緩控釋氮肥在玉米增產增效中的應用研究進展

郭斌

摘 要 緩控釋氮肥可以滿足玉米中后期對氮素的要求，加速氮磷鉀向籽粒的轉移，從而達到穩定和提高產量以及減少氨揮發和氮素向土壤深層淋失的目的，因此研究不同緩控釋氮肥對保障玉米高產和簡化玉米施肥技術具有重要意義。基于此，從緩控釋氮肥的角度出發，針對緩控釋氮肥在玉米增產增效中的應用進行了綜述，并提出了該領域今后的重點研究方向。

關鍵詞 緩釋肥;聚天門冬氨酸;肥料利用率;玉米

中圖分類號：S513 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.26.100

河北省是我國夏玉米主產區之一，常年播種面積在300萬公頃，占全國9.5%，產量位居全國第5位。玉米是河北省主要糧食作物之一，也是重要的飼料和工業原料。隨著農村人口向城市的轉移，從事農業生產的勞動力逐漸減少，推行玉米簡化栽培技術勢在必行。目前我國玉米生產中氮肥多以普通尿素等速效肥為主，肥效快但氮肥損失嚴重，控釋肥料可有效促進作物生育后期的氮素供應，增強氮素轉換與積累，協調作物各器官養分吸收與分配，提高作物產量[1]。因此，研究不同緩釋氮肥對保障玉米高產和簡化玉米施肥技術具有重要意義。當前，提高肥料利用率的主要途徑包括采用養分高效高產品種、化肥高效施用的4R技術、化肥的有機替代技術、根層土壤調控技術[2]。國內外有關學者圍繞緩釋氮肥對玉米產量及肥料利用率的影響開展了有關研究，并取得了一些研究成果?；诖?，對國內外緩釋氮肥對玉米產量及肥料利用率的研究進展進行了綜述，以期為玉米氮高效相關研究提供借鑒。

1 緩/控氮肥的定義及種類

緩釋肥料指肥料施入土壤后轉變為植物有效態養分的釋放速率遠遠小于速溶肥料，在土壤中達不到完全控釋的程度[3]。控釋肥料是以顆粒肥料（單質或復合肥）為核心，表面涂覆一層低水溶性的無機物質或有機聚合物，或者應用化學方法將肥料均勻地融入分解在聚合物中，形成多孔網絡體系。并根據聚合物的降解情況而促進或延緩養分的釋放，使養分的供應能力與作物生長發育的需肥要求相一致的一種新型肥料。緩釋肥料的高級形式為控釋肥料，它使肥料釋放養分的速度與作物需要養分的量一致，使肥料利用率達到最高[4]。

合適的肥料（Right fertilizer）是化肥高效施用的4R技術之一，它是指根據土壤特性、土壤缺素情況、種植模式以及生產條件，正確使用新型肥料包括硝化抑制劑肥料、含脲酶抑制劑肥料、包膜緩釋肥料等緩釋氮肥，以及聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥。目前，緩控釋肥有物理化學型、化學型和物理型3種類型：物理化學型是借助于抑制劑的添加，同時應用一層或多層包膜達到對于肥料控釋這一效果;化學型是借助于化學作用而使得肥料在轉化或者溶解方面受到影響;物理型主要采用物理技術放慢肥料養分釋放[5]，可分為基質型控釋肥和包膜型控釋肥。因此，有必要從含硝化抑制劑肥料、含脲酶抑制劑肥料、包膜緩釋肥料等緩控釋肥以及聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥兩方面對玉米產量及肥料利用率的影響進行綜述。

2 緩/控氮肥對玉米產量及肥料利用率的影響

緩/控氮肥對玉米具有增產的效果，緩/控氮肥減施的目的是保證穩產、高產的條件下，減少氮肥的損失，提高氮肥的利用率。在東北平原春雨米區，有關學者針對控釋氮肥減施對春、夏玉米產量及氮素利用的影響開展了研究。氮肥減量全基施技術是當前我國糧食生產中全基施施肥技術中的一種，在全基施中使用控釋肥等新型肥料，且在穩產甚至增產的基礎上減少氮肥施用量。尹彩俠等[6]以農民習慣施肥（240 kg N·hm-2）為對照，減量25%施用控釋氮肥，2年中發現春玉米小幅增產，增產幅度4.5%，氮肥利用率提高18.4%，地上部干物質積累及氮素累積積累增加，且提高了氮肥利用率。周麗平等[7]的研究表明，緩釋氮肥能提高玉米產量、氮素利用率，增加玉米氮素的吸收利用并降低氮素損失，其中脲甲醛和凝膠尿素的肥料效應最好，分別平均增產18.9%和16.8%。周寶元等[8]的研究表明，緩釋肥及條帶深松耕作可以改善玉米光合性能、延緩玉米衰老、增多花后光合產物積累量及其向籽粒的轉運，從而使玉米產量提高。黃巧義等[9]通過7個施氮水平研究表明，控釋尿素和普通尿素在甜玉米灌漿期與常規施肥氮素供應基本一致且顯著提高了氮素農學效率及氮素吸收利用率。孫曉等[10]研究表明，施氮肥可顯著增加玉米產量，增產28%～65%，緩釋尿素可增加氮素積累量、提高氮肥利用效率2.26%～12.69%。控釋尿素減量20%，一次性基施，能維持產量不降低，提高氮肥利用效率以及經濟效益。谷佳林等[11]的研究表明，SCUA和SCUB硫包衣尿素減量30%可分別提高氮肥表觀利用率40.45%和42.59%，較農民習慣施肥分別提高了18.17%和20.31%。胡娟等[12]研究表明，較單施普通尿素200 kg·hm-2和氮肥減量10%單施普通尿素180 kg·hm-2處理，氮肥減量10%配施處理的氮肥利用率分別提高9.12%～19.14%、13.32%～23.34%，產量則分別提高0.95%～6.89%和2.23%～8.25。趙斌等[13]研究表明，控釋肥能顯著提高玉米產量，等量控釋氮處理增產13.15%和14.15%，控釋氮肥減施25%時，較等量普通復合肥（CCF）處理增產9.69%和10.04%。尹梅等[14]的研究表明一次性施用控釋性尿素氮肥利用率較一次性施用普通尿素處理氮肥利用率高10.5%～13%，在云南旱區玉米研究地內，氮用量105～157.5 kg·hm-2的控釋尿素產量及肥料利用率最佳。

3 聚天門冬氨酸（PASP）控釋氮肥對玉米產量及肥料利用率的影響

聚天門冬氨酸（PASP）是一種氨基酸聚合物，屬于環境友好型材料。PASP能螯合金屬離子，電性吸附陰離子，能在土壤中富集氮、磷、鉀及各種微量元素，促進營養元素的吸收利用。PASP本身不是肥料，但它作為肥料增效劑的一種，可有效提高肥料的利用效率。PASP作為多肽肥料的增效劑，可促進農作物吸收肥料中的養分，促進植株體氮素代謝，提升產量[15]。唐會會[16]研究表明，聚天門冬氨酸螯合氮肥與常規氮肥相比，灌漿期葉片硝酸還原酶活性降低，葉片谷氨酰胺合成酶和谷草轉氨酶活性升高，產量提高、施肥量減少1/3，提高了肥料利用率，適合東北春玉米推廣。王娜等[17]研究表明，PASP-Ca尿素處理較常規尿素相比使水稻增產0.87%～7.27%。冷一欣等[18]研究表明，基施及追施聚天門冬氨酸對玉米生長均具有較好的促進作用，可使玉米水培生物學產量增加53.8%，玉米盆栽生物學產量增加13.4%，對土壤性質影響不明顯。

綜上所述，PASP配施肥料具有控釋氮肥的作用，PASP配施肥料處理能夠保障玉米生育后期對養分需求，提高肥料利用率，增加地上部干物質積累量與氮素累積量。

4 結語

玉米對氮素的吸收利用是一個復雜的過程，人們對氮效率的吸收利用的生理機制了解還不夠多。緩控釋氮肥減施是今后玉米生產的發展方向，是一項簡化施肥技術。但是從土壤氮素吸收利用、氮素吸收轉運分配和關鍵基因表達變化的角度出發，這些氮利用過程對施用緩控釋氮肥的響應規律也有待研究。通過設置不同氮水平的緩控釋氮肥處理，分析關鍵生育期玉米氮素吸收與轉移關鍵基因表達變化，進一步深入理解玉米體內氮效率的生理與分子機制及其對施氮水平的響應，有利于明確玉米高產高效的育種方向，對緩解我國耕地面積少、糧食需求量大、環境問題突出、氮肥利用效率低等多方面的矛盾具有重要意義。

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（責任編輯：趙中正）