不同氮肥形式對玉米產(chǎn)量、土壤無機(jī)氮的影響

1、不同氮肥形式對玉米產(chǎn)量、土壤無機(jī)氮的影響玉米對氮素的吸收與氮素供給之間的關(guān)系是確定氮素施肥措施的主要依據(jù)1-2，而玉米高產(chǎn)、氮素低損失是氮肥施用追求的主要目標(biāo)，因此，須改善玉米的生長環(huán)境，增強玉米對養(yǎng)分的吸收能力 3 。目前，在黑龍江省南部地區(qū)，玉米產(chǎn)量潛力在 8 10 t/hm2 ，而常規(guī)的耕作措施是化學(xué)除草加“兩鏟一耥”的除草方式，加上基肥按 40%氮肥總量、拔節(jié)期按 60%氮肥總量、磷鉀肥隨基肥一次性施入的施肥模式 4-5 。在這種施肥模式下， 氮素的當(dāng)季利用率在 5% 60% 之間 6 ，而氮在土壤中的釋放、作物吸收和損失仍存在諸多疑問 7 。氨揮發(fā)與硝態(tài)氮的淋失是氮素?fù)p失的主要途徑

2、8-9 。在作物生長早期，施用尿素產(chǎn)生的銨態(tài)氮揮發(fā)量可高達(dá)總施氮量的 27%10 ，而通過改變施肥方式、氮肥緩釋化處理可顯著降低銨態(tài)氮的揮發(fā)量 11 。有研究表明，氮肥撒施加翻耕施肥方式的氨揮發(fā)量小于條施，而包膜氮肥的氨揮發(fā)量僅為施氮量的 4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通尿素的銨態(tài)氮損失量。 銨態(tài)氮對作物與環(huán)境的影響還表現(xiàn)在銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，后者是作物氮素吸收的主要形式之一，同時也是潛在的環(huán)境污染物，硝態(tài)氮會從土壤中淋失到地下水中 9 。將氮肥顆粒包被 1 層具有一定強度的化學(xué)材料，可不同程度地改變氮素的釋放形式 12-13 。氮肥（尿素）顆粒包膜材料主要分為硫包膜和樹脂包膜 2 大類，具有一定的半透性

3、。包膜尿素施入土壤，在化學(xué)梯度作用下，土壤中的水分通過半透膜被吸收到尿素顆粒內(nèi)形成尿素溶液，尿素分子從顆粒內(nèi)部向土壤中緩慢釋放。 包膜尿素顆粒的釋放與環(huán)境溫度、 濕度密切相關(guān)，隨環(huán)境溫度、濕度的增加而加快，這與作物的需氮形式近似2 。包膜尿素在提高作物產(chǎn)量、降低氮素?fù)p失上的表現(xiàn)差異較大，對玉米的增產(chǎn)效應(yīng)并不明顯 7 。黑土質(zhì)地黏重，具有較好的保肥能力，而玉米在整個生育期面臨著較為明顯的氮素?fù)p失風(fēng)險 5 。研究黑土區(qū)包膜尿素對玉米的增產(chǎn)效應(yīng)和氮素釋放規(guī)律，不僅可以優(yōu)化包膜尿素的施用方法，改進(jìn)施肥效果，而且還可以找出現(xiàn)有氮肥施肥方法的不足，改進(jìn)現(xiàn)有的施肥方法。1 材料與方法1.1 試驗地概況試驗地

4、位于黑龍江省哈爾濱市阿城區(qū)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地，地理位置1 272 3.1 E、4 531 11.6 N，海拔 144 m，是黑龍江省玉米主產(chǎn)區(qū)。試驗地屬寒溫帶，冬季漫長、春秋季短，3 月份開始化凍，年活動積溫在2 200 2800 ，年均降水量為520 mm（圖 1），雨熱同季；土壤為典型黑土，耕層土壤有機(jī)質(zhì)、 全氮含量分別為29.8 、1.47 g/kg ，堿解氮、有效磷、有效鉀含量分別為 125.0 、29.1 、122.5 mg/kg ， pH 值為 6.11 ，土壤容重為 1.23 g/cm3 。玉米播種期一般為4 月下旬到 5 月 10 日前，生長期為59月。1.2 試驗設(shè)計根據(jù)施

5、肥用量和方式不同，試驗共設(shè)6 個處理（表1），除 CCF2處理 40%氮肥總量作基肥、60%氮肥總量在玉米拔節(jié)時作追肥外，其他處理氮肥均與磷鉀肥作為基肥一次性施入，P2O5、 K2O用量均分別為72、 60 kg/hm2 。每試驗小區(qū)面積為 40 m2，完全隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)4 次。處理CRF3中，樹脂包膜尿素、普通尿素各占總施氮量的50%。供試玉米品種為巴玉 11，于 2014 年 5 月 8 日采用機(jī)械播種，人工開溝施肥。每小區(qū)等行距種植4 壟，壟寬 66.7 cm 、長 15 m?；适┰趬诺膬蓚?cè)以避免燒苗，中耕、除草、病蟲害防治等田間管理措施同常規(guī)大田。1.3 采樣時間與測定內(nèi)容于玉米

6、苗期（ 6 月 13 日）、拔節(jié)期（ 7 月 6 日）、抽雄期（ 7 月 24）、成熟期（ 10 月 9 日）分別采集深度為 030、30 60、60 90 cm 的新鮮土壤，室內(nèi)測定其含水量；用2mol/L KCl溶液浸提，用A33 型流動注射分析儀測定新鮮土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，并通過含水量換算成風(fēng)干土中的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量。 2014 年 10 月 16 日收獲，并考種測產(chǎn)。1.4? 稻荽 ?理與分析采用 SPSS17.0 、Excel 2007 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。2 結(jié)果與分析2.1 不同施氮方式對玉米產(chǎn)量的影響由表 2 可見，不同施氮處理的玉米產(chǎn)量由高到低依次為單純施用樹脂包

7、膜尿素（CRF2） >50%尿素 +50%包膜尿素（ CRF3）>普通尿素 2 次施用（ CCF2） >普通尿素一次性施用（ CCF1）>硫包膜尿素一次性施用（ CRF1） >不施肥（ CK），其中處理CRF2的玉米產(chǎn)量相對最高，為12.398 t/hm2，與CRF3處理差異不顯著，與其他處理差異極顯著；處理CRF3與處理 CCF2、處理 CCF2與處理 CCF1、處理 CCF1與處理 CRF1之間差異不顯著；對照（不施肥）的玉米產(chǎn)量相對最低，為8.475 t/hm2，極顯著低于其他處理的玉米產(chǎn)量。這說明氮素是玉米增產(chǎn)的關(guān)鍵因素，在單位面積施氮量相同的情況下，處理

8、 CRF2的玉米產(chǎn)量相對最高，這在一定程度上說明玉米對氮素的吸收量相對最高、失量相對最小， 為最佳施肥方案。由表 3 可見，不同施氮處理對玉米產(chǎn)量具有極顯著的影響。含量進(jìn)行比較。由圖 2-A 可見，在玉米苗期，0 30 cm土壤的銨態(tài)氮含量由高到低依次為CCF1>CRF3>CRF1>CCF2>CRF2>CK，其中普通尿素一次性施入時銨態(tài)氮的釋放相對最快，土壤中的銨態(tài)氮含量相對最高；50%樹脂包膜尿素 +50%普通尿素（ CRF3）處理的土壤銨態(tài)氮含量略低于CCF1處理；硫包膜尿素處理（ CRF1）的土壤銨態(tài)氮含量低于處理CRF3，而稍高于處理CCF2；除 CK外，

9、樹脂包膜尿素處理（CRF2）的銨態(tài)氮含量相對較低。這說明改變苗期施肥方式，可有效降低耕層土壤的銨離子含量。玉米拔節(jié)期是對氮素的吸收高峰期，適當(dāng)提高銨離子含量會對玉米的生長有利。由圖2-B 可見，在玉米拔節(jié)期， 0 30 cm 土壤的銨態(tài)氮含量由高到低依次為CCF2>CCF1>CRF2>CRF3>CRF1>CK，其中尿素分2 次施肥處理（ CCF2）的銨態(tài)氮含量相對最高，追肥可能是造成銨離子含量急劇增加的主要因素；處理 CCF1也使土壤的銨離子含量較高。由圖2-C 可見，在玉米抽雄期，0 30 cm土壤的銨態(tài)氮含量由高到低依次為CRF2>CRF3>CCF

10、2>CRF1>CCF1>CK，說明此時樹脂包膜尿素處理（CRF2）的銨離子供給能力相對最強，其次是 50%尿素 +50%樹脂包膜尿素處理（CRF3），尿素分2 次施入處理（ CCF2）仍具有較高的銨離子供給能力。由圖2-D可見，在玉米成熟期，與玉米其他3 個時期相比，各個施氮處理的銨態(tài)氮含量基本降到最低，0 30 cm土壤銨態(tài)氮含量由高到低依次為CRF2>CRF3>CRF1>CCF2>CK>CCF1，其中樹脂包膜尿素處理的銨態(tài)氮含量相對最高，其次是50%尿素+50%樹脂包膜尿素處理 （ CRF3）14 ，硫包膜尿素處理次之。HTK2.3不同施氮處

11、理對玉米不同時期不同深度土壤硝態(tài)氮含量的影響HT由圖 3 可見，玉米苗期各處理0 30 cm 土層土壤的硝態(tài)氮含量相對最高；抽雄期30 60、 60 90 cm 土層土壤的硝態(tài)氮含量大多高于拔節(jié)期，說明從拔節(jié)期到抽雄期，土壤中的硝態(tài)氮隨水體向下淋洗；玉米成熟期與抽雄期相比，各個土層土壤的硝態(tài)氮含量大多有不同程度的下降，說明土壤中一部分硝態(tài)氮被植物吸收利用，一部分被淋洗損失；不同處理0 30 cm 土層土壤的硝態(tài)氮含量大致順序為苗期>拔節(jié)期 >抽雄期 >成熟期，且施氮處理明顯高于對照，這說明施入氮肥后，有相當(dāng)數(shù)量的氮素從尿素轉(zhuǎn)變?yōu)殇@態(tài)氮，并又轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。由圖 3-A 可見，在

12、玉米苗期， 0 30 cm土壤的硝態(tài)氮含量由高到低依次為 CCF1>CRF3>CRF1>CCF2>CRF2>CK，其中普通尿素一次性施肥處理 （ CCF1）的土壤硝態(tài)氮含量相對最高，其次是 50%尿素 +50%樹脂包膜尿素一次性施肥 （CRF3）；傳統(tǒng)的施氮方式即處理 CCF2，其硝態(tài)氮含量僅略高于樹脂包膜尿素一次性施氮（ CRF2）；硝 ?B 氮含量最低的為對照，即不施氮肥，此硝態(tài)氮可能來自于前茬土壤的殘余氮。由圖 3-B 可見，在玉米拔節(jié)期， 030 cm土壤的硝態(tài)氮含量由高到低依次為 CCF2>CCF1>CRF2>CRF1>CRF3&

13、gt;CK，處理 CCF2土壤的硝態(tài)氮含量相對最高，這可能是拔節(jié)期追施 60%氮肥的緣故；處理 CRF2土壤的硝態(tài)氮含量次于處理 CCF2、 CCF1，說明處理CRF2可以供給作物較多的氮素。 由圖 3-C 可見，在玉米抽雄期， 030 cm 土壤的硝態(tài)氮含量由高到低依次為CRF3>CCF2>CRF1CCF1>CRF2>CK，其中，處理CRF3土壤的硝態(tài)氮含量相對最高，其次是處理CCF2；處理 CRF1、CCF1土壤的硝態(tài)氮含量基本相當(dāng)，處理CRF2土壤的硝態(tài)氮含量低于處理CRF1、 CCF1而高于不施肥處理，說明樹脂包膜尿素一次性施肥在抽雄期釋放的硝態(tài)氮水平較低。由圖

14、3-D 可見，在玉米成熟期，030 cm土壤的硝態(tài)氮含量由高到低依次為 CCF2>CRF1>CRF3>CCF1CRF2CK， 其中處理 CRF2土壤的硝態(tài)氮含量相對較低，說明樹脂包膜尿素處理（CRF2）能在玉米生長后期降低表層土壤中硝態(tài)氮含量；處理CCF1030 cm 土壤的硝態(tài)氮含量相對較低，而30 60 cm 土壤的硝態(tài)氮含量相對較高，這可能是大量硝態(tài)氮淋洗到深層土壤的緣故。HTK2.4玉米不同生育時期、 土層深度和處理對土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮影響的方差分析HT在土壤中，尿素中的酰胺態(tài)氮會在脲酶的作用下轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，進(jìn)一步在細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮是作物吸收氮

15、素的主要形式，而硝態(tài)氮還是造成環(huán)境污染的主要物質(zhì)，二者在土壤中的變化反映了土壤氮素的供給狀態(tài)。由表4 可見，玉米生育時期、土層深度、施氮方式對銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的影響均達(dá)到極顯著水平；玉米生育時期對銨態(tài)氮的影響遠(yuǎn)高于硝態(tài)氮；土層深度對2 種氮素的影響較大，對硝態(tài)氮的影響略低于銨態(tài)氮；玉米生育時期與土層深度、生育時期與施氮方式互作對土壤銨態(tài)氮的影響達(dá)到極顯著水平。3 結(jié)論與討論在不同施氮方式下， 玉米產(chǎn)量差異明顯， 樹脂包膜尿素、與樹脂包膜尿素處理相關(guān)的施氮方式均對玉米有較好的增產(chǎn)趨勢。然而，樹脂包膜尿素處理與傳統(tǒng)的分次施氮相比，增產(chǎn)沒有顯著性差異。玉米高產(chǎn)的氮釋放特點是在生長前期即苗期與拔節(jié)期，土壤銨態(tài)氮處于較低水平；隨生育期的推進(jìn)，銨態(tài)氮釋放強度增強，處于相對較高水平。因此，前期控制氮素的釋放是增加后期氮供給的重要調(diào)控手段，而具備這一調(diào)控特征的施氮處理主要