尹 梅,王貴寶,陳 華,陳檢鋒,蘇 帆,付利波,任石所,張勤斌,黃 惠,洪麗芳

(1 云南省農業(yè)科學院 農業(yè)環(huán)境資源研究所,云南 昆明 650205;2 云南曲靖麒麟?yún)^(qū)土壤肥料工作站,云南 曲靖 655000)

控釋尿素對云南旱地玉米產量和氮肥利用率的影響

尹 梅1,王貴寶2,陳 華1,陳檢鋒1,蘇 帆1,付利波1,任石所2,張勤斌2,黃 惠2,洪麗芳1

(1 云南省農業(yè)科學院 農業(yè)環(huán)境資源研究所,云南 昆明 650205;2 云南曲靖麒麟?yún)^(qū)土壤肥料工作站,云南 曲靖 655000)

【目的】 研究控釋尿素對云南旱區(qū)玉米產量和氮肥利用率的影響，為該地區(qū)玉米生產中氮肥的合理施用提供科學依據(jù)?！痉椒ā?2011-2012年，在云南省玉米主產旱區(qū)采用田間試驗，以不施用氮肥為對照(CK)，研究單獨施用100%，75%，50%控釋尿素(CU)和普通尿素(U)，普通尿素分批施用，以及普通尿素與控釋尿素共同施用對玉米產量、農藝性狀和氮肥利用率的影響?！窘Y果】 不同施肥處理對收獲期玉米農藝性狀的影響有差異，2年試驗中均以CK玉米的農藝性狀最差；2011年單獨施用100%控釋尿素處理(CU100%)和40%普通尿素+60%控釋尿素作基肥共同施用處理(U40%+CU60%)玉米的農藝性狀較優(yōu)，2012年單獨施用100%控釋尿素(CU100%)和75%控釋尿素處理(CU75%)以及U40%+CU60%處理玉米的農藝性狀較優(yōu)。2011年，CU100%處理玉米產量最高，CK產量最低；2012年，CU75%處理玉米產量最高，其次為CU100%和U40%+CU60%處理，CK產量最低。當?shù)视昧肯嗤瑫r，所有CU處理的氮肥利用率均高于U處理。一次性施用普通尿素處理的氮肥利用率為22.2%～33.5%，一次性施用控釋尿素的氮肥利用率為32.7%～46.5%，高于一次性施用普通尿素處理。當?shù)视昧肯嗤瑫r，所有CU處理的氮肥農學利用率均高于U處理。一次性施用U的處理中，氮肥農學利用率為3.1～8.6 kg/kg；一次性施用CU處理的氮肥農學利用率為7.7～12.7 kg/kg，均高于一次性施用U的處理。普通尿素和控釋尿素共同施用處理的玉米產量、農藝性狀和氮肥利用率均高于普通尿素處理。分批施用普通尿素處理的玉米產量和氮肥利用率低于控釋尿素處理或普通尿素與控釋尿素共同施用的處理?！窘Y論】 云南旱區(qū)玉米種植中，施用比常規(guī)施肥氮用量少的控釋肥可提高玉米產量和肥料利用率，在研究地內，氮用量為105.0～157.5 kg/hm2的控釋尿素處理較佳。

玉米；控釋尿素；氮素利用率；氮肥農學利用率；產量

云南省的農業(yè)以旱作農業(yè)為主，玉米是云南省種植面積最大的旱地作物。近年來為了追求高產，玉米種植時存在不合理施肥現(xiàn)象，其中氮肥施用量過大，導致氮肥利用率下降，氮肥流失嚴重，對環(huán)境產生了不良影響[1-3]。提高氮肥利用率，以及減少氮肥流失對環(huán)境的不良影響，保證玉米的品質和產量[4-5]，這對云南省的玉米生產具有重要意義。

由于云南坡耕地面積廣，坡耕地土壤侵蝕嚴重，季節(jié)性干旱特點明顯，種植玉米多在坡耕地上采用覆膜種植，為玉米氮肥的追施帶來困難，加之雨季降水較多，氮磷流失的風險較大[6-8]。控釋肥因具有施用簡單、省時省工，可提高肥料利用率，減少因肥料流失而造成的不良環(huán)境影響等諸多優(yōu)點，一直是新型肥料研究和開發(fā)的熱點[9-14]。本研究在云南省玉米主產區(qū)曲靖市連續(xù)2年開展大田試驗，分析控釋尿素和普通尿素對收獲期玉米農藝性狀、產量、籽粒氮素積累量、營養(yǎng)器官氮素積累量、氮肥利用率及氮肥農學利用率的影響，以期為云南旱區(qū)玉米生產中合理施用氮肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗地概況 2011年研究試驗地位于云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)越州鎮(zhèn)，海拔1 891 m；2012年研究試驗地位于云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)茨營鎮(zhèn)，海拔1 920 m；2個試驗地均為云南省典型的山原紅壤坡耕地。土壤肥力中上等，試驗地的土壤養(yǎng)分狀況見表1。試驗區(qū)內氣候屬北亞熱帶季風氣候，年均氣溫14.5 ℃，年降水量960～1 200 mm，年平均日照為2 096 h；從玉米出苗到成熟期內，試驗地均溫19.4 ℃，降水量690 mm，年平均日照677 h。試驗地典型的種植制度為玉米-麥類(豆類)。

表1 試驗地的土壤養(yǎng)分狀況Table 1 Nutrient status of soils in test field

1.1.2 供試肥料 供試控釋尿素為加陽高科技公司的益多寶產品，氮含量為43%，控釋時間為180 d。氮肥為氮含量46%的尿素，磷肥為含12% P2O5的普鈣，鉀肥為含60% K2O的KCl。

1.2 試驗設計

2011年大田試驗中各處理的P2O5和K2O施肥用量分別為68，63 kg/hm2，2012年大田試驗中各處理的P2O5和K2O施肥量為120，75 kg/hm2，磷、鉀肥均作為底肥一次性施用。2年試驗中各處理的氮肥用量和施用方式見表2。2年大田試驗各小區(qū)面積均為20 m2，3次重復，隨機區(qū)組排列。

表2 云南旱地玉米的施肥設計方案Table 2 Fertilizer application design for maize in arid area of Yunnan kg/hm2

2011年供試玉米品種為麒單2號，種植密度為63 000株/hm2，05-02播種，09-09收獲。2012年供試玉米品種為路單12號，種植密度為60 000株/hm2，04-21播種，09-15收獲。麒單2號和路單12號均為該地適宜栽培品種，產量水平和潛力相近。2組試驗均為覆膜種植，播種后灌溉1次，其余時間均為自然降水。

1.3 測定項目與方法

玉米收獲時，各個小區(qū)單獨計產，記錄各小區(qū)玉米的農藝性狀和植株生物量，室內分析籽粒和植株的N含量。植株的干物質量采用烘干稱質量法。植株和玉米籽粒N含量的測定采用硫酸-過氧化氫消煮后蒸餾法[14]。根據(jù)獲得的玉米產量和N含量，計算氮素總積累量(kg/hm2)、氮肥利用率(%)和氮肥農學利用率(kg/kg)。

氮素總積累量=玉米植株生物量×植株含氮量+玉米籽粒生物量×籽粒含氮量。

氮肥利用率(NUE)=(施氮區(qū)玉米地上部吸氮量-對照區(qū)玉米地上部吸氮量)/施氮量×100%。

氮肥農學利用率(ANUE)=(施氮區(qū)玉米產量-對照區(qū)玉米產量)/施氮量。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應用EXCEL 2003和DPS v7.05軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對收獲期玉米農藝性狀的影響

不同施肥處理對收獲期玉米農藝性狀的影響見表3。

表3 不同施肥處理對云南旱地玉米農藝性狀的影響Table 3 Effect of different fertilizer application treatments on agronomic traits of maize in arid area of Yunnan

注：*同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note:Different lowercase letters in each column means significant difference atP<0.05.The same below.

由表3可知，2011年，CK、U100%和U75%處理玉米的株高均顯著低于其他處理，CU100%處理最高；2012年試驗中，CK處理株高最低，CU75%處理植株最高。2011年試驗中，CU100%、U40%B+U60%T和U50%處理的穗粒數(shù)均較多，而CK與U75%處理的穗粒數(shù)均較少；2012年，CK的穗粒數(shù)最少，U40%B+U60%T處理穗粒數(shù)最多。2011年試驗中，玉米千粒質量以U40%+CU60%處理最高，而CK最低；2012年試驗中，CU75%處理的千粒質量最高，CK、U100%、U40%B+U60%T和U50%處理的千粒質量均較低。

綜合來看，2年試驗均為CK玉米的農藝性狀最差；2011年試驗中CU100%和U40%+CU60%處理玉米的農藝性狀較優(yōu)，2012年CU75%、CU100%和U40%+CU60%處理玉米的農藝性狀較優(yōu)。

2.2 不同施肥處理對玉米產量的影響

由表4可知，2011年，CU100%處理玉米產量最高，CK產量最低，CU100%處理產量比CK高26.3%，比U100%處理高15.6%；2012年，CU75%處理產量最高，其次為CU100%和U40%+CU60%處理，CK產量最低。2年的試驗結果都顯示，在一次性施用N肥的所有處理中，當施用量相同時，控釋尿素處理的產量均高于普通尿素處理，其中控釋尿素用量最低的CU50%處理產量比U100%、U75%和U50%處理高；U40%+CU60%處理的產量也高于分次施用尿素的U40%B+U60%T處理。

表4 不同施肥處理對云南旱地玉米產量的影響Table 4 Effect of different fertilizer application treatments on yield of maize in arid area of Yunnan

2.3 不同施肥處理對玉米氮素利用的影響

表5顯示，2011年和2012年CK的氮素總積累量均最低。2011年，CU100%、U40%+CU60%、CU75%和U40%B+U60%T處理氮素總積累量均較高；2012年，CU75%、CU100%和U40%+CU60%處理氮素總積累量均較高。

由表5可以看出，當?shù)视昧肯嗤瑫r，所有CU處理的氮肥利用率均高于U處理。一次性施用普通尿素處理的氮肥利用率為22.2%～33.5%，施用控釋尿素的氮肥利用率為32.7%～46.5%，高于一次性施用普通尿素處理。2年中，氮肥利用率較高的處理分別是CU75%、CU100%、CU50%和U40%+CU60%處理。2011年試驗中，CU100%處理氮肥利用率比U100%處理提高了42.0%,CU75%處理比U75%處理提高了40.9%,CU50%處理比U50%處理提高了34.7%；2012年試驗中，CU100%處理氮肥利用率比U100%處理提高了47.3%,CU75%處理比U75%處理提高了35.2%,CU50%處理比U50%處理提高了38.8%。

由表5還可以看出，氮肥用量均為210 kg/hm2的4個處理中，CU100%處理氮肥利用率最高，其次為U40%+CU60%。2011年試驗中，CU100%和U40%+CU60%處理氮肥利用率分別比U100%處理提高了42.0%和28.0%，比U40%B+U60%T處理提高了21.0%和9.0%。2012年試驗中，CU100%和U40%+CU60%處理氮肥利用率分別比U100%處理提高了47.3%和41.4%，比U40%B+U60%T處理提高了7.2%和3.0%。無論是CU處理還是U處理的氮肥利用率均隨著施肥量的降低呈升高的趨勢。

由表5還可知，當?shù)视昧肯嗤瑫r，所有CU處理的氮肥農學利用率均高于U處理。一次性施用尿素的處理中，氮肥農學利用率為3.1～8.6 kg/kg；一次性施用控釋尿素處理的氮肥農學利用率為7.7～12.7 kg/kg，均高于一次性施用尿素的處理。氮肥農學利用率高的處理為CU50%、CU100%、CU75%和U40%+CU60%。2011年試驗中，氮肥用量為210 kg/hm24個處理的氮肥農學利用率差異較大，最高的CU100%處理比最低的U100%處理高6.9 kg/kg，U40%+CU60%處理的氮肥農學利用率比U40%B+60%T處理提高了 2.8 kg/kg。2012年試驗中氮肥用量為210 kg/hm24個處理的氮肥農學利用率差異不大，這與2012年總施氮量高于2011年有關。

表5 不同施肥處理對云南旱地玉米氮素利用的影響Table 5 Effect of different fertilizer application treatments on nitrogen use of maize in arid area of Yunnan

3 討 論

合理施用氮肥是作物高產優(yōu)質的重要因素之一，但目前在我國農業(yè)生產中普遍存在著氮肥施用不合理的問題，導致氮肥當季利用率較低，僅為30%～35%[15]。這不僅造成農業(yè)資源浪費、成本增加，同時對環(huán)境有不良影響[16-17]。控釋肥具有控制養(yǎng)分釋放的特點，可以提高肥料利用效率，省時省工，減少對環(huán)境的不良影響[10,18-19]，該類肥料目前是國內外研究的熱點[20]。

本研究中，施用控釋尿素的玉米產量比施用普通尿素的玉米產量有明顯提高，當施氮量相同時，可增產4.7%～16.3%，這與前人研究的控釋氮肥對玉米具有增產效果的結果[21-22]一致。在施氮量相同的前提下,控釋尿素處理的玉米農藝性狀、產量、氮素積累量、氮肥利用率和氮肥農學利用率均優(yōu)于普通尿素處理。有研究表明，控釋肥能增加玉米產量是由于控釋肥可顯著提高植株花后的氮素積累，能保持較高的光合速率和干物質積累，保證籽粒對營養(yǎng)物質的需求，增加千粒質量[10]。

本研究中，2011年3個單施控釋尿素的處理中，隨控釋尿素用量的增加，玉米產量呈逐漸提高的趨勢，100%控釋尿素(CU100%)處理的玉米產量最高，氮肥利用率和氮肥農學利用率是50%控釋尿素(CU50%)處理最高；2012年75%控釋尿素(CU75%)處理的玉米產量和氮肥農學利用率最高，50%控釋尿素(CU50%)處理的氮肥利用率最高。前人對控釋肥在不同環(huán)境下的最佳用量進行了研究，有研究者建議控釋肥用量較常規(guī)施肥量減量25%效果較佳[7]，也有研究者指出控釋肥料用量為常規(guī)肥料用量的2/3更適宜[22]。本研究中，在試驗當?shù)氐臈l件下，控釋尿素的使用量為普通尿素的50%～75%較為高效和經濟。

有研究認為，控釋肥料在前期釋放緩慢，不能滿足作物生長的需要，控釋尿素和普通尿素共同施用，既可滿足作物前期對氮素的需求，又可利用控釋尿素的緩釋性來滿足作物中后期對氮素的需要[22]。本研究2011年試驗中，U40%+CU60%處理玉米產量僅次于CU100%處理，氮肥利用率和氮肥農學利用率均比單施普通尿素的處理高，說明其也是較優(yōu)的處理；2012年U40%+CU60%處理產量較高，但氮肥利用率和氮肥農學利用率并不高，這與2012年試驗總施氮量高有關。

本研究中，分批施用普通尿素的U40%B+U60%T處理也是當?shù)剞r戶的施肥習慣，其玉米產量低于100%控釋尿素處理或控釋尿素加普通尿素的處理(U40%+CU60%)，氮肥利用率和氮肥農學利用率均低于施用控釋尿素的處理。云南玉米的種植主要為覆膜種植，農戶在追施尿素的時候難以操作，常常是撒在靠近根莖部的膜上，造成養(yǎng)分的浪費，這樣的操作費時費力；同時，由于云南的降水集中在玉米生長中后期(即追肥期)，且常常有大暴雨，很容易造成追施肥料的流失，增加環(huán)境污染的風險。

一般而言，控釋尿素的價格高于普通尿素，但控釋尿素施用量僅為普通尿素的50%～75%，這就降低了成本，施用控釋尿素的玉米產量有所提高，增加了產值，同時，施用控釋尿素免去了為玉米追肥這一工序，解決了現(xiàn)今農村勞動力短缺的問題。本研究結果表明，施用控釋尿素可使玉米增產，提高肥料利用率，減少養(yǎng)分的損失，降低了對環(huán)境的不良影響和玉米生長期追施氮肥的勞動力投入，提高了經濟效益、社會效益和生態(tài)效益，在玉米大田生產中具有推廣應用價值。不同的控釋尿素具有不同的特點，要發(fā)揮其最好的效益，需要確定合適的量和方式。在本研究條件下，控釋尿素的用量為普通尿素的50%～75%或控釋尿素與普通尿素共同施用是產投比較優(yōu)的處理。

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歡迎訂閱2016年《中國農業(yè)科學》中、英文版

《中國農業(yè)科學》中、英文版是由農業(yè)部主管、中國農業(yè)科學院與中國農學會共同主辦的綜合性學術期刊。主要刊登農牧業(yè)基礎科學和應用基礎科學研究論文、綜述、簡報等。設有作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學；耕作栽培·生理生化·農業(yè)信息技術；植物保護；土壤肥料·節(jié)水灌溉·農業(yè)生態(tài)環(huán)境；園藝；貯藏·保鮮·加工；畜牧·獸醫(yī)·資源昆蟲等欄目。讀者對象為國內外農業(yè)科研院(所)、大專院校的科研、教學與管理人員。

《中國農業(yè)科學》中文版為半月刊，影響因子、總被引頻次連續(xù)多年居全國農業(yè)科技期刊最前列或前列位次。為北京大學圖書館1992-2011年連續(xù)6次遴選的核心期刊，位居《中文核心期刊要目總覽》“農業(yè)綜合類核心期刊表”的首位。1999-2008、2013-2014年獲“國家自然科學基金重點學術期刊專項基金”資助；2015年獲中國科協(xié)精品科技期刊工程項目資助。1999年獲“首屆國家期刊獎”，2003、2005年獲“第二、三屆國家期刊獎提名獎”；2002-2014年先后12次被中國科學技術信息研究所授予“百種中國杰出學術期刊”稱號；2009年獲中國期刊協(xié)會/中國出版科學研究院“新中國60年有影響力的期刊”稱號；2010、2013年榮獲“第二、三屆中國出版政府獎期刊提名獎”，2013年獲新聞出版廣電總局“百強科技期刊”稱號；2012、2013、2014年獲清華大學圖書館等“2012、2013、2014中國最具國際影響力學術期刊”稱號。

《中國農業(yè)科學》中文版大16開，每月1、16日出版，國內外公開發(fā)行。每期208頁，定價49.50元，全年定價1 188.00元。國內統(tǒng)一連續(xù)出版物號：CN 11-1328/S，國際標準連續(xù)出版物號：ISSN 0578-1752，郵發(fā)代號：2-138，國外代號：BM43。

《中國農業(yè)科學》英文版(Agricultural Sciences in China，ASA)，2002年創(chuàng)刊，月刊。2012年更名為《農業(yè)科學學報》(Journal of Integrative Agriculture，JIA)。2006年1月起與國際著名出版集團Elsevier合作，全文數(shù)據(jù)在ScienceDirect平臺面向世界發(fā)行。2009年被SCI收錄，2014年JIA影響因子為0.833。

JIA大16開，每月20日出版，國內外公開發(fā)行。每期180頁，國內訂價80.00元，全年960.00元。國內統(tǒng)一連續(xù)出版物號：CN 10-1039/S，國際標準連續(xù)出版物號：ISSN 2095-3119，郵發(fā)代號：2-851，國外代號：1591M。

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聯(lián)系人：林鑒非

Effects of controlled-release urea on yield and nitrogen utilization rate of maize in arid area of Yunnan

YIN Mei1,WANG Gui-bao2,CHEN Hua1,CHEN Jian-feng1,SU Fan1,FU Li-bo1,REN Shi-suo2,ZHANG Qin-bin2,HUANG Hui2,HONG Li-fang1

(1AgriculturalEnvironmentandResourcesInstitute,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Kunming,Yunnan650205,China;2FertilityStationofQujingQilin,Qujing,Yunnan655000,China)

【Objective】 Effects of the application of controlled-release urea (CU) on yield and N (nitrogen) use efficiency of maize were studied in the arid area of Yunnan,in order to provide scientific basis for the optimal application of N fertilizer.【Method】 The field experiments were conducted in the major maize-growing area of Yunnan from 2011 to 2012 to investigate the effects of CU and common urea (U) on yield,agronomic traits,and N use efficiency of maize.Treatments included CK (with no application of N),U100%,CU100%,U75%,CU75%,U50%,CU50%,U40%B+U60%T (U40% for base fertilizer and surplus U60% for top dressing),and U40%+CU60% (U40% and CU60% for base fertilizer).【Result】 The agronomic traits had significant difference among treatments,with the worst traits in CK during the 2-year test period.In 2011,CU100% and U40%+CU60% had better traits.In 2012,CU100%,CU75% and U40%+CU60% had better traits.In 2011,CU100% had the highest yield and CK had the lowest yield.In 2012,CU75% had the highest yield followed by CU100% and U40%+CU60%,while CK had the lowest yield.When the same amounts of nitrogen were applied,all the treatments with CU had higher N use efficiency than those with U.The N use efficiency of the one application of U was 22.2%-33.5% and that of the one application of CU was 32.7%-46.5%.When the same amounts of nitrogen were applied,all the treatments with CU had higher agronomic N use efficiency than those with U.The agronomic N use efficiency of one application of U was 3.1-8.6 kg/kg and that of one application of CU was 7.7-12.7 kg/kg.Yield,agronomic traits and nitrogen use efficiency of maize with U40%+CU60% were all higher than those with U.Yield and nitrogen use efficiency of maize with U40%B+U60%T were lower than those with CU or U40%+CU60%.【Conclusion】 Application of CU with less N than conventional N fertilization could increase yield and N use efficiency of maize in the arid area of Yunnan.The treatments with 105.0-157.5 kg/hm2CU are optimal based on this study.

maize;controlled-release urea;nitrogen utilization rate;agronomic nitrogen efficiency;yield

時間:2015-10-13 08:46

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.11.023

2014-04-03

國家水體污染控制與治理科技重大專項湖泊主題滇池項目(2012ZX07102-003)；國際植物營養(yǎng)所(IPNI)項目；國家科技支撐計劃項目(2012BAD40B01)

尹 梅(1977-)，女，云南騰沖人，副研究員，主要從事植物營養(yǎng)學研究。E-mail：ymmay@163.com

洪麗芳(1963-)，女，四川古藺人，研究員，主要從事土壤肥料與農業(yè)環(huán)境研究。E-mail：gredbean@163.com

S143.1；S513.06+2

A

1671-9387(2015)11-0152-07

網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20151013.0846.046.html