發(fā)布時(shí)間：2022-02-09所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要: 添加納米礦物類控失劑的控失尿素可通過吸附作用, 減少施入土壤后的氮素?fù)p失, 明確該控失尿素施用量、與常規(guī)尿素合理配比在夏玉米上的效應(yīng), 可為夏玉米一次性施肥、氮肥減施增效提供依據(jù)。在不同產(chǎn)量水平(高、中、低產(chǎn)田)土壤上, 通過田間試驗(yàn)研究常規(guī)尿素(純氮
摘 要: 添加納米礦物類控失劑的控失尿素可通過吸附作用, 減少施入土壤后的氮素?fù)p失, 明確該控失尿素施用量、與常規(guī)尿素合理配比在夏玉米上的效應(yīng), 可為夏玉米一次性施肥、氮肥減施增效提供依據(jù)。在不同產(chǎn)量水平(高、中、低產(chǎn)田)土壤上, 通過田間試驗(yàn)研究常規(guī)尿素(純氮 210 kg hm–2)、控失尿素常量及減施(減量 10%, 即純氮 189 kg hm–2; 減量 20%, 即純氮 168 kg hm–2)、控失尿素與常規(guī)尿素配施(配比分別為 7∶3、5∶5 和 3∶7)對(duì)夏玉米產(chǎn)量、地上部生物量、養(yǎng)分積累量、光合特性及氮肥利用效率的影響。結(jié)果表明, 氮肥施用可顯著提高夏玉米產(chǎn)量, 常量控失尿素施用下夏玉米增產(chǎn)率達(dá) 22.96%~27.55%, 在高、中產(chǎn)田上產(chǎn)量較常規(guī)尿素有顯著提升。與常量控失尿素相比, 控失尿素減施 10%和 20%通過提升穗粒數(shù)使得高、中產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量不降低, 控失尿素減施 20%處理下高產(chǎn)田氮肥利用率高達(dá) 41.60%�？厥蛩嘏c常規(guī)尿素 7∶3 配施下的氮素積累量與常量控失尿素處理無顯著差異, 高產(chǎn)田和中產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量、秸稈干物重均未顯著降低, 同時(shí)可顯著提高低產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量、秸稈干物重。綜上, 控失尿素(純氮 210 kg hm–2)一次性施用可顯著提高夏玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率, 控失尿素減量 20%處理下高、中產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量未顯著減產(chǎn), 氮肥利用率顯著提升, 是高、中產(chǎn)田適宜的氮肥用量; 控失尿素常量施用或與常規(guī)尿素 7∶3 配合施用更適宜低產(chǎn)田夏玉米生長。
關(guān)鍵詞: 夏玉米; 控失尿素; 氮肥減施; 氮肥配比; 高產(chǎn)高效
玉米是世界上種植最廣泛、產(chǎn)量最高和增產(chǎn)潛力最大的谷類糧食作物, 也是世界貿(mào)易量最大的糧食產(chǎn)品, 常年種植面積約 1.6 億公頃, 占糧食播種總面積的 23%及總產(chǎn)量的 34%。夏玉米吸肥能力強(qiáng), 需肥量大, 科學(xué)施肥是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)手段[1]。隨著世界人口的增長和糧食單產(chǎn)的提高, 預(yù)計(jì)到 2050 年世界氮肥需求量將增長到 2.36 億噸。施用氮肥增產(chǎn)是緩解耕地資源不足、實(shí)現(xiàn)糧食安全的重要措施, 但我國氮肥施用強(qiáng)度是發(fā)達(dá)國家的兩倍, 2009 年每公頃土地上的氮素盈余量達(dá) 175 kg, 這一環(huán)境盈余已經(jīng)接近歐洲的限量指標(biāo)。化肥減施增效是全球性重大科學(xué)命題, 2015 年我國的玉米種植面積達(dá) 3811.931 萬公頃, 其中華北地區(qū)是我國夏玉米的主產(chǎn)區(qū), 種植面積占全國的 26.38%, 華北地區(qū)小麥玉米體系氮投入高達(dá) 588 kg hm–2, 是肥料減施增效的重要研究區(qū)域。
肥料的過量投入帶來了資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等問題, 張福鎖等報(bào)道目前我國糧食作物氮肥利用率為 27.5% [2], 尿素和碳酸氫銨等常用氮肥的氣體損失率高達(dá) 15%~20%, 近年來隨著控釋/失肥的推廣和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的緊缺, 簡化施肥技術(shù)已成為夏玉米栽培的施肥趨勢。華北地區(qū)夏玉米季雨熱同期, 控失尿素利用高分子復(fù)合材料將常規(guī)尿素包裹, 其高活性表面、納米孔道結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生離子交換吸附作用固定氮素, 降低夏玉米季濕熱環(huán)境導(dǎo)致的養(yǎng)分損失, 提高氮肥利用效率[3], 實(shí)現(xiàn)氮肥減施目標(biāo)。田間試驗(yàn)表明, 與常規(guī)尿素相比, 控失尿素基施可提高夏玉米的氮肥偏生產(chǎn)力 39% [4], 且能明顯減少氨揮發(fā)損失、提高產(chǎn)量和氮肥利用率[5]。劉學(xué)軍等[6]、馬存金等[7]研究報(bào)道了適當(dāng)減少氮肥用量有利于促進(jìn)根系發(fā)育, 提高作物氮肥利用率、減少氮?dú)埩襞c表觀損失。同時(shí), 控失尿素與常規(guī)尿素配施可顯著提高水稻產(chǎn)量, 且控失尿素/常規(guī)尿素配比 1∶3 效果最佳, 控失尿素減施 15%可保證水稻不減產(chǎn)[8]。趙欣楠等[9]研究表明, 控失尿素/常規(guī)尿素 7∶3 配施馬鈴薯產(chǎn)量最高, 較常規(guī)尿素提高 9.2%, 控失尿素減量 15%時(shí), 馬鈴薯產(chǎn)量較常規(guī)尿素提高 2.7%�？厥蛩嘏c常規(guī)尿素 7∶3 配合施用同樣是新疆滴灌玉米高產(chǎn)的最佳氮肥管理模式, 為產(chǎn)量和氮肥利用率協(xié)同提高的有效途徑[10]。我國地域廣闊、氣候多變、土壤類型以及作物種植制度復(fù)雜, 這些因素均會(huì)影響控失尿素的性能, 從而影響控失尿素的減氮效應(yīng)和增產(chǎn)效果。目前, 控失尿素在水稻、番茄和馬鈴薯等作物上的研究較多, 在不同產(chǎn)量水平農(nóng)田上, 針對(duì)控失尿素減施及不同配比對(duì)夏玉米產(chǎn)量及氮肥效率的影響還鮮見報(bào)道。
本文通過在不同產(chǎn)量水平土壤上研究控失尿素減量、控失尿素與常規(guī)尿素配施情況下, 夏玉米生理特性、干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及氮肥利用率的響應(yīng), 明確不同產(chǎn)量水平農(nóng)田上控失尿素減施潛力及與常規(guī)尿素合理的配施比例, 探索夏玉米高產(chǎn)高效的一次性施肥技術(shù), 為夏玉米科學(xué)施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)分別于 2016 年 6 月至 10 月于河南省鶴壁市鉅橋鎮(zhèn)劉寨村(35°40'2''N, 114°18'3''E)和焦作修武縣五里源鄉(xiāng)李固村(35°14'24''N, 113°25'12''E)布置, 2017 年 6 月至 10 月在河南省原陽縣河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研基地(35°38'48''N, 113°34'36''E)進(jìn)行, 三地區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候, 種植制度為小麥-玉米輪作。供試土壤均為潮土, 各地點(diǎn)土壤農(nóng)化性狀見表 1, 依據(jù)楊建波等[11]研究分別將 3 個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)劃分為高、中、低產(chǎn)田。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)共設(shè) 8 個(gè)處理, 氮肥用量及控失尿素與常規(guī)尿素的不同配比如表 2 所示。常規(guī)尿素含氮量 46.4%, 控失尿素含氮量為 43.2%, 控失劑添加比例 4%, 該控失尿素利用天然一維納米礦物材料— —凹凸棒土復(fù)配有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺和無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁鐵為材料, 控失劑遇水自組裝微納分子網(wǎng)絡(luò), “網(wǎng)捕”住化肥養(yǎng)分, 達(dá)到將氮素固定在土壤中, 減少因淋溶、徑流及揮發(fā)等途徑造成的氮素?fù)p失。各處理等磷(P2O5 75 kg hm–2)、等鉀(K2O 90 kg hm–2)設(shè)計(jì), 磷、鉀肥分別為過磷酸鈣(P2O5 16%) 和氯化鉀(K2O 60%)。鶴壁、修武、原陽供試品種分別為豫安 3 號(hào)、中種 8 號(hào)和浚單 29, 玉米播種密度為 67,500 株 hm–2, 施肥方式為五葉期一次性施肥, 小區(qū)面積 36 m2 , 各處理 3 次重復(fù), 隨機(jī)區(qū)組排列, 灌溉、病蟲草害防治及其他田間管理措施同當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣一致。
1.3 測定項(xiàng)目與方法
1.3.1 土壤樣品的采集與分析 于玉米播種前采集 0~20 cm 混合土壤樣品, 自然風(fēng)干后, 分別過 20 目和 60 目篩進(jìn)行基礎(chǔ)土壤理化性狀測定。采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法(丘林法)測定土壤有機(jī)質(zhì), 堿解-擴(kuò)散法測定土壤堿解氮, 0.5 mol L–1 碳酸氫鈉浸提-鉬藍(lán)比色法測定土壤速效磷; 乙酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量。
1.3.2 夏玉米葉片硝酸還原酶活性、SPAD 值和光合特性的測定 分別于吐絲期和灌漿期, 采集高產(chǎn)田各處理夏玉米穗位葉片, 去除主脈的葉中部分后迅速保存于液氮中供硝酸還原酶活性測定, 以單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的亞硝酸鹽(NO2 )量表示酶活性。選取高產(chǎn)田各小區(qū)代表性夏玉米 30 株, 采用日本 Minolta 公司生產(chǎn)的 SPAD-502 型葉綠素測定大喇叭期和吐絲期最新完全展開葉、灌漿期穗位葉 SPAD 值。于夏玉米大喇叭口期、吐絲期、灌漿期選擇晴朗無云天氣狀況, 在 9:00—11:00 之間利用 LI-6400 便攜式光合儀(美國 Li-Cor 公司), 測定內(nèi)置光源光強(qiáng) 1100 μmol m–2 s–1 下高產(chǎn)田各小區(qū)夏玉米葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度等光合參數(shù)。
1.3.3 夏玉米產(chǎn)量與養(yǎng)分積累量測定 玉米成熟后收獲中間 2 行, 每行收獲 15 穗, 曬干后脫粒稱其質(zhì)量, 以含水量 14%折算作為產(chǎn)量, 對(duì)其中 20 穗玉米進(jìn)行考種, 調(diào)查穗粒數(shù)和千粒重。另采集每個(gè)小區(qū)具有代表性的植株 2 株, 于 105˚C 下殺青 15 min, 然后在 65˚C 下烘干至質(zhì)量恒定, 測定植株干物質(zhì)量, 將玉米籽粒與植株分別粉碎后分析其養(yǎng)分含量。采用濃 H2SO4-H2O2 消煮, AA3 全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀測定全氮含量, 鉬黃比色法測定全磷含量, 火焰光度計(jì)法測定全鉀含量[12]。
1.4 氮素相關(guān)指標(biāo)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理依據(jù)
Moll 等[13]、Cassman 等[14]和馮濤等[15]的方法, 計(jì)算氮素利用效率指標(biāo)如下:
養(yǎng)分積累量(nutrient accumulation amount, kg hm–2) = 干物重×養(yǎng)分含量;
氮肥利用率(recovery efficiency of applied nitrogen, REN, %) = (施氮區(qū)氮素積累量不施氮區(qū)氮素積累量)/施氮量×100;
氮肥農(nóng)學(xué)效率(agronomic efficiency of applied nitrogen, AEN, kg kg–1) = (施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量)/施氮量;
氮肥偏生產(chǎn)力(partial factor productivity from applied N, PFPN, kg kg–1) = 施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量;
增產(chǎn)率(%) = (施肥區(qū)產(chǎn)量不施肥區(qū)產(chǎn)量)/不施肥區(qū)產(chǎn)量×100;
所有數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2016 和 SAS 9.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 利用 Origin 9.0 作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 控失尿素減施及不同配比對(duì)夏玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響
圖 1 表明, 夏玉米施用氮肥顯著增產(chǎn), CL 增產(chǎn)效果最好, 增產(chǎn)率達(dá) 22.96%~27.55%, 并且隨著產(chǎn)量水平降低, 增產(chǎn)率相繼提高。與 CF 相比, 高產(chǎn)田和低產(chǎn)田上 CL 分別顯著增產(chǎn) 8.32%和 11.82%。與 CL 相比, CL10 和 CL20 在高產(chǎn)田和中產(chǎn)田上未造成夏玉米顯著減產(chǎn), 但是低產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量顯著降低。隨控失尿素施用比例的降低, 產(chǎn)量呈下降趨勢。CL7:3 處理下高產(chǎn)田和中產(chǎn)田上夏玉米產(chǎn)量與 CF 無顯著差異, 低產(chǎn)田 CL7:3 較 CF 顯著增產(chǎn) 12.53%。分析夏玉米產(chǎn)量構(gòu)成因子發(fā)現(xiàn)(表 3), 高產(chǎn)田產(chǎn)量主要決定于千粒重, 中產(chǎn)田產(chǎn)量受千粒重和穗粒數(shù)影響, 低產(chǎn)田產(chǎn)量主要取決于穗粒數(shù)�？梢娍厥蛩卦诟弋a(chǎn)田和低產(chǎn)田較常規(guī)尿素顯著增產(chǎn), 高、中產(chǎn)田上控失尿素可減施 10%和減施 20%, 控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配施在低產(chǎn)田具有較好的增產(chǎn)效果。
2.2 控失尿素減施及不同配比對(duì)夏玉米地上部干物重的影響
統(tǒng)計(jì)夏玉米地上部干物重發(fā)現(xiàn)(圖 2), 高、中產(chǎn)田上 CL 的總干物重最高, 在高產(chǎn)田上較 CF 顯著提升 11.48%, 且顯著提高了高產(chǎn)田秸稈干物重。與CL相比, CL20 對(duì)高產(chǎn)田、CL10 對(duì)中產(chǎn)田夏玉米總干物重、籽粒干物重、籽粒干物重?zé)o顯著降低作用(圖 2-a, b)。
低產(chǎn)田上 CL7:3 的總干物重和秸稈干物重顯著高于 CL , 中產(chǎn)田籽粒干物重未顯著降低(圖 2-c)。整體上, 高、中產(chǎn)田上控失尿素減施 10%和減施 20%可保證夏玉米干物質(zhì)累積, 控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配施更有利于低產(chǎn)田夏玉米干物質(zhì)積累。
2.3 控失尿素減施及不同配比對(duì)夏玉米養(yǎng)分積累量的影響
施用氮肥普遍顯著提高了不同產(chǎn)量水平土壤上夏玉米養(yǎng)分積累量(圖 3), CL 較 CF 顯著提高了籽粒氮素積累量達(dá) 23.18% (圖 3-a~c), 同時(shí)提高了高、中產(chǎn)田籽粒磷素積累量(圖 3-d, e)和中、低產(chǎn)田鉀素積累量(圖 3-h, i)。與 CL 相比, CL10 和 CL20 處理下高產(chǎn)田夏玉米籽粒氮素和秸稈磷素積累量未顯著降低, 但顯著降低了中、低產(chǎn)田籽粒氮素積累量和各產(chǎn)量水平夏玉米秸稈鉀素積累量, CL10 未顯著降低秸稈氮素積累量和中、低產(chǎn)田磷素積累量以及中產(chǎn)田鉀素積累量(圖 3)。與 CL 相比, CL7:3 在不同產(chǎn)量水平土壤上夏玉米籽粒氮素積累量無顯著差異, 顯著提高低產(chǎn)田磷素和鉀素積累量(圖 3-f, i)。可見, 控失尿素可顯著提高夏玉米籽粒養(yǎng)分積累量, 高、中產(chǎn)田上控失尿素減施 10%可保證夏玉米地上部養(yǎng)分吸收, 控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配施更有利于低產(chǎn)田夏玉米養(yǎng)分積累。
2.4 控失尿素減施及不同配比對(duì)夏玉米氮肥利用效率的影響
總體上, 低產(chǎn)田各處理氮肥利用率高于高、中產(chǎn)田(表 4)。高產(chǎn)田 CL20 的氮肥利用率顯著高于 CF、 CL、CL10, 達(dá) 41.60%, 其中 CF 顯著最低, 僅為 20.53%, 這一規(guī)律與低產(chǎn)田類似, 中產(chǎn)田上夏玉米氮肥利用率以 CL 和 CL7:3 顯著最高。各處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率差異較小, 但控失尿素的效果明顯優(yōu)于常規(guī)尿素, 在高產(chǎn)田上 CL 和 CL20 較好, 中產(chǎn)田 CL 和 CL10 表現(xiàn)較好, 低產(chǎn)田上則為 CL 和 CL7:3。隨著控失尿素用量的減少, 氮肥的偏生產(chǎn)力呈增加趨勢, CL20 的夏玉米氮肥偏生產(chǎn)力為 51.20%~60.26%�？梢�, 控失尿素施用顯著提高了夏玉米氮肥利用率, 高產(chǎn)田上控失尿素減施 20%、低產(chǎn)田上控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配施可進(jìn)一步提高氮肥利用效率。
2.5 控失尿素減施及不同配比對(duì)高產(chǎn)田夏玉米葉片硝酸還原酶及 SPAD 值的影響
CL 較 CF 顯著提高了高產(chǎn)田吐絲期和灌漿期的夏玉米葉片硝酸還原酶(nitrate reductase, NR)活性 (圖 4), 控失尿素減施處理僅顯著降低了吐絲期夏玉米葉片 NR 活性, 灌漿期 CL、CL10、CL20 之間無顯著差異。吐絲期 CL3:7、灌漿期 CL5:5 和 CL3:7 的 NR 活性較 CL 顯著降低。CK、CF、CL 的高產(chǎn)田夏玉米葉片 SPAD 值隨生育期提高(圖 5), 減施及配施處理的 SPAD 值在吐絲期最高。氮肥施用顯著提高了 3 個(gè)關(guān)鍵生育期葉片 SPAD 值, 但 CF、減施及各配施處理較 CL 均無顯著差異。可見, 控失尿素常量施用及與常規(guī)尿素 7∶3 配施有利于提高高產(chǎn)田夏玉米生理活性。
2.6 控失尿素減施及不同配比對(duì)高產(chǎn)田夏玉米光合特性的影響
表 5 表明, 氮肥施用普遍有利于提高夏玉米光合特性, CF、CL 和 CL10 較 CK 可顯著提高灌漿期夏玉米光合速率, 控失尿素減施未顯著降低吐絲期和灌漿期夏玉米氣孔導(dǎo)度且顯著提高了大喇叭口期和吐絲期夏玉米胞間 CO2 濃度, CL 較 CF 顯著提高灌漿期胞間 CO2 濃度達(dá) 43.92%, CL5:5 和 CL3:7 可顯著提高吐絲期夏玉米光合速率和氣孔導(dǎo)度。吐絲期 CL3:7 的蒸騰速率顯著高于 CL, 灌漿期則為 CL7:3 顯著最高�？梢�, 控失尿素減施及與常規(guī)尿素合理配比可以保證高產(chǎn)田夏玉米光合速率。
3 討論
華北地區(qū)夏玉米種植常采用“一炮轟”的施肥方式, 且因生長期高溫多雨, 極易造成氮素的淋洗和損失, 使夏玉米生長后期發(fā)生脫肥早衰的問題[16]�？蒯�/失肥是有效提高肥料利用率的新型肥料, 控釋肥具有養(yǎng)分釋放與作物吸收同步的特點(diǎn), 控釋肥一次性 10~15 cm 基施配合適宜的水分條件, 較常規(guī)氮肥可以實(shí)現(xiàn)夏玉米增產(chǎn) 9.5%~27.3%, 肥料利用率達(dá) 32.76%~46.97%, 對(duì)夏玉米生長具有明顯的 “前控后保”作用[17-20]。控失肥從控制養(yǎng)分流失的原理出發(fā), 將更多的養(yǎng)分保持在作物根區(qū), 供肥能力持久, 控失肥基施在水稻[21]、玉米[22]、小麥[23]、棉花[24]和馬鈴薯[25]等作物上增產(chǎn)提質(zhì)顯著, 較常規(guī)肥料養(yǎng)分流失少, 是實(shí)現(xiàn)夏玉米肥料減施及輕簡化施肥的有效途徑�？厥Х室淮涡曰┦褂牮B(yǎng)區(qū)沙質(zhì)壤土和沙姜黑土夏玉米分別增產(chǎn) 10%~11% [26]和 10.5%~20.5% [27], 本研究中, 常量控失尿素在不同產(chǎn)量水平土壤上的施用對(duì)夏玉米的增產(chǎn)率達(dá) 22.96%~27.55%, 并且隨著產(chǎn)量水平的降低, 增產(chǎn)率相繼提高, 對(duì)低產(chǎn)田夏玉米千粒重、產(chǎn)量的提升最為顯著, 這與周寶元等研究結(jié)果一致[28]。常量氮素投入下(純氮 210 kg hm–2), 控失尿素施用通過提高玉米葉片硝酸還原酶活性和光合作用強(qiáng)度來促進(jìn)植株對(duì)營養(yǎng)的吸收, 較常規(guī)尿素進(jìn)一步顯著增加高、低產(chǎn)田夏玉米產(chǎn)量, 增產(chǎn)率達(dá) 4.43%~11.82%, 主要是通過顯著提高千粒重來實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的, 而孫克剛等[29]發(fā)現(xiàn)控失尿素通過增加潮土夏玉米千粒重和穗粒數(shù)而實(shí)現(xiàn)夏玉米顯著增產(chǎn) 13.7%, 這一差異可能是玉米品種特性導(dǎo)致的[30-31]。
探究控失氮肥減施具有重要的實(shí)踐意義, 黃淮海南部沙漿黑土區(qū)上控失肥減氮 25%一次性基施夏玉米產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益與常規(guī)氮肥(純氮 262.50 kg hm–2) 一次性基施及基追比 5∶5 施用處理相當(dāng)[22], 氮肥利用率、農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力均有顯著提高, 實(shí)現(xiàn)了玉米氮肥減量及輕簡化施肥。我們發(fā)現(xiàn)控失尿素減施 10%和 20%通過一定程度的提高夏玉米穗粒數(shù)來實(shí)現(xiàn)高、中產(chǎn)田夏玉米不減產(chǎn), 但在低產(chǎn)田上造成夏玉米顯著減產(chǎn)。同時(shí), 中產(chǎn)田上控失尿素減施 20%下夏玉米產(chǎn)量和籽粒干物重有明顯的降低趨勢, 這表明中產(chǎn)田上控失尿素連續(xù)多季減施 20%可能會(huì)導(dǎo)致夏玉米顯著減產(chǎn), 夏玉米定位試驗(yàn)顯示氮肥連續(xù) 3 年減施至純氮 180 kg hm–2 未顯著影響山東省[32] 和河北省[33]潮土地區(qū)夏玉米產(chǎn)量, 但是關(guān)于河南省中產(chǎn)田上夏玉米控失尿素減施 10%和 20%的長期效果仍需進(jìn)一步試驗(yàn)分析驗(yàn)證�？厥蛩販p施 10%和 20%雖未顯著降低高產(chǎn)田夏玉米籽粒氮素積累量以及主要生育期的光合特性, 但在中、低產(chǎn)田上對(duì)籽粒氮素積累量的降低作用已達(dá)顯著水平, 從而導(dǎo)致了中產(chǎn)田控失尿素減施處理遠(yuǎn)低于高產(chǎn)田控失尿素減施 20%處理的氮肥利用率(41.60%), 這可能表明了中、低產(chǎn)田的氮肥減施需要配合秸稈還田及畜禽糞肥施用等地力提升技術(shù)才可實(shí)現(xiàn), 在維持土壤肥力的基礎(chǔ)上, 滿足夏玉米的養(yǎng)分需求[34-35]。
控失尿素與常規(guī)尿素配施為夏玉米高產(chǎn)高效提供了新的途徑, 郭萍等[36]通過對(duì)控失尿素和常規(guī)尿素配比的研究發(fā)現(xiàn), 采用適宜的配施比例, 能夠提高玉米植株的干物質(zhì)積累, 并且, 在一定范圍內(nèi)隨著控失尿素施用比例增加, 玉米產(chǎn)量和氮素吸收積累量逐漸提高, 新疆加工番茄的光合特性最好[37]。本文發(fā)現(xiàn), 盡管控失尿素減量施用在中、低產(chǎn)田上效果不佳, 控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配施下中、低產(chǎn)田的夏玉米氮素積累量均為最高, 產(chǎn)量與常量控失尿素處理無顯著差異。與常規(guī)尿素相比, 控失尿素與常規(guī)尿素 7∶3 配比在高產(chǎn)田和中產(chǎn)田夏玉米地上部干物重?zé)o顯著差異, 能顯著提高低產(chǎn)田地上部干物重, 且該處理下低產(chǎn)田夏玉米氮肥利用率和農(nóng)學(xué)效率均較高。這可能是因?yàn)? 控失尿素與常規(guī)尿素配施既可以彌補(bǔ)低產(chǎn)沙質(zhì)潮土上因單施控失尿素出現(xiàn)的夏玉米生長前期養(yǎng)分短缺問題, 也有利于土壤氮素持續(xù)有效供應(yīng), 彌補(bǔ)因常規(guī)尿素養(yǎng)分損失率高而導(dǎo)致的夏玉米生長后期供肥不足現(xiàn)象, 并且維持灌漿期夏玉米光合速率, 保證夏玉米花后生殖生長的需要, 提高夏玉米花后干物質(zhì)和氮素積累量[10,22,38], 這與控失肥通過提高小麥灌漿期葉面積指數(shù)和光合強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)冬小麥增產(chǎn)和品質(zhì)改善的結(jié)果相一致[23]。
4 結(jié)論
合理施用控失尿素可有效提高夏玉米產(chǎn)量和氮肥利用效率, 是解決華北地區(qū)夏玉米一次性施肥氮素?fù)p失的途徑之一。不同產(chǎn)量水平土壤上, 控失尿素(純氮 210 kg hm–2)一次性施用較等氮量常規(guī)尿素施用可顯著提高夏玉米產(chǎn)量、地上部生物量和氮肥利用效率。在高產(chǎn)田上控失尿素減施 20% (純氮 168 kg hm–2)可滿足夏玉米氮素吸收, 實(shí)現(xiàn)夏玉米氮肥減施增效的目標(biāo), 控失尿素常量施用或與常規(guī)尿素7∶3 配施可調(diào)節(jié)氮素供應(yīng)速率, 提高夏玉米光合強(qiáng)度, 更適用于低產(chǎn)田夏玉米種植體系, 短期內(nèi)中產(chǎn)田上兩種方式均可。進(jìn)一步從土壤養(yǎng)分庫、作物養(yǎng)分積累與品質(zhì)、產(chǎn)量等多方面來明確控失尿素減施在不同肥力土壤上的長期效應(yīng), 可為我國科學(xué)施用化學(xué)氮肥提供理論和技術(shù)依據(jù)。 ——論文作者：張 倩 韓本高 張 博 盛 開 李嵐?jié)?王宜倫*
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