聚能网尿素对玉米产量及养分积累、利用的影响

吴兴洪　张爱华　张钦　陈正刚　杨爽　姚单君

摘要：为探究尿素中不同用量聚能网对玉米产量、氮素吸收利用及经济效益的影响，同时筛选出适宜贵州黄壤区种植玉米的聚能网尿素中聚能网含量，因此以贵州黄壤为基础，通过田间小区试验，设置对照（无氮、普通尿素）、尿素中不同用量聚能网8个处理，研究聚能网尿素对玉米产量及养分积累、利用的影响。结果表明，与无氮处理相比，普通尿素和聚能网尿素施用均能增加玉米地上部分N、P、K养分积累量，提高玉米产量，增加经济效益，施用普通尿素产量增加13.39%，经济效益增加1 221.3元/hm2，而施用聚能网尿素产量增加20.02%～37.09%，经济效益增加 2 176.14～4 768.14元/hm2;与普通尿素相比，尿素中不同用量聚能网均能适度促进作物吸收、利用和积累氮、钾养分，提高了氮肥利用率、偏生产力、氮素吸收效率、氮肥农学效率，玉米增产5.85%～20.90%、经济效益增加954.84～3 546.84元/hm2。综上所述，尿素中不同用量聚能网能适度改善玉米地上部分养分积累量，促进养分吸收利用，增加玉米产量，提高经济效益，其中聚能网尿素2‰效果较好，可以为贵州黄壤区合理施用聚能网尿素提供理论依据。

关键词：聚能网尿素;玉米;产量;养分积累;养分利用

中图分类号： S513.06文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）08-0075-04

玉米在我国占有举足轻重的地位，是我国第一大粮食作物，产量约占全国粮食总量的1/3，其产量的高低直接影响国家粮食安全和玉米产业的发展，是优良的饲料和工业原料，对解决粮食安全和促进畜牧业发展具有重大意义[1-4]。玉米是C4作物，吸肥能力强、需肥量大，提供充足的养分是玉米获得高产的关键[5-6]。玉米生长过程中需求量最大、增产效果最显著的肥料是氮肥，而目前我国使用的氮肥以尿素为主。因此氮素成为了玉米生产中的主要养分限制因子[7-9]。农民为了获得高产，大量盲目施用肥料，造成了粮食成本增加、资源浪费严重、土壤环境恶化、作物生长不良、肥料利用率较低、经济效益不高等一系列问题，进而制约农业可持续发展，对环境构成严重威胁[4，10-13]。目前，我国氮肥施用量约占全世界的1/3，但当季利用率仅为30%～35%[14]，效率由13.8 kg/kg下降至11.5 kg/kg[15]，其余则通过氨挥发、硝化-反硝化、渗漏和径流等多种途径损失[16]，我国化肥不合理施用导致肥料利用率远低于发达国家60%～70%的水平[17-18]。

为了减少氮肥使用，增加氮肥利用率，保护生态环境，各种新型肥料应运而生，已有研究表明，从肥料工艺技术入手，通过添加肥料增效剂来改善肥料本身的性能，也是促进作物养分吸收、提高肥料利用率和作物产量的重要途径[19]。有研究表明，在尿素颗粒外增加聚能网，可活化土壤养分并富集于根系周围，促进作物吸收，从而提高肥料利用率[20-21]。但目前在贵州黄壤区对聚能网尿素应用于玉米作物上的研究较少，因此，以河南心连心有限公司提供的尿素颗粒外增加不同聚能网含量的聚能网尿素为供试肥料，以西都森玉1号玉米品种为试验材料，通过田间试验，研究尿素添加不同用量聚能网对玉米产量、养分积累和养分利用的影响，从而筛选出适宜贵州黄壤区种植玉米的聚能网尿素中聚能网含量，为贵州黄壤区合理施用聚能网尿素提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2016年4—9月，在贵州省贵安新区高峰镇进行，地处26°22′24″N、106°20′25″E，海拔1 271 m，属亚热带温暖湿润季风气候，土壤类型为黄泥土，土壤耕层基本理化性质为有机质含量7.09 g/kg，速效氮含量126.08 mg/kg，有效磷含量22.7 mg/kg，速效钾含量136.00 mg/kg，pH值6.46。供试玉米品种为西都森玉1号，供试肥料为河南心连心化肥有限公司提供的普通尿素（N含量为46.7%）、聚能网尿素1‰（N含量为46.4%）、聚能网尿素2‰（N含量为46.4%）、聚能网尿素3‰（N含量为46.4%）、聚能网尿素4‰（N含量为46.4%）、聚能网尿素5‰（N含量为46.4%）、聚能网尿素6‰（N含量为46.4%），过磷酸鈣（P2O5含量为12%）和氯化钾（K2O含量为60%）在常规农资店购买。

1.2试验设计

试验设8个处理，每个处理3次重复，随机区组设计，小区面积3 m×8 m=24 m2，整地划分小区后施用基肥，然后移栽，一穴双株种植，行株距为75 cm×40 cm。处理：T1，无氮;T2，普通尿素;T3，聚能网尿素1‰;T4，聚能网尿素2‰;T5，聚能网尿素3‰;T6，聚能网尿素4‰;T7，聚能网尿素5‰;T8，聚能网尿素6‰。肥料用量：所有处理N、P2O5、K2O投入总量一致，分别为80、120、120 kg/hm2，共施肥3次。具体施肥量如表1所示，田间管理按照农户常规管理。

1.3样品采集与测定

施肥前采取玉米地耕层土壤样品，进行基本理化性质分析，土壤pH值按照水土比2.5 ∶1 pH计法测定;有机质含量用重铬酸钾容量法测定;有效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提- 钼锑抗比色法测定;速效钾含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法测定;速效氮含量用碱解扩散法测定。

玉米收获时对各小区进行测产，并选择小区代表性6株玉米，取其地上部分，测定穗粒数（粒/穗）、千粒质量（g），并将植株各器官和玉米籽粒分别粉碎测定氮、磷、钾含量，植株各部位养分含量测定：全N含量采用纳氏比色法测定，全P含量采用钼锑抗比色法测定，全K含量采用原子吸收分光光度计测定。

1.4相关参数计算

养分积累量（kg/hm2）=株数（株/hm2）×单株干物质质量（kg）×养分浓度（%）;氮肥利用率（NUE）=（施氮区植株氮总积累量-不施氮区植株氮总积累量）/氮量×100%;氮肥偏生产力（PEPN，kg/kg）=施氮后籽粒产量/氮量;氮素收获指数（NHI）=籽粒氮素积累量/植株氮素积累量×100%;氮素吸收效率（NUPE，kg/kg）=植株地上部分氮素积累量/施氮量;氮肥农学率（AEN，kg/kg）=（施氮区籽粒产量-不施氮区籽粒产量）/施氮量。

1.5数据分析

用Microsoft Excel 2007软件进行试验数据处理，利用SPSS 20.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1尿素中添加不同用量聚能网对玉米养分积累的影响

在单位面积内测定玉米地上部分产量，结合测定玉米地上部分N、P、K含量，得出单位面积内玉米地上部分N、P、K积累量如表2和图1所示。由表2、图1可知，与T1处理相比，聚能网尿素和普通尿素施用均能促进N积累量增加，且各处理与T1处理存在显著性差异。与T2处理相比，尿素中添加不同用量聚能网均能增加N积累量，其中T4处理增加最高，增加44.62 kg/hm2，其次是T8处理，增加 43.82 kg/hm2，各处理与T2处理存在显著性差异。与T1处理相比，普通尿素和聚能网尿素施用均促进P积累量增加，普通尿素施用增加22.39%，而聚能网尿素施用增加 11.63%～32.42%，各处理与T1处理存在显著性差异。与T2处理相比，T4、T5、T6、T8 P积累量有降低趋势，只有T3、T7增加，其中T3最大，增加8.80 kg/hm2，且差异显著。普通尿素和聚能网尿素施用均能增加K积累量，且与T1处理存在显著差异。T5处理K积累量最高，与T2处理相比高出 19.64 kg/hm2，但尿素中不同用量的聚能网各处理间差异不显著。

各部位氮积累量占地上部分比重顺序为籽粒>茎>叶>穗轴，磷积累量占地上部分比重顺序为籽粒>茎>叶>穗轴，钾积累量占地上部分比重顺序为茎>叶>籽粒>穗轴。

2.2尿素中添加不同用量聚能网对玉米产量的影响

施肥是作物产量的保障。由表3可知，不同处理玉米的产量不同，与T1处理相比，各处理均表现为增产，普通尿素施[JP3]用增产13.39%，尿素中不同用量聚能网各处理增产20.02%～37.09%，且各处理与T1处理存在显著性差异;与T2处理相比，聚能网尿素施用增产5.85%～20.90%，其中T4处理增产最高，T5处理次之，各处理与T2处理之间存在显著性差异。

2.3尿素中添加不同用量聚能网对玉米氮素吸收利用的影响

尿素中添加不同用量聚能网对玉米氮素吸收利用的影响存在差异，由表4可知，T4处理氮肥利用率、偏生产力、氮素吸收效率、氮肥农学效率均最高，与普通尿素T2处理相比分别高出24.79百分点、9.37 kg/kg、24.78百分点、9.37 kg/kg，且相应各处理与T2处理存在显著性差异。而T2处理氮素收获指数最高，显著高于T3、T6、T7、T8处理，与T4、T5处理差异不显著，说明该处理将更多的氮积累在了籽粒中。

2.4尿素中添加不同用量聚能网对玉米经济效益的影响

2016年玉米市场价格为1.8元/kg，肥料价格分别为普通尿素1.88元/kg、聚能网尿素2.0元/kg、过磷酸钙 1.25元/kg、氯化钾3.2元/kg，人工费为3 630元/hm2，通过计算得出各施肥处理经济效益（表5）。 由表5可知， 各处理的经济效益均高于不施氮肥的T1处理，其中普通尿素处理利润率增加12.51%，尿素中不同用量聚能网处理增加 22.29%～48.84%;与普通尿素处理相比，聚能网尿素施用利润率增加8.69%～32.29%，其中T4处理利润率最大，增加32.29%，其次是T5处理，增加20.98%，即尿素中添加不同用量聚能网能提高利润率，增加收入。

3讨论与结论

随着国家供给侧结构性改革的持续深入，落后、过剩的氮肥产能逐步退出舞台，增效肥、水溶肥、液体肥与水肥一体化技术正走向应用的舞台[22]。聚能网尿素特含的生物活性高分子带有大量络合基团，对作物生长过程中所需的养分具有极强的螯合功能，能够吸附土壤中的大量元素和中微量元素，在作物根系附近形成一个充盈的“养分库”，从而降低肥料分解速度，延长肥效[23]。

3.1尿素中添加不同用量聚能网对玉米养分积累的影响

研究表明，在一定范围内，干物质积累量与产量呈正相关关系[24]，高生物量是高产的物质基础[25]，因此增强玉米生育期内干物质的积累能力是提高籽粒产量的有效途径[26]。本试验研究结果显示，普通尿素和尿素中添加不同用量聚能网均能增加玉米地上部N积累量，但后者效果较为显著，其中T4处理N积累量最大，与T2处理相比，各聚能网尿素处理增加了20.43%～31.92%;与T2处理相比，T4、T5、T6、T8玉米地上部P积累量有降低趋势，只有T3、T7增加，其中T3最大，增加8.8 kg/hm2，这种现象可能是由于试验过程中存在误差造成的。普通尿素和聚能网尿素施用均能增加K积累量，且与T1处理存在显著差异。与T2处理相比，聚能网尿素各处理能增加K积累量，其中T5处理K积累量最高，高出 19.64 kg/hm2，但尿素中不同用量的聚能網各处理间差异不显著。各部位氮积累量、磷积累量、钾积累量占地上部分比重顺序分别为籽粒>茎>叶>穗轴，籽粒>茎>叶>穗轴，茎>叶>籽粒>穗轴。说明聚能网尿素可促进植株养分积累，与前人研究结果[27-28]基本一致。

3.2尿素中添加不同用量聚能网对玉米产量的影响

玉米产量由干物质的积累分配与转移特性所决定[29]。本研究结果表明，与T1处理相比，各处理均表现为增产，普通尿素施用增产13.39%，尿素中不同用量聚能网各处理增产 20.02%～37.09%，且各处理与T1处理存在显著性差异;与T2处理相比，聚能网尿素施用增产5.85%～20.90%，其中T4处理增产最高，T5处理次之，各处理与T2处理之间存在显著性差异。说明聚能网尿素可有效增加玉米产量，这与前人研究结果[6，9-10，23]一致。

3.3尿素中添加不同用量聚能网对玉米氮素吸收利用的影响

本试验结果表明，相对于普通尿素T2处理相比，聚能网尿素施用氮肥利用率、偏生产力、氮素吸收效率、氮肥农学效率均增加，T4处理均最高，分别高出24.79百分点、9.37 kg/kg、24.78百分点、9.37 kg/kg，且相应各处理间与T2处理存在显著性差异。而T2处理氮素收获指数最高，显著高于T3、T6、T7、T8处理，与T4、T5差异不显著，说明该处理将更多的氮积累在了籽粒中。即除氮素收获指数可能由于试验原因造成此现象外，新型聚能网尿素处理可促进作物利用氮素，提高作物对氮素的利用，从而达到高产高质。

3.4尿素中添加不同用量聚能网对玉米经济效益的影响

各处理经济效益表明，在增加了成本的前提下，普通尿素和不同用量的聚能网尿素与无氮处理相比經济效益均增加，且后者的经济效果较好。与普通尿素相比，聚能网尿素各处理经济效益增加954.84～3 546.84元/hm2，利润率增加了8.69%～32.29%，其中T4处理利润率最大，增加32.29%，其次是T5处理，增加20.98%，即尿素中添加不同用量聚能网能提高利润率，增加收入。

综上所述，尿素中不同用量聚能网均能适度促进作物吸收、利用和积累氮、钾养分，从而增加玉米产量，提高了氮肥利用率、偏生产力、氮素吸收效率、氮肥农学效率，继而增加经济效益，其中聚能网尿素2‰效果较好，可以为贵州黄壤区合理施用聚能网尿素提供理论依据。

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