粗蛋白質(zhì)含量。

(2) 施用新型環(huán)保緩釋肥料能明顯提高氮素利用率，緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的處理的氮素當(dāng)季利用率達(dá)41.56%，比常規(guī)復(fù)混肥處理的氮素利用率提高了11.41%。

(3) 與常規(guī)復(fù)混肥處理相比，在肥料施用量減少10%的條件下，施用緩釋氮占全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20%的處理在產(chǎn)量不減少的情況下，可提高有效穗數(shù)和小麥粗蛋白質(zhì)含量，其氮素當(dāng)季利用率達(dá)39.84%，提高了9.69%。

(4) 施用新型環(huán)保緩釋肥料降低了氮素在土壤中的溶解速率，提高了肥料中氮素的利用率，減少了氮素的損失，減輕了因施肥而造成的環(huán)境污染。

(5) 在試驗(yàn)條件下，新型環(huán)保緩釋肥料的施肥方式為一次基施，減少了施肥次數(shù)，達(dá)到了省時(shí)省工的目的。