鄭貝貝 趙威 劉松濤 張亞菲

摘要： 以玉農(nóng)76為試驗(yàn)材料，進(jìn)行2年（2020年、2021年）田間試驗(yàn)，探索無氮處理（CK）、225 kg/hm2普通尿素處理（CU225，以氮計(jì)）、普通尿素減施20%（180 kg/hm2）處理（CU180，以氮計(jì)）、減氮基礎(chǔ)上普通尿素（180 kg/hm2，以氮計(jì)）與控釋尿素（CLU）、腐殖酸尿素（FAU）、聚能網(wǎng)尿素（ENU）、海藻酸尿素（SAU）按7 ∶ 3比例配施對(duì)夏玉米干物質(zhì)累積量、產(chǎn)量、土壤氮養(yǎng)分供應(yīng)特征及氮利用效率的影響，為夏玉米氮肥減施增效及一次性施肥措施提供依據(jù)。結(jié)果表明，施用氮肥能顯著影響土壤有效氮的供應(yīng)水平及供應(yīng)特征，可以促進(jìn)氮素吸收，提高籽粒產(chǎn)量。普通尿素處理（CU225、CU180）提高了玉米生長(zhǎng)前期表層土壤硝態(tài)氮（NO-3-N）及銨態(tài)氮（NH+4-N）含量，使得該階段干物質(zhì)含量、葉面積指數(shù)（LAI）較高，同時(shí)增加了NO-3-N淋洗量。在生長(zhǎng)中后期，土壤NO-3-N、NH+4-N含量迅速下降，因此后期干物質(zhì)量、LAI及產(chǎn)量較低，氮素利用效率欠佳。與CU225處理相比，CU180處理的氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）、氮肥農(nóng)學(xué)效率（AEN）及氮肥利用率（NUE）顯著提高，但產(chǎn)量顯著降低。在新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU）下，生長(zhǎng)前期表層土壤的NO-3-N、NH+4-N含量較低，隨后逐漸釋放，從而延長(zhǎng)了氮素的供應(yīng)周期、減少了 NO-3-N 淋溶，其PFPN、AEN、NUE在2020年、2021年田間試驗(yàn)中分別顯著提高1.78%～5.49%、9.05%～27.77%、6.39%～17.08%和0.77%～6.77%、3.97%～34.99%、4.51%～15.34%，整體表現(xiàn)為CLU、ENU處理的值較高。與CU225 處理相比，CLU、ENU處理2年平均分別顯著增產(chǎn)1.78%、3.07%。綜上，新型尿素與普通尿素減氮配施維持并提高了土壤供氮能力，降低了NO-3-N的污染風(fēng)險(xiǎn)，使得氮素養(yǎng)分的釋放與玉米養(yǎng)分的吸收相互匹配，從而促進(jìn)了玉米物質(zhì)累積，進(jìn)而提高了玉米產(chǎn)量及氮素利用效率，以控釋尿素、聚能網(wǎng)尿素與普通尿素配施處理（CLU、ENU）效果較佳。

關(guān)鍵詞： 氮肥減施；新型尿素；氮代謝酶；硝態(tài)氮分布；產(chǎn)量；氮素利用

中圖分類號(hào)：S513.06 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）02-0090-08

玉米（Zea mays L.）是世界范圍內(nèi)廣泛種植的糧食作物之一，其提供了全球人類與牲畜約1/5的膳食纖維與能量來源，隨著全球人口的增加和畜牧業(yè)的迅速增長(zhǎng)，對(duì)玉米的需求量逐年大幅增加［1］。提高玉米產(chǎn)量主要取決于田間管理和化肥施用，其中氮肥是玉米生長(zhǎng)史中的關(guān)鍵生命元素，合理施氮對(duì)玉米生理特性、產(chǎn)量的各個(gè)因素皆起著重要作用［2］，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)量，農(nóng)民施氮量往往高于推薦量。在我國秦嶺淮河一帶，農(nóng)民施氮肥為225～425 kg/hm2（以氮計(jì)），然而我國玉米最佳推薦純氮施用量?jī)H為180 kg/hm2（以氮計(jì)）［3］。玉米是典型的須根系作物，其根系較為龐大，但致密的須根主要分布于表層，因此氮肥利用率（NUE）偏低，從而導(dǎo)致氮肥因氨揮發(fā)、淋洗、硝化、反硝化和其他遷移途徑產(chǎn)生大量流失［4］，在生產(chǎn)成本高的同時(shí)造成環(huán)境污染。因此，為有效提高耕地的可持續(xù)利用率和緩解土壤質(zhì)量下降、保證產(chǎn)量，提高玉米NUE亟待探索。

氮肥損失的主要原因是氮素供應(yīng)期與作物生育期需求之間存在同步性差異［3］。在玉米田間管理中，基、追肥的施肥方式、施用比例及施用時(shí)期的合理匹配可顯著提高植株的NUE，但多次分施存在勞動(dòng)力浪費(fèi)、生產(chǎn)效率較低等問題。近年來，我國中原腹地的農(nóng)村人口逐漸向沿海轉(zhuǎn)移且持續(xù)減少，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺、務(wù)農(nóng)老齡化等問題［5］，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輕簡(jiǎn)化已經(jīng)成為干旱區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，一次性施肥技術(shù)在夏玉米生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用［6］。作為一次性施肥技術(shù)的最佳選擇，緩釋肥可以調(diào)節(jié)氮素釋放速率，能夠滿足作物整個(gè)生育期對(duì)氮素的需求［7］。宏觀Mata分析結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)施氮相比，緩釋施氮可使糧食作物產(chǎn)量顯著提高1.3%～10.3%，籽粒氮吸收量增加5.09%～12.13%，氮利用效率顯著提高8.2%～48.5%［8］，因此目前已被廣泛應(yīng)用于糧食作物、油料作物、纖維作物、水果類作物、蔬菜類作物及藥用作物等。

近年來，玉米控釋氮肥在增產(chǎn)增收、節(jié)肥省工、提高氮素利用效率、減少氮素流失等方面表現(xiàn)出了較好的效果［9］。與普通尿素相比，控釋氮肥可滿足玉米生長(zhǎng)后期對(duì)氮素的需求，促進(jìn)玉米對(duì)氮素的吸收和積累，在提高氮素利用效率、減少氮素淋失方面具有明顯效果［10］；并且研究發(fā)現(xiàn)，不同量的控釋氮肥與尿素配施能更好地調(diào)控氮肥在土壤中的釋放與轉(zhuǎn)化，從而提高玉米NUE、籽粒氮積累及增加玉米產(chǎn)量收益等［11］。但是，目前關(guān)于玉米施用控釋肥的研究主要集中在基肥和追肥中不同包膜類型與普通尿素的配施比例對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響［3］，對(duì)旱地玉米一次性施用效果的研究較少。本研究探索氮肥類型和施用量對(duì)土壤氮分布、玉米產(chǎn)量及氮利用效率的影響，旨在指導(dǎo)農(nóng)戶優(yōu)化管理措施，為夏玉米氮肥減施增效及一次性施肥措施提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020—2021年在河南省中牟縣河南農(nóng)業(yè)高新科技園（114°11′E，34°73′N）進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的大陸性季風(fēng)氣候，年均日照時(shí)數(shù)2 366 h，降水量615 mm，夏季平均氣溫 27.9 ℃。2年試驗(yàn)均為同一田塊，田塊土壤為潮土，質(zhì)地為中壤，0～30 cm土層土壤信息如下：酸堿度（pH值）5.88，有機(jī)質(zhì)、全氮含量分別為16.48、0.81 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為65.86、24.17、144.96 mg/kg。

供試玉米品種為玉農(nóng)76，是國內(nèi)廣泛種植的主要玉米品種之一。供試磷、鉀肥分別為過磷酸鈣（P2O5，12.5%）、氯化鉀（K2O，60%），均購自河南農(nóng)豐工業(yè)肥料有限公司。供試氮肥有普通尿素（46.7% N）、控釋尿素（43.2% N）、腐殖酸尿素（44.6% N）、Ⅱ型聚能網(wǎng)尿素（46% N）、海藻酸尿素（46% N），均購自河南心連心化肥有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年、2021年5—9月進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置如表1所示，有7個(gè)處理：CK，不施氮肥；CU225，普通尿素及當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮用量（225 kg/hm2）；CU180，普通尿素及當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮減量20%（180 kg/hm2）；CLU，普通尿素配施控釋尿素；FAU，普通尿素配施腐殖酸尿素；ENU，普通尿素配施聚能網(wǎng)尿素；SAU，普通尿素配施海藻酸尿素。其中上述當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量為 225 kg/hm2，普通尿素與新型尿素的純氮配施比例皆為7 ∶ 3［12］，且總純氮用量均為180 kg/hm2。每個(gè)處理重復(fù)3次，共設(shè)21個(gè)小區(qū)，小區(qū)為長(zhǎng)方形（7 m×5.7 m），隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)間用60 cm寬溝道攔隔。玉米播種密度為67 500株/hm2，P2O5用量為 75 kg/hm2，P2O5 ∶ K2O=5 ∶ 6。氮肥按照相應(yīng)處理施用，氮、磷、鉀肥在玉米3葉期時(shí)一次性全部施入。試驗(yàn)期間，病蟲草害防治與其他管理措施同當(dāng)?shù)赜衩滋镩g生產(chǎn)規(guī)程。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 玉米不同生育期干物質(zhì)、葉面積指數(shù)、氮濃度及產(chǎn)量的測(cè)定 分別在玉米拔節(jié)期（V6）、大喇叭口期（V12）、吐絲期（VT）、籽粒建成期（R2）、乳熟期（R3）及完熟期（R6）采用手持葉面積儀（CID-203，上海澤泉科技股份公司）測(cè)定葉面積。葉面積指數(shù)（LAI）=（單位葉面積×單位種植密度）/單位面積［13］，并于VT、R6時(shí)收獲植株，置于烘箱內(nèi)于105 ℃殺青0.5 h，再于75 ℃烘干以得到干物質(zhì)質(zhì)量。采用全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀（TRAAS-2000，上海澤泉科技股份公司）測(cè)定R6的玉米氮濃度。

在產(chǎn)量測(cè)定過程中，收獲每個(gè)小區(qū)的玉米棒，室內(nèi)風(fēng)干考種，記錄單株穗數(shù)、有效穗粒數(shù)及千粒質(zhì)量，單位面積產(chǎn)量為單株均產(chǎn)量與種植密度之積。

1.3.2 土壤硝態(tài)氮（NO-3-N）、銨態(tài)氮（NH+4-N）含量的測(cè)定 于2021年玉米不同生育期對(duì)表層（0～30 cm）土壤進(jìn)行取樣。按照“S”形五點(diǎn)取樣法， 取樣前去除最上層（0.5 cm）土壤。同時(shí)在V12—VT 階段使用不銹鋼半自動(dòng)螺旋土鉆（直徑3 cm）采取5個(gè)土層（0～10、10～30、30～50、50～70、70～90 cm）的土壤樣品，將螺旋土鉆所取土壤樣品保存于-20 ℃。借助全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀，用 2 mol/L KCl浸提，分別采用鹽酸-乙二胺四乙酸二鈉緩沖液、苯酚鈉-乙二胺四乙酸二鈉緩沖液測(cè)定土壤NO-3-N、NH+4-N含量［14］。

1.3.3 土壤氮代謝酶活性的測(cè)定 用螺旋土鉆獲取表層（0～30 cm）土壤用以測(cè)定土壤脲酶（URE）、土壤酸性蛋白酶（APT）活性，上述酶活性均用北京索萊寶科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒進(jìn)行測(cè)定，其試劑盒型號(hào)分別為BC3070、BC3125。

1.4 數(shù)據(jù)處理

氮肥利用相關(guān)指標(biāo)參照以下公式計(jì)算［13］：

植株氮素總吸收量（kg/hm2）=∑（各器官干物質(zhì)量×各器官氮濃度）；

氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN，kg/kg）=施氮處理產(chǎn)量/施氮量；

氮素收獲指數(shù)=籽粒氮素積累量/整株氮素積累量×100%；

氮肥農(nóng)學(xué)效率（AEN，kg/kg）=（施氮處理產(chǎn)量－不施氮處理產(chǎn)量）/施氮量；

氮肥利用率（NUE）=（施氮處理氮總累積量－不施氮處理氮總累積量）/施氮量×100%。

數(shù)據(jù)用Excel 2007進(jìn)行常規(guī)計(jì)算處理，不同處理間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 23軟件進(jìn)行雙因素方差（two-way ANOVA）分析和最小顯著性差異（LSD）法分析；用Origin 2021進(jìn)行圖形繪制，圖表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)夏玉米干物質(zhì)含量及不同生育期葉面積指數(shù)的影響

2年的田間試驗(yàn)結(jié)果（圖1）表明，在吐絲期（VT）、完熟期（R6），各處理的干物質(zhì)含量均存在一定差異。在吐絲期，2020年、2021年各處理的干物質(zhì)含量整體以CK、SAU處理較低，最大值皆出現(xiàn)在CU225處理；2020年、2021年中，與CU225處理相比，其他處理分別降低4.46%～21.07%、8.39%～27.95%。在完熟期，2020年、2021年的干物質(zhì)含量分別以CLU、ENU處理最大，分別為23.754、23.377 t/hm2，且2年間CLU、ENU處理間均無顯著差異。

2020年、2021年，LAI在6個(gè)關(guān)鍵生育期中表現(xiàn)為隨著生育期推進(jìn)呈先升后降的趨勢(shì)。從拔節(jié)期（V6）開始，LAI開始升高，此后急劇上升，在VT生育期達(dá)到最高值，在V6至V12間，整體表現(xiàn)為CU225、CU180處理大于相關(guān)不同新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU）。此后，從VT至R6的LAI逐漸平緩下降，各處理的LAI在V12與R6時(shí)基本相等。在VT至R6間，LAI整體整體表現(xiàn)為普通尿素、新型尿素配施處理大于CU225、CU180處理，其中LAI最大值整體出現(xiàn)在CLU、ENU處理。

2.2 不同處理對(duì)夏玉米表層土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量的影響

由圖2可知，在第2年（2021年）的田間試驗(yàn)中，不施肥處理（CK）、普通尿素處理（CU225、CU180）、新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU）對(duì)不同生育期的表層土壤的硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量均有一定影響。就硝態(tài)氮含量而言，隨著生育期推進(jìn)，所有處理整體均呈降低趨勢(shì)，但不同處理在不同生育期階段的降幅存在差異；就普通尿素處理而言，CU225、CU180處理從V6至V12階段迅速下降，而后降幅放緩。與普通尿素處理相比，新型尿素與普通尿素減氮配施處理的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量在全生育期的降幅均較為穩(wěn)定，且在 V12以前， 其NO-3-N含量均明顯較低，而在V12 至R6階段則較高。就NH+4-N含量而言，CK處理在全生育期的變幅較小，普通尿素處理隨生育期推進(jìn) 呈下降趨勢(shì)，而新型尿素與普通尿素減氮配施處理則呈先上升后下降的趨勢(shì)。在V6時(shí)，各施肥處理呈SAU＜ENU＜CLU＜FAU＜CU180＜CU225，而在大喇叭口期（V12）后，以新型尿素與普通尿素減氮配施處理的NH+4-N含量高于CU180、CU225處理，尤其表現(xiàn)在VT、R2生育期。

2.3 不同處理對(duì)夏玉米土壤剖面銨態(tài)氮、硝態(tài)氮分布的影響

由圖3-A可知，在2021年的田間試驗(yàn)中，不施肥處理、普通尿素處理、新型尿素與普通尿素減氮配施處理對(duì)90 cm土壤深度的土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的剖面分布均具有明顯影響。隨著土壤深度加深，CK、CLU、FAU、ENU、SAU處理的硝態(tài)氮含量均整體呈降低趨勢(shì)，而普通尿素處理（CU225、CU180）隨著土層加深則呈“S”形變化趨勢(shì)。在表層 （0～30 cm）土壤，各處理整體呈CK＜CU180＜CU225＜ SAU、FAU＜CLU＜ENU，而在深層（50～90 cm）土壤中，各處理整體呈CK＜SAU、FAU、CLU＜ENU＜CU180＜CU225，其中在90 cm土層中，CU225、CU180處理明顯高于CK、新型尿素與普通尿素減氮配施處理。就銨態(tài)氮含量分布而言，0～30 cm 土層中，與普通尿素處理（CU225、CU180）相比，CK與新型尿素與普通尿素減氮配施處理降幅均較緩；隨著土壤深度加深，相應(yīng)施肥處理的銨態(tài)氮含量急劇下降，尤其表現(xiàn)在30～50 cm土層，而在更深土層（70、90 cm）中，相應(yīng)施肥處理的銨態(tài)氮含量均大于不施肥處理，但各處理間的差異較?。▓D3-B）。

2.4 不同處理對(duì)夏玉米不同生育期土壤氮代謝酶活性的影響

由圖4-A可知，吐絲期的土壤脲酶（URE）活性各處理呈CK＜CU180＜SAU＜CU225＜ENU＜FAU＜ CLU；與CK處理相比，施肥處理的土壤脲酶活性提高了8.91%～43.67%，其中CK與CU180、CU225、SAU處理間均無顯著差異，但顯著低于ENU、FAU、CLU處理。在完熟期，與CK處理相比，施肥處理（CU225、CU180、CLU、FAU、ENU、SAU）的土壤脲酶（URE）活性顯著提高203.51%～744.44%，其中新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU）中以ENU處理的土壤脲酶活性最高，SAU、FAU處理較ENU處理分別顯著降低8.91%、14.34%。由圖4-B可知，在吐絲期，各處理的酸性蛋白酶（APT）活性呈CK＜CU225＜CU180＜FAU＜SAU＜ENU＜CLU，但處理間波動(dòng)較小，各處理間均無顯著差異。在完熟期，以CK處理的APT活性最低，相關(guān)施肥處理較其提高7.37%～53.92%，其中CK與CU225、CU180處理無顯著差異，三者皆顯著小于新型尿素與普通尿素減氮配施處理。在新型尿素與普通尿素減氮配施處理中，表現(xiàn)為SAU＜FAU＜CLU＜ENU，與ENU處理相比，SAU、FAU處理分別顯著降低9.58%、8.23%。

2.5 不同處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量、氮含量及氮素利用的影響

由表2可知，2020年、2021年2年中各處理的玉米籽粒氮含量和整株氮總含量差異較小，且無論是籽粒氮含量還是氮總含量，各處理整體表現(xiàn)為 CK＜CU180＜CU225＜SAU、FAU＜ENU、CLU。氮素收獲指數(shù)為籽粒氮素含量在氮總含量中的比例， 與CK處理相比，相關(guān)施肥處理的氮素收獲指數(shù)在2020年、2021年中分別顯著提高15.02%～16.99%、19.30%～23.00%，但相關(guān)施肥處理間氮素收獲指數(shù)差距較小，各處理間均無顯著差異。與CU225處理相比，新型尿素與普通尿素減氮配施處理的玉米籽粒產(chǎn)量在2020年、2021年變幅分別為 -0.98%～2.62%、-1.81%～4.05%，且2年中均以ENU、CLU處理較高，皆顯著大于普通尿素處理（CU225、CU180）；與CU225處理相比，2020年CLU、ENU處理的產(chǎn)量分別顯著提高2.62%、2.07%，2021年則分別顯著提高0.96%、4.05%。在氮素利用相關(guān)指標(biāo)中，氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率中2020年、2021年中皆以CU180處理大于CU225處理；與CU180處理相比，2020年新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU）這3項(xiàng)指標(biāo)分別顯著提高1.78%～5.49%、9.05%～ 27.77%、6.39%～17.08%；2021年則分別顯著提高0.77%～6.77%、3.97%～34.99%、4.51%～15.34%。雙因素分析結(jié)果表明，籽粒產(chǎn)量、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率在年份與尿素類型中皆存在明顯的交互作用。

3 討論

作為植物必需的大量營養(yǎng)元素，氮是決定玉米前期生理代謝及后期籽粒產(chǎn)質(zhì)形成的主要養(yǎng)分因子［15-16］。葉面積指數(shù)、干物質(zhì)含量與玉米最終產(chǎn)量之間存在密切關(guān)系，玉米葉片的衰老史是氮素吸收水平、同化固定量、有機(jī)轉(zhuǎn)化效率向氮轉(zhuǎn)移再分配形式的轉(zhuǎn)變過程［17］。氮進(jìn)入葉片器官后，葉片對(duì)氮在光合系統(tǒng)或細(xì)胞壁進(jìn)行策略性分配，當(dāng)光合系統(tǒng)獲得充足的氮源以增強(qiáng)葉片光合活力、延長(zhǎng)綠葉持續(xù)期進(jìn)而保障籽粒有效灌漿時(shí)間是獲得高產(chǎn)的先決條件［18］。本研究中，2年的田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在玉米吐絲期（VT）之前，普通尿素處理（CU225、CU180）的LAI均整體高于新型尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、FAU、ENU、SAU），而在吐絲期至完熟期（R6）則相反。CU225、CU180處理干物質(zhì)含量在VT時(shí)較高，而在R6時(shí)則以新型尿素與普通尿素減氮配施處理較高，尤其表現(xiàn)在CLU、ENU處理，在一定程度上說明，普通尿素與新型尿素配施延緩了玉米葉片衰老，可保障中后期籽粒的形態(tài)建成。

尿素是玉米生產(chǎn)中常用的氮肥種類，但尿素施入土壤后易水解為氨并揮發(fā)，且氨可在微生物的硝化作用下產(chǎn)生硝酸鹽溶淋，多個(gè)過程造成氮素?fù)p失［19］。土壤中無機(jī)氮含量可體現(xiàn)土壤中可利用氮水平的高低，可直接反映其對(duì)作物的養(yǎng)分供給能力，是評(píng)價(jià)外源氮投入是否適宜的重要判斷依據(jù)之一［3］。本研究結(jié)果表明，在拔節(jié)期，CU225、CU180處理下表層（0～30 cm）土壤的硝態(tài)氮（NO-3-N）、銨態(tài)氮（NH+4-N）含量均較高，這表明尿素發(fā)生迅速水解，然而在玉米生根期至拔節(jié)期階段玉米植株對(duì)氮的需要量相對(duì)較少［20］，由此造成氮素浪費(fèi)。相比之下， 在玉米植株急需氮素的拔節(jié)期至乳熟期階段，新型尿素與普通尿素配施處理的NO-3-N、NH+4-N 含量均明顯高于普通尿素處理。這表明新型尿素與普通尿素配施可為玉米生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的氮素供應(yīng)，且氮素需求較吻合，這可能是玉米干物質(zhì)在發(fā)育后期含量較高的原因。

新型尿素是尿素生產(chǎn)過程中添加特定的功能增效物質(zhì)或者緩釋物質(zhì)，以抑制氮素快速損失、延長(zhǎng)養(yǎng)分釋放周期、提高植物吸收量［21］。Shi等研究發(fā)現(xiàn)，普通尿素與新型控釋尿素不同比例配施均提高了0～40 cm土壤NO-3-N含量，而降低了更深土層（0～120 cm）中NO-3-N的分布水平［22］。本研究結(jié)果表明，在大喇叭口期至吐絲期階段土深為 90 cm 的氮素縱向分布中，相比于普通尿素處理，新型尿素與普通尿素減氮配施處理表層（0～30 cm）土壤的NO-3-N、NH+4-N含量更高，深層（50～90 cm）土壤中，普通尿素處理（CU225、CU180）的 NO-3-N 含量與表層土壤相當(dāng)，而CLU、FAU、ENU、SAU處理的NO-3-N含量明顯較低。在土壤中，NO-3-N是較為活躍的氮素形態(tài)，它易隨著水分流動(dòng)而產(chǎn)生氮淋洗，深層土壤中較低的 NO-3-N 含量可降低氮素流失導(dǎo)致的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)［11，23］。

土壤酶活性是表征土壤生化代謝水平的重要指標(biāo)，可反映土壤微生物學(xué)功能作用強(qiáng)度、養(yǎng)分組成及養(yǎng)分周轉(zhuǎn)能力［24-25］。本研究結(jié)果表明，在VT階段新型尿素與普通尿素減氮配施處理的土壤脲酶、酸性蛋白酶活性均整體高于CU225、CU180處理。URE、APT廣泛存在于土壤顆粒間，二者均可介導(dǎo)有機(jī)質(zhì)分子的水解，提高土壤有效氮含量［26］。在R6時(shí)，與VT相比，CU225、CU180的URE、APT活性均較低；前人研究表明，在玉米生育前期氮素釋放量激發(fā)了土壤酶活性，而后期葉片早衰導(dǎo)致氮素獲取量減少使得酶活性隨之降低［17］。類似地，R6時(shí)CLU、FAU、ENU、SAU處理的URE、APT活性均有所降低，但仍保持較高的代謝活性，且CLU、ENU處理的酶活性均顯著高于CU225、CU180處理，說明控釋尿素、聚能網(wǎng)尿素與普通尿素配施在玉米生育后期仍能提供可觀的氮素，從而維持較高的有效氮供應(yīng)。

肥料的功能作用及最終的產(chǎn)量收獲、養(yǎng)分效率受立地土壤條件、作物類型、肥料物質(zhì)組成及施用量等多因素的綜合影響［21，27］。 本研究中，在玉米籽粒氮含量和氮總含量中，各處理整體呈CK＜CU180＜ CU225＜SAU、FAU＜ENU、CLU，然而與施肥處理相比，不施肥處理?xiàng)l件下的玉米氮素含量仍較高，其氮含量可占施肥處理的50%以上；前人研究表明，土壤氮庫轉(zhuǎn)化是決定作物氮吸收水平的主要來源［28］，這取決于土壤的礦化水平。在本研究中，盡管大量施氮但CU225與CU180處理在氮素吸收量及籽粒氮分配方面均無明顯差異。盡管CU225與CU180處理間在氮含量上無明顯差異，但2年的田間產(chǎn)量數(shù)據(jù)顯示，CU180處理的產(chǎn)量顯著低于CU225處理，而ENU、CLU處理較CU225處理2年平均分別顯著增加3.07%、1.78%，而氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率中亦整體以ENU、CLU處理最高。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，普通尿素常量施肥［225 kg/hm2 （以氮計(jì)）］及常量減施20%一次性施用處理下，尿素在玉米生長(zhǎng)前期快速水解提高了表層土壤硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量，使得生育前期干物質(zhì)含量、葉面積指數(shù)較高，同時(shí)增加了NO-3-N的深層淋洗；玉米發(fā)育中后期尿素消耗殆盡，因此產(chǎn)量、氮素利用不理想。控釋尿素、腐殖酸尿素、聚能網(wǎng)尿素、海藻酸尿素和普通尿素以3 ∶ 7 比例配施使得氮素養(yǎng)分的釋放與玉米養(yǎng)分的吸收相互匹配，延長(zhǎng)了氮素的供應(yīng)周期，維持并提高了 土壤供氮能力，降低了NO-3-N 的污染風(fēng)險(xiǎn)，具有明顯的“前控后保”作用，滿足玉米生育期氮素需求規(guī)律，促進(jìn)了玉米的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而提高了玉米產(chǎn)量與氮素利用效率。然而不同新型尿素與普通尿素配施效果存在一定差異，整體以控釋尿素、聚能網(wǎng)尿素與普通尿素減氮配施處理（CLU、ENU）效果較佳，其顯著提高了玉米產(chǎn)量、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率及氮肥利用率。

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收 稿日期：2023-07-03

基金課題：河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：192102110139）；河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科研創(chuàng)新項(xiàng)目（編號(hào)：HNACSRHR-2021-02）；河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（編號(hào)：HNACKT-2020-01）。

作者簡(jiǎn)介：鄭貝貝（1986—），女，河南滑縣人，碩士，講師，主要從事農(nóng)作物栽培與育種研究。E-mail：zhengbeibei2020@163.com。