不同包膜类型控释氮肥对小麦产量及土壤生化性质的影响

在小麦—玉米轮作条件下,通过6a的连续池栽定位试验,以施用普通尿素(Urea)处理为对照,研究了3种不同包膜类型控释氮肥(CRUs):树脂包膜尿素(PCU)、硫包膜尿素(SCU)、硫加树脂包膜尿素(PSCU)及减氮30%树脂包膜尿素(PCU70%)在田间条件下的氮素释放特征以及其对轮作第12季小麦产量及其产量构成因素、土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明:(1)控释氮肥的田间养分释放特征满足了小麦各生育期对氮素的不同需求,与速效氮肥相比,在等量施氮条件下,3种控释氮肥均显著提高了小麦产量,PCU、SCU和PSCU处理比Urea处理分别增产了13.5%,17.1%和20.2%,但3种控释氮肥处理之间差异不显著。树脂包膜尿素在减氮30%的条件下,与常量速效氮肥相比,作物产量无显著差异;(2)控释氮肥在提高土壤酶活性方面优于普通尿素,其中SCU和PSCU在提高土壤酶活性方面的效果好于PCU;(3)控释氮肥能显著增加冬小麦中后期土壤中无机氮含量,在小麦开花期,PCU、PCU70%、SCU和PSCU处理的无机氮含量比Urea处理分别高出23.7%,17.2%,32.5%和30.1%,一次性基施满足了冬小麦各生育期尤其在生育关键期对土壤氮素的需求。     

不同缓/控释尿素在黄土台塬区春玉米的减量施用效果

本文通过田间试验研究了覆膜条件下,黄土台塬区6种缓/控释尿素减量施用对春玉米产量、氮肥利用率及氮素累积量等的影响,以确定适合本地区春玉米施用的缓/控释氮肥品种和用量,为本地区春玉米简约、高效施肥技术提供理论依据与技术支撑。以春玉米品种‘先玉335’为供试作物,设9个处理,分别为不施氮肥处理(N0)、农户常规施氮处理[普通尿素,施氮量225 kg(N)·hm~(-2),N225]、普通尿素减量处理[施氮量180 kg(N)·hm~(-2),N180]和6种缓/控释尿素减量处理[施氮量180 kg(N)·hm~(-2)]。6种缓/控释尿素分别为树脂尿素、控失尿素(CLU)、硫包衣尿素(SCU)、脲甲醛(UF)、多肽尿素和稳定尿素。在玉米各生育时期采集地上部植株样品及耕层(0~20 cm)土样,分析耕层土壤无机氮含量,测定玉米植株氮素累积量及产量。施用氮肥可显著增加玉米产量,增产率在28%~65%。与N225相比,N180玉米产量显著降低19.1%,但各缓/控释尿素(减量20%)一次基施没有明显的减产效应,其中SCU与CLU分别增产4.5%和2.7%。与农户常规施肥相比,N180降低经济效益2 051$·hm~(-2);各缓/控释尿素(除UF)可增加玉米氮素累积量、提高氮肥利用率2.26%~12.69%,经济效益提高347~1 747$·hm~(-2),氮肥利用率和经济效益以SCU、CLU最高。大喇叭口期—吐丝期,缓/控释尿素氮素释放量大可能是提高氮肥吸收和利用率的原因之一。控失尿素和硫包衣尿素等缓/控释尿素减量(20%)并一次性基施,能维持产量不降低,提高氮肥利用率和经济收益,节约劳动力成本,可作为黄土台塬区春玉米简约化减量化施肥的一种选项。     

有机肥与控释尿素配施对坡耕地土壤氮素淋溶及玉米产量的影响

通过大田试验,研究等氮条件下有机肥替代不同比例无机氮肥对坡耕地土壤氮素淋溶以及玉米产量的影响。设置控释尿素(PCU)、有机肥替代30%控释尿素(OF1)、替代50%控释尿素(OF2)、替代70%控释尿素(OF3)处理,并以普通尿素(CU)为对照。结果表明,有机肥处理玉米总生物量较CU处理增加8.97%～15.70%,籽粒增加2.30%～11.66%,随有机肥替代控释尿素比例的增加,玉米籽粒呈先上升后降低的趋势,除OF2外,其余处理间无显著差异。施有机肥的3个处理氮素农学利用率较PCU和CU处理提高1.51%～7.67%,OF1、OF3与CU、PCU处理差异不显著;OF2处理氮素偏生产力最高,显著高于PCU和CU处理。整个生育期,土壤硝态氮含量表现出先下降后上升的趋势,有机肥处理高于普通尿素处理(苗期除外);有机肥处理的硝态氮主要集中于0～40 cm土层,而其40～100 cm土层硝态氮含量低于无机氮肥处理(60～80 cm土层除外);除CU处理外,土壤铵态氮含量由苗期至拔节期先提高后降低,到成熟期除OF2和CU处理外,其他处理表现为下降趋势。有机肥处理铵态氮主要集中于0～60 cm土层,OF1和OF2在60～100 cm土层土壤中的铵态氮含量显著低于其他施肥处理,但OF3与PCU并未表现出显著差异。因此,采用50%有机肥替代控释尿素,可以显著提升玉米产量和氮素利用率,提高表层土硝态氮和铵态氮含量,降低深层土壤硝态氮淋溶,减少坡耕地面源污染。     

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%。     

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%。     

水田土壤氮转化相关因子对多年施用缓/控释尿素的响应

研究持续施用不同种缓/控释尿素肥料对棕壤水田基本化学性质、与氮转化相关酶以及微生物量等生物学活性的影响。采用7 a连续施用不同种缓/控释尿素肥料的水田定位试验,试验处理为单施尿素(U),添加脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、氢醌(HQ),硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、双氰胺(DCD)制成不同种缓释尿素肥料,以及硫包膜尿素肥料(SCU)和树脂包膜尿素肥料(PCU)。持续7 a施用缓/控释尿素肥料后,棕壤水田土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、有效磷呈下降趋势,速效钾、p H值呈上升趋势。SCU、PCU、HQ+DCD+U和NBPT+DMPP+U的铵态氮(NH4+-N)含量显著高于U,SCU、PCU和未施肥处理的硝态氮(NO3--N)含量显著高于U。未施肥处理和U的土壤脲酶活性低于其他的处理,PCU和SCU土壤硝化作用潜势大于其他处理。未施肥、HQ+U、HQ+DCD+U、NBPT+DMPP+U、PCU和SCU处理土壤硝酸还原酶活性高于U。持续施用缓/控释尿素肥料对土壤微生物量碳含量影响不大,未施肥处理土壤微生物量氮最高,持续施用缓/控释尿素肥料降低了棕壤水田土壤微生物活性。综合考虑土壤化学性质和土壤生物活性以及水田这个特殊环境,在棕壤水田中持续7 a施用SCU与PCU尿素肥料作用效果好于其他尿素肥料。     

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。     

不同缓/控释氮肥对基质栽培甜瓜生理特性与品质的影响

【目的】缓/控释氮肥的养分释放速率因介质而异,应根据作物种类、 栽培模式及土壤等环境条件合理选择缓释肥类型。本试验以异丁叉二脲(IBDU)、 硫包衣尿素(SCU)、 脲甲醛(UF)、 亚甲基脲(MU)、 树脂包膜尿素(ESN)5种不同缓/控释氮肥为试材,通过研究在等养分水平下对基质栽培甜瓜生理特性及品质的影响,筛选出适宜基质栽培的缓/控释氮肥,以期为西北地区非耕地甜瓜的高品质、 简约化栽培提供理论依据。【方法】采用基质盆栽(草炭 ∶蛭石 ∶珍珠岩=3 ∶1 ∶1,V ∶V)试验,设CK(不施氮肥)、 U(普通尿素)、 IBDU、 SCU、 UF、 MU和ESN 7个处理。幼苗长至2~3片真叶时,定植于高30 cm、 直径30 cm的盆中,在甜瓜营养生长旺盛期即开花期取功能叶片进行生理生化指标的测定。【结果】与普通尿素相比,5种缓/控释氮肥可不同程度地提高甜瓜开花期叶片的叶绿素含量、 净光合速率、 蒸腾速率、 氮含量和根系活力;缓/控释氮肥处理均能显著提高甜瓜单瓜重,有效改善甜瓜品质。效果表现为亚甲基脲(MU)异丁叉二脲(IBDU)脲甲醛(UF)树脂包膜(ESN)硫包衣尿素(SCU),化学型缓/控释氮肥(MU、 IBDU、 UF)好于物理型缓/控释氮肥(ESN、 SCU)。其中MU缓/控释氮肥处理的甜瓜叶片叶绿素a、 叶绿素b和叶绿素a+b含量分别较U处理增加了41.0%、 31.0%和38.3%,叶片光合速率和蒸腾速率提高了28.9%和95.5%,叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮含量分别增加了23.7%、 24.3%、 269.7%,根系活力提高了37.5%,果实单瓜重、 中心可溶性固形物、 可溶性糖、 Vc含量分别提高了54.5%、 4.1%、 10.6%、 16.7%,硝酸盐含量降低了9.9%。【结论】缓/控释氮肥可提高基质栽培甜瓜叶片的叶绿素含量,改善光合作用,增强甜瓜根系吸收功能,促进氮素的吸收和同化,进而提高产量和品质。缓/控释氮肥处理的甜瓜产量和品质与叶绿素、 光合速率、 叶片全氮、 可溶性蛋白质、 硝态氮、 根系活力等生理指标有一定的相关性。     

缓释氮肥与尿素掺混对玉米生理特性和氮素吸收的影响

【目的】 研究不同施氮量下尿素与缓释氮肥掺混对大田玉米生理特性、氮素吸收和土壤硝态氮残留的影响,以期探索减少土壤硝态氮淋失、提高氮肥利用效率的高效施氮管理模式。 【方法】 试验在西北农林科技大学节水灌溉试验站进行,供试土壤质地为壤土,玉米品种为郑单958。设置了3种氮肥类型为尿素 (U)、缓释氮肥 (S)、尿素和缓释氮肥以 3∶7比例掺混 (SU); 4 个施氮 (N)水平为 90 kg/hm2 (N1)、120 kg/hm2 (N2)、180 kg/hm2 (N3)、240 kg/hm2 (N4),以不施氮肥 (N0) 为对照,共13个处理。在生育期内对玉米的产量和生理指标进行观测,并测定玉米主要生育期植株养分和土壤硝态氮含量。 【结果】 尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理的玉米生长后期叶绿素总量最大值分别比尿素 (U) 处理和缓释氮肥 (S) 处理最大值提高7.7%和1.3%。各生育期尿素掺混缓释氮肥 (SU) N3处理的净光合速率和蒸腾速率最高,分别高于其他处理6.9%～88.6%和3.4%～90.3%。尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理能够更好地促进玉米对氮素的吸收利用,其中尿素掺混缓释氮肥 (SU) N3处理氮素吸收量和籽粒的氮素分配量达最大,分别为156.0 kg/hm2和79.7 kg/hm2,高于其他处理8.1%～67.3%和6.2%～54.1%。尿素 (U) N3处理与缓释氮肥 (S) N2处理的氮素吸收量和籽粒的氮素分配量无显著差异;尿素掺混缓释氮肥 (SU) 在N3施氮量下,产量达到最高为 6200.4 kg/hm2,比尿素 (U) N3处理和缓释氮肥 (S) N2处理的产量分别增加了20.7%和19.8%。与单施尿素 (U) 和缓释氮肥 (S) 处理相比,尿素掺混缓释氮肥 (SU) 处理能充分利用0—40 cm土层养分,减少土壤氮素向更深土层淋失,提高氮肥利用率,降低土壤环境污染的风险。 【结论】 尿素与缓释氮肥掺混条件下,施氮量180 kg/hm2是提高试验区玉米叶绿素含量和光合作用,促进氮素吸收,减少硝态氮向土壤深层淋失的最佳施肥管理模式。      

不同施肥模式对春玉米产量、水分利用效率及硝态氮残留的影响

通过2年田间试验,研究了减量施氮和减氮配施不同比例控释肥对黄土旱塬春玉米产量、水分利用效率及土壤硝态氮残留量的影响,旨在为黄土高原旱作农业区提供合理的施肥管理模式。试验于2017年4月至2018年9月在黄土旱塬雨养农业区进行,供试作物为春玉米,采用半覆膜种植方式,一年一熟制。试验共设置CK(不施氮肥)、N1C1(控释尿素65%+普通尿素35%,N200kg/hm^2)、N1C2(控释尿素50%+普通尿素50%,N200kg/hm^2)、N1C3(控释尿素35%+普通尿素65%,N200kg/hm^2)、N1(减氮模式,普通尿素,N200kg/hm^2)、N2(传统施氮模式,普通尿素,N250kg/hm^2)6个处理,测定土壤含水量、收获期土壤剖面(0—300cm)中的硝态氮含量及春玉米产量。结果表明:与N2处理相比,减氮处理(N1)并没有减少作物产量,反而显著增加作物产量(p<0.05),2017年、2018年分别增加9.6%和6.9%,土壤水分利用效率分别提高13.3%和10.2%(p<0.05)。同等施氮量(200kg/hm^2)下,与全尿素N1处理相比,2017年配施不同比例控释肥的各处理降低了春玉米的产量和水分利用效率;2018年N1C2处理较N1处理显著增加春玉米的产量和水分利用效率(p<0.05),分别增加7.7%和11.6%。此外,试验2年后减氮模式N1和减氮配施一定比例的控释肥处理显著减少土壤剖面(0—300cm)中硝态氮的残留量(p<0.05),与N2处理相比,N1处理减少了61.2%;同等施氮量(200kg/hm^2)下,与N1处理相比,N1C2处理降低了50.8%。     

控释尿素对土壤供氮能力及旱作玉米产量的影响

通过田间试验,探明控释尿素输入对土壤无机氮变化及春玉米氮素吸收利用特性的影响,为宁夏南部山区氮肥高效利用及玉米高产提供理论依据和技术支撑。以"先玉698"为供试材料,在等氮量(225 kg/hm~2)条件下,以不施氮为对照(CK),设置UR(100%普通尿素,2/3基施,1/3小喇叭口期追施)、CRU1(1/3控释尿素+1/3普通尿素基施,1/3普通尿素小喇叭口期追施)、CRU2(2/3控释尿素+1/3普通尿素一次基施)、CRU3(100%控释尿素基施)4种施氮模式,探明控释尿素输入对土壤无机氮分布、玉米氮素吸收运转、氮素利用效率以及产量的影响。结果表明,相对于UR处理,控释尿素输入显著提升了春玉米生育中后期土壤硝态氮和铵态氮的含量,其中以CRU2处理效果最明显。CRU输入能提高春玉米产量及氮肥利用率,与UR相比,2年内平均增产0.67 t/hm~2,氮肥偏生产力提高2.92 kg/kg,氮肥利用率提高6.02%。CRU处理间尤其以CRU2效果最佳,与CRU1、CRU3相比,2年内分别平均增产0.10,0.53 t/hm~2,氮肥偏生产力分别提高0.30,2.23 kg/kg,氮肥利用率分别提高2.49%,9.44%。由此可见,控释/普通尿素配施有利于提高土壤养分供应与春玉米氮素吸收的吻合度,初步建议采用控释尿素基施150 kg/hm~2+普通尿素基施75 kg/hm~2的施肥模式,以提高宁夏旱区春玉米产量和氮肥利用率。     

北京郊区冬小麦/夏玉米轮作体系中氮肥去向研究

采用田间微区15N示踪试验研究了肥料氮在冬小麦、夏玉米当季和后茬的去向。结果表明 ,在供试土壤的肥力水平和生产条件下 ,N 120kg/hm2 的施肥水平已经达到了较高产量 ,再增加氮肥施用量作物产量不再增加 ;其氮肥利用率和残留率均显著高于施氮量为N 360kg/hm2,损失率则远低于后者 ;在一季作物生长后仍有 20.9%～48.4%肥料氮残留于 0～100cm土层 ,这些残留的肥料氮在后茬的利用率不足 8% ,至施肥后第 2或第 3茬作物 ,仍有部分肥料氮残留于土壤。在低施氮量时 ,肥料氮以NO3--N残留的量很低 ,在高施氮量时 ,残留氮除以有机态、微生物态氮形式存在外 ,以NO3--N形式存在的比例也很高 ;在氮素损失途径中 ,淋洗损失可能占有相当重要的地位。     

缓/控释肥对双季稻产量、氮素吸收和平衡的影响

在江西省双季稻区连续2年设置大田定位试验,设置不施氮(CK)、分次优化施肥(OPT)、一次性基施缓/控释肥(100CRF)和一次性基施80%缓/控释肥(80CRF)4个施肥处理,研究施用缓/控释肥对双季稻产量、氮素吸收与利用、土壤矿质氮累积以及系统氮素平衡的影响。结果表明:与OPT处理相比,100CRF、80CRF处理2年4季水稻产量均无显著差异,但100CRF处理水稻吸氮量显著提高(P0.05),在2013年早晚稻分别提升32.58%(P0.05)和15.41%(P0.05),80CRF处理与OPT处理无显著差异。施用缓/控释肥与分次优化施肥比较,能提高早晚稻氮肥表观利用率、氮肥表观残留率,降低土壤氮素损失率。在双季稻连作体系,土壤中矿质氮含量在同生育期均表现为早稻高于晚稻,100CRF、80CRF处理与OPT处理在分蘖期、抽穗期、成熟期均无显著差异,但土壤NO–3-N在晚稻成熟期100CRF处理显著高于OPT处理(P0.05)。2年平均100CRF和80CRF处理氮损失量比OPT处理分别减少65.34 kg/hm2(33.08%)和90.64 kg/hm2(45.89%)。氮盈余量分别减少51.63 kg/hm2(29.41%)和85.13 kg/hm2(48.49%)。因此缓/控释肥施用可促进双季稻获得高产,增加植株氮素吸收,维持了较高的土壤氮素水平并减少氮素损失,当前生产条件下,缓/控释肥减量20%,双季水稻在维持高产的同时氮肥利用率最高,氮素损失最低,是一种较为合适的施肥方式。     

硫膜和树脂膜控释尿素对土壤硝态氮含量及氮素平衡和氮素利用率的影响

【目的】控释尿素已被证明对于提高氮素利用率、减少氮素损失和增产有积极意义,且不同包膜的控释尿素由于包膜材料的不同,对于氮素的释放和供应强度有所不同。本文在黄淮海区域采用玉米田间试验,探讨硫膜和树脂膜控释尿素在氮素供应和减少氮素损失等方面的效应,以期为黄淮海区域夏玉米在高温多雨的种植条件下两种控释尿素的选择和应用提供依据。【方法】以硫膜和树脂膜控释尿素为研究对象,采用田间试验研究0—100 cm土壤剖面中的硝态氮含量,玉米整个生育期的土壤氮素平衡和玉米产量以及氮素利用率。【结果】与相同施氮量的普通尿素相比,硫膜和树脂膜控释尿素均具有"前控后保"的特性,使玉米苗期0—100 cm土层的土壤硝态氮含量降低了11.7%~56.7%和28.8%~68.2%,玉米灌浆期和收获期0—40 cm土层的硝态氮含量分别提高了16.3%~46.7%、0.5%~60.7%;两种控释尿素均能有效降低玉米整个生育期土壤残留的无机氮量、氮素表观损失量和盈余量,降幅分别为12.0%~18.4%、13.2%~66.4%和15.6%~30.9%,使玉米产量提高14.6%~37.5%,氮素利用率提高12.3~20.8个百分点。在N 210 kg/hm2、N 300 kg/hm2两种施氮量条件下,与相同施氮量的硫膜控释尿素相比,树脂膜控释尿素处理的玉米苗期0—60 cm土层的硝态氮含量降低了26.4%~39.1%,灌浆期0—40 cm土层和收获期0—20 cm土层的硝态氮含量分别提高了10%~21.8%和9.6%~16.4%,土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别降低了2.3%~6.0%、44.6%~61.3%和17.0%~17.7%,玉米产量提高了6.8%~8.3%,氮素利用率提高了7.1~8.4个百分点,说明树脂膜控释尿素的效果优于硫膜控释尿素。树脂膜控释尿素和硫膜控释尿素在施氮量N 300 kg/hm2时均比N 210 kg/hm2条件下玉米整个生育期不同土层的硝态氮含量提高了1.2%~90.9%和2.0%~56.7%,玉米整个生育期土壤残留无机氮量、氮素表观损失量和盈余量分别提高了42.1%~47.6%、66.2%~137.9%、52.5%~53.8%,玉米产量和氮素利用率分别提高了20.8%和22.5%、6.5和5.2个百分点,施氮量N 300 kg/hm2优于N 210 kg/hm2。【结论】树脂膜控释尿素在减少夏玉米农田土壤剖面硝态氮残留、维持土壤氮素平衡和提高氮素利用率等方面的效果优于硫膜控释尿素和普通尿素。综合考虑保证土壤氮素供应、减少氮素损失、提高玉米产量及氮素利用率等因素,在黄淮海区域高温多雨气候条件下种植夏玉米,以施氮量N 300 kg/hm2的树脂膜控释尿素或者硫膜和树脂膜控释尿素二者配合施用效果最佳。     

控释氮肥减量对糜子产量、氮素利用及土壤氮含量的影响

针对黄土高原旱作区糜子生产中氮肥种类单一、肥料利用效率低的问题,本试验以当地习惯施氮尿素N 120kg/hm²(TN)为对照,设置控释氮肥N 120kg/hm²(T1)、108kg/hm²(T2)、96kg/hm²(T3)、84kg/hm²(T4)、72kg/hm²(T5)和不施肥(T0)七个处理,探究不同控释氮肥处理下土壤全氮、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量的变化规律,分析糜子成熟期氮素积累分配、氮素利用效率及产量对控释氮肥的响应,以期为建立旱地糜子控释氮肥一次性基施轻简栽培技术提供支撑。结果表明：与施用尿素相比,等量控释氮肥可以提高糜子抽穗期和成熟期土壤全氮、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量分别达0.38%~5.51%、1.76%~7.63%、5.41%~11.80%和4.04%~14.77%,其中硝态氮和铵态氮含量两年均显著高于TN,随着控释氮肥减量糜子田各形态氮素均呈降低趋势,减氮量达20%以上时土壤硝态氮和铵态氮含量均显著低于TN处理。施用控释氮肥可以提高糜子成熟期氮素积累量1.97%~3.21%,增加糜子氮素向籽粒中的分配比例0.55%~1.18%,控释氮肥减量20%以上时糜子氮素积累量显著低于尿素全量基施处理。与普通尿素相比,控释氮肥提高了糜子氮肥表观利用率、氮肥偏生产力及氮肥农学利用率,增幅分别为3.29%~4.59%、3.88%~4.14%和5.01%~7.63%,其中氮肥偏生产力处理间差异达显著水平,随着控释氮肥减量糜子氮肥表观利用率、氮肥偏生产力及氮肥农学利用率均呈上升趋势。施用控释氮肥通过增加单位面积穗数和穗重显著提高了糜子产量两年分别达3.88%和4.47%,控释氮肥减量20%以下时糜子产量与尿素差异不显著。相关性分析结果表明,糜子氮素积累量与产量呈极显著正相关,氮素利用效率指标与土壤硝态氮含量相关性最强。综上所述,施用控释氮肥较尿素可显著提高糜子生育中后期土壤供氮能力,促进糜子对氮素的吸收利用进而增加产量,且在适量减氮20%时并未显著降低糜子产量,因此控释氮肥在糜子生产中有较大的应用前景及减氮潜力。     

新型缓释尿素肥效与功能材料添加量的关系

本研究利用煤汽化尿素生产工艺制备6种改性缓释尿素(功能性吸附材料添加量分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%),通过砂柱淋溶、氨挥发气室试验和田间玉米试验,以普通尿素为对照,分析功能性吸附材料添加量与尿素缓释特征和田间肥效的关系,探讨适于玉米生产的改性缓释尿素功能性吸附材料最优添加量,为基质缓释肥的研发与农业应用提供借鉴。结果表明:缓释尿素中氮素释放特征可用一级动力学方程N_t=N_0(1-e~(-bx))拟合,其氮素释放速率常数(b)比普通尿素下降67.4%~82.6%,累积氨挥发损失比普通尿素下降15.8%~39.3%。玉米栽培试验中,耕层土壤速效氮含量随功能性吸附材料添加量的提高呈增加趋势,同时玉米叶片中叶绿素含量和硝酸还原酶活性呈增加趋势。借助一元三次模型拟合玉米产量性状与功能性吸附材料添加量的关系发现,功能性吸附材料添加量为5.28%、4.80%、5.24%和4.76%的缓释尿素可分别获得理论最高玉米生物学产量(15 829 kg·hm~(-2))、地上部生物量(164.0 g·plant~(-1))、根系生物量(26.9 g·plant~(–1))和籽粒产量(6 769 kg·hm~(–2))。综上,基质型缓释尿素的功能性吸附材料具有较好的减少氮素淋溶和氨挥发、改善玉米氮素营养、提高玉米产量的作用,5%的添加量更有利于玉米生物量和产量提高。     

黄土塬区春玉米氮肥-水分-产量关系研究

土壤水分是制约我国西北干旱半干旱地区农业发展的重要因素,探寻科学合理的氮肥—水分—产量关系,对于促进区域农业持续发展有重要的理论与实践意义。在陕西省长武县的中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行氮肥递减试验,在传统施氮250 kg/hm~2(N6)的基础上,依次递减20%,设置CK、N1、N2、N3、N4、N5、N6 7个处理。结果表明:(1)春玉米生育期土壤耗水量随氮肥施用量的增加而增加,土壤水分亏缺主要发生在80 cm以下土层,且水分亏缺程度随施氮量增加而加重。(2)春玉米产量和水分利用率均随氮肥用量的增加呈现二次抛物线趋势变化。春玉米传统施氮量(N6,250 kg/hm~2)已严重过量,减氮20%(N5,施氮量200 kg/hm~2)可以取得较高的产量和水分利用率。2年N5籽粒产量较N6分别增加9.6%和5.8%,水分利用率提高14.5%和9.1%。因此,建议把减氮20%(N5,即200 kg/hm~2施氮量)作为试验区推荐施氮量。