馮小杰，戰(zhàn)秀梅，王雪鑫，陳坤，彭靖，韓曉日

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包膜尿素不同配比減施對(duì)土壤無(wú)機(jī)氮含量及玉米氮素吸收的影響

馮小杰，戰(zhàn)秀梅，王雪鑫，陳坤，彭靖，韓曉日

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院/土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng) 110866）

【目的】研究包膜尿素與普通尿素不同配施比例對(duì)氮素釋放及玉米氮素吸收的影響，旨在篩選有利于東北春玉米高產(chǎn)及氮素高效利用的包膜肥料與普通尿素比例，為控釋氮肥在東北地區(qū)春玉米生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā?017年在遼寧省沈陽(yáng)市和海城市兩地以當(dāng)?shù)刂髟云贩N東單6531和鐵研358開展田間試驗(yàn)。供試肥料：樹脂包膜尿素和普通尿素。兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)均設(shè)置了不施氮處理（CK0）、普通尿素常規(guī)施氮量（CK）和減氮對(duì)照處理（CK1）、樹脂包膜尿素較CK減氮處理（T0）；沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)還設(shè)置了3個(gè)樹脂包膜尿素與普通尿素不同配比及減氮處理（T1、T2、T3），海城試驗(yàn)區(qū)設(shè)置了兩個(gè)處理（T1、T2）。T1、T2、T3處理包膜尿素和普通尿素的配施比例分別為8﹕2、6﹕4、4﹕6；沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)常規(guī)氮肥用量為244 kg·hm-2，減氮處理施氮量為220 kg·hm-2；海城試驗(yàn)區(qū)常規(guī)氮肥用量為217 kg·hm-2，減氮處理施氮量為195 kg·hm-2。玉米生長(zhǎng)季內(nèi)各生育時(shí)期分別采集土壤和植株樣品，測(cè)定土壤無(wú)機(jī)氮含量和植株不同部位養(yǎng)分含量，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)采收記錄產(chǎn)量?！窘Y(jié)果】包膜尿素與普通尿素配施能顯著提高玉米產(chǎn)量（＜0.05），且隨著配施比例的增加，產(chǎn)量呈先增加后降低趨勢(shì)，其中T2處理的玉米產(chǎn)量最高（10 250 kg·hm-2），CK1產(chǎn)量最低（9 307 kg·hm-2）。在等氮素條件下，玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T3＞T1＞T0＞CK1，籽粒產(chǎn)量較CK1處理增產(chǎn)幅度為3.89%—25.76%。在減氮10%條件下，T2處理產(chǎn)量與CK處理相比差異不顯著。包膜尿素與普通尿素配施能顯著提高玉米生育前期土壤中無(wú)機(jī)氮含量，樹脂包膜尿素可以為玉米中后期生長(zhǎng)提供氮源，且在等氮條件下，隨著包膜肥料與普通尿素配比增加，氮素表觀利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效益均呈先升高后降低趨勢(shì)，其中均以T2處理最高，CK1處理最低，兩地結(jié)果一致。【結(jié)論】包膜尿素與普通尿素配施處理的春玉米產(chǎn)量、氮肥利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效益均優(yōu)于普通尿素處理，其中以T2處理包膜尿素與普通尿素配比為6﹕4，效果最好；根據(jù)兩種肥料不同時(shí)期的釋放特點(diǎn)，通過擬合曲線，在遼中南地區(qū)，當(dāng)62%包膜尿素搭配38%普通尿素條件下，產(chǎn)量、氮素表觀利用率和經(jīng)濟(jì)效益最高且最合理，可以充分發(fā)揮普通尿素和包膜肥料優(yōu)勢(shì)，可有效增加春玉米中后期土壤無(wú)機(jī)氮供應(yīng)能力，獲得顯著的增產(chǎn)效果，提高經(jīng)濟(jì)效益。

樹脂包膜尿素；土壤無(wú)機(jī)氮；氮肥利用效率；春玉米；產(chǎn)量；減氮

0 引言

【研究意義】春玉米生物累積量大，對(duì)氮肥敏感且需求數(shù)量和強(qiáng)度都非常高，合理的氮肥運(yùn)籌是提高玉米產(chǎn)量的重要途徑。研究表明，一次性施用大量普通速效氮肥，一般會(huì)造成苗期燒苗[1]、后期脫氮早衰和氮肥利用率下降等問題[2]，而分次施肥又大大增加了勞動(dòng)力投入[3]，包膜肥料的研發(fā)為解決這些問題提供了新的思路。包膜肥料主要是在肥料顆粒表層包被上控制養(yǎng)分釋放的包膜材料，調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放的肥料，使控釋時(shí)間，即轉(zhuǎn)化為植物有效利用養(yǎng)分的釋放速率與作物吸收規(guī)律相同步[4]。主要種類有物理型和物理化學(xué)型，其中最為常見的是樹脂包膜肥料和硫包膜尿素等[5]。但是由于包膜肥料的市場(chǎng)價(jià)格一般比普通肥料高2.5—8倍[6]，導(dǎo)致其難以大面積推廣應(yīng)用，控釋肥的用量?jī)H占化肥用量的0.15%，主要用于經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的水果、蔬菜、花卉和草坪等植物[7]；另外包膜肥料養(yǎng)分釋放受土壤溫度和水分等環(huán)境因素影響較大，種、肥同播方式易造成緩釋肥前期養(yǎng)分釋放不足，影響玉米苗期生長(zhǎng)，后期養(yǎng)分過多，造成玉米貪青晚熟[8]。因此研究包膜肥料與普通尿素配施既有利于降低肥料成本，又可調(diào)控苗期養(yǎng)分供應(yīng)，對(duì)豐富玉米施肥技術(shù)有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】佟玉欣等[9]和韓蔚娟等[1]對(duì)東北地區(qū)春玉米產(chǎn)量和氮素需求之間關(guān)系的研究表明，追施氮肥能增加玉米籽粒中氮濃度并提高玉米產(chǎn)量；基施不同新型肥料能滿足玉米整個(gè)生長(zhǎng)季的需肥，且能達(dá)到增產(chǎn)和提高肥料利用率以及減少人工投入的效果，而增收不顯著。為了降低成本，增加農(nóng)民收益以及便于在大田作物上大面積推廣應(yīng)用，司賢宗等[10]和黃巧義等[11]在夏玉米上就包膜肥料與普通尿素配施以及合適比例的應(yīng)用進(jìn)行了可行性研究。FUJISAWA等[12]、張玉玲等[13]和衣文平等[14]探究了環(huán)境因素對(duì)控釋氮肥釋放速率的影響，結(jié)果表明控釋肥釋放期長(zhǎng)短會(huì)隨溫度升高而減少，土壤溫度在10—25℃內(nèi)，每升高5℃，釋放速率常數(shù)一般提高1倍；土壤水分含量越少，控釋肥養(yǎng)分溶出速率常數(shù)越小，當(dāng)土壤含水量高于田間持水量的40%，控釋肥料的養(yǎng)分釋放速率和釋放期才不受土壤水分狀況的影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】諸多研究表明，包膜肥料與普通尿素配施在夏玉米上表現(xiàn)出良好的增產(chǎn)效果，而針對(duì)東北地區(qū)春玉米前期土壤溫度低和生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，就包膜肥料與普通尿素配施比例的應(yīng)用研究鮮有報(bào)道。為此，筆者在遼中南地區(qū)開展了包膜肥料與普通尿素配施在春玉米應(yīng)用上的研究，并探究了不同比例施用的效果。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究通過在遼中南地區(qū)開展大田試驗(yàn)，探究包膜肥料與普通尿素不同配施比例及減氮施用對(duì)氮素釋放與玉米氮素吸收的影響，旨在篩選有利于春玉米高產(chǎn)及氮素高效利用的包膜肥料與普通尿素比例，為控釋氮肥在遼中南地區(qū)春玉米生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

春玉米田間小區(qū)試驗(yàn)于2017年5—9月在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)北山科研基地（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)）（40°48′N，123°33′E）和沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)海城教學(xué)實(shí)習(xí)基地（海城試驗(yàn)區(qū)）（40°48′N，122°37′E）進(jìn)行。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)北山科研基地處于松遼平原，年平均降雨量574—684 mm，年平均氣溫7.0—8.1℃，無(wú)霜期為148—180 d；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)海城教學(xué)實(shí)習(xí)基地位于遼寧南部，遼東半島北端，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫10℃以上，年積溫在3 000—3 100℃，無(wú)霜期170 d左右，年降雨量在600—800 mm。土壤類型均為棕壤，供試肥料為普通尿素（含N46%）、過磷酸鈣（含P2O514%）、硫酸鉀（含K2O 50%）、熱固性樹脂包膜尿素（包膜尿素釋放期為90 d，含N44%）。根據(jù)遼寧省21站近30年月平均降雨量和溫度的變化曲線，趨勢(shì)分別為降雨量從6月份開始增加，7月份陡升，達(dá)到峰值，8月稍有回落，9月急劇減少[15]；溫度從5月份開始增加，6、7月份陡升，7月達(dá)到峰值，8月稍有回落，9月急劇減少[16]。供試土壤理化性狀及試驗(yàn)期間溫度、降雨情況見表1和圖1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 春玉米田間小區(qū)試驗(yàn) 于2017年在沈陽(yáng)和海城兩地布置了春玉米田間小區(qū)試驗(yàn)。兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)均設(shè)置了不施氮處理（CK0）、普通尿素常規(guī)施氮量（CK）和減氮對(duì)照處理（CK1）、樹脂包膜尿素較CK減氮處理（T0）；沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)還設(shè)置了3個(gè)較CK減氮的樹脂包膜尿素與普通尿素不同配比處理（T1、T2、T3）；T1、T2、T3處理的包膜尿素與普通尿素氮素配施比例分別為8﹕2、6﹕4、4﹕6。海城試驗(yàn)區(qū)設(shè)置了兩個(gè)處理（T1、T2）。兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)常規(guī)施氮量是根據(jù)遼寧省測(cè)土配方施肥項(xiàng)目推薦施肥量確定，減氮處理氮肥用量是在常規(guī)氮肥用量基礎(chǔ)上減氮10%；因此沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)常規(guī)氮肥用量為244 kg·hm-2，減氮處理施氮量為220 kg·hm-2，施磷量（P2O5）97.5 kg·hm-2，施鉀量（K2O）101.5 kg·hm-2，各處理磷、鉀肥用量相同；海城試驗(yàn)區(qū)常規(guī)氮肥用量為217 kg·hm-2，減氮處理施氮量為195 kg·hm-2，施磷量（P2O5）75 kg·hm-2，施鉀量（K2O）90 kg·hm-2，各處理磷、鉀肥用量相同。沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)于5月8日播種，9月26日收獲，供試玉米品種為東單6531；海城試驗(yàn)區(qū)于5月11日播種，9月24日收獲，供試玉米品種為鐵研358。所有肥料均作基肥在播種前一次性以壟施方式施到種子行側(cè)下方8—10 cm土層。小區(qū)面積30 m2。各處理均3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。田間管理方法同當(dāng)?shù)亍?/p>

（5）探索數(shù)字貨幣監(jiān)管的國(guó)際合作。在現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，我國(guó)應(yīng)該積極與國(guó)際金融機(jī)構(gòu)進(jìn)行密切合作，交流總結(jié)對(duì)數(shù)字貨幣的監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn)，共同應(yīng)對(duì)數(shù)字貨幣的監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 樹脂包膜肥料養(yǎng)分釋放動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 選擇孔徑100目的尼龍網(wǎng)料，將其縫制成長(zhǎng)10 cm，寬8 cm的網(wǎng)袋。將包膜尿素過2 mm孔徑的網(wǎng)篩，稱取過篩后的根據(jù)244 kg·hm-2和66 000株/hm2，計(jì)算得到包膜尿素8.03 g，裝入已制制作好的網(wǎng)袋中，用縫紉機(jī)封口，每袋拴上具有防水編號(hào)的塑料標(biāo)簽2副。網(wǎng)袋制作好后，在種植前對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行翻土、整地。然后在將要播種的種子行正下方挖一條深15 cm，寬10 cm的溝，自然整平溝底，將肥料網(wǎng)袋按順序平鋪在溝底，使實(shí)際釋放率盡可能與真實(shí)釋放率相一致。根據(jù)玉米品種種植密度確定袋與袋的間隔，并使網(wǎng)袋中的肥料顆粒均勻散開，覆土約5 cm，播種，繼續(xù)覆土至溝平。包膜肥料田間試驗(yàn)取樣：砍掉肥料網(wǎng)袋上面的玉米植株，用小鏟小心的將網(wǎng)袋挖出，按照相同方法從不同的3行分別挖取1袋肥料。取樣時(shí)間分別為播種后1、3、7、14、21、38、63、103、137 d。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

分別在施肥前、施肥后7 d、玉米苗期（20 d）、拔節(jié)期（40 d）、大喇叭口期（55 d）、抽雄期（68 d）、乳熟期（100 d）、成熟期（130 d），采集0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm土層的土樣，測(cè)定土壤無(wú)機(jī)氮含量及含水量。

表明普通尿素在施肥后短時(shí)間內(nèi)能提高土壤無(wú)機(jī)氮含量；而包膜尿素由于在播種后土壤溫度低，氮素釋放慢，因此T0處理與BS處理相比土壤無(wú)機(jī)氮含量無(wú)明顯變化。由圖4可知，苗期0—20 cm不同施肥處理土壤無(wú)機(jī)氮含量表現(xiàn)為T1>CK>T2>T3>CK1>T0，表明單獨(dú)施用包膜肥料在玉米生育前期，土壤中可利用無(wú)機(jī)氮水平較低。隨著玉米的吸收、利用及轉(zhuǎn)化，0—20 cm土層土壤無(wú)機(jī)氮濃度各施氮處理均呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，拔節(jié)期為峰值時(shí)期；20—40 cm土層一般呈先下降后增長(zhǎng)的趨勢(shì)，乳熟期為峰值時(shí)期，分析原因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)期之前有一次明顯降雨過程，導(dǎo)致土壤剖面無(wú)機(jī)氮隨土壤水分向下層移動(dòng)淋失；60—100 cm土層各處理土壤無(wú)機(jī)氮含量無(wú)明顯變化；成熟期0—40 cm土層土壤無(wú)機(jī)氮?dú)埩袅勘憩F(xiàn)為包膜肥料各處理一般高于普通尿素處理。表明與普通尿素相比，各時(shí)期土壤無(wú)機(jī)氮含量表層一般以包膜肥料與普通尿素配施處理較高，而其余土層一般以普通尿素較高；在抽雄期之前，特別是拔節(jié)期和大喇叭口期處理間差異較大，包膜肥料與普通尿素配施處理較普通尿素處理降低不明顯，可見包膜肥的養(yǎng)分釋放對(duì)玉米的確具有較好的控釋性；包膜肥料與普通尿素配施處理上、中土層無(wú)機(jī)氮含量一般高于下土層，而普通尿素處理一般以中下土層較高?？梢?，包膜肥對(duì)玉米土壤無(wú)機(jī)氮向下運(yùn)移的控制較好，這對(duì)減少氮素的潛在淋洗損失是有利的，但是在玉米成熟期，包膜肥料與普通尿素配施處理中上層無(wú)機(jī)氮含量明顯大于普通尿素處理。

采用 Microsoft Excel 2010 整理數(shù)據(jù)、SigmaPlot 10.0作圖和SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，兩地間土壤無(wú)機(jī)氮和玉米氮素積累試驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)相近，用沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，采用Duncan法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著水平為<0.05。

由表2可知，從玉米整個(gè)生育時(shí)期對(duì)氮素階段累積量來(lái)看，拔節(jié)期—大喇叭口期、抽雄期—乳熟期是春玉米對(duì)氮素吸收積累量較大的兩個(gè)階段，分別占總量的22%—32%和20%—29%。由圖5可見，各處理的植株氮素增加速率變化較為一致，從玉米整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的吸收速率變化看，拔節(jié)期-大喇叭口期氮的吸收速率最大，其次是抽雄期-乳熟期。表明，春玉米拔節(jié)期至大喇叭口期是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的氮素吸收關(guān)鍵期，抽雄吐絲期至乳熟期是生殖生長(zhǎng)的氮素吸收關(guān)鍵期，這兩個(gè)時(shí)期氮素吸收速率大，積累量高，生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)著重考慮對(duì)該時(shí)期氮素養(yǎng)分的供應(yīng)。由表2中抽雄吐絲期-乳熟期玉米氮素吸收量可知，包膜肥料各處理與CK和CK1相比玉米氮素吸收量差異顯著，增加吸氮量幅度為0.39—0.629 g/株，表明包膜肥料可以為玉米后期氮素養(yǎng)分吸收提供氮源。

氮素相關(guān)參數(shù)計(jì)算：

植株氮素積累量（nitrogen accumulation amount，NAA，kg·hm-2）=單株干重×植株含氮量；

無(wú)機(jī)氮在土壤中含量的高低能在一定程度上反映近期土壤的供氮能力。由圖3可見，在0—20 cm土層，不同處理（除100%RCU處理，即T0處理外）的土壤無(wú)機(jī)氮含量均顯著高于播種前處理，而T1、T2、T3處理與CK1處理相比土壤無(wú)機(jī)氮含量差異不顯著。

氮肥農(nóng)學(xué)效率（agronomic efficiency of applied nitrogen，AEN，kg·kg-1）=（施氮小區(qū)籽粒產(chǎn)量 -不施氮小區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量；

氮素表觀利用率（recovery efficiency of applied nitrogen，REN，%）=（施氮區(qū)植株地上部吸氮量-不施氮區(qū)植株地上部吸氮量）/施氮量×100；

植株氮素的增加速率（%）=（（某個(gè)生育期的氮素含量-上個(gè)生育期的氮素含量）/上個(gè)生育期的氮素含量）/天數(shù)。

1.4 產(chǎn)量測(cè)定

而平模機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)在于耗能小，機(jī)動(dòng)性大，適合農(nóng)村居民小規(guī)模應(yīng)用，不適合工廠企業(yè)的大規(guī)模運(yùn)作。其缺點(diǎn)在產(chǎn)量低，壓力小，成型質(zhì)量差。其工作面如加寬后，壓輥和平模的磨損又不均衡，達(dá)不到更大的產(chǎn)量，配件拆裝繁瑣、維護(hù)麻煩。

群眾是基層文化工作的命脈。基層文化工作根基在群眾、活力在群眾、成效在群眾，群眾既是文化工作的立足點(diǎn)，又是其最終歸宿。做好基層文化工作必須堅(jiān)定不移以群眾需求為導(dǎo)向，不斷提升公共文化服務(wù)水平，補(bǔ)足短板，豐富群眾精神文化生活。

玉米成熟期每處理小區(qū)測(cè)產(chǎn)15 m2，調(diào)查株數(shù)、雙穗率和空稈率，籽粒按含水率14%折算產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

土壤無(wú)機(jī)氮（土壤鮮樣）用0.01 mol·L-1CaCl2浸提，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀（AA3，SEAL Analytical，德國(guó)）測(cè)定。玉米全氮含量用濃H2SO4+H2O2消煮，用凱氏定氮法測(cè)定。包膜肥料氮肥釋放速率用差重法進(jìn)行測(cè)定[17]。

表1 供試土壤基本理化性狀（0—20 cm）

圖1 2017年5-9月試驗(yàn)地點(diǎn)月平均溫度和總降雨量情況

2 結(jié)果

2.1 土壤中樹脂包膜肥料的累積釋放率和階段釋放率變化

由圖2可以看出，供試樹脂包膜尿素養(yǎng)分釋放特征可以用擬合曲線描述，氮素釋放期為140 d，可劃分為3個(gè)階段，即緩慢釋放階段、快速釋放階段、降速釋放階段，其中0—13 d養(yǎng)分階段釋放率為15.27%，為緩慢釋放階段，20—65 d，養(yǎng)分階段釋放率為42.54%，為快速釋放階段，80—120 d養(yǎng)分階段釋放率為12.05%，為降速釋放階段。表明樹脂包膜尿素前期和后期養(yǎng)分釋放速率較慢，中期養(yǎng)分釋放較快。

2.2 土壤中無(wú)機(jī)氮的時(shí)空變化

青島市北區(qū)人力資源和社會(huì)保障局局長(zhǎng)張泳表示：“通過此次大賽，青島市家庭服務(wù)業(yè)生態(tài)圈將引領(lǐng)整個(gè)家庭服務(wù)業(yè)市場(chǎng)，逐步健全家庭服務(wù)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系、監(jiān)督管理體系和服務(wù)規(guī)范體系，提升家庭服務(wù)業(yè)制度化、規(guī)范化、專業(yè)化發(fā)展水平?！?/p>

圖2 樹脂包膜尿素氮素累積釋放速率和階段釋放速率

圖3 施肥后一周0—20 cm土層中無(wú)機(jī)氮的變化

分別于拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期、乳熟期、成熟期，取5株長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的植株，按器官分離，在105℃殺青30 min后，80℃烘至恒重，測(cè)定玉米氮素吸收量。

2.3 春玉米氮素階段累積量及階段吸收速率特點(diǎn)

膠原蛋白酶（Collagenase）在所有的生物體內(nèi)都有存在，相對(duì)而言，在皮膚組織內(nèi)較集中。膠原蛋白酶分子量為95 000，pH8.6。膠原蛋白酶現(xiàn)由溶組織梭狀菌發(fā)酵制取。

圖4 玉米各生育時(shí)期0—100 cm土層中無(wú)機(jī)氮的變化

表2 春玉米植株氮素階段累積量

SD：苗期；SS：拔節(jié)期；BS：大喇叭口期；HS：抽雄期；FS：乳熟期；MS：成熟期。圖5同

SD: Seeding stage; SS: Shooting stage; BS: Bell-mouthed stage; HS: Heading stage; FS: Filling stage; MS: Maturity stage. The same as Fig.5

圖5 春玉米植株氮素階段吸收速率

2.4 包膜尿素減氮配施對(duì)產(chǎn)量、氮素利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3、4可知，供試玉米產(chǎn)量?jī)傻鼐憩F(xiàn)為T2>CK>T3>T1>T0>CK1>CK0，施氮肥處理與CK0不施氮肥處理相比玉米產(chǎn)量差異顯著，表明施用氮肥對(duì)春玉米效果顯著；施氮肥量相同處理間，包膜肥料T0、T1、T2和T3處理與等氮量普通尿素處理產(chǎn)量差異顯著，在沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)分別增產(chǎn)為3.89%、6.5%、10.12%和8.19%，在海城試驗(yàn)區(qū)分別增產(chǎn)7.58%、14.39%和25.76%，表明施用包膜肥料可以顯著提高春玉米產(chǎn)量；T1、T2和T3處理與CK處理，產(chǎn)量間差異不顯著，表明包膜肥料與普通尿素搭配較CK處理減氮10%施用可以在不減產(chǎn)的基礎(chǔ)上，減少肥料投入，降低生產(chǎn)成本；T1、T2和T3處理比T0處理增產(chǎn)、增收幅度分別為243—581 kg和529—1 198 元/hm2（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)）；675—1 800 kg和1 266—3 216 元/hm2（海城試驗(yàn)區(qū)）；表明包膜尿素與普通尿素配合施用可以實(shí)現(xiàn)肥料間肥效的緩急相濟(jì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。其中T2處理作為氮源施用效果最好。表3還表明，包膜肥料各處理的氮肥利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效益均顯著高于等氮量普通尿素（CK1）處理，隨著包膜肥料與普通尿素配比增加，氮素表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效益均呈先升高后降低趨勢(shì)，當(dāng)60%包膜尿素搭配40%普通尿素施用時(shí)，氮素表觀利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效益最高，分別為37.4%和9.5 kg·kg-1（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)），36.3%和26.4 kg·kg-1（海城試驗(yàn)區(qū)），其次是T3處理，CK、CK1處理最低，表明包膜尿素搭配普通尿素施用可以提高氮素表觀利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效率。

表3 不同氮肥處理對(duì)春玉米產(chǎn)量和氮素利用效率的影響

表4 經(jīng)濟(jì)效益

尿素 Urea 2.00 yuan/kg，樹脂包膜尿素 Resin coated urea 3.5 yuan/kg，磷肥 Phosphate fertilizer 1.0 yuan/kg，鉀肥 Potassium fertilizer 3.75 yuan/kg，人工費(fèi) Manual input 100 yuan per person per day，玉米（14%標(biāo)準(zhǔn)水）Maize 1.52 yuan/kg；（價(jià)位依據(jù)當(dāng)年市場(chǎng)價(jià)Price is based on current market price）

2.5 包膜尿素與普通尿素最佳配比

由圖6可知，根據(jù)兩種肥料不同時(shí)期的釋放特點(diǎn)，通過擬合曲線，在遼中南地區(qū)，當(dāng)62%包膜尿素（RCU）搭配38%普通尿素（U）條件下，產(chǎn)量、氮肥利用率達(dá)到最高且最合理，分別為10 106 kg·hm-2和氮肥利用率為35.5%；當(dāng)61.5%RCU搭配38.5%U條件下，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最高且便于推廣應(yīng)用，為10 585 元/hm2。綜上所述，在包膜尿素與普通尿素配施比例為62%﹕38%條件下，可以充分發(fā)揮普通尿素和包膜肥料優(yōu)勢(shì)，可有效增加春玉米中后期土壤無(wú)機(jī)氮供應(yīng)能力，進(jìn)而提高氮肥利用率，獲得顯著的增產(chǎn)效果，增加經(jīng)濟(jì)效益。

圖6 包膜尿素與普通尿素配比在經(jīng)濟(jì)效益、氮肥利用率和玉米產(chǎn)量上的擬合曲線

Fig. 6 Fitting curves of different ratios with resin coated urea on economic benefit, nitrogen fertilizer utilization rate and maize yield

3 討論

3.1 包膜尿素不同配比減施對(duì)土壤中速效氮供應(yīng)和氮肥利用效率的影響

土壤中無(wú)機(jī)氮含量能夠表征土壤中可利用氮水平的高低[18]，是土壤肥力的重要指標(biāo)和作物生長(zhǎng)的重要氮源[19]，玉米在整個(gè)生育期內(nèi)生長(zhǎng)速度快且生物量大，物質(zhì)形成和累積速率高，對(duì)氮素養(yǎng)分吸收強(qiáng)度大[20]。陳劍秋等[17]研究表明供試樹脂包膜尿素養(yǎng)分釋放特征類似冪乘函數(shù)曲線，曲線近似“S”狀。本研究與之相吻合。王端等[21]研究表明包膜肥料在玉米整個(gè)生育時(shí)期，能不斷的給玉米提供充足的氮素養(yǎng)分，使土壤無(wú)機(jī)氮含量始終維持在較高水平；但佟玉欣等[9]研究結(jié)果表明控釋肥養(yǎng)分釋放較慢，基施控釋肥易造成玉米前期短時(shí)脫肥。本研究表明在施肥后第一周，T0處理土壤無(wú)機(jī)氮含量與施肥前相比無(wú)明顯變化；苗期T0處理同添加普通尿素處理相比，土壤無(wú)機(jī)氮含量最低；根據(jù)2017年5月氣象數(shù)據(jù)顯示試驗(yàn)區(qū)氣溫為18℃，土壤溫度為12℃，月總降雨量為33.2 mm，基本與遼寧地區(qū)近30年5月份氣象數(shù)據(jù)相吻合[15-16]。FUJISAWA 等[12]和張玉玲等[13]研究結(jié)果表明控釋肥的釋放速率，在土壤10—25℃內(nèi)，每升高5℃，釋放速率常數(shù)一般提高1倍，說(shuō)明在遼中南地區(qū)包膜尿素前期釋放受到土壤溫度和降雨量的影響。而張敬昇等[24]研究表明控釋尿素和普通尿素配合施用既能彌補(bǔ)控釋尿素前期釋放速率過慢的不足，又能通過控釋氮肥延長(zhǎng)在玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)期的氮素供應(yīng)。本研究結(jié)果與之相似，在施肥后第一周和苗期，T1、T2和T3處理與施肥前相比土壤無(wú)機(jī)氮含量有顯著增加。隨著玉米的吸收、利用及轉(zhuǎn)化，土壤無(wú)機(jī)氮濃度（0—20 cm）各施氮處理隨生育期推進(jìn)均呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，拔節(jié)期為峰值時(shí)期；20—40 cm一般呈先下降后增長(zhǎng)的趨勢(shì)，乳熟期為峰值時(shí)期；玉米的氮素吸收累積量從拔節(jié)期開始大幅提高，并在抽雄期至乳熟期達(dá)到高峰[22]，拔節(jié)初期和抽雄期是氮營(yíng)養(yǎng)關(guān)鍵時(shí)期，吸收速率大，養(yǎng)分積累量高[23]，本研究結(jié)果與之相似。說(shuō)明本試驗(yàn)兩種肥料不同時(shí)期的釋放銜接與玉米對(duì)氮素的需求基本吻合。ZHENG等[25]研究表明在成熟期0—40 cm土層各控釋肥處理土壤無(wú)機(jī)氮含量高于常規(guī)尿素處理，與施用普通尿素處理相比，能顯著減少土壤無(wú)機(jī)氮向深層淋洗損失；控釋肥對(duì)玉米土壤無(wú)機(jī)氮向下運(yùn)移的控制較好，這對(duì)減少氮素的潛在淋洗損失是有利的，但是在玉米成熟期，控釋肥處理中上層土壤無(wú)機(jī)氮含量明顯的大于普通化肥處理，玉米后期氮素過量供應(yīng)容易造成玉米貪青晚熟[26]。本研究結(jié)果與之相吻合。說(shuō)明本試驗(yàn)兩種肥料不同時(shí)期的釋放銜接與玉米對(duì)氮素的需求還沒有完全吻合，需進(jìn)一步研究改進(jìn)氮素控制釋放的時(shí)期和釋放量，仍是值得深入研究的一個(gè)問題。

按照《全國(guó)地下水監(jiān)測(cè)規(guī)劃(草案)》的規(guī)劃內(nèi)容，依托國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程，建設(shè)我省地下水監(jiān)測(cè)事業(yè)，我省規(guī)劃建設(shè)一個(gè)省級(jí)地下水監(jiān)測(cè)中心，建設(shè)地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)共1 145個(gè)。其中“十二五”期間建設(shè)一期國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)255個(gè)，一期省級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)260個(gè)；“十三五”期間建設(shè)二期國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)305個(gè)，二期省級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)325個(gè)。

由于土壤會(huì)固定一部分肥料養(yǎng)分，因此當(dāng)季肥料表觀利用率并不能很好地反映肥料真實(shí)利用效率[27]。當(dāng)前能反映作物對(duì)氮肥的吸收、利用效果的有效指標(biāo)有氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥利用率[28]。王寅等[29]研究表明控釋尿素與普通尿素配比施用可提高氮肥利用率。施用控釋尿素可以顯著提高水稻、玉米、小麥等作物的氮肥利用率和氮肥農(nóng)學(xué)效率[30-31]。本研究結(jié)果也表明，控釋尿素與普通尿素配施處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥吸收利用率均顯著高于普通尿素處理，且隨著控釋尿素與普通尿素配比增加，氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效益均呈先升高后降低趨勢(shì)。當(dāng)RCU和U比例為6﹕4施用時(shí)，氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效益最高，分別為37.4%和9.5 kg·kg-1（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)），36.3%和26.4 kg·kg-1（海城試驗(yàn)區(qū)）。

3.2 包膜尿素減氮配施對(duì)玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2014年全國(guó)農(nóng)業(yè)工作會(huì)議明確提出了“化肥減施增效”任務(wù)指標(biāo)，試圖通過降低化肥用量，提高肥料利用效率，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。研究表明，采用控釋肥作為氮素緩釋肥料，在小麥、水稻、春玉米、土豆、棉花等作物上，均能在穩(wěn)產(chǎn)，甚至增產(chǎn)情況下實(shí)現(xiàn)化肥減量施肥[20,32]；在等氮條件下控釋尿素和普通尿素配合施用處理能增加產(chǎn)量及提高產(chǎn)量構(gòu)成因子[24]。本研究結(jié)果表明，在等氮條件下，包膜尿素與普通尿素配合施用處理的產(chǎn)量顯著高于普通尿素處理，且隨著控釋肥與普通尿素比例增加均呈先升高后降低趨勢(shì)[30]。然而，隨著控釋肥與普通尿素施用比例增加，施肥成本必然隨著提高，影響經(jīng)濟(jì)效益。控釋尿素和普通尿素配合施用各處理比等氮量普通尿素處理增產(chǎn)、增收幅度分別為3.89%—10.12%和243—955 元/hm2（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)）；7.58%—25.76%和363—3 579 元/hm2（海城試驗(yàn)區(qū)）；在減氮10%條件下，控釋尿素和普通尿素配合施用與（100%U）CK處理相比玉米產(chǎn)量差異不顯著，優(yōu)勢(shì)是可以在不減產(chǎn)的基礎(chǔ)上，減少肥料投入，降低生產(chǎn)成本，便于在大田作物上大面積推廣應(yīng)用，其中T2處理表現(xiàn)最好；郭萍等[33]研究表明控釋尿素和普通尿素配合施用，通過兩種肥料不同時(shí)期的釋放銜接來(lái)提高玉米產(chǎn)量。本研究表明T1、T2和T3處理比T0處理增產(chǎn)、增收幅度分別為243—581 kg和529—1 198 元/hm2（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)）；675—1 800 kg和1266—3 216 元/hm2（海城試驗(yàn)區(qū)）；其中所有處理中均已T2處理RCU搭配U比例為6﹕4施用時(shí)，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高，分別為10 250 kg·hm-2和10 524 元/hm2（沈陽(yáng)試驗(yàn)區(qū)）；12 450 kg·hm-2和14 498 元/hm2（海城試驗(yàn)區(qū)）。通過擬合曲線，在遼中南地區(qū)，當(dāng)62%RCU搭配38%U條件下，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高為10 106 kg·hm-2和10 585 元/hm2。

3.3 樹脂包膜尿素與普通尿素配施比例

李偉等[30]研究了釋放期為60 d包膜尿素與普通尿素配施，結(jié)果表明隨著控釋比例的增加，夏玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)摻混比例為50%時(shí)，增產(chǎn)效果最好。衣文平等[14]研究了釋放期為30、60和90 d包膜尿素與普通尿素配施，結(jié)果表明釋放期為60 d包膜尿素與普通尿素配施，當(dāng)摻混比例為30%時(shí)，夏玉米產(chǎn)量、氮素積累總量、氮素表觀利用率和經(jīng)濟(jì)效益最高。郭萍[33]等研究了釋放期為60—90 d包膜尿素與普通尿素配施，結(jié)果表明隨著控釋肥比例的增加，夏玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)摻混比例為50%—75%時(shí)，既能增加夏玉米產(chǎn)量，又可實(shí)現(xiàn)氮素的高效利用。而遼中南地區(qū)春玉米全生育期日數(shù)，變化范圍為126—181 d[34]。黃淮海夏玉米區(qū)全生育期日數(shù)，變化范圍為95—115 d[35]。因此，本研究結(jié)果表明隨著控釋肥比例的增加，春玉米產(chǎn)量、氮素表觀利用率和經(jīng)濟(jì)效益均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)摻混比例為62%時(shí)，春玉米產(chǎn)量、氮素表觀利用率和經(jīng)濟(jì)效益最高，分別為10 106 kg·hm-2、35.5%和10 585 元/hm2。說(shuō)明與黃淮海區(qū)相比遼中南地區(qū)可適當(dāng)提高包膜尿素與普通尿素?fù)交毂壤ㄟ^兩種肥料不同時(shí)期的釋放銜接，可以滿足春玉米全生育期對(duì)氮素的需求，獲得顯著的增產(chǎn)效果，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 兩組紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血清鐵蛋白比較 兩組干預(yù)后紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血清鐵蛋白較干預(yù)前顯著提高(P<0.05)。干預(yù)前組間紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血清鐵蛋白比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。觀察組干預(yù)后紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血清鐵蛋白顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。見表1。

4 結(jié)論

包膜尿素與普通尿素配合施用，通過兩種肥料不同時(shí)期的釋放銜接，可以實(shí)現(xiàn)肥料間肥效的緩急相濟(jì),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到平衡供肥的目的，包膜尿素不同配比籽粒產(chǎn)量較普通尿素處理增產(chǎn)幅度3.89%—25.76%。肥料間肥效的有效接力對(duì)產(chǎn)量建成作用均衡，顯著促進(jìn)土壤前期供氮能力和玉米抽雄吐絲后期氮素積累，使氮素利用率和農(nóng)學(xué)效率分別提高2.4%—6.2%和2.5%—7.3%。通過擬合曲線，當(dāng)62%包膜尿素搭配38%普通尿素條件下，產(chǎn)量、氮素表觀利用率和經(jīng)濟(jì)效益最高且最合理，可以充分發(fā)揮普通尿素和緩釋肥優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程，促進(jìn)氮肥高效生產(chǎn)利用，是克服樹脂包膜類控釋肥成本較高的一種較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型施肥方法。在本試驗(yàn)條件下，包膜尿素與普通尿素配合施用的最佳比例為6﹕4。

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（責(zé)任編輯 李云霞）

Effects of Soil Inorganic Nitrogen and Nitrogen Absorbing by Maize Under the Reduced Application of Coated Urea at Different Proportions

FENG XiaoJie, ZHAN XiuMei, WANG XueXin, CHEN Kun, PENG Jing, HAN XiaoRi

(College of Land and Environment, Shenyang Agricultural University/National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, Shenyang 110866)

【Objective】 By studying the effects of nitrogen releasing and nitrogen absorbing by maize under the application of different ratios with coated urea and ordinary urea, this paper aimed to screen the optimal ratio, which was beneficial to the outputs of spring maize in the northeast China and nitrogen utilization efficiency, and to provide the basis for the generalizing of controlled release nitrogen fertilizer on maize.【Method】Field experiments were set in Shenyang and Haicheng of Liaoning province in 2017, and crop strains were Dongdan6531 and Tieyan358, respectively. The experiment fertilizers were ordinary and coated urea. The treatments in both set points included blank control (CK0), ordinary urea nitrogen control (CK) and decreased urea N control treatments (CK1), decreased coated urea N control (T0)compared with (CK)treatments; three different ratios urea between ordinary and coated were arranged in Shenyang (T1, T2 and T3) and two in Haicheng (T1 and T2). The ratios of T1, T2 and T3 were 8﹕2, 6﹕4 and 4﹕6, respectively; the ordinary urea control rate was 244 kg·hm-2and decreased coated urea N control was 220 kg·hm-2in Shenyang and that were 217 kg·hm-2and 195 kg·hm-2in Haicheng, respectively. Soil and plant samples were collected according to the maize growing season, respectively. Determination of the content of soil inorganic nitrogen and different plant parts nutrient, and the biological yield of different treatments were also measured.【Result】The treatments of coated urea plus the ordinary increased the maize yield significantly (＜0.05), and with the ratio increasing, the yield first rise and then drop. The yield of T2 was the highest (10 250 kg·hm-2), and CK1 was the lowest (9 307 kg·hm-2). The yields of equal N inputting treatments were in the order as T2＞T3＞T1＞T0＞CK1, and the grain yield increased 3.89%-25.76% compare to CK1, but there was no significant difference between T2 and CK. The soil inorganic N content was increased at the early maize growth stage applying with either type urea, and the soil N content was rich at the late maize growth stage applying with coated urea. Under the same N input treatments, the N use efficiency (NUE) and agronomic efficiency of N fertilizer (AEN) applied first rise and then drop with the ratio increasing, and T2 was the highest, CK1 was the lowest, the results in different place was the same.【Conclusion】Coated urea plus ordinary urea performed better than other treatments on yield, AEN and NUE, and T2 (i.e. 6﹕4 of the coated and ordinary urea) was the best. According to the characteristics of coated urea and ordinary urea, we fitted a curve for those results, and made it to know that 62% coated urea plus 38% ordinary urea input could get the best NUE and maize yield in South Central Liaoning, which could increase soil N content at the late of crop growth stage by using coated urea and ordinary urea to their advantages fully, gaining yield and economic benefits.

resin coated urea (RCU); inorganic nitrogen; NUE; spring maize; yield; decreased-nitrogen

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.10.007

2018-11-21；

2019-01-14

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0300303）

馮小杰，E-mail：fengxiaojie920218@163.com。通信作者戰(zhàn)秀梅，E-mail：xiumeizhan@163.com