控失尿素對氮素利用率、土壤硝態氮含量及冬小麥增產效果的影響*

孫克剛, 杜 君, 和愛玲, 楊占平, 劉高遠, 王春蘭, 岳艷軍

(1.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;2.河南心連心化學工業集團股份有限公司 河南新鄉 453731)

河南省是我國重要的農耕區,特別是糧食生產對全國的影響舉足輕重。小麥是河南省農業生產的優勢作物之一,常年小麥播種面積保持在8 000萬畝(1畝=667 m2)以上,小麥產量占全國總產量的28%。通過發展農業產業化,河南省已成為全國最大的面粉及面制品加工基地,面粉、掛面產量居全國第一,速凍食品銷量占國內總銷量的60%,方便面年產量占全國總產量的30%左右。抓好小麥生產對保障國家糧食安全至關重要,而施肥是小麥生產的關鍵技術之一[1]。

控失尿素是通過特種設備將生物有機復合型材料加入尿素熔融液中,經充分混合反應后形成控失劑-尿素復合體。控失尿素施入土壤遇水后吸水膨脹,吸水層迅速組裝成海綿狀的網絡結構,能夠將遇水溶解的尿素養分耦合在網絡內,達到控制養分揮發、流失,提高肥料利用率,保護環境和增加作物產量的目的[2-4]。為找出控失尿素在河南省最佳施用地區、適宜作物以及最佳施肥量、施用方法,充分展示控失尿素的優越性,同時發現控失尿素在施用中存在的問題,開展了大田試驗,以期對保障糧食生產、控制農業面源污染、促進化肥產業發展發揮積極的作用。

1 試驗材料與方法

試驗地點設在河南省新鄉市延津縣平陵村,供試土壤為潮土,其基本理化性狀見表1。

表1 供試土壤基本理化性狀

供試冬小麥品種為鄭麥366,播量為12 kg/畝。冬小麥于10月25日貼茬播種,次年5月25日收獲。

供試肥料：普通尿素,w(N)≥46%;控失尿素,w(N)≥43%。供試肥料均由河南心連心化學工業集團股份有限公司提供。

試驗共設6個處理：處理1,空白對照,不施肥;處理2,常規施肥,普通尿素底施30 kg/畝;處理3,控失尿素底施30 kg/畝;處理4,普通尿素底施15 kg/畝、返青前追施15 kg/畝;處理5,控失尿素底施15 kg/畝、返青前追施15 kg/畝;處理6,控失尿素底施25.6 kg/畝(較處理2減純氮20%)。

試驗采取隨機區組排列,每個處理設置3次重復,小區面積30 m2。小區間設畦埂,重復間設走道。試驗按小區單收,折算成畝產量,并采用多重比較法(LSD)進行差異顯著性檢驗。

冬小麥植株的籽粒、秸稈中的氮含量采用硫酸-過氧化氫消煮,滴定法測定;冬小麥植株中的硝態氮含量采用氯化鈣溶液浸提,流動分析儀法測定。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對冬小麥產量的影響

不同施肥處理的冬小麥產量見表2。

表2 不同施肥處理的冬小麥產量

由表2可知：不同施肥處理的冬小麥產量由高到低依次為處理5>處理3>處理4>處理6>處理2>處理1;在試驗條件下,所有施氮肥處理均有明顯的增產效果,與處理1相比差異均達極顯著水平;冬小麥產量隨氮肥施用量的增加而提高,處理3、處理5的冬小麥產量與處理6的差異達極顯著水平。

采用相同的施肥量和施肥方式時,控失尿素處理的冬小麥產量明顯高于普通尿素處理的,處理3比處理2增產54.29 kg/畝,增產率為10.85%,差異達到極顯著水平;處理5比處理4增產18.40 kg/畝,增產率為3.36%,差異達到極顯著水平。

采用相同的施肥量和肥料品種而施肥方式不同時,處理4比處理2增產47.73 kg/畝,增產率為9.53%,差異達到極顯著水平;處理5比處理3增產11.84 kg/畝,增產率為2.13%,差異達顯著水平。

采用不同的肥料品種和施肥量時,處理6比處理2增產7.12 kg/畝,增產率為1.42%,差異不顯著,這說明采用控失尿素適當減少氮肥施用量時,可以維持冬小麥不減產。

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3。

表3 不同施肥處理的氮素利用率

從表3可以看出：施用控失尿素能有效提高氮素利用率,分別比處理2和處理4提高了12.23%、16.73%、15.23%和2.67%、7.17%、5.67%;處理4的氮素利用率比處理2的提高了9.56%,處理5的氮素利用率比處理3和處理6的分別提高4.50%和1.50%,說明二次施肥(底施+追施)的氮素利用率高于一次性底施的;處理6的氮素利用率比處理3的提高3.00%,表明增加施氮量反而會降低氮素的利用率。

2.3 不同施肥處理對冬小麥經濟性狀的影響

不同施肥處理的冬小麥經濟性狀見表4。

表4 不同施肥處理的冬小麥經濟性狀

從表4可以看出：無論是施用控失尿素還是普通尿素,采用二次施肥均能增加千粒質量和穗粒數;各施肥處理的穗粒數比處理1的增加2～3粒,千粒質量增加5.8～6.5 g。

2.4 不同施肥處理對土壤硝態氮含量的影響

不同施肥處理對土壤硝態氮含量的影響見圖1。

圖1 不同施肥處理的土壤硝態氮含量

由圖1可知：對于同一處理,硝態氮含量主要集中在0～80 cm土層中,且隨著土壤深度的增加,硝態氮含量逐漸降低;與處理1相比,冬小麥收獲后,施肥處理的0～100 cm土層中的硝態氮含量均有不同程度的提高;與處理2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,且硝態氮含量的變化趨勢基本一致[5]。

3 結語

(1)施用控失尿素可以在常規施肥量的基礎上減施氮素20%,不會造成冬小麥產量的下降。

(2)施用控失尿素能提高氮素利用率,分別比普通尿素底施和普通尿素底施+追施提高了12.23%、16.73%、15.23%和2.67%、7.17%、5.67%。

(3)長期不同施肥處理對土壤中硝態氮含量有不同的影響。同一處理,硝態氮主要集中在0～80 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,施肥處理的0～80 cm土層中硝態氮含量在冬小麥收獲后均有不同程度的提高。與普通尿素處理相比,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,且不同控失尿素施用量及施肥方式處理的土壤中硝態氮含量的變化趨勢基本一致。

(4)施用控失尿素后冬小麥增產的原因主要是增加了千粒質量和穗粒數。