控失尿素對夏玉米產量、氮素利用率及土壤中硝態氮含量的影響*

孫克剛, 杜 君, 和愛玲, 楊占平, 楊煥煥, 張運紅

(河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所 河南鄭州 450002)

緩控釋肥通常包括緩釋肥和控釋肥兩大類型。按照生產工藝和養分釋放機制的不同,緩控釋肥主要分為樹脂包膜控釋肥、脲甲醛緩釋肥、硫包衣尿素、穩定性肥料等四大類[1-4]。

控失肥與控釋肥的區別主要體現在定義、生產技術和肥效期的不同。控釋肥廣義上是指養分釋放速率慢、釋放期長,可滿足作物生長期對養分需求的肥料;通過包膜方式將養分包裹在中間,使養分通過小孔緩慢釋放;受水分、地溫等條件的影響,溫度越高(水分越多),養分釋放速率越快。控失肥指能夠留住肥料養分、減少營養流失、減輕環境污染的肥料;采用高分子網捕技術,阻斷養分流失途徑,為作物持續提供養分,以達到保水抗旱、控失節能的目的;一般可完全滿足作物在整個生育期對養分的需求[5-7]。

控失尿素通過在尿素顆粒表面包裹一層材料,降低尿素養分釋放速率,延長養分釋放時間,可達到提高肥料利用率、保護環境和增加作物產量的目的。為探索控失尿素最佳施用地區、作物和施用方法,展示控失尿素的優越性,以及為產品的進一步改進提出建議,以夏玉米為試驗對象,開展了控失尿素大田肥效試驗。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗安排在長葛市農業科學研究所,供試土壤為褐土,土壤理化性狀見表1。供試玉米品種為鄭單958,種植密度為5 000株/畝(1畝=667 m2)。

表1 供試土壤理化性狀

大田肥效試驗(習慣施尿素地區)共設置5個處理:T1,空白對照,不施氮肥;T2,常規施肥,普通尿素苗期開溝追施,35 kg/畝;T3,控失尿素苗期開溝追施,35 kg/畝;T4,控失尿素種肥同播,35 kg/畝;T5,控失尿素種肥同播,29.95 kg/畝(較處理2減純氮20%)。各處理磷肥和鉀肥分別采用過磷酸鈣[w(P2O5)為10%]和氯化鉀[w(K2O)為60%],施用量分別為40、10 kg/畝,均全部基施(播種時同時施肥或播種前施肥)。控失尿素的w(N)≥43%,普通尿素的w(N)≥46%,均由河南心連心化學工業集團股份有限公司提供。

1.2 試驗方法

試驗采取隨機區組排列,每個處理3次重復。小區面積30 m2,小區間設畦埂,重復間設走道。

(1)收獲時各小區單打單收,風干后再烘干計產,并考種。

(2)收獲時,每個小區取玉米3株,風干后再烘干至恒質量;玉米植株籽粒和秸稈中的氮含量采用硫酸-過氧化氫消煮,滴定法測定;吸氮量=籽粒產量×籽粒含氮量(或植株秸稈產量×秸稈含氮量),地上部吸氮量=植株秸稈產量×秸稈含氮量+籽粒產量×籽粒含氮量,氮肥利用率=(施氮處理地上部吸氮量-不施氮處理地上部吸氮量)×100/施氮量[8]。

(3)夏玉米收獲后,取深度分別為0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm的土壤樣品,風干后采用氯化鈣溶液浸提,流動分析儀法測定不同深度土壤中硝態氮的含量[8]。

(4)采用軟件SPSS進行數據處理,并用多重比較法(LSD法)進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對夏玉米產量的影響

不同施肥處理的夏玉米產量及方差分析見表2和表3。

表2 不同施肥處理的夏玉米產量

表3 不同施肥處理的夏玉米產量方差分析

由表2可知:各處理的夏玉米產量平均值由高到低為T3>T4>T5>T2>T1,說明在試驗條件下,施用氮肥對夏玉米有明顯的增產效果,各施氮肥處理的夏玉米產量與T1處理的相比均達到差異極顯著水平;夏玉米產量隨氮肥用量的增加而提高,T4處理比T5處理增產43.53 kg/畝,增產率為8.20%,達到差異極顯著水平;T5處理與T2處理相比,夏玉米增產5.45 kg/畝,增產率為1.04%,差異不顯著,說明控失尿素純氮施用量比普通尿素的減少20%的條件下,不會造成減產;在施氮量相同的條件下,T3處理的夏玉米產量比T4處理的提高19.05 kg/畝,增產率為3.32%,差異顯著,說明T3處理的氮肥施用方式更理想。

2.2 不同施肥處理對氮素利用率的影響

不同施肥處理的氮素利用率見表4。

表4 不同施肥處理的氮素利用率

從表4可以看出:施用控失尿素的處理均能有效提高氮素利用率,分別比T2處理的提高12.80%、11.07%、12.70%;T3處理的氮素利用率比T4處理的提高1.73%,比T5處理的提高0.10%;T5處理的氮素利用率比T4處理的提高1.63%,表明在采取相同的種肥同播施肥措施時,氮肥施用量減少處理的氮素利用率更高。

2.3 不同施肥處理對夏玉米經濟性狀的影響

不同施肥處理的夏玉米經濟性狀調查見表5。

表5 不同施肥處理的夏玉米經濟性狀調查

從表5可知:不同施肥處理的夏玉米穗長、穗粗和株高等變化不大,但穗粒數差異較大,且與產量變化趨勢一致,其中T3處理的穗粒數最多,分別比T1、T2、T4、T5處理的多123、42、31、38粒;百粒質量與產量的變化趨勢一致,其中T3處理的百粒質量最大,T1處理的最小。

2.4 不同施肥處理對土壤中硝態氮含量的影響

夏玉米收獲后,不同施肥處理的土壤中硝態氮含量見圖1。

圖1 不同施肥處理的土壤中硝態氮含量

由圖1可知:長期不同施肥處理對土壤中硝態氮含量有不同程度的影響,同一處理的硝態氮主要集中在0～20 cm土層中,且隨著土壤深度的增大,硝態氮含量逐漸降低;與T1處理相比,各施肥處理的0～20 cm土層中硝態氮含量均有不同程度的提高;與T2處理相比,不同控失尿素處理均不同程度地降低了土壤中硝態氮含量;不同控失尿素處理的土壤中硝態氮含量變化趨勢基本一致。

3 結語

(1)施用控失尿素在常規施肥的基礎上減施20%純氮量,不會造成夏玉米產量的下降;施肥量及施肥措施相同時,控失尿素處理的夏玉米產量比習慣施肥增產68.03 kg/畝,增產率為12.95%,差異達到極顯著水平;控失尿素施肥方式不同時,開溝追施比種肥同播增產19.05 kg/畝,增產率為3.3%,差異達到顯著水平;夏玉米產量隨控失尿素施用量的增加而提高,施肥方式為種肥同播時,夏玉米的產量較控失尿素減施純氮20%處理的增產43.53 kg/畝,增產率為8.20%,差異達到極顯著水平。

(2)施用控失尿素可以提高氮素利用率,分別比習慣施肥提高12.80%、11.07%和12.70%。

(3)長期不同施肥處理對土壤中硝態氮含量均有不同的影響。同一處理,硝態氮主要集中在0～20 cm土層中且隨著土壤深度的增加,硝態氮含量逐漸降低;與無氮處理相比,在夏玉米收獲后,不同施肥處理的0～20 cm土層中硝態氮含量均有不同程度的提高;與施用普通尿素處理相比,施用控失尿素的各處理均不同程度地降低了土壤中硝態氮的含量;不同控失尿素處理的土壤中硝態氮含量變化趨勢基本一致。

(4)施用控失尿素的增產機制主要是提高百粒質量和增加穗粒數。