控释肥对小麦/玉米农田土壤硝态氮累积和迁移的影响

【目的】利用田间试验研究树脂包膜控释尿素对冬小麦夏玉米产量、肥料表观利用率、氮肥表观损失量、土壤硝态氮的累积和迁移规律的影响,为一次性施肥技术的发展提供重要的理论指导。【方法】对冬小麦-夏玉米轮作的大田试验设置3个处理:(1)不施氮(CK);(2)普通尿素优化施肥处理(OPT,基施50%,小麦返青、玉米拔节50%);(3)树脂包膜尿素一次性施肥处理(CRF,80%OPT施氮量)。小麦OPT和CRF处理氮用量分别为180和144 kg·hm~(-2),玉米OPT和CRF处理氮分别为210和168 kg·hm~(-2),小麦磷钾的施用量分别为P2O5 90 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),玉米磷钾的施用量分别为P2O5 60 kg·hm~(-2)、K2O 60 kg·hm~(-2),肥源分别为过磷酸钙和氯化钾。在小麦返青期、拔节期、孕穗期和收获期以及玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期按照20 cm土层采集0—100 cm土壤剖面土样进行分析,在收获时收集植株叶片及籽粒样品进行养分分析并测定其产量。【结果】与优化施肥相比,控释肥在减少20%施氮量的情况下,小麦产量达到7.87 t·hm~(-2),地上部总氮吸收量为209 kg·hm~(-2),玉米产量和吸氮量分别为7.57 t·hm~(-2)和142 kg·hm~(-2),不仅保证了小麦、玉米的产量和地上部总氮吸收量,小麦玉米持续施用控释肥还减少了土壤中氮的表观损失量。土层中硝态氮素累积主要发生在40—60 cm土层,控释肥能够有效减少硝态氮在0—100 cm土层中的累积量,同时减缓硝态氮向深层土壤迁移的速率。【结论】在冬小麦-夏玉米体系中,控释肥能够实现减量施氮不减产,同时减少氮肥损失,降低土壤中硝态氮的累积和迁移,降低环境风险。     

控释尿素施用比例对旱地春玉米产量及土壤硝态氮残留量的影响

【目的】探讨控释尿素施用比例对春玉米产量和土壤硝态氮残留的影响,为研究区氮肥的科学施用及减少环境风险提供科学依据。 【方法】于2017-2019年在黄土高原南部旱地春玉米上开展了3年的原位试验,试验中总氮施用量为200 kg/hm₂,按照氮肥中控释尿素的施用比例,设置不施氮对照（CK）、控释尿素0%+普通尿素100%（NC0）、控释尿素35%+普通尿素65%（NC35）、控释尿素50%+普通尿素50%（NC50）、控释尿素65%+普通尿素35%（NC65）5个处理,研究控释尿素施用比例对玉米产量、土壤微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）含量以及硝化潜势、硝态氮残留量的影响。【结果】与CK相比,施用氮肥显著增加了春玉米产量。施用不同比例控释尿素可对春玉米产量产生不同的影响,其中当控释尿素施用比例为 50%（NC50）时,春玉米产量与NC0处理无显著差异;但当控释尿素施用比例为35%（NC35）和65%（NC65）时,春玉米产量较NC0处理分别显著降低了5.76%和14.39%。5个处理中,NC50处理0~20和20~40 cm土层的SMBC和SMBN含量均最高,与NC0处理相比其SMBC和SMBN含量分别显著增加了14.7%,23.5%和11.9%,41.6%。与CK相比,施用氮肥可以显著增加土壤硝化潜势（P<0.05）。与NC0处理相比,施用控释尿素处理0~20和20~40 cm土层的土壤硝化潜势分别下降了6.8%～22.3%和17.5%～41.3%,且2个土层均以NC50处理土壤硝化潜势的降低幅度最大,其与NC35和NC65处理的差异均达显著水平。与NC0处理相比,NC65、NC50和NC35处理0~300 cm土层中硝态氮残留量分别显著降低了17.89%,27.16%和34.96%。【结论】施用控释尿素可以减缓土壤硝化潜势,减少0~300 cm土层中硝态氮残留量,降低土壤中硝态氮淋溶累积风险,是调控土壤氮素淋溶的有效措施,在黄土高原南部春玉米连作区适宜推广的控释尿素配施比例为 50%左右。     

不同缓/控释氮肥对春玉米氮素吸收利用、土壤无机氮变化及氮平衡的影响

【目的】通过研究不同类型缓/控释氮肥对吉林省中部地区春玉米产量、关键生长节点氮素积累特征以及生育期内土壤无机氮含量变化和氮素平衡等多方面的影响,筛选出适宜吉林省中部玉米主产区的缓/控释氮肥类型,以期为该区域缓/控释氮肥合理施用提供理论依据。【方法】于2014年和2015年在吉林省中部玉米主产区设置大田试验,以不施氮肥为对照(CK),在相同用量和施用方式下,设普通尿素(CU)、硫包衣尿素(SCU)、树脂包膜尿素(CRF)、稳定性尿素(SU)和脲甲醛(UF)6个处理,测定指标包括玉米产量、不同生育时期植株氮含量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮素利用效率、土壤无机氮积累量和土壤-作物系统的氮素平衡状况。【结果】各缓/控释氮肥处理玉米产量显著高于普通尿素处理,以树脂包膜尿素处理玉米产量最高,较普通尿素处理分别提高19.6%(2014年)和18.8%(2015年)。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了玉米氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,提高幅度依次为44.8%—72.6%、70.8%—147.7%、9.6%—19.6%(2014年)和29.2%—48.0%、47.7%—86.5%、10.4%—18.9%(2015年),且均以树脂包膜尿素处理最高。施氮显著提高了玉米各生育期氮积累量,其中灌浆期至成熟期氮积累量以树脂包膜尿素处理最高。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理提高了玉米开花期至成熟期0—30 cm土壤无机氮含量,其中玉米开花期至灌浆期土壤无机氮含量以树脂包膜尿素处理最高,成熟期土壤无机氮含量以脲甲醛处理最高。玉米收获后0—180 cm土壤剖面无机氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了0—30 cm土壤无机氮含量,其中以脲甲醛处理最高。相关分析表明,玉米氮素总积累量、产量与玉米大喇叭口期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性;氮素利用效率与玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性,其中玉米开花期土壤无机氮含量与玉米氮素总积累量、产量和氮素利用效率的相关性最强。施氮显著提高了玉米收获后0—90 cm土壤中残留无机氮积累量;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著降低了氮素表观损失量,降低幅度分别为27.4%—42.9%(2014年)和28.4%—45.4%(2015年),其中树脂包膜尿素处理氮素表观损失量最低。【结论】在相同用量和施用方式下,施用缓/控释氮肥可较普通尿素显著提高了玉米产量、玉米灌浆至成熟期氮积累量、氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,并在提高玉米开花期至成熟期0—30 cm土层无机氮含量的同时,显著降低了成熟期0—90 cm土层氮素表观损失量,且以树脂包膜尿素的效果最好。因此,在吉林省中部地区,树脂包膜尿素是高产高效的肥料类型。     

尿素及包膜尿素控释肥对土壤硝态氮含量和小麦产量的影响

本试验研究了尿素及包膜尿素控释肥对土壤硝态氮含量和小麦产量的影响。结果表明,与尿素全部基施相比,底追分施显著降低拔节期0~20 cm土层硝态氮含量,并减缓硝态氮向中层土壤迁移。底追分施可提高开花期中上层土壤硝态氮含量,有利于满足小麦生育后期对氮素的需求。施用控释尿素对土壤硝态氮的影响效果与底追分施一致,并显著提高了拔节至开花期耕层土壤硝态氮含量。与尿素全部基施处理相比,底追分施处理显著增加开花后群体数量,提高了分蘖成穗率。施用控释尿素比底追分施处理更有利于增加分蘖,提高成穗数。与底追分施处理相比,施用控释尿素可促进干物质在茎秆+叶鞘和籽粒中的积累,显著提高小麦穗数和穗粒数,增加籽粒产量。     

包膜尿素和普通尿素混施对夏玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响

为探索一次性施肥（包膜尿素和普通尿素混施）对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响，以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验，试验设不施氮、常规施氮、减氮10%（30%包膜尿素）、减氮10%（50%包膜尿素）、减氮20%（30%包膜尿素）和减氮20%（50%包膜尿素）共6个处理，分析调查了夏玉米产量、氮素吸收和土壤无机氮动态变化。结果表明，包膜尿素在田间的释放曲线为抛物线形，释放期为81 d（氮素累积释放80%）。与常规分次施氮相比，采用包膜尿素和普通尿素混施处理的夏玉米产量增加2.85%~20.87%，氮肥利用率提高19.1~25.3个百分点。包膜尿素和普通尿素混施的情况下，夏玉米每公顷净收益（扣除肥料投入）比常规施氮增加1 000~4 484元。夏玉米收获后，在100~200 cm土体内残留硝态氮较常规施氮降低35.1%~56.6%，减少了硝态氮淋失风险。研究表明，减氮10%~20%的一次性基施混施肥在夏玉米上实现了增产增收，减少了硝态氮在深层土壤的残留量，降低了环境污染风险，综合夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝酸氮残留等因素来看，减氮10%（30%包膜尿素）施氮配方的效果最好。研究结果可为为夏玉米轻简化生产和氮肥减施增效提供技术支撑。     

控释尿素对夏玉米产量、氮肥利用效率及土壤硝态氮的影响

以夏玉米为研究对象,通过田间试验,比较分析不同氮水平下控释尿素与普通尿素的夏玉米产量、氮肥利用效率及土壤硝态氮间的差异。结果表明:控释尿素能显著提高玉米产量,相同氮水平下,控释尿素处理的籽粒产量较普通尿素的均有所增加,其中氮水平为75%处理的增产幅度最大,100%的处理次之,50%的最小,其增产达5.7%～28.9%。控释尿素与普通尿素的氮素表观损失量均随施肥量增加而升高,与对照不施氮处理差异显著。N肥利用率与N肥农学效率则表现为75%>50%>100%,且控释尿素处理有高于普通尿素处理的趋势,其中75%控释尿素处理的N肥利用率及N肥农学效率分别高达24.1%和17.4kg/kg。土壤剖面NO3--N含量随施氮量的增加而增加,控释尿素在夏玉米的2个氮素利用关键期(大喇叭口和抽雄)的土壤硝态氮含量均高于普通尿素,说明控释尿素在夏玉米氮素关键期能维持较高的水平以满足作物对于N素的需求,其中以75%控释尿素处理表现最好。本试验条件下,控释尿素75%的施氮水平是提高夏玉米产量、降低土壤硝态氮淋失的合理施氮量。     

缓/控释肥料对冬小麦产量、氮素利用及土壤硝态氮分布的影响

该研究在青岛大沽河地下水源地开展了田间小区试验,以传统尿素和减量尿素为对比,探究减量硫包膜控释肥、减量尿素配施NBPT的缓释肥Ⅰ和减量尿素配施NBPT+DMPP的缓释肥Ⅱ对冬小麦产量、氮素吸收利用及土壤硝态氮分布的影响,为优化当地施肥模式、推广应用缓/控释肥料提供一定的理论支撑和技术指导。结果表明:缓/控释肥料处理下作物吸氮量与产量较传统施肥处理增加4.5%~10.6%和2.6%~5.2%,氮素利用率(NUE)、氮肥农学效率(NAE)和氮肥偏生产力(NPFP)均得到显著提高;缓/控释肥料能够有效延缓土壤硝态氮向深层的下移;0~120cm土层硝态氮累积随生育期呈现"增-减-增"的变化规律,与作物生长及养分吸收规律相一致。综上,推荐当地冬小麦季施加硫包膜控释肥料,推荐施肥量为135kg/hm~2。     

玉米苗期施用缓/控释氮素肥料养分释放特点与土壤生物活性研究

采用盆栽试验,模拟田间生态环境,测定施用不同种缓/控释氮素肥料,玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮含量,脲酶、硝酸还原酶活性、微生物量碳和氮含量变化趋势,比较玉米苗期氮素养分释放、土壤生物活性特点。研究表明,玉米苗期,施用SA nBPT U肥料,尿素态氮和NH4 -N的积累量最多,对土壤脲酶活性有显著的抑制作用;SA U肥料,硝态氮最多;MMA nBPT U肥料,尿素自膜内迁移到土壤中的量较少,硝态氮和微生物量最少。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓/控释肥料,对减少硝态氮的生成效果最为明显。施用nBPT U肥料,微生物量最多。施用不同种缓/控释氮素肥料,土壤硝酸还原酶活性普遍增强,脲酶抑制剂nBPT对土壤硝酸还原酶活性无显著作用;施用不同种缓/控释氮素肥料土壤微生物量碳、氮的变化趋势一致。丙烯酸树脂包膜与脲酶抑制剂相结合的缓/控释肥料控释效果最好。     

控释尿素对春玉米产量、氮效率及氮素平衡的影响

为明确控释尿素在春玉米上的应用效果及土壤氮素平衡状况,在黑龙江省双城、宾县、哈尔滨、肇源地区通过2011-2012年两年四点次田间小区试验,研究普通尿素与控释尿素（控释期90 d的树脂包膜尿素）混合施用对春玉米产量、氮肥效率（NUE）及土壤氮素盈亏的影响。结果表明,春玉米产量、植株吸氮量均随着施氮量的增加而增加。与普通尿素一次性基施相比,控释尿素能够提高玉米产量、植株吸氮量、氮肥表观利用率、氮农学效率（ANUE）及氮肥贡献率（FCR）。在相同氮素施用水平下（100%、75%、50%氮肥用量）,100%基施控释尿素比100%基施普通尿素各处理玉米产量分别平均增加391、427、291 kg·hm^-2;氮肥表观利用率提高5.9%、4.9%和5.1%;氮肥农学效率提高2.0、2.6 kg·kg^-1和2.6 kg·kg^-1;氮肥贡献率增加2.7%、3.1%和2.4%。处理4（普通尿素40%基肥,60%追施）和处理5（40%普通尿素与60%控释尿素混合一次性基施）玉米产量、植株吸氮量、氮肥表观利用率、氮农学效率差异不显著。氮素表观亏缺量随着氮肥用量的增加而降低。与100%普通尿素作基肥一次性施入相比,100%控释尿素一次性基施降低氮素表观损失量15.0 kg·hm^-2;40%普通尿素与60%控释尿素混合一次性基施降低氮素表观损失率23.9 kg·hm^-2。可见,普通尿素与控释尿素分别以40%和60%的比例混合施用在黑龙江省玉米生产上是可以推广和借鉴的氮素管理方式。     

不同包膜控释氮肥对玉米氮素吸收和产量的影响

采用田间试验方法研究施用树脂包膜控释尿素(TSCU)和树脂加硫包膜控释尿素(PSCU)对玉米植株全氮含量、吸氮量、肥料氮素吸收效率、产量以及土壤耕层硝态氮含量的影响。结果表明,TSCU和PSCU处理吸氮量分别达到163.32kg·hm-2和178.54kg·hm-2,比施普通尿素(PU)处理增加26.62kg·hm-2和41.84kg·hm-2,差异达显著水平;玉米产量比PU处理分别提高21.27%和33.36%;TSCU和PSCU处理的玉米氮素吸收效率比PU处理分别增加18.68%和27.47%;在玉米成熟后,控释肥处理耕层土壤硝态氮仍然高于普通尿素处理。在黑土生态条件下,与PU处理的玉米相比,TSCU和PSCU处理均有效提高了玉米的干物质量、吸氮量及产量,减少了环境污染,以PSCU处理控释效果最好。