劉盛林 董曉霞 王學君 孫澤強 楊光

摘要：氮肥對于作物產量的提高和品質的改善有重要作用，將普通尿素改良為控釋尿素和含微量元素尿素等新型尿素可能有助于提高氮肥生物有效性，促進作物生長和降低環(huán)境污染。本研究在田間條件下，施用等量氮素的控釋尿素（CLU）、聚能網尿素（SNU）、腐植酸尿素（HAU）、含鋅尿素（Zn-U）和含錳尿素（Mn-U）與普通尿素（CU），比較其對改善土壤養(yǎng)分狀況和提高冬小麥產量與品質的影響。結果表明：施氮量相同時，CLU、SNU、HAU、Zn-U、Mn-U與CU相比對冬小麥生長和產量無顯著促進作用，增施錳肥（Mn-U和U+Mn）增產效果優(yōu)于增施鋅肥（Zn-U和U+Zn）;CLU、Zn-U和Mn-U對土壤養(yǎng)分含量和冬小麥品質均無顯著促進作用，新型尿素Mn-U能夠促進作物對氮素的吸收，其氮肥利用率相對較高。因此，受土壤條件、作物品種、新型尿素種類、施用量和施用時期等多因素共同影響，石灰性土壤中施加不同新型尿素對冬小麥產量和品質均無顯著促進作用，如何通過尿素種類進一步提高冬小麥產量和品質還有待于進一步研究。

關鍵詞：新型尿素;微量元素;冬小麥產量;籽粒品質;氮肥利用率

中圖分類號：S152.1+10.1：S143.1+4? 文獻標識號：A? 文章編號：1001-4942（2020）11-0025-06

Effects of Novel Types of Urea on Growth， Yield and

Quality of High-Yielding Winter Wheat

Liu Shenglin， Dong Xiaoxia， Wang Xuejun， Sun Zeqiang， Yang Guang

（Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation （Shandong），

Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Jinan 250100， China）

Abstract As one of the soil essential elements， nitrogen plays an important role in enhancing crop yield and improve grain quality. The research of novel types of urea， such as loss-controlled urea and urea with microelements，might increase nitrogen use efficiency， enhance crop growth and reduce environment pollution. In this study， the effects of loss-control urea （CLU）， shaped-net urea （SNU）， humic acid urea （HAU）， Zn-urea （Zn-U） and Mn-urea （Mn-U） with equal nitrogen rate on improving soil nutrient content and promoting winter wheat yield and grain quality were studied with traditional urea （CU） as control in field. The results showed that CLU， SNU， HAU， Zn-U and Mn-U with same amount of nitrogen had no significant enhancement on growth and grain yield of winter wheat. The increment of grain yield with Mn-U was greater than that with Zn-U. CLU， Zn-U and Mn-U had no significant improvement on soil nutrient content and grain quality of winter wheat. Compared with other novel types of urea， Mn-U could enhance nitrogen uptake with higher nitrogen use efficiency. Novel types of urea application had no significant promoting effect on winter wheat yield and grain quality as fertilizer efficiency was restricted by soil condition， crop species， types and amounts of urea and application time simultaneously. Further studies would be needed to enhance crop yield continuously and improve grain quality.

Keywords Novel type of urea; Microelements; Winter wheat yield; Grain quality; Nitrogen use efficiency

集約化條件下，氮肥在冬小麥產量和品質形成中起關鍵作用，合理施用氮肥是獲得較高目標產量的關鍵措施[1]。氮肥的不合理施用導致其利用效率低和環(huán)境污染等一系列問題。改變肥料結構、提高肥料利用率是實現化肥“減量增效”的必然要求，而新型尿素的研制和利用是提高氮肥利用效率和小麥產量的有效途徑。通過高分子納米材料進行物理和生物改性，利用其固有的吸附性能和膠體性能與復配材料協(xié)同作用，形成分子網格吸附和氮素固定，降低氮素流失和損失，將普通尿素改良為控釋尿素等新型肥料有助于提高氮肥生物有效性，降低環(huán)境污染[2]。但目前推出的肥料效果尚不明確，需要通過進一步的大田試驗以驗證其作用。

微量元素成為限制冬小麥產量持續(xù)提升和品質提高的重要因素。有機質和有機肥投入是微量元素主要來源，近年來土地產出的持續(xù)提高和有機肥投入的相對減少，加之土壤條件的限制和固定吸附，導致微肥有效性低。我國土壤微量元素虧缺現狀日趨嚴重，缺鋅土壤面積約占耕地面積的40%[3，4]，缺錳土壤面積約占耕地面積的21%[5]，尤其是在石灰性土壤中，鋅、錳虧缺是限制冬小麥產量持續(xù)提升和品質提高的重要因素[6-8]。適當施用微量元素肥料能夠顯著提高冬小麥產量，其增產效果受土壤條件、施肥方式、施用量等因素的影響[8]。鋅和錳被土壤大量固定導致肥效低，探索含鋅、錳等微量元素肥料種類和合理施肥方式是促進冬小麥生長和提高冬小麥品種的可行途徑[9]。本研究在田間條件下，通過施用控釋尿素、含鋅和含錳尿素、聚能網尿素和腐植酸尿素等新型氮肥，比較其對改善土壤養(yǎng)分狀況和提高冬小麥產量和品質改善的影響，尋求華北石灰性土壤冬小麥生產中合理的微量元素施肥措施和尿素種類。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及材料

試驗于2016—2017年進行。2016年試驗〖JP6〗（Ⅰ）在山東省德州市臨邑縣德平鎮(zhèn)富民農場進行。該區(qū)地處魯北黃泛平原，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均溫度為13.5℃，年均降水量為566 mm。試驗地土壤為潮土，pH值8.05，有機質含量12.04 g/kg、堿解氮58.46 mg/kg、有效磷1405 mg/kg、有效鉀146.0 mg/kg、交換性Ca和交換性Mg 分別為19.08 g/kg和0.83 g/kg，有效鋅 15.91 mg/kg、有效錳 11.65 mg/kg、有效鐵 8.18 mg/kg、有效銅 2.48 mg/kg和水溶性硼0.47 mg/kg。前茬作物玉米，收獲后秸稈全部機械化粉碎還田。肥料按照試驗處理撒施后機耕整地，冬小麥機播。供試冬小麥品種為良星77，播種日期為2015年10月14日。

2017年試驗（Ⅱ）在濟寧市嘉祥縣大張樓鎮(zhèn)運韓村進行。地處魯西南平原，屬黃泛沖積平原，暖溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫13.9℃，年均降水量701.8 mm。試驗地土壤為粘質潮土，前茬為夏玉米，收獲后秸稈全部機械化粉碎還田。冬小麥機播。供試小麥品種為百農207，播種日期為2016年10月。土壤pH值8.41，有機質含量17.10 g/kg、堿解氮42.92 mg/kg、有效磷 8.31 mg/kg、速效鉀118.0 mg/kg。

試驗所用普通尿素氮含量46.0%;控釋尿素氮含量43.2%;含鋅尿素氮含量45.3%、鋅含量1.61%;含錳尿素氮含量43.0%（試驗Ⅱ為42.5%）、錳含量2.0%（試驗Ⅱ為2.3%）;試驗Ⅱ聚能網尿素和腐植酸尿素氮含量均為46.0%。不同類型尿素均由河南心連心化肥有限公司提供。

1.2 試驗設計及方法

根據尿素種類，試驗Ⅰ共設7個處理：（1）無氮處理（N0）;（2）普通尿素（CU）;（3）控釋尿素（CLU）;（4）含鋅尿素（Zn-U）;（5）含錳尿素（Mn-U）;（6）普通尿素及七水硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）（U+Zn），施鋅量與Zn-U處理一致;（7）普通尿素及硫酸錳（MnSO4·H2O）（U+Mn），施錳量與Mn-U處理一致。

根據試驗Ⅰ結果，試驗Ⅱ優(yōu)化后設8個處理：（1）無氮處理（N0）;（2）普通尿素（CU）;（3）控釋尿素（CLU1）;（4）聚能網尿素（SNU）;（5）腐植酸尿素（HAU）;（6）控釋尿素（CLU2）;（7）含錳尿素（Mn-U）;（8）普通尿素及硫酸錳（U+Mn）。

試驗Ⅰ和試驗Ⅱ所有處理磷、鉀肥均作基肥一次性施入，磷肥（P2O5）為150 kg/hm2（重過磷酸鈣，P2O5 含量44%），鉀肥（K2O）為90 kg/hm2（氯化鉀，K2O含量60%）;除N0外，所有處理氮肥施用總量（N）均為225 kg/hm2，CLU及CLU1處理的控釋尿素一次性全部撒施處理，其它處理氮肥及七水硫酸鋅（U+Zn）和一水硫酸錳（U+Mn）40%作基肥施入，剩余部分于起身-拔節(jié)期一次性追施。試驗Ⅰ冬小麥生育期內鋅肥施用量（Zn）為7.88 kg/hm2，錳肥（Mn）為9.78 kg/hm2（試驗Ⅱ為7.31 kg/hm2）。兩年試驗小區(qū)面積均為4 m×10 m=40 m2。隨機區(qū)組排列，重復3次。

冬小麥播種量225 kg/hm2，行距為25 cm，后期管理方式與當地農場相同。

1.3 測定指標及方法

試驗開始前，取0～20 cm土層土壤樣品，分析其有機質和養(yǎng)分含量;冬小麥收獲后采集0～20 cm土壤樣品，風干過2 mm篩后測定有機質、大量養(yǎng)分（氮、磷、鉀，試驗Ⅰ和Ⅱ）和中微量元素含量（鈣、鎂、硫、硼、鐵、錳、銅、鋅，試驗Ⅰ）。土壤堿解氮采用凱氏定氮法測定;土壤經0.5 mol/L NaHCO3溶液提取后采用釩鉬黃比色法測定有效磷含量;采用原子吸收分光光度法測定速效鉀含量;鈣和鎂測定采用原子吸收分光光度法（NY/T 1121.13—2006）;土樣用CaCl2溶液浸提后采用硫酸鋇比濁法測定土壤硫（NY/T 1121.14—2006）;土壤硼采用甲亞胺—H比色法測定（NY/T 1121.8—2006）;鐵、銅、錳、鋅采用二乙三胺五乙酸浸提法測定（NY/T 890—2004）。

微肥與適量氮素伴施能夠通過促進根系生長進而提高冬小麥吸收微量元素的能力[16]。施肥量相同情況下，含鋅（Zn-U）或含錳尿素（Mn-U）與尿素伴施硫酸鋅（U+Zn）和硫酸錳（U+Mn）相比，對冬小麥產量與品質影響無顯著差異，盡管含鋅和含錳尿素能夠在一定程度上降低土壤對鋅和錳的固定，但因其均為播種前撒施，而冬小麥生長要經歷較長的越冬期，返青期時微量元素已大量被土壤固定，肥效明顯降低。研究表明，中后期葉面噴施鋅肥能夠提高冬小麥籽粒鋅含量，效果優(yōu)于播前土施鋅肥[10]。由此可見，微量元素施用方式和施肥時期對其肥效有重要影響。

鋅和錳均為冬小麥生長的必需微量元素，對冬小麥品質起重要作用。本試驗結果表明，與含鋅尿素相比，含錳尿素在一定程度上能夠通過促進冬小麥對氮和鉀的吸收提高冬小麥產量，氮肥利用率顯著增加，因此，石灰性土壤中施加含錳尿素效果優(yōu)于含鋅尿素。

綜上所述，受土壤條件、冬小麥品種、鋅肥和錳肥種類、施用量和施用時期等多因素共同影響，石灰性土壤中施加控釋尿素、聚能網尿素、腐植酸尿素、含鋅和含錳尿素對冬小麥產量和品質無顯著促進作用。今后要根據冬小麥品種、土壤和環(huán)境因子，選擇適當的新型尿素施肥方式和肥料用量。

參 考 文 獻：

[1] 巨曉棠. 氮肥有效率的概念及意義——兼論對傳統(tǒng)氮肥利用率的理解誤區(qū)[J]. 土壤學報， 2014，51（5）：921-933.

[2] 張艷非， 王晨陽， 李世瑩，等. 控釋尿素養(yǎng)分釋放特性研究[J]. 磷肥與復肥， 2017，32（3）：11-12.

[3] 李慶逵， 朱兆良， 于天仁. 中國農業(yè)持續(xù)發(fā)展中的肥料問題[M]. 南昌： 江西科學技術出版社， 1998.

[4] Yang X E， Chen W R， Feng Y. Improving human micronutrient nutrition through biofortification in the soil-plant system： China as a case study[J]. Environmental Geochemistry and Health， 2007，29（5）：413-428.

[5] 魯如坤. 土壤-植物營養(yǎng)學原理和施肥[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社， 1998：53-57.

[6] Takkar P N， Meena M C. Micronutrients in Indian agriculture[J]. Fertilizer News， 1978，23：3-26.

[7] 張福鎖. 小麥鋅營養(yǎng)狀況對鋅吸收的影響[J]. 植物生理學報，1993，19（2）：143-148.

[8] 方正， 呂世華， 張福鎖. 不同小麥品種（品系）耐缺錳能力的比較研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 1998，4（3）：277-283.

[9] 王孝忠， 田娣， 鄒春琴. 鋅肥不同施用方式及施用量對我國主要糧食作物增產效果的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 2014，20（4）：998-1004.

[10]劉敦一， 龐麗麗， 張偉， 等. 鋅肥施用方式對小麥、玉米產量和籽粒鋅含量的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2014（4）：76-80.

[11]Cakmak I. Enrichment of cereal grains with zinc： agronomic or genetic biofortification？[J]. Plant and Soil， 2008，302（1/2）：1-17.

[12]Rengel Z， Batten G D， Crowley D E. Agronomic approaches for improving the micronutrient density in edible portions of field crops[J]. Field Crop Research， 1999，60：27-40.

[13]Alloway B. Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans[J]. Environmental Geochemistry and Health， 2009，31（5）：537-548.

[14]劉錚. 我國土壤中鋅含量的分布規(guī)律[J]. 中國農業(yè)科學， 1994，27（1）：30-37.

[15]中國化工企業(yè)管理協(xié)會. 中國肥料實用手冊[M]. 北京：中國國際廣播音像出版社， 2006：436-442.

[16]薛艷芳. 氮肥管理對高產小麥和玉米鋅吸收、轉移與累積的影響[D]. 北京： 中國農業(yè)大學，2014.