不同組分脲甲醛緩釋肥的夏玉米肥料效應研究

倪 露，白由路，楊俐蘋，盧艷麗，王 磊，周麗平

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/農業部作物營養與施肥重點開放實驗室，北京 100081）

不同組分脲甲醛緩釋肥的夏玉米肥料效應研究

倪 露，白由路，楊俐蘋，盧艷麗，王 磊，周麗平

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/農業部作物營養與施肥重點開放實驗室，北京 100081）

【目的】探究不同組分的脲甲醛緩釋肥在夏玉米上的肥料效應，為制備夏玉米一次性施用的專用肥料提供理論依據，從而簡化施肥步驟，節省施肥成本，提高肥料效益，減少養分損失，保護生態環境。【方法】試驗以夏玉米品種鄭單958為供試材料，連續2年在大田條件下，設置3種組分脲甲醛緩釋肥處理（UF1、UF2、UF3）、常規施肥處理（CF）和不施肥處理（CK），研究不同組分脲甲醛對夏玉米產量、氮肥利用率、地上部氮素積累量、土壤無機態氮含量的影響。【結果】不同組分的脲甲醛肥效不同，UF1、UF2、UF3脲甲醛緩釋肥均能夠提高夏玉米產量及氮肥利用率，尤其以UF2效果最佳，與常規施肥處理相比，UF2處理2年平均增產7.63%，氮肥利用率提高16.43個百分點；UF1效果次之，平均增產6.53%，氮肥利用率提高12.30個百分點；UF3平均增產4.98%，氮肥利用率提高0.82個百分點。不同組分脲甲醛緩釋肥其氮素釋放速率也不同，與常規施肥相比，脲甲醛緩釋肥處理在玉米苗期0—20 cm土層無機氮含量均較高，其中以UF2處理最高，達80.09 mg·kg-1；UF1次之，含量為66.47 mg·kg-1，UF3處理最低，為51.18 mg·kg-1。大喇叭口期常規施肥處理追施60%尿素，土壤的無機態氮含量有一定地提高，灌漿期含量為27.46 mg·kg-1。20—40 cm土層中，UF1、UF2在大喇叭口期到灌漿期土壤無機態氮含量較穩定，灌漿期后含量下降，其中UF1處理收獲期含量低至13.40 mg·kg-1，比CF處理低1.05 mg·kg-1。UF2處理收獲期土壤無機態氮含量為14.13 mg·kg-1，較CF處理降低0.32 mg·kg-1。而UF3收獲期土壤無機態氮含量略高于其他處理，較CF高出1.51 mg·kg-1。因此，一次性施用的脲甲醛緩釋肥處理均可滿足玉米整個生育期的養分需求。【結論】在不同組分脲甲醛緩釋肥中，UF2處理獲得了相對較高的產量和氮肥利用率，可作為華北平原北部中低產土壤的玉米專用緩釋肥。

脲甲醛緩釋肥；夏玉米；產量；氮肥利用率；土壤無機氮

0 引言

【研究意義】玉米作為中國重要的糧食作物，其播種范圍較廣[1]。研究表明，夏玉米生育期短，耐肥力強，施用氮肥是提高其單產水平的重要措施[2]。由于普通氮肥的肥效較短，因此常規施肥采用氮肥基施+追施的模式。然而，近年來隨著新型城鎮化速度的加快，大量農村勞動力轉移就業，玉米追肥模式不再適應中國目前的農業現狀，需要施用緩釋肥料以簡化玉米施肥步驟。目前中國所采用的緩釋肥料主要有包膜型、化學抑制型和化學合成型等[3]，其中脲甲醛緩釋肥具有無殘留、組分可調等優點，是一種清潔高效的緩釋肥料。但是，如何控制脲甲醛緩釋肥中的不同組分，以適合不同地區不同作物的養分需求，是一個亟待解決的問題[4]。【前人研究進展】研究表明，脲甲醛是不同鏈長的甲基脲聚合物，具有不同的水溶性氮含量，可滿足作物不同時期的生長需求[5]。脲甲醛緩釋肥氮素有效性可用活性指數（activity index，AI）表征，是指冷水不溶氮（CWIN）中熱水可溶氮（HWSN）所占的百分數。ALEXANDER等[6]和GORING等[7]認為脲甲醛氮素釋放速率與其分子鏈的溶解性有關。黃麗娜等[8]在小白菜上研究了脲甲醛肥料的增產效應和氮肥利用率，表明AI值為53.41%的脲甲醛與尿素1∶1配施后能夠明顯提高產量和氮肥利用率，較純尿素處理增產12%。唐拴虎等[9]通過對施用不同緩釋肥辣椒的研究發現，脲甲醛緩釋肥不僅能夠提高辣椒養分利用率，還對提高辣椒果實維生素C及可溶性糖含量有顯著作用。劉兵[10]在水稻、小麥、棉花、牧草和苗木等多種作物上試驗研究表明，脲甲醛緩釋肥能夠顯著增加大田作物產量及肥料利用率，同時較常規施肥能夠顯著提高作物品質。【本研究切入點】中國脲甲醛緩釋肥研制與生產起步較晚，其生產成本過高、工藝不成熟；釋放機理研究不夠深入、肥效評價體系不夠完善[11]。當前對脲甲醛緩釋肥的研究主要集中在生產方法改進和商品肥料肥效研究兩大方面。而脲甲醛的精準制備條件下所產生的可控脲甲醛組分，在不同氣候、土壤和作物條件下肥料的田間效應研究較少。【擬解決的關鍵問題】在華北平原北部中低產土壤上夏玉米一次性施用精準制備條件下所產生的不同脲甲醛組分的緩控釋肥，研究其田間肥料效應，為不同作物不同土壤和不同氣候條件下的脲甲醛緩釋肥研制提供理論基礎與方法論。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2014—2015年在中國農業科學院（萬莊）國際農業產業園內（116°35′19.51″E，39°35′51.75″N）進行。該地區屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均日照時數2 660 h，年平均氣溫11.9℃，無霜期年平均183 d，年平均降水量554.9 mm，土壤類型為砂質潮土，屬中低產土壤。

1.2 試驗材料

1.2.1 不同組分脲甲醛緩釋肥生成條件及指標 根據前人研究結果，脲甲醛合成受尿素-甲醛的摩爾比值（U/F）、羥甲基化和亞甲基化兩階段的反應溫度、反應時間、pH等7個因素的影響[12-14]。本研究預先設計7因素3水平，共計18組正交預試驗[15]，測得各組AI值后，篩選出3組緩釋期可能適宜玉米生長養分需求的脲甲醛。在50 L反應釜內大量合成，與尿素4∶6配施后，作用于夏玉米。3組脲甲醛具體生成條件及指標如表1所示。

表1 脲甲醛緩釋肥的生成條件及評價指標Table 1 Formation conditions of urea formaldehyde slow release fertilizer

1.2.2 供試作物品種與肥料 供試玉米品種為鄭單958。供試土壤pH 8.20，有機質為5.10 g·kg-1，全氮0.151 g·kg-1，硝態氮19.5 mg·kg-1，銨態氮3.8 mg·kg-1，速效磷21.00 mg·kg-1，速效鉀80.20 mg·kg-1。磷肥為過磷酸鈣（含P2O512%）、鉀肥為硫酸鉀（含K2O 51%），氮肥為普通尿素。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 連續兩年大田試驗。試驗采用隨機區組設計，設置5個處理，每個處理3次重復，分別為（1）UF1：40%尿素+60%T1脲甲醛；（2）UF2：40%尿素+60%T2脲甲醛；（3）UF3：40%尿素+60%T3脲甲醛；（4）CF：常規施肥40%尿素基施+60%尿素大喇叭口期追施；（5）CK：不施氮肥。小區面積24 m2，玉米行距60 cm，株距21 cm。

施肥方式為人工溝施覆土，UF1、UF2、UF3處理均為一次性基施，常規施肥CF在大喇叭口期取樣后追肥。施肥量根據國家測土配方與施肥中心ASI法對試驗田土壤測試后推薦：N為180 kg·hm-2，P2O5為90 kg·hm-2，K2O為90 kg·hm-2。2014年6月23日播種，10月12日收獲，2015年6月18日播種，10月10日收獲。兩年試驗在不同地塊上進行。

1.3.2 樣品采集與測定 （1）肥料的制備與測定：脲甲醛緩釋肥制成后測定冷水（22℃）不溶氮（CWIN）、熱水（100℃）中不溶氮（HWIN）、總氮含量（TN）、活性指數（AI）。

（2）植株樣品的采集與測定：分別于玉米苗期、拔節期、大喇叭口期、灌漿期、收獲期取樣，取樣時每小區選取有代表性植株3棵（苗期為5棵），將葉片（含苞葉）、莖稈（含雄穗、穗軸）、籽粒分開，105℃殺青30 min后75℃烘干并稱重，計算地上部干物質積累量。

收獲期按小區測定實際產量，并進行考種。考種的指標為穗長、穗粗、穗行數、行粒數、穗粒數、禿尖長、百粒重等。

（3）土壤樣品的采集與測定：分別于玉米苗期、拔節期、吐絲期、灌漿期、收獲期采集0—20 cm、20—40 cm土樣，風干后過篩，用2 mol·L-1KCl提取液進行振蕩提取，過濾后在流動分析儀進行硝態氮、銨態氮含量的比色測定。

1.4 有關指標計算與統計方法

活性指數（activity index，AI）=（冷水不溶氮-熱水不溶氮）/冷水不溶氮×100%；

地上部氮素積累量（aboveground portion N accumulation rate，kg·hm-2）=地上部干物重×地上部干物質含氮量；

氮肥利用率（recovery efficiency of applied N）=（施氮肥區植株地上部氮素積累量-不施氮肥區植株地上部氮素積累量）/施氮肥量×100%；

氮肥農學效率（agronomic efficiency of applied N，kg·kg-1）=（施氮肥區產量-不施氮肥區產量）/施氮肥量；

氮肥偏生產力（partial factor productivity from applied N，kg·kg-1）=施氮肥區產量/施氮肥量。

采用Microsoft Excel 2007和The SAS System forWindows V8軟件進行數據處理和統計分析，Origin 8.5作圖。

2 結果

2.1 不同組分脲甲醛對玉米產量及其構成因素的影響

從表2可以看出，不同組分脲甲醛緩釋肥作玉米一次性專用肥增產效果均顯著，UF1、UF2、UF3處理2年平均產量分別為10 959.7、11 072.9、10 800.7 kg·hm-2。較空白處理（CK）增產25.96%、27.26%、24.13%。較常規施肥（CF）處理增產6.53%、7.63%和4.98%。其中UF1、UF2與CF處理產量差異2年均達到顯著水平。UF3在2014年產量較CF處理差異達顯著性水平，2015年產量略有提高但未達到顯著性差異。在玉米穗粒數、百粒重等方面，施肥組較對照都有一定提高，整體趨勢與產量結果一致。其中2年試驗結果均表明，UF1較CK處理能夠顯著提高夏玉米穗粒數，UF2較CK處理能夠顯著性提高夏玉米百粒重，UF3較CK處理在夏玉米穗粒數、百粒重等方面提升并不顯著。以上數據顯示，3個不同組分脲甲醛處理中，以UF2處理產量最高，增產幅度最大，增產效果最佳。

表2 不同處理對夏玉米產量及其產量構成因素的影響Table 2 Effect of different fertilizer treatments on yield and yield component of summer maize

2.2 不同組分脲甲醛對夏玉米氮素積累量的影響

從圖1中可以看出，施用脲甲醛緩釋肥及尿素處理均顯著增加了夏玉米地上部氮素積累量。與CK處理相比UF1、UF2、UF3、CF處理2季度地上部氮素積累量平均提高41.23%、43.91%、30.43%、29.84%。與CF處理相比，2014年UF2地上部氮素增加8.52%，達顯著差異，UF1、UF3差異性不顯著。2015年UF1、UF2的地上部氮素積累量為289.69、279.71 kg·hm-2，較CF處理分別增加17.26%、13.22%，達到顯著差異，UF3處理地上部氮素積累量較CF處理差異性不顯著。同一處理相比，2015年地上部氮素積累量較2014年均有下降，其中UF1處理下降最少，減少7.29%，UF2其次，下降了17.08%，UF3、CF與空白處理分別下降了21.56%、20.52%、18.22%。

2.3 不同組分脲甲醛對玉米氮肥利用效率的影響

與CF處理相比較，UF1、UF2在2014年氮肥利用率提高了0.91個百分點和14.72個百分點；農學效率提高了4.24、4.82 kg·kg-1；氮肥偏生產力提高了4.24、4.82 kg·kg-1；2015年氮肥利用率提高了23.69%、18.14%，農學效率提高了3.23、3.93 kg·kg-1；氮肥偏生產力提高了3.22、3.90 kg·kg-1。其中以UF2氮肥利用效率最高，較CF處理達到顯著水平，兩年平均提高16.43個百分點。氮肥農學效率及氮肥偏生產力等指標側重于表征作物所吸收的養分向籽粒轉移儲存情況。UF2處理兩項指標2年均為3組脲甲醛處理最高值，氮肥農學效率平均為13.18 kg·kg-1，氮肥偏生產力平均為61.52 kg·kg-1。而UF3氮肥利用率較CF處理并未達顯著，氮肥農學效率與氮肥偏生產力分析結果與氮肥利用率的趨勢基本一致，均無顯著性差異（表3）。

圖1 不同處理對夏玉米地上部氮素積累量的影響Fig. 1 Effect of different treatments on above-ground portion nitrogen accumulation amount of summer maize

表3 玉米氮肥利用率Table 3 Nitrogenous fertilizer use efficiency of maize

2.4 不同組分脲甲醛對土壤無機態氮含量的影響

圖2為不同組分脲甲醛緩釋肥對土壤無機氮的影響，其中圖2-A為2015年夏玉米0—20 cm土層無機氮含量的動態變化。由圖可見，UF1、UF2、UF3一次性施用后苗期土壤中無機態氮含量均高于常規處理組，其中UF2處理含量最高為80.09 mg·kg-1；UF1處理其次，含量為66.47 mg·kg-1；UF3處理最低，為51.18 mg·kg-1。拔節期至大喇叭口期各組土壤中無機態氮含量隨玉米生長緩慢降低，各處理間變化差異不大。大喇叭口期UF1、UF2、UF3分別為14.12、18.56、19.13 mg·kg-1。大喇叭口期取樣后常規施肥組追施60%尿素，因此，灌漿期CF處理無機態氮含量出現顯著性提高，含量為27.46 mg·kg-1。UF1、UF2在該時期保持相對較高無機態氮含量，分別為22.17、21.66 mg·kg-1。UF3含量略低，為18.30 mg·kg-1。收獲期UF1、UF2及CF處理土壤無機態氮含量均趨于穩定，與空白對照相比差異性不顯著，但UF3該時期土壤無機態氮顯著性高于其他處理，含量為20.27 mg·kg-1。

圖2-B為2015年夏玉米20—40 cm土層無機氮含量的動態變化。與0—20 cm土層不同，苗期僅UF2顯著性高于CF處理，含量達45.45 mg·kg-1，而UF1、UF3含量為35.05、34.22 mg·kg-1，與CF處理接近。苗期到拔節期CF處理土壤無機氮含量下降較快，其拔節期土壤中無機態氮含量為18.86 mg·kg-1，明顯低于UF1、UF2、UF3處理，其含量分別為29.61、29.70、29.73 mg·kg-1。拔節期到大喇叭口期間各處理土壤無機氮含量均緩慢下降，大喇叭口期之后CF處理因追肥出現一定提高，其含量在灌漿期達16.95 mg·kg-1，略低于UF1處理17.69 mg·kg-1的土壤無機氮含量，但高于UF2、UF3處理。UF1在大喇叭口期到灌漿期土壤無機態氮含量較穩定，灌漿期后含量下降，收獲期含量低至13.40 mg·kg-1，比CF處理低1.05 mg·kg-1。UF2在大喇叭口期到收獲期土壤無機氮含量緩慢下降并逐漸趨于穩定，收獲期土壤無機態氮含量為14.13 mg·kg-1，較CF處理降低0.32 mg·kg-1。而UF3收獲期土壤無機態氮含量略高于其他處理，較CF高出1.51 mg·kg-1。

從以上數據分析可見，UF2處理在前期能保持較高的土壤無機氮含量，且隨時間延長，下降緩慢，在后期還能保持較高的土壤無機氮含量，表明UF2處理的氮素釋放速率可以滿足夏玉米的生長發育需求，因此其產量也較其他處理高。UF3處理，雖然能延長氮素的釋放時間，但玉米收獲時，土壤中無機氮含量表明，該組分的氮素釋放期過長，不能適合玉米在該生長條件下的營養供應，所以UF2處理的脲甲醛組分對該區玉米生長發育是適宜的。

圖2 2015年夏玉米0—20、20—40 cm土層無機氮動態變化Fig. 2 Dynamic changes of mineral nitrogen in 0-20 and 20-40 cm soil layers of 2015 summer maize

3 討論

脲甲醛緩釋肥的機理是通過調節產品中游離尿素、亞甲基二脲、二亞甲基三脲、三亞甲基四脲和四亞甲基無脲等不同組分縮合物的比例實現的[16]。在實際生產過程中，如果通過反應生成符合作物需求的脲甲醛緩釋肥，則生產成本過高，本研究生成一定比例的長時間釋放的脲甲醛組分，再與尿素按6∶4的比例配施，這樣很大程度上節約了脲甲醛的生成成本，但此時的脲甲醛組分與其他研究的組分及特性方面可能存在很大不同。

脲甲醛肥料中不同組分的含量和比例影響著脲甲醛肥料的施用效果，但是受目前技術條件所限，難以準確測定出脲甲醛肥料中各種組分的含量和比例。前人所使用的方法是通過控制脲甲醛肥料的合成條件來控制其產品的組分[17]，本研究也是這樣做的，因此不同合成條件下生成的脲甲醛其冷水不溶性氮（CWIN）、熱水不溶性氮（HWIN）、活性指數（AI）等評價指標各不相同，這與前人研究結果相一致[18-20]。潘貝貝等[21]研究發現，羥甲基化階段隨反應時間的增加，AI值呈現先增加后減少的趨勢，而亞甲基化階段反應時間過長會導致反應物聚合度過大，AI值減小。這與本研究反應時間延長，AI值增大的試驗結果并不一致，其原因可能是本試驗反應變量為7種因素，產品指標除受反應時間影響外，還受其他條件制約，并且本試驗選取的反應底物濃度等條件范圍不一致，不能進行直接比較。

本研究以華北平原低肥力土壤上的夏玉米作供試作物，分別探討了T1、T2、T3三種條件下所合成的不同組分的脲甲醛緩釋肥，作專用肥時的產量效應、氮肥利用率、土壤氮素變化的規律，同時也比較了其與尿素一基一追模式（常規施肥）下各階段養分釋放及積累的不同。結果表明，不同組分的脲甲醛在2年試驗中產量、氮肥利用率等均較常規施肥有明顯提升。其中T2條件下生成的UF2脲甲醛2年平均值較常規施肥增產7.63%，氮肥利用率平均提高了16.43個百分點，效果最顯著。其次是T1條件下生成的UF1脲甲醛，2年平均值較常規施肥增產6.53%，氮肥利用率平均提高了12.30個百分點，T3條件下生成的AI值為15.17%的UF3脲甲醛效果最差，較CF處理并未達顯著水平。說明采用不同組分脲甲醛配施尿素作玉米專用肥，可有效提高玉米產量，簡化施肥環節，增產效果良好，這與前人研究結果相一致[22-23]。但不同組分的脲甲醛釋放規律不同，增產效果亦不相同。同時2年產量及脲甲醛緩釋肥增產效果出現一定的波動性，其原因可能是2015年收獲期時，因天氣惡劣玉米大田發生大面積倒伏，導致全部處理產量及地上部氮素積累量均低于2014年。UF1處理2年氮素積累量變化最小，僅下降7.29%，與其他處理差異較大。其原因可能是UF1緩釋肥在玉米中后期供肥較足，氮肥后移，促進了夏玉米地對氮素的吸收積累，作物后期葉片中氮含量較高，光合作用養分積累充足，受該階段外界環境影響較小。當作物種類和生長條件發生變化時，其結果也會發生變化。

本試驗研究結果還表明，脲甲醛配施尿素一次性施用后，玉米生長前期土壤中無機態氮含量較高，0—20 cm土層無機氮含量均高于常規處理組，UF1、UF2、UF3分別為66.47、80.09、51.18 mg·kg-1。其原因可能是UF1、UF2、UF3中不僅配施了40%尿素，還有一定量未反應完全的游離尿素和低聚合度的聚甲叉脲在前期也發生了分解，其前期速效養分遠高于施用40%尿素的常規處理，充分保證了玉米前期生長對氮素的需求。因此脲甲醛與普通尿素配施，既能夠滿足夏玉米前期氮素不致過量流失，又能保證中后期氮素的供給，這與司賢宗等[24]的研究結果一致。但不同組分脲甲醛其釋放規律又略有不同，UF1前期氮素釋放較高，大喇叭口期之后養分釋放達另一高峰，氮素供應后移。效果最顯著的UF2脲甲醛在前期氮素釋放最多，中后期逐漸趨于穩定且維持較高水平。這兩組夏玉米穗粒數、百粒重等有顯著性提高，這與趙凱[25]研究得出的施用脲甲醛緩釋肥有利于提高玉米穗粒數、千粒重結論一致。但效果最差的UF3前期氮素釋放量最少，中期趨于穩定，收獲期達到階段性峰值，產量及生育性狀指標提升不明顯。可能是UF3脲甲醛緩釋肥在玉米生長期釋放不完全，其緩釋期對于玉米作物來說太長，導致生育期供肥不如其他處理。

脲甲醛緩釋肥肥效受肥料組分、土壤肥力、供試作物品種、自然環境等因素影響，故不同研究者的研究成果有一定差異。TLUSTOS等[26]研究表明脲醛緩釋肥中氮素釋放速率受土壤酸堿度的影響；HUSBY等[27]研究表明溫度對脲醛一類聚合物包膜緩釋肥規律有一定影響；此外土壤微生物、水分等自然因素都會影響脲甲醛緩釋肥肥效[28-29]。現階段脲甲醛釋放機理及模型并沒有有效的研究成果，其評價方法在中國也沒有統一的國家標準，國際上使用的AI值指標，其對應的肥料釋放時間從幾個月到幾年不等。根據有關文獻，AI值在30%—60%時，釋放時間為6—8個月，AI值越低，釋放時間越長；AI值越高，釋放時間越短。夏玉米生長期僅為4個月左右，對肥料釋放供應的時間要求更為精細，需要更為精準的評價方式。因此，本研究從生成條件入手，精準控制脲甲醛生成條件，自主制備生產不同AI值的脲甲醛后再作用于大田，建立脲甲醛生成條件與肥料效應之間的對應關系。其研究結果與多數研究者預測的緩釋期相近，但本研究使用的脲甲醛緩釋肥AI值低于國際指標，釋放期卻大致在玉米生育期內。推測其可能是因為工業生產脲甲醛大多采用稀溶液法，母液循環使用，產品中低聚合態產物及未反應的尿素含量較低。而本研究使用濃溶液法，脲甲醛在反應釜內生成后不經抽濾直接烘干，反應底物濃度過高易發生暴聚反應。因此本研究所用脲甲醛的冷水不溶氮（CWIN）偏低，導致AI值較低；其次，本試驗所獲得的脲甲醛產品，烘干后粉碎成細小顆粒后施入土壤，肥料顆粒小，加速了養分的釋放[30]；同時本研究中并未單一采用脲甲醛作玉米專用肥，而是將脲甲醛-尿素6∶4配合施用，前期養分由脲甲醛中游離的尿素以及配施的尿素直接提供，中后期才需要脲甲醛低聚合度成分亞甲基二脲、二甲基三脲，以及聚合度更高的三甲基四脲甚至更長碳鏈的聚合物分解釋放氮素，供應玉米養分[31]。

本試驗是在廊坊中低產田上進行的對夏玉米專用肥的初步探索，而土壤質地、土壤肥力、供試品種、環境因素等條件的不同又會對作物產量、品質等產生不同效果[32-33]，因此對于其他條件不同組分脲甲醛的養分釋放規律，仍有較大的探索空間。同時，研制和推廣不同緩釋性能的專用脲甲醛緩釋肥，減少工業成本，實現社會效益、經濟效益、生態效益最大化，亦是下一步研究探索的重要方向。

4 結論

不同組分脲甲醛作夏玉米專用肥時，采用U/F為1.5∶1，第一階段反應溫度為55℃、反應時間為120 min、pH為9，第二階段反應溫度為30℃、反應時間為70 min、pH為3條件下生成的T2脲甲醛，與尿素6∶4配施，制成夏玉米專用肥（UF2脲甲醛緩釋肥），其在夏玉米生長前期氮素釋放充分，中后期依然能保持較高養分供給能力，能夠較好的滿足夏玉米各個時期對氮素的需求，促進作物對氮素的吸收和轉化。2年產量、氮肥利用率等指標均高于純尿素一基一追的常規處理，平均且穩定增產率達7.63%，氮素利用率平均提高16.4個百分點。UF1脲甲醛緩釋肥，前期供肥能力不及UF2，但中后期養分緩慢持續釋放，養分供應充分，促進了地上部氮素積累量提高，也獲得了較高產量；UF3緩釋期過長，前期、中期養分供應不足，后期雖氮素釋放量增加，但已不能被作物吸收轉化利用，產量和氮肥利用率沒有顯著性提升。因此綜合考慮，擇優選擇UF2作為夏玉米專用肥，其不僅能夠一次性施用，簡化施肥方式，緩解農村勞動力不足；同時保證了玉米各時期養分供應，提高玉米產量，實現更大的經濟效益。

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（責任編輯 楊鑫浩）

The Effect of Urea-Formaldehyde Fertilizer Under Different Components by Summer Maize

NI Lu, BAI You-lu, YANG Li-ping, LU Yan-li, WANG Lei, ZHOU Li-ping
(Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Crop Nutrition and Fertilization, Ministry of Agriculture, Beijing 100081)

【Objective】This experiment was carried out to study the effect of urea-formaldehyde fertilizer with different components on summer maize and to provide a theoretical basis for one time fertilization in summer maize, thus simplifying fertilization steps, saving fertilization cost, increasing fertilizer efficiency, reducing loss of nutrients and achieving environmental protection.【Method】Maize variety "zhengdan958" was used as materials in a field experiment. Under field conditions in two consecutive years, three urea-formaldehyde fertilizer treatments (UF1, UF2 and UF3), conventional fertilization (CF) and no fertilization (CK) were designed. Research mainly focused on the influence of different urea-formaldehyde treatments on yield of summer maize, nitrogen use efficiency, accumulation amount of above-ground portion nitrogen and content of inorganic nitrogen insoil【.Result】Results of the experiment showed that urea-formaldehyde of different components had different fertilizer efficiency. All slow release fertilizers of UF1, UF2 and UF3 could increase yield of summer maize and nitrogen use efficiency, among which UF2 was the best. Compared with conventional fertilization, UF2 had increased yield of summer maize by 7.63% and nitrogen use efficiency by 16.43 percentage points. UF3 increased yield by 4.98% and nitrogen use efficiency by 0.82 percentage points. In terms of effect, UF1 was only next to it. By using it, the average yield increase of summer maize was 6.53% and nitrogen use efficiency was improved by 12.30 percentage points. In addition, urea-formaldehyde with different components showed different releasing rates. Compared with conventional fertilization, use of urea-formaldehyde fertilizer could keep relatively high content of inorganic nitrogen in 0-20cm soil layer. And for UF2, the content was the highest, which was up to 80.09 mg·kg-1. UF1 took the second place which was up to 66.47 mg·kg-1and UF3 had the lowest content of 51.18 mg·kg-1. The inorganic nitrogen content of conventional fertilization increased because of topdressing urea at bell-mouthing stage, which was up to 27.46 mg·kg-1in filling period. In 20-40 cm soil layer, the inorganic nitrogen contents of UF1 and UF2 were stable between bell-mouthing stage and filling stage and decreased after filling stage. The inorganic nitrogen content of UF1 was as low as 13.40 mg·kg-1and lower than conventional fertilization by 1.05 mg·kg-1in harvesting period. The inorganic nitrogen content of UF2 was 14.13 mg·kg-1, which was lower than conventional fertilization by 0.32 mg·kg-1in harvesting period. But the inorganic nitrogen content of UF3 was slightly higher than other treatments and higher than conventional fertilization by 1.51 mg·kg-1during the harvest period. Therefore the one-time urea-formaldehyde fertilization met the demand for nutrients during the whole maize growth period.【Conclusion】Relatively higher output and nitrogen use efficiency were obtained from UF2 treatment among different urea-formaldehyde fertilizers. It was conclude that this fertilizer application method can be served as the special slow release fertilizer in the north of North China Plain where low and medium productive soil dominates the land.

urea-formaldehyde fertilizer; summer maize; yield; nitrogen use efficiency; soil inorganic nitrogen content

2016-02-29；接受日期：2016-07-21

國家科技支撐計劃課題（2015BAD23B02）

聯系方式：倪露，E-mail：nilu_lulu@126.com。通信作者白由路，E-mail：baiyoulu@caas.cn