缓释氮肥运筹对稻麦轮作周年作物产量和氮肥利用率的影响

【目的】稻麦轮作是我国一种重要的农业种植模式。缓/控释肥作为高效兼环境友好的肥料类型,在多种作物单季种植上具有增产和提高肥效的作用,但是缓释肥在周年轮作体系中的肥效研究鲜有报道。因此研究稻麦轮作体系中的肥料施用模式,有助于提高稻麦产量,降低化肥用量,提高化肥利用率。【方法】本文通过稻麦轮作两周年四季作物的田间小区试验,以不施氮和习惯施氮为对照,研究了4种不同缓释肥减氮处理[进口树脂包膜尿素减氮24.3%、 国产硫包衣尿素减氮24.3%、 国产尿素加NAM(长效氮肥添加剂)减氮24.3%和国产尿素加NAM减氮10.8%]对水稻和小麦产量、 氮肥利用率、 第二周年稻麦收获后土壤养分含量和两周年土壤氮养分表观平衡的影响。【结果】与不施氮对照相比,所有施氮处理均提高了两周年稻麦4季作物产量,习惯施氮增产幅度最高,小麦的氮肥增产效果总体高于水稻,第二周年高于第一周年; 与当地习惯施氮量相比,所有的缓释氮肥减氮24.3%或10.8%处理均无显著降低两季小麦产量,进口树脂包膜尿素减氮24.3%处理和国产尿素加NAM减氮10.8%处理也无显著降低两季水稻产量,但是国产尿素加NAM减氮24.3%处理显著降低了第二季水稻产量,国产硫包衣尿素减氮24.3%显著降低了两季水稻产量; 与当地习惯施氮量相比,4个缓释氮肥减氮处理均提高了第一和第二周年氮肥利用率,显著降低了两周年稻田土壤养分氮盈余量,其中国产尿素加NAM减氮24.3%处理氮肥利用率较高,同时土壤氮盈余量较少,说明缓释氮肥减量在提高肥料利用率和降低氮的环境效应上具有一致的优势; 不同缓释氮肥对土壤养分含量的影响无明显规律性。【结论】在目前稻麦轮作体系中,缓释氮肥减施对小麦产量具有较好的稳定效果,但是个别缓释氮肥减施对水稻有减产风险,有必要依据稻田土壤氮素转化特点,研制水稻专用缓释氮肥,适当降低水稻季缓释氮肥的施用量。     

控释氮肥的氮素释放特征及其对水稻的增产效应

采用浸水释放试验和水稻田间试验方法研究了疏水性材料有机高分子聚合物包膜控释氮肥的释放特征,并以普通氮肥作对照研究了包膜控释氮肥对水稻的增产效应。研究结果表明,包膜控释氮肥养分释放达到了控释效果;与普通氮肥相比,施用控释氮肥有效提高了稻田土壤中碱解氮和铵态氮含量,促进了水稻植株和根系对氮素的吸收利用;两种处理的水稻总生物量差异不显著,但是在籽粒产量上,控释氮肥各处理两年的试验结果均比普通氮肥增产10%~40%,尤其是控释氮肥施用量为普通氮肥1/3时仍有增产效果,2003年高达15·1%;在当地稻田条件下,2002年控释氮肥氮素利用率最高达到了51·2%。采用疏水性包膜材料有机高分子聚合物包膜的控释氮肥比普通氮肥具有控制释放、促进水稻吸收氮素养分、提高籽粒产量和肥料的当季利用率与降低施肥量的优越性。     

不同控释氮肥减量施用对双季水稻产量和氮素利用的影响

研究不同控释氮肥在减氮量施用条件下早、晚稻产量效应、氮素吸收利用、土壤氮素养分特性和养分释放规律的差异,为南方双季稻区控释氮肥在水稻高产节肥栽培上的应用提供参考。采用静水溶解试验和田间小区试验研究了2种控释氮肥(树脂包膜尿素和硫包膜尿素)的养分释放特性和在常规尿素施氮量基础上节氮15%和30%对早、晚稻产量、产量构成因素、氮素养分吸收利用及土壤氮养分含量的影响。结果表明,2种控释氮肥的氮素累积释放曲线均为"S"形,但在培养期间硫包膜尿素氮素累积释放率均高于树脂包膜尿素。在田间条件下,与常规尿素处理相比,早稻减氮15%和30%施用硫包膜尿素和树脂包膜尿素均表现为增产,而晚稻施硫包膜尿素增产,施树脂包膜尿素减产。株高、每穗实粒数、结实率和千粒重的增加是早、晚稻增产的主要原因。施用2种控释氮肥均能促进早、晚稻水稻植株氮素养分的吸收积累,施用相同种类控释氮肥早晚稻稻谷、稻草和植株氮养分积累量随施氮量提高而提高。减氮15%和30%施用2种控释氮肥有利于氮肥回收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率的提高,在同一施氮水平下,硫包膜尿素的提高效果优于树脂包膜尿素。常规尿素处理、减15%氮的2种控释氮肥处理均能保持较高的土壤氮素水平,减30%氮的控释氮肥处理土壤氮素肥力较试验前有所降低。适当降低氮用量施用控释氮肥,能促进双季水稻增产、增加氮素利用效率、维持或提高土壤氮素肥力和可持续生产力,控释氮肥养分释放规律的差异是导致其作用效应不同的主要原因。     

南太湖流域控释包膜尿素对水稻产量及稻田氮素流失的影响

通过研究控释包膜尿素(硫磺加树脂包膜尿素SPCU、树脂包膜尿素PCU、硫磺包膜尿素SCU)和普通尿素PU对水稻产量和稻田水体氮含量的影响,为水稻氮素减控施肥技术提供依据。结果表明,等氮条件下,不同氮肥品种对稻田田面水和地下水氮影响较大,与普通尿素(PU)处理相比,SPCU处理可以显著降低水稻灌浆期之前田面水和地下水总氮、氨氮及硝氮的浓度;三种控释肥处理下水稻的产量均比PU处理高,其中SPCU处理最高,比PU处理增产19.7%;SPCU处理的氮肥利用率高达40%,比PU处理高75.4个百分点。因此,从氮肥利用率及环境安全角度出发,SPCU是水稻生产中比较理想的氮素肥料。     

长江下游单季稻一次性施肥的适宜缓释氮肥筛选

为满足长江下游单季稻一次性施肥全生育期供氮需求,以普通尿素分次施用为对照,比较了5种缓释氮肥一次性施肥处理在单季稻产量、分蘖动态及产量构成因子的差异,分析了不同处理的单季稻植株不同时期氮含量,计算了氮肥吸收量及氮肥利用率。通过研究筛选出能支撑长江下游单季稻一次性施肥的缓释氮肥为树脂包膜尿素和聚胺脂包膜尿素,在减氮20%的基础上,两种缓释尿素分别与40%的普通尿素配合一次性施用,其产量与普通尿素分次施用在统计学上持平且略有增产的趋势,分蘖数、有效穗、实粒数和千粒重也有增加;一次性施肥处理的水稻植株含氮量、氮吸收量都高于普通尿素分次施用处理,氮肥表观利用率提高2.3%~20.4%。表明在长江下游单季稻种植中,树脂包膜尿素和聚胺脂包膜尿素支撑下可达到一次性施肥全生育期供氮的目的。     

控释技术处理碳铵、尿素的肥效及其机理初探

采用改性的工农业有机废弃物、无机矿物作为控释材料,对碳铵、尿素进行包膜与非包膜控释处理,通过盆栽试验研究其肥效,用室内淋溶试验和X衍射分析手段探讨其养分控释机理。结果表明,两种控释处理的氮肥均有较好的肥效,可以明显提高氮肥利用率。肥料的X衍射分析表明,有机控释材料活性基团与碳铵、尿素相互作用,晶体结构发生了较大的变化,结晶度下降;对于包裹太严实的控释肥料,混以养分释放速度快的肥料,以调整养分不同释放速度的纵向复合,更有利于提高产量及养分利用率。非包膜控释处理成本较低,与包膜控释处理的效果相当甚至更优。两种控释技术均能提升碳铵、尿素的市场竞争力,有重要的产业应用前景。     

缓释尿素氮肥在玉米苗期的养分释放特点

采用盆栽试验，模拟田间生态环境，研究施用不同种缓释氮素肥料玉米苗期上壤的尿素态氮、硝态氮和铵态氮含量。结果表明，施用硝化和脲酶抑制剂（DCD/NPBT）涂层尿素肥料的尿素态氮含量最高，为14．37mg／kg，延缓尿素转化效果明显；施用醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮含量最高，为102．08mg／kg。2种膜材料包膜硝化抑制剂（DCD）涂层尿素、包膜DCD／NPBT涂层尿素肥料的铵态氮含量都很高，在56．38～60．22mg／kg之间，而硝态氮含量都很低，DCD／NPBT涂层尿索肥料的硝态氮含量也很低，在28．0mg/kg左右。包膜抑制剂涂层尿素肥料对氮素养分的缓释效果优于只包膜尿素，包膜涂层2种抑制剂优于一种抑制剂，涂层2种抑制剂优于只涂层一种抑制剂；丙烯酸树脂包膜肥料的缓释性能强于醋酸酯淀粉包膜。     

不同土壤肥力条件下水稻控释氮肥效应及其氮素利用的研究

田间试验在湖南的衡山县和长沙县进行,探讨了不同肥力水平水稻土上水稻控释氮肥对早、晚稻的增产效果和肥料氮利用率。结果表明,在肥力水平较低的水稻土上施用水稻控释氮肥对水稻的增产效果极为显著,应当增加施用量;在肥力水平较高的水稻土上,水稻吸收土壤氮较多,肥料氮的吸收量与增产作用自然减少,应适当减少施用量。不同肥力水平的土壤上水稻控释氮肥较等氮量尿素增产4.4%～16.4%。较无氮区增产13.8%～74.5%。水稻控释氮肥在不同肥力水平土壤中早、晚稻的利用率为69.7%～86.9%,平均比等N量尿素高37.6%,且水稻控释氮素利用率的高低与土壤肥力水平有关。水稻控释氮肥作一次性全量基肥施用,氮素生产效率明显高于尿素,是增产的主要原因。     

60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施

【目的】缓释肥料是一次性施肥及减量化施肥的重要载体，探讨缓释尿素对水稻养分吸收动态及产量形成的影响，为新型肥料的研发以及水稻产量的进一步提高提供重要的理论指导。 【方法】早稻及晚稻的大田试验共设5个处理:1）不施氮（CK）；2）普通尿素分次施用（PU1，基肥50%、返青肥20%、拔节肥30%）；3）普通尿素一次性基施（PU2）；4）60天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU60）；5）90天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU90）。除不施氮处理外，其他处理氮肥用量均为N 150 kg/hm2，所有处理磷钾的用量分别为P₂O₅ 55 kg/hm2、K₂O 130 kg/hm2，肥源分别为过磷酸钙及氯化钾。田间小区随机排列，各处理重复4次。在早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期采集植株样品进行养分分析，在灌浆期采集剑叶及籽粒样品进行养分分析，并测定灌浆期伤流液中氮的含量以及灌浆期剑叶SPAD值的变化；在早稻及晚稻采收后记录产量和产量构成要素。 【结果】早稻产量以60天型缓释尿素处理及分次施肥处理最高，其次为普通尿素一次性施用处理及90天型缓释尿素处理，不施氮对照产量最低；而在晚稻上90天型缓释尿素处理、60天型缓释尿素处理与分次施肥处理之间水稻产量没有显著性差异。90天型缓释尿素养分释放期过长，导致了灌浆期氮素供应过剩，水稻贪青导致灌浆不足，降低了千粒重。90天及60天型缓释尿素的处理提高了早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期地上部及地下部氮、磷的含量，其中以90天型缓释尿素处理最高。在早稻灌浆期，90天及60天型缓释尿素的处理水稻剑叶及籽粒氮含量、茎导管伤流氮含量以及剑叶SPAD值均高于其他处理。一次性施用60天及90天缓释尿素还可以提高土壤碱解氮的含量。 【结论】缓释尿素可以用于水稻一次性施肥，但在水稻上90天型缓释尿素的养分释放期过长，而60天型缓释尿素养分释放期适中。缓释尿素可以促进水稻对氮素的吸收并且可以用于减量化施肥，缓释尿素对磷的吸收有显著的协同作用，在施用缓释尿素时还可以适当减少磷的施用量。     

改性造纸黑液木质素——氨氧化木质素（AOL）作为缓释氮肥的肥效研究

通过玉米和水稻盆栽实验对改性（氧化氨解）造纸黑液木质素——AOL作为一种缓释氮肥的肥效进行了研究。结果表明，与等氮量的碳铵和尿素相比，AOL对盆栽玉米有着良好的增产效果，能够提高玉米对氮肥的利用率，但对盆栽水稻增产效果则不及碳铵和尿素。出现这种现象的原因正是由于AOL的缓释性和抗淋溶性。实验表明AOL是一种良好的缓释氮肥。     

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%。     

Rice responses to single application of coated urea on yield,dry matter accumulation,and nitrogen uptake in Southern China

Nitrogen is the most important element for rice (Oryza sativa L.) growth. However, excessive use of conventional urea leads to serious environmental problems in China. The objective of this study was to evaluate the release patterns of coated urea and response of rice to coated urea on dry matter accumulation, nitrogen uptake, and nitrogen use efficiencies on a clay soil. A two single-year experiment was carried out in southern China to evaluate two coated urea, polymer-coated urea (PCU) and polymer-sulfur coated urea (PSCU). Nitrogen (N) release patterns of PCU and PSCU were determined in the laboratory and in the field. The release rate of PSCU in the field was much higher than that in the laboratory. And PCU had a similar release pattern both in the field and laboratory. Compared with urea, rice fertilized with PCU and PSCU had similar dry matter accumulation, but higher grain yield and N use efficiencies. Recovery efficiency of PCU treatment reached 50% in 2012 and 60% in 2013, around 40% for PSCU, which was only 16% for single application of urea.     

包膜尿素对水稻的增产效应及提高氮素利用率的研究

随着经济的发展,国内包膜肥料逐渐得到应用,包膜肥料施用方便,肥效期长,在国内应用潜力巨大.本文通过田间试验比较了硫磺加热固性树脂包膜尿素与普通尿素对水稻的增产效应,研究表明,在低N水平下产量比施用普通尿素增加了22.2%,增产效果显著:N素利用率分别为76.9%和37.8%:在收获期,同等N素水平下,包膜尿素处理的植株含N量显著高于普通尿素,分别高出24.1%和20.0%.施用包膜尿素减缓了N素的释放,一次性施肥就能够满足水稻整个生育期的营养需求,大大节约了劳动力,并且在低N水平下获得了较高的经济效益.     

紫云英与尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用率的影响

【目的】 了解化肥氮钾用量减少条件下不同比例紫云英与普通化肥尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用效率的影响，旨在为南方双季稻种植区制定科学减肥增效策略提供依据。 【方法】 通过连续 6 年定位田间小区试验，除对照不施肥外，试验的其他 5 个处理早稻施肥量均为 N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2，氮素以尿素、控释尿素、紫云英按处理比例配合和施用。分析了双季稻产量，植株氮、钾养分吸收积累、利用效率及土壤氮、钾养分含量。 【结果】 与 (CF100) 处理相比，早稻翻压紫云英鲜草 17145 kg/hm2 时，早、晚稻均减施氮 40%、减施钾 21% 条件下，氮肥采用尿素处理 (CF60 + A40) 或控释尿素处理 (CRU60 + A40) 以及早稻翻压紫云英鲜草 25715 kg/hm2，早、晚稻均减施 60% 氮、32% 钾条件下，氮肥采用控释尿素处理 (CRU40 + A60) 有利于早晚稻及全年产量的提高，其中以 CRU60 + A40 处理增产效果最佳。CF60 + A40 和 CRU60 + A40 处理早晚稻的稻谷、稻草和植株氮素及钾素积累量均较 CF100 提高，其中 CRU60 + A40 处理提高效果最明显。紫云英与尿素或控释尿素配施提高了早晚稻氮、钾养分利用效率，CF60 + A40、CF40 + A60、CRU60 + A40 和 CRU40 + A60 处理的氮肥和钾肥回收利用率、氮肥和钾肥农学效率以及氮肥和钾肥偏生产力均高于 CF100 处理。在紫云英替代和肥料等量施用条件下，施用控释尿素处理比施用尿素处理有利于提高养分利用效率。6 年 12 季水稻种植后，紫云英与尿素或控释尿素配施处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量均较 CF100 处理有所提高。 【结论】 综合考虑作物产量效应、养分高效利用及土壤肥力维持，在该区域双季稻种植体系中早稻可用紫云英替代 40% 氮肥、20% 钾肥，晚稻减施 40% 氮肥、20% 钾肥，氮肥品种采用控释尿素或尿素均可，采用控释尿素有进一步提高早稻紫云英的替代比例和晚稻氮钾肥减施比例潜力。      

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。     

氮磷复(混)合肥料的氮素肥效

研究复合肥料中氮素的利用率、残留率、损失率、肥效和残效表明:在作基肥施用的条件下,复(混)肥料对春小麦籽粒的增产效果相同。春麦对肥料氮素的吸收利用取决于氮素的形态,尿素磷铵中的铵态氮利用率为35.0％,硝酸磷铵普钙中的铵态氮为31.4％,尿素磷铵中的尿素氮为28.1％,硝酸磷铵普钙中的硝态氮为24.8％。硝酸磷铵普钙中的硝态氮具有最高的土壤残留率(48.9％),尿素磷铵中的铵氮损失率最低(22.7％)。不同复(混)合肥均有明显残效,水稻的籽粒产量都高于对照,不同复(混)合肥之间差异不明显。水稻对残留氮的利用率不同复(混)合肥之间的差异也不明显。     

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。