控释尿素与普通尿素配施在冬小麦上的最佳应用比例研究

为明确控释尿素与普通尿素配合施用在作物上的应用效果,以冬小麦为研究材料,在田间试验条件下研究了不同比例（0、 10%、 30%、 50%、 100%）的控释尿素（CRU,释放期60 d）与普通尿素配合追施（基追比为3∶7）对冬小麦旗叶叶绿素a含量和净光合速率、 产量、 氮肥利用率、 分蘖情况以及经济效益的影响。结果表明, 控释尿素比例为50% 和100% 处理的冬小麦叶绿素a 和净光合速率在各生育期都保持了较高水平; 与仅施用普通尿素相比,控释尿素为50%的处理的各项指标都明显提高,分蘖数自返青期起保持了较高水平,小麦产量增加了17.0%,氮肥利用率提高了16.73%,增收2587.23 yuan/hm2。综合分析,50%控释尿素的施肥处理在小麦上应用效果最好。     

控释掺混肥对春玉米产量、光合特性及氮肥利用率的影响

通过田间试验,研究相同氮肥用量条件下,不同比例包膜控释尿素(100%、75%、60%、45%、30%)与普通尿素混合施用对春玉米叶片SPAD值、光合速率、产量、经济效益及氮肥利用率的影响。结果表明,随着控释氮肥施用比例的增加玉米叶片SPAD值、光合速率、籽粒产量、生物产量及肥料利用率均呈现先增加后降低的趋势。与100%普通尿素一次性基施相比,45%~75%CRU与普通尿素配比的处理在灌浆期仍保持较高净光合速率(Pn),玉米增产幅度及效益较高;各配比处理平均增加氮肥农学效率3.6 kg kg-1~6.5 kg kg-1,增加氮肥利用率3.1%~14.9%。其中哈尔滨地区以60%CRU处理玉米产量效益最高,增产13.2%,增效1554元hm-2,双城地区以75%CRU处理玉米产量效益最高,增产12.9%,增效1402元hm-2。控释氮肥与普通尿素以一定比例配施能够增加穗位叶的叶绿素浓度和净光合作用速率,延缓玉米叶片的衰老,增加0~30 cm土壤硝态氮含量,降低30~60 cm和60~90 cm及0~90 cm土层土壤硝态氮残留量。在黑龙江省早春冷凉的气候条件下,玉米生产不宜施用100%控释尿素,应将控释尿素比例控制在45%~75%,以达到高产高效、降低环境污染的目的。     

冬小麦上短控释期尿素的适宜施用量与施用方法研究

【目的】控释尿素受土壤温度、 水分等环境条件的影响,应用效果不一。对比相同施氮量下一次性基施控释尿素与尿素分期施用,以及控释尿素和普通尿素追施对冬小麦籽粒产量、 品质, 氮肥利用率及综合经济效益的影响,可为控释尿素的合理施用提供理论和技术依据。【方法】采用大田试验,选用新麦26为供试材料,随机区组试验设计,调查了冬小麦籽粒产量、 主要品质性状、 氮肥利用率及经济效益。设两个试验,试验1: 控释尿素和普通尿素各设5个氮肥水平,即N 0、 120、 160、 200和240 kg/hm2; 试验2: 设不施氮肥、 N 200 kg/hm2总氮量下普通尿素和控释尿素均40%返青期追施3个处理。【结果】 1)与不施氮(CK)相比,控释尿素和普通尿素均可显著提高小麦籽粒产量,且随着施氮量的增加而增加,其中以分期施用普通尿素N 240 kg/hm2处理籽粒产量最高。相同施氮量下,分期施用普通尿素处理小麦籽粒产量显著高于一次性基施控释尿素处理(N 160 kg/hm2除外)。然而,返青期追施控释尿素处理小麦籽粒产量显著高于同期追施普通尿素处理,增产率达15.8%; 2)相同施氮量下,分期施用普通尿素处理较一次性基施控释尿素处理的小麦籽粒容重、 蛋白质含量、 水分含量、 湿面筋含量均有所提高,且两种尿素处理间籽粒容重在N 160 kg/hm2和N 200 kg/hm2时差异达显著水平。然而,返青期追施控释尿素处理小麦籽粒容重、 湿面筋含量、 蛋白质含量等品质指标显著高于同期追施普通尿素处理; 3)两种尿素处理氮肥农学利用率和氮肥偏生产力随施氮量的增加而降低,在相同施氮量下分期施用普通尿素处理显著高于一次性基施控释尿素处理。此外,与分期施用普通尿素处理相比,一次性基施控释尿素处理减少了小麦拔节期追肥人工成本投入,但由于一次性基施控释尿素处理籽粒产量较低和氮肥价格较高,导致经济效益相对较低。然而,试验2结果表明,返青期追施控释尿素处理氮素利用率(氮肥农学效率、 氮肥偏生产力及氮素回收率)和经济效益显著高于同期追施普通尿素处理。【结论】本研究地区较适宜的推荐氮肥施用量为N 200 kg/hm2,一次性基施控释尿素较适宜于劳力欠缺的农户,而对于个别劳力充足的农户则适宜采用分期追施普通尿素或者小麦返青期追施控释尿素的氮肥管理技术。因此,在当前农村劳动力日益减少,用工成本日益增加以及种粮比较效益持续降低的大环境下,氮素肥料合理选择和施用技术要依据实际情况而定。     

硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、光合特性及氮肥利用率的影响

本试验以控释期为90d的硫膜（SPCU）和树脂膜（PCU）控释尿素为材料,通过盆栽试验,研究了硫膜和树脂膜控释尿素对水稻产量、 光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,与普通尿素（U）一次基施相比,控释尿素各处理均能显著提高水稻子粒产量、 氮肥表观利用率和农学效率,增幅分别达15.1%~51.4%、 64.5%~14.11%和5.4~18.2 kg/kg;显著提高水稻生育中后期叶片净光合速率;提高水稻生育中后期的SPAD值。与普通尿素分次施用相比,树脂膜控释尿素及硫膜控释尿素和普通尿素以7∶3比例一次性施入的处理能显著提高水稻子粒产量、 氮肥农学效率以及水稻收获后的土壤全氮和碱解氮含量,其增幅分别为7.9%~31.7%、 3.3~13.0 kg/kg、 2.2%~17.6%和13.2%~22.0%;显著提高叶片中后期的净光合速率,且以树脂膜控释尿素100%一次基施的处理最高。施用树脂膜控释尿素的各处理较普通尿素均能显著提高水稻的氮肥生理效率。树脂膜控释尿素比硫膜控释尿素表现出更好的水稻增产效应和氮肥利用效率,更能有效延缓叶片衰老,实现水稻氮素的高效利用。     

控释氮肥与普通尿素配施比例和方法对冬小麦灌浆特性的影响

[目的]控释氮肥施用模式影响小麦的灌浆和产量构成因素,利用Richards模型模拟陕西关中地区冬小麦灌浆进程并分析产量构成参数,探究控释氮肥掺混尿素的施肥方式和配施比例对冬小麦增产机理及灌浆特性的影响。[方法]以小麦品种‘小偃22’为供试作物,供试控释尿素的释放期为180天,于2017、2018年在陕西农林科技大学旱区灌溉站进行控释氮肥与尿素配合施用田间试验。共设置3个控释氮肥和普通尿素氮配施比例,依次为8:2 (N2)、7:3 (N3)和6:4 (N4);2种施肥方式,即掺混肥料一次性基施(B,简称基施)和基施控释氮肥+拔节期追施普通尿素(T,简称追施);同时设不施氮肥(CKO)、单施普通尿素(基追比4:6,CK1)和单施控释氮肥(一次性基施,CK2) 3个对照。在分蘖期和返青期统计分蘖数;在成熟期统计穗数,测量穗长、穗粒数、千粒重。从冬小麦开花结束第5天开始,每隔5天取1次样,共取9次,计算千粒重。以花后时间t为自变量,以该时间测得的千粒重(W)为因变量,采用方程W=A/(1+Be~(-Kt))~(1/E),计算灌浆参数和生长势。[结果]施氮能显著提高籽粒千粒重和产量,追施氮可保证灌浆物质来源更加充分,追施氮比例增加,起始生长势增大。适量追氮能延长灌浆持续时间,最大延长11.83天,促使最大灌浆速率出现日提前,最早提前3.791天;各处理在快增期均获得最大生长比率(P_(w2)),与基施处理相比,追施增加了快增期(P_(w2))和缓增期(P_(w3))的持续时间和生长比率,持续时间分别延长1.28～2.27天(T_2)、4.46～7.49天(T_3),生长比率分别增加4.69%～7.80%(P_(W2))和20.12%～37.25%(P_(W3))。基施处理的单位面积分蘖数和有效穗数均高于追施处理,与追施处理相比平均分别增加204.1～264.0个/m~2、29.0～97.1穗/m~2。施肥方式和配施比例的交互作用对产量和单位面积有效穗率具有极显著影响,TN2和BN3产量最高,与CK1相比产量分别提高14.54%和13.09%,与CK2相比产量分别提高11.46%和10.85%;其中,TN2处理千粒重较高,为41.32 g,BN3处理单位面积有效穗数较高,为546.5穗/m~2。[结论]控释氮肥配施普通尿素的比例和施用方法能有效调控灌浆动态和产量构成。本试验条件下,以控释尿素和普通尿素7:3混合后全部基施(BN3)和比例为8:2时追施普通尿素(TN2)的效果最为理想。BN3主要通过增加最大灌浆速率和推迟最大灌浆速率出现日期提高籽粒物质量,并通过单位面积分蘖数保证较高的单位面积有效穗数以提高产量。TN2主要通过保证较高的有效穗率,在灌浆期通过延长灌浆持续时间和提高缓增期的生长比率提高籽粒物质量累积,并获得较高的千粒重以提高产量。在冬小麦生产过程中,优先推荐BN3处理的施氮模式,可在获得高产的同时节约劳动力和成本,但从千粒重角度考虑,TN2处理为较优施氮模式。     

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。     

普通和控释尿素配合深施提高冬小麦花期旗叶光合性能与氮素利用效率

【目的】探究在不同尿素类型与施用深度下,冬小麦开花后旗叶光合性能和光系统Ⅱ(PSⅡ)性能及氮素利用的差异,以期为协同提高氮素利用效率与籽粒产量,简化小麦生产过程提供理论依据。【方法】于2015—2016年与2016—2017年冬小麦生长季进行试验,以‘济麦22’为供试材料,采用二因素裂区试验设计,尿素类型处理(T)为主区,施用深度处理(D)为裂区。尿素类型包括普通尿素处理(T1,基追比为4∶6)与普通和控释尿素配施处理(T2,普通尿素、硫包膜尿素、树脂包膜尿素以4∶3∶3混合一次性基施),施用深度为地下5 cm (D1)与10 cm (D2)。测定了开花后旗叶气体交换参数和叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP),及不同生育时期地上植株氮素积累量。【结果】2年试验结果表明,相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦有效穗数和千粒重,对穗粒数影响不显著;施用深度对2016—2017年千粒重影响显著,对2年单位面积有效穗数和穗粒数影响不显著;普通和控释尿素配合深施处理(T2D2)产量显著高于其它处理。尿素类型和施用深度对气体交换参数影响显著,普通和控释尿素配合深施处理可显著提高花后旗叶净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),显著降低胞间CO2浓度(Ci),相对延长了高光合持续期。普通和控释尿素配合处理较普通尿素处理显著提高了旗叶光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心对光能的吸收(φPo)、转化(φEo)以及电子在电子传递链中转移的效率(ψo);显著改善了电子传递链供体侧(Wk)和受体侧(Vj)性能,有效提高了产量形成期光合性能的稳定性。同一尿素类型下,深施处理对光系统Ⅱ(PSⅡ)性能的改善大于浅施处理。相较于普通尿素处理,普通和控释尿素配施处理可显著提高冬小麦生育中后期植株氮素积累量;相较于浅施处理,深施处理对冬小麦不同生育期氮素积累均有不同程度的提高。除对2016—2017年氮素生理利用率(NPE)影响不显著外,普通和控释尿素配合深施处理显著提高了2年冬小麦氮肥农学利用效率(NAE)、氮肥偏肥生产力(PEPN)、成熟期氮肥表观回收率(NRE)和2015—2016年氮素利用效率。【结论】普通尿素与控释尿素配合深施可显著提高冬小麦花期旗叶光合性能,促进氮素利用,增加产量,有利于冬小麦产量与氮肥利用之间的协同提高,省时增效效果明显,是本试验中最佳组合模式。     

实现黑土玉米高产和养分高效的控释氮肥与尿素掺混比例

  【目的】  控释氮肥与普通尿素配合施用是东北黑土区实现轻简化施肥的有效技术途径之一。研究控释氮肥与普通尿素适宜的掺混比例,以实现氮肥一次性施用获得高产高效和可持续利用。  【方法】  于2017—2019年在吉林省公主岭市,以玉米品种‘富民108’为试材,在施N 210 kg/hm2条件下,共设置6个普通尿素与控释氮肥掺混比例处理,分别为:10∶0 ( RU)、8∶2 (CRU20%)、6∶4 (CRU40%)、4∶6 (CRU60%)、2∶8 (CRU80%)、0∶10 (CRU100%),并以不施氮肥(N0)为对照。于玉米主要生育期调查植株生物量、氮含量和土壤无机氮含量,并于成熟期测定产量及其构成因素,计算作物氮积累量、氮素利用率和土壤?作物系统氮素平衡状况。  【结果】  控释氮肥与普通尿素掺混各处理玉米穗粒数和百粒重均高于RU处理,显著提高了玉米产量(P<0.05),其中以CRU60%处理增幅最高,3年平均产量提高了17.3%。与RU处理相比,控释氮肥与普通尿素掺混显著提高了玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量,增加了开花期至成熟期氮素积累及其占总生育期氮素积累比例,进而提高了玉米开花后氮素积累对籽粒氮的贡献率。控释氮肥与普通尿素掺混各处理氮素回收率、农学利用率和偏生产力均随控释氮肥比例的增加呈先增后减趋势,其中以CRU60%处理最高,较RU处理分别提高36.1%、66.9%和17.3%。土壤?作物系统氮素平衡状况表明,氮素表观损失量随控释氮肥比例的增加先降后升,以CRU60%处理氮素表观损失量最低,较RU处理降低了28.8%。将控释氮肥与普通尿素掺混比例与产量、氮素利用率、土壤无机氮含量和氮素表现损失量分别进行拟合,得出当控释氮肥的掺混比例为63.4%时,玉米理论产量最高,为11059 kg/hm2,相对应的氮素回收率为42.4%、农学利用率为17.1 kg/kg、偏生产力为53.2 kg/kg;土壤无机氮含量为20.8 mg/kg;3年累计氮素表观损失量为223.1 kg/hm2;其结果与得到最高产量处理(CRU60%)相对应的玉米产量、土壤无机氮含量和氮素利用率结果相近。以理论最佳控释氮肥比例的95%作为置信区间,求得适宜控释氮肥掺混比例为61%～67%。  【结论】  在东北黑土区,60%控释氮肥与40%普通尿素配合一次施用可提高玉米生育后期土壤无机氮供应能力,促进玉米氮素吸收,进而显著提高玉米产量和氮素利用率,并降低氮素损失量。     

氮肥减施对油菜产量、氮素吸收与利用的影响

控释尿素的应用是氮肥减施的关键技术之一。明确普通尿素与控释尿素减量施用对油菜产量、氮素吸收与利用的影响,为油菜产业绿色发展中的氮肥管理策略提供参考。本研究从2007～2013年度连续6年在长江中游油菜主产区,开展普通尿素和控释尿素不同用量的田间定位试验,共设置7个处理:不施氮(CK)、普通尿素减氮50%(U-50%)、普通尿素减氮30%(U-30%)、普通尿素全量施用(U)、控释尿素减氮50%(CRU-50%)、控释尿素减氮30%(CRU-30%)和控释尿素全量施用(CRU),研究油菜生长、产量与构成、氮素吸收量与利用对普通尿素和控释尿素减量施用的响应与差异。氮肥施用明显改善了油菜的生长状况,全量施用时,普通尿素和控释尿素之间主要以分枝数存在显著差异;当氮肥减施达到50%时,各生长指标降幅达到显著水平。氮肥全量施用时,控释尿素处理平均产量达到2 513 kg/hm~2,与普通尿素之间的相对产量差为6.9%,且随着氮肥的减量施用,两种氮肥之间的产量差逐渐增大。氮肥施用对油菜单株角果数的改变是引起产量差异的主要原因,而每角粒数和千粒重均保持在较为稳定的水平。随着氮肥用量的降低,油菜氮素吸收量呈现显著下降的趋势,最低为不施氮处理(38.2 kg/hm~2);而在同一氮素供应条件下,控释尿素比普通尿素表现出更强的氮素吸收能力。导致控释尿素不同用量间氮素回收效率差异较小(平均变幅为58.2%～66.0%),且高于普通尿素处理。在目前油菜推荐氮肥用量(180 kg/hm~2)的基础上,对于中低土壤供氮田块,普通尿素减量施用可能会引起植株氮素吸收不足和减产的风险,而控释尿素减量30%可维持油菜籽产量和氮肥效率在较高的水平。     

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。