不同释放期包膜控释尿素与普通尿素配施在夏玉米上的应用效果研究

通过大田对比试验研究了释放期为30 d、60 d、90 d的包膜控释尿素(分别用PCU30、PCU60、PCU90表示)与普通尿素(U)配合一次性基施对夏玉米产量、氮肥利用率、氮素积累量及经济效益的影响。结果表明:在施氮量相等、包膜控释氮素占总施氮量30%的条件下,不同释放期的包膜控释尿素(PCU30、PCU60、PCU90)与普通尿素配合一次基施比习惯施肥显著增加夏玉米产量和氮素积累总量,提高氮肥利用率和经济效益,其中PCU60与普通尿素配合一次基施玉米产量最高,为8778 kg/hm2,增产12.0%;氮素积累总量为201.5 kg/hm2,增加18.9%;氮肥利用率提高11.02个百分点;经济效益为11468.7元/hm2,提高产量10.7%。     

不同释放天数包膜控释尿素在春玉米上的应用研究

通过对释放天数分别为30d、60d、90d的包膜控释尿素(CU)与普通尿素(U)配合一次性基施对春玉米产量、氮肥利用率、氮素累积量及经济效益的影响进行研究,以确定适合吉林省春玉米养分需求的包膜控释尿素。结果表明:在等氮量、控释氮素占总氮量30%的条件下,CU60、CU90与U配合(CUU2, CUU3)一次性基施相对于习惯施肥处理(CK2),玉米产量分别增加840和740kg/hm2,氮素总积累量分别增加16.2和14.3kg/hm2,氮肥利用率分别提高8.8%和7.7%,经济效益分别增加1651和1464元/hm2,其中,CUU2处理春玉米经济效益最好,经济效益提高11.1%。     

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。     

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。     

不同氮素形态及配比对玉米生长、氮素利用及产量的影响

通过两年大田随机区组试验，研究不同形态氮素运筹对玉米关键时期无机氮含量、光合特性、干物质和氮素积累与转运、氮肥利用率、产量和经济效益的影响。所有处理进行分层操作，设置不施氮肥(CK)、普通尿素一次施肥(PU1)、普通尿素传统施肥(PU2，60%种肥 + 40%追肥)、普通尿素分层施肥(PU3，上层 20%N +中层 30%N +下层 50%N)、缓释尿素(PCU)与普通尿素(PU)掺混分层基施[上层 20%N(普通尿素)+中层30%N(配施)+下层 50%N(配施)，PCU1(PCU ∶PU=中 3 ∶7、下 3 ∶7)、PCU2(PCU ∶PU=中 5 ∶5、下 5 ∶5)、PCU3(PCU∶PU=中 3 ∶7、下 5 ∶5)、PCU4(PCU ∶PU=中 5 ∶5、下 3 ∶7)]共 8个处理。结果表明，普通尿素分层基施和缓释 /普通尿素掺混分层基施均能提高玉米吐丝期和灌浆期 10～ 20和 20～ 30 cm土层无机氮含量及穗位叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，降低胞间 CO 2浓度，增加成熟期干物质和氮素积累量，促进吐丝后干物质和氮素积累转运，提高肥料利用率；与普通尿素分层施肥相比，缓释 /普通尿素掺混分层基施效果更好；各处理中 PCU4的干物质积累量、氮素积累量、氮收获指数、氮肥偏生产力和氮肥利用率最高，分别为 23.55×10 3 kg·hm-2、190.85 kg·hm -2、0.54、63.18 kg·kg -1和43.53%；缓释 /普通尿素掺混分层基施更有利于提高产量和经济效益，PCU4处理 2017和 2018年产量最高，分别为 13 899.08和 12 439.35 kg·hm -2，经济效益分别为 17 022.24和 14 832.65元·hm -2。综上所述，普通尿素分层施肥和缓释 /普通尿素掺混分层基施能增加玉米吐丝期后的土壤无机氮含量，改善叶片光合特性，促进干物质和氮素的积累与转运，提高肥料利用效率，缓释 /普通尿素掺混分层基施更有助于提高玉米产量和经济效益，其中 PCU4处理的效果最佳。     

树脂包膜尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响

通过田间小区试验,研究了树脂包膜尿素对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明,树脂包膜尿素处理比普通尿素处理显著提高水稻产量和氮肥利用率。施氮素180kg/hm2,树脂包膜尿素和普通尿素按氮素用量7∶3比例掺混基施处理,水稻增产效果和经济效益最好,其中产量增幅为5.6%～30.5%。减少氮素用量30%,即施氮素126kg/hm2,树脂包膜尿素基施和普通尿素追施按氮素用量6∶4处理,水稻氮肥利用率最高,且水稻产量亦高于普通尿素常规处理。表明树脂包膜尿素可以减少氮肥用量,保证水稻产量,又有利于保护环境。     

控释尿素对小麦-玉米产量及土壤氮素的影响

利用田间试验研究了包膜控释尿素对小麦-玉米产量、氮素利用效率、土壤氮素积累及移动的影响。结果表明,与施用普通尿素比较,小麦-玉米周年施用包膜控释尿素,在肥料用量减少20%和40%情况下,小麦-玉米总产量分别是100%普通尿素处理的97.4%和97.7%;控释尿素施氮量为60%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别比普通尿素提高11.57%和54.14%。控释尿素施氮量为80%处理的肥料农艺利用率和偏生产力分别提高6.40%和22.09%。施用控释尿素显著增加了0-20 cm土层的碱解氮和0～40cm土层的硝态氮含量;60-100 cm土层中,控释氮肥处理土壤硝态氮含量与不施氮肥处理差异不显著,普通尿素处理小麦收获后60～80 cm土层、玉米收获后60～100 cm土壤硝态氮显著高于不施氮肥处理,肥料氮素下移明显。试验结果显示,施用控释尿素增加了耕层（0～20 cm）土壤的氮素积累,减少了氮素向土壤深层移动的数量,有利于减少施肥对环境的不利影响。     

缓释尿素与普通尿素不同配比对玉米氮代谢酶和氮素利用的影响

为解决我国西南地区玉米氮肥一次性施用问题,以普通尿素和包膜缓释尿素为供试材料,设置5种普通尿素与缓释尿素配比试验处理,分别为100%缓释尿素(CRU100),75%缓释尿素+25%普通尿素(CRU75),50%缓释尿素+50%普通尿素(CRU50),25%缓释尿素+75%普通尿素(CRU25)和100%普通尿素(CRU0),以不施氮肥(CK1)和常规施肥(CK2,普通尿素60%基施+40%大喇叭口期追施)为对照,研究氮肥一次底施下缓释尿素与普通尿素不同配比对玉米氮代谢关键酶、干物质积累、氮积累及氮素利用的影响。结果表明:(1)施氮显著提高了玉米叶片氮代谢关键酶(谷氨酸合成酶GOGAT和谷氨酰胺合成酶GS)活性,与常规施肥相比,普通尿素与缓释尿素配施可提高叶片GOGAT和GS活性,其中以CRU50和CRU75的缓释尿素比例处理最好。(2)CRU50和CRU75的缓释尿素比例可改善吐丝前、后物质积累和氮素积累,显著提高成熟期物质积累量和氮素积累量。(3)随缓释尿素比例增加,玉米穗粒数、千粒重和产量及氮收获指数均呈先升后降的趋势;掺施缓释尿素处理产量较常规施肥处理平均增产4.46%,其中CRU50和CRU75处理产量最高,收获指数和氮肥表观利用率显著高于其它处理。因此,普通尿素掺混50%~75%比例的缓释尿素进行一次底施,既能增加玉米产量,又可实现氮素的高效利用。     

包衣尿素在田间的溶出特征和对夏玉米产量及氮肥利用率影响的研究

通过田间试验研究了控释包衣尿素在田间的实际溶出过程及其对玉米产量、氮肥利用率的影响。结果表明,控释包衣尿素在田间的实际溶出期限远远高于实验室的测定值,控释包衣尿素处理耕层土壤无机氮动态过程与其溶出特征比较一致;在减少20%氮肥用量并且采用玉米全生育期一次性基施的措施下,控释包衣尿素的玉米产量和吸氮量与常规施肥措施的尿素持平,而氮肥利用率略有提高。     

玉米对尿素减量与复合氮肥增效剂配施的响应

用15N-尿素进行盆栽和田间试验(盆栽试验尿素标准用量为120mg/盆,田间试验尿素标准用量为157.5kg/hm2),研究了复合氮肥增效剂用量、尿素减量与复合氮肥增效剂配施对玉米生长、籽粒产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,适量(施氮量的20%~60%)的复合氮肥增效剂能显著促进玉米幼苗生长发育。氮素减量5%~15%时配施复合氮肥增效剂对玉米生长和含氮量影响不显著,15N和吸氮总量与不施增效剂的处理相当或有所提高。除尿素减量30%处理外,其余各尿素减量配施复合氮肥增效剂的处理,玉米氮素利用率比不施增效剂的处理提高5.6%~7.3%,尿素减量5%~50%配施复合氮肥增效剂,玉米氮素表观利用率提高7.7%~17.0%。在大田条件下,尿素氮减少5%~15%(即减少施氮7.8~23.7kg/hm2)配施复合氮肥增效剂不影响玉米的单季产量,玉米植株吸氮总量、氮素净吸收量、氮肥生理效率和农学效率与不施增效剂的处理相当或增加,氮素表观利用率提高14.8%~15.2%。尿素减量达30%时,配施复合氮肥增效剂对玉米植株生长和氮素吸收利用明显不利。尿素与20%施氮量的复合氮肥增效剂配施,不影响玉米植株生长和单季产量,能提高玉米氮素利用率,节省氮肥投入达15%。     

控释掺混肥对夏玉米产量及土壤硝态氮和铵态氮分布的影响

通过田间试验研究释放期60 d的水基包膜尿素与普通尿素常规施肥用量下不同比例配合追施对夏玉米产量、肥料利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮素收获指数、氮素积累量及0-60 cm土壤硝铵态氦含量动态分布的影响.结果表明:各控释掺混处理对夏玉米的产量、肥料利用率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力及氮素收获指数较常规施肥都有不同程度的提高,以控氮比50%处理最佳,产量和氮肥利用率分别比对照的提高9.43%和24.69%,达到显著水平;各控释掺混处理0-60 cm土壤都保持较高的硝态氮含量,至后期较常规施肥的略高,满足了玉米的生长.玉米各时期土壤铵态氮含量大致以高控氮比处理的含量高,差异不明显,但显著高于常规施肥处理的.控氮比50%处理更适合本区域玉米生产.     

控释氮肥比例对土壤氮含量和玉米氮素吸收利用的影响

通过大田试验,研究相同氮肥施用量的条件下,不同比例控释尿素与普通尿素混合施用对土壤氮含量、玉米植株氮素吸收利用及产量的影响。结果表明:施氮显著提高了0-20,20-40cm耕层土壤碱解氮和全氮含量。全施普通尿素时,一次施肥可提高前期土壤氮含量,而2次施肥则有利于提高后期土壤氮含量;与普通尿素施肥相比,掺混一定比例的控释尿素一次性底施可显著提高各生育时期耕层土壤含氮量。适宜比例的控释尿素与普通尿素掺混施用可在一定程度上增加玉米中后期的氮素积累量,提高氮肥表观利用率、氮肥农学效率和肥料贡献率以及玉米功能叶关键酶活性,在相同氮肥水平下,其一次性底施的效果甚至超过普通尿素2次施用。随控释尿素比例的增加,玉米产量呈先增后减趋势,以75%控释尿素+25%普通尿素处理产量最高,比普通尿素一次施增产12.09%(2014年)和21.58%(2015年),比普通尿素2次施肥增产8.27%(2014年)和14.19%(2015年)。因此,普通尿素掺混75%比例的控释尿素进行一次底施,不仅能够协调在整个玉米生育期土壤对氮素的供应,实现玉米的有效增产,而且还能够减少施肥次数和劳力投入。     

不同密闭材料硫包衣尿素氮素释放特性及对夏玉米生长的影响响

通过静态水溶法和田间土培法,研究了采用石蜡和脲醛树脂作为密闭材料的硫包衣尿素养分释放特性;并通过田间试验研究这两种硫包衣尿素对夏玉米生长、产量、氮素利用效率、土壤硝态氮残留和净收益的影响。结果表明,采用石蜡和脲醛树脂作为密闭材料制造的两种硫包衣尿素SCUA和SCUB,其养分释放趋势均呈直线形,养分释放速率达到了中华人民共和国化工行业标准中硫包衣尿素（Ⅰ型）的条件指标。由于肥料所处环境条件的不同,SCUA和SCUB均表现出静态水溶法氮素养分溶出速度快于田间土培法的测定值,且SCUA养分释放速度略快于SCUB。利用脲醛树脂作为硫包衣尿素的密闭材料较石蜡每吨肥料制造原料成本降低49.39元。夏玉米田间试验中SCUA和SCUB减量30%处理玉米的植株生长及产量与普通尿素当地习惯施肥无显著性差异,且可以显著提高氮肥表观利用率,分别达到了40.45%和42.59%;收获时普通尿素当地习惯施肥处理（CK1）及减量30%处理（CK2） 60100cm土壤硝态氮含量显著高于硫包衣尿素处理。SCUA和SCUB在相同用量的情况下,净收益差异不显著,且减量30%的情况下仍可获得与普通尿素当地习惯施肥量相当的净收益。以脲醛树脂替代石蜡作为硫包衣尿素密闭材料是可行的,能达到节本增效的作用。     

氮肥追施时期及包膜控释氮肥对冬小麦产量和氮素吸收的影响

采用盆栽试验,研究了氮肥追施时期和包膜控释尿素对冬小麦产量、产量构成、氮肥利用率和土壤氮素表观损失等方面的影响。结果显示:冬小麦氮肥最佳追肥时期为拔节期;与40%普通尿素底施+60%普通尿素拔节期追施(F2)相比,30%普通尿素+35%控释期90d包膜尿素+35%控释期120d包膜尿素配合(F4、F6)一次性底施的氮素释放与冬小麦对氮素需求吻合较好,F4小麦植株总氮吸收量增加6.11%,减氮25%条件下(F6)增加8.48%;与F2相比,F4使冬小麦增产5.02%,经济系数提高6.43%,氮肥利用率提高10.22%,同时土壤氮素表观损失降低。F4通过提高千粒重和单穗重来提高产量,而F6通过维持穗粒数保证产量。     

深松和施氮对夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

于2010年和2011年通过田间裂区试验,研究了在旋茬和旋茬后深松条件下常规尿素分次施用和控释尿素对郑单958夏玉米的花后氮素积累、 分配、 利用及产量的影响。结果表明,在相同的耕作措施下,氮素积累及其向子粒的分配量均表现为控释尿素＞普通尿素两次施用＞普通尿素一次施用＞不施氮处理;在相同施氮水平下,玉米氮素积累及其向子粒的分配量均表现为深松大于旋茬处理。深松并施用控释尿素处理的夏玉米在两年试验中的子粒产量和氮素利用率均为最高,与其他处理相比差异显著。可见,与传统的旋茬耕作和施肥方式相比,深松耕作和施用控释尿素均能显著提高郑单958夏玉米的氮素利用率和产量。二者的有机结合可为玉米的氮素高效利用和产量的提高提供新的思路。     

延迟释放型包衣尿素对水稻生长和氮素吸收的影响

通过田间试验比较研究了普通尿素和延迟释放型包衣尿素在不同施用量、不同施肥方式(普通尿素为基肥+两次追肥;延迟释放型包衣尿素为接触施肥方式)条件下对移栽稻生长过程和氮素吸收的影响。结果表明,延迟释放型包衣尿素在比普通尿素施氮量(N150kg/hm2)减少30%(N105kg/hm2)和50%(N75kg/hm2)时,对水稻生长不会产生任何不良影响;由于包衣尿素在田间的养分释放动态与水稻对氮素的吸收规律吻合,施用包衣尿素的水稻产量、吸氮量和氮肥利用率均显著高于普通尿素处理,其中水稻产量增加12.7%～14.4%,吸氮量增加27.5%～32.7%;普通尿素和氮肥用量减少30%和50%的包衣尿素3个处理的氮肥利用率分别为19.9%、58.8%和89.9%。此外,施用包衣尿素比普通尿素水稻的子粒粗蛋白质含量提高9.2%～12.2%。     

控释尿素与普通尿素配施对菊花生理指标及产量和质量的影响

2009和2010年采取田间实验方法研究控释尿素和普通尿素不同施用方式对菊花生长发育及产量和品质的影响。结果表明,孕蕾期菊花叶片可溶性蛋白质和叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力明显高于生长旺盛期和开花期,且施用尿素高于对照。控释尿素、控释尿素与普通尿素混合一次性基施可促进菊花生长发育前期干物质积累,分次施用有利于后期干物质积累。施用尿素增加单株花序数、百朵花序鲜重,对花序直径影响较少。两种尿素分别分次施用菊花产量明显高于一次性基施,控释尿素与普通尿素等量混合分次施用产量高于其它处理。与普通尿素单施相比,控释尿素提高了菊花总黄酮、蛋白质和可溶性糖含量,其中以控释尿素与普通尿素等量混合分次施用的最高。综合菊花产量和品质指标,在本实验条件下,控释尿素与普通尿素等量混合分次施用的效果最佳。     

控释尿素不同施用条件下冬小麦产量和氮素利用效应

采用田间试验方法研究了控释尿素不同施用条件对冬小麦产量、氮素利用和经济效益的影响。试验共设7个处理,即CK(空白处理,不施氮肥)、100%PU10/0(普通尿素全量基施,N 240 kg·hm-2)、100%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 240 kg·hm-2)、80%PU6/4(60%的普通尿素基施、40%的普通尿素于拔节期追施,N 192 kg·hm-2)、100%CRU(全量树脂包膜控释尿素基施,N 240 kg·hm-2)、80%CRU(80%树脂包膜控释尿素基施,N 192 kg·hm-2)和40%CRU+40%PU(40%树脂包膜控释尿素+40%的普通尿素基施,N 192 kg·hm-2)。结果表明,无论是产量效应还是氮素利用效应,树脂包膜控释尿素(CRU)处理总体优于普通尿素(PU)处理,尤其树脂包膜控释尿素和普通尿素配施(40%CRU+40%PU)效果最佳,以7 709 kg·hm-2的产量、36.44%的氮肥吸收利用率、15 946元·hm-2的相对净收入达到处理间最高水平。该处理在减少氮素投入量的情况下,不仅促进了冬小麦增产,而且显著提高了肥料的利用率,拥有较高的产投比。因此,树脂包膜控释尿素和普通尿素的配施处理(40%CRU+40%PU)是本试验条件下最优的氮肥处理。