梁 鋼，梁林洲，董曉英，沈仁芳*

(1 土壤與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學院南京土壤研究所)，南京 210008；2 中國科學院大學，北京 100049)

?

控釋肥料在華北潮土小麥-玉米輪作體系中的施肥效應①

梁 鋼1,2，梁林洲1，董曉英1，沈仁芳1*

(1 土壤與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學院南京土壤研究所)，南京 210008；2 中國科學院大學，北京 100049)

摘 要：通過大田試驗，研究了華北潮土區(qū)控釋肥料對小麥-玉米輪作體系下作物產量、氮素平衡及土壤氮素殘留的影響。結果表明：相比常規(guī)施肥處理(CK)，減氮20% 并配施20% 控釋肥處理(CRF20%)在玉米季的產量和總生物量都無顯著下降，而在麥季時則有一定減產，但產量高于單一減氮20% 處理(-N20%)。由于無需追肥，CRF20%處理在玉米季的相對收益分別比CK和 -N20% 處理多581和1 896元/hm2，在麥季時則和CK處理基本持平。CRF20%處理能減少氮素的盈余量，維持氮素輸入和輸出的表觀平衡，特別是在玉米季中，氮素的盈余僅為4.6 kg/hm2。同時，玉米-小麥季后CRF20% 處理下的耕層土壤中可維持較高的氮素水平，減少氮素的損失。

關鍵詞：小麥-玉米輪作；控釋肥料；氮肥減施；經濟收益；氮素平衡

華北平原是我國重要的糧食生產基地，該區(qū)以夏玉米-冬小麥輪作為主。隨著化肥工業(yè)的發(fā)展及農民對最大產量的追求，超量施肥的現象屢見不鮮。有調查發(fā)現該地區(qū)年度平均施氮量高達545 kg/hm2，不僅肥料的利用率低下，還嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境[1-2]，特別是氮素淋溶導致的地下水污染[3]，給農業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來了很大的威脅。另外，該地區(qū)生產上主要采用基肥和追肥分次施用的氮肥施用模式[5]，對目前農村日益缺乏的勞動力來說是一種負擔。

近年來控釋肥料(controlled-release fertilizer，CRF)的良好效果被人們逐漸發(fā)掘出來，其能使養(yǎng)分釋放變慢，肥效穩(wěn)而持久，減少氮素揮發(fā)、淋失及反硝化脫氮損失，提高肥料利用率，滿足作物生育期對養(yǎng)分的需求，減少施肥次數，節(jié)省勞動力[6-7]。盡管國內外已在控釋肥料的研究、開發(fā)和應用上取得了較大的進展，但目前控釋肥的生產應用仍然有許多問題有待解決。特別是在我國農業(yè)發(fā)展的關鍵階段，隨著我國對農產品產量提升與質量保障的重視，以及對于環(huán)境友好型生產模式的要求，肥料的創(chuàng)新升級就顯得更為重要[8]。

目前控釋肥已經在小麥、玉米生產上的應用有了一定研究，通過控釋肥的施用能在一定程度上減少化肥的施用，提高作物的產量[9]。而如何讓控釋肥在華北小麥-玉米輪作體系中起到高效的作用更是亟需解決的問題。本研究根據實地的調查，結合當地的施肥情況，采取減氮同時配施一定比例控釋肥的方法，通過對比不同施肥模式下作物的經濟效益、肥料效益和環(huán)境效益，探索控釋肥在華北潮土地區(qū)玉米-小麥輪作生產中一次性減氮施肥的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗地位于河南省封丘縣城關鄉(xiāng)汪寨村(35.02°N，114.43°E)，該區(qū)為暖溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫14℃，年均濕度68%，年均降雨656.3 mm，年蒸發(fā)量1 748.4mm，6至9月降水量最多，占全年降水的70% 左右。試驗區(qū)總面積0.63 hm2，土壤類型為潮土。試驗區(qū)土地利用類型為多年小麥-玉米輪作，試驗前土壤的基本理化性質如表1所示。

供試的玉米品種為鄭單958，種植密度為6.5萬株/hm2，小麥品種為矮抗58。試驗時間玉米季為2013年6月至2013年9月，麥季為2013年10至2014年6月。

表1　試驗點土壤基本理化性質Table 1 Basic properties of studied soils

1.2 試驗設計與方法

試驗設置3個施肥處理，分別為：常規(guī)施肥(CK)、減氮處理(-N20%)和控釋肥處理(CRF20%，即減氮20%，并用20% 控釋肥替代部分普通尿素)，其中CK和 -N20% 處理中施氮量的20%于作物拔節(jié)期作為追肥施用，CRF20% 處理的全部氮肥與磷鉀肥一次性基肥施用。根據土壤的基礎肥力，設置玉米季和麥季的施肥量見表2，兩季的施肥量相同，每個大區(qū)的面積約為0.2 hm2。試驗中所選用的控釋肥由中國科學院南京土壤研究所研制，為控釋期90天的包膜尿素(其價格約為普通尿素的4倍，因此配施比例選取為20%)。其他肥料為復合肥(NPK含量比為15︰15︰15)、過磷酸鈣(P2O5含量607 g/kg)及普通尿素(N含量467 g/kg)。作物生產中的灌溉、除草、治蟲等田間管理按照當地農民習慣進行。

表2　試驗所選用肥料及施肥量(kg/hm2)Table 2 Fertilizer used in the experiment and its consumption

玉米測產方法：將每個大區(qū)從南到北分為4個小區(qū)，每個小區(qū)隨機采集5行，每行20顆，共100顆玉米，脫粒烘干后進行產量統(tǒng)計；每個小區(qū)隨機取10株玉米植株，粉碎烘干，進行秸稈生物量統(tǒng)計。

小麥測產方法：將每個大區(qū)從南到北分為4個小區(qū)，每個小區(qū)隨機取5個4 m2的樣方，共20個樣點，采集小麥完整植株，脫粒后烘干，分別對籽粒產量和秸稈生物量進行統(tǒng)計。

測產后分別從每個小區(qū)中取玉米、小麥的秸稈和籽粒樣品進行全氮含量分析，具體方法為：秸稈和籽粒105℃殺青0.5 h后于70℃烘干至恒重，粉碎均勻，用H2SO4-H2O2進行消煮，全自動定氮儀測量其全氮值。

麥季結束后，將每個大區(qū)從南到北分為4個小區(qū)，每個小區(qū)按S型取5點耕層(0～20 cm)土壤樣品，混合均勻作為一個待測樣品，進行氮素水平分析，土壤堿解氮和硝態(tài)氮測定參照魯如坤的方法[10]：土樣風干后，堿解氮的測定選用堿解擴散法；硝態(tài)氮測定選用KCl浸提，元素分析儀自動檢測。

1.3 數據處理及分析

氮素表觀平衡 = N投入量-N吸收量；總收益 = 產值-肥料成本；相對收益 = 總收益-追肥勞動力成本。

試驗數據均采用Excel 2003軟件進行處理，SPSS18.0進行單因素方差分析和多重比較，Sigma Plot 12.5進行作圖。

2 結果與分析

2.1 三種施肥處理對小麥-玉米輪作體系產量的影響

從表3可以發(fā)現，在玉米季，與常規(guī)施肥處理(CK)相比，-N20% 處理的籽粒、秸稈生物量和總生物量均顯著下降，分別下降了10.2%、8.3% 和9.0%；而CRF20% 處理在減氮20% 后產量卻沒有顯著的降低。CRF20% 處理與CK處理相比，其籽粒、秸稈和總生物量僅分別下降了1.4%、1.8% 和1.7%，與-N20% 處理相比，其產量顯著增加。因此在玉米季用20% 控釋肥替代部分普通尿素能在減氮20% 時維持較高的產量水平，其原因可能是在2個氮素利用關鍵期(大喇叭口和抽雄)，控釋肥釋放的氮素能使土壤中硝態(tài)氮含量均高于同等施氮量下普通尿素處理[11]，促進作物對養(yǎng)分的吸收。孫克剛等[12]也在研究中發(fā)現控釋尿素比普通尿素用量減少1/3純氮量時，小麥、玉米作物產量并不下降。而李偉等[13]還發(fā)現施用控釋肥后，玉米的葉凈光合速率、葉綠素含量以及硝酸還原酶活性均較高，籽粒灌漿啟動較快，灌漿活躍期延長，充分說明了控釋肥的良好效應。

從表3中還可以看出，在麥季，-N20% 處理的籽粒、秸稈生物量和總生物量與CK處理相比也都顯著降低，分別下降10.0%、13.8% 和12.5%。而CRF20% 處理的籽粒產量與CK處理比下降不顯著，秸稈生物量和總生物量的下降顯著，三者較CK處理分別下降了6.3%、7.7% 和7.2%，大于玉米季的下降幅度。而CRF20% 處理下的麥季產量較 -N20% 處理沒有顯著提升。說明本次試驗中的CRF20% 處理在麥季的施肥效果沒有玉米季明顯，其原因可能是由于麥季的時間較玉米季長，控釋肥的控釋期不能延續(xù)小麥的整個生育期，前期肥料的投入損失較多。但是與 -N20% 處理相比，CRF20% 處理在同量施氮量下，產量仍有一定的提升，且不需追肥，簡化了作物生產過程，仍有較好的應用價值。

2.2 三種施肥處理對小麥-玉米輪作體系氮素平衡的影響

表4為不同處理下玉米季和麥季的氮素利用情況和表觀平衡水平。表4顯示，在玉米季，不同施肥處理下的玉米籽粒和秸稈含氮量差異不大，均為 CK處理略大于兩個減氮20% 的處理；CK處理的氮吸收總量最高，為203 kg/hm2，CRF20% 處理的氮吸收總量為195 kg/hm2，比CK處理僅降低了3.7%，而 -N20% 處理的氮吸收總量降低顯著，其值僅為179 kg/hm2。由于不同處理氮素投入量不同，通過計算不同處理的氮素表觀平衡值可以在一定程度上掌握作物生產中的環(huán)境風險。從表4的結果可以看出，玉米季，CK處理的氮素表觀平衡值為47.0 kg/hm2，在3個處理中最高，說明在傳統(tǒng)施肥模式下會殘留較多氮素，對生態(tài)環(huán)境的風險較大；-N20% 處理由于減少了氮素的投入量，玉米收獲后氮素的表觀平衡值較普通施肥低，但該處理會使玉米的產量下降，效益降低，其可行性不大；而CRF20% 處理氮表觀平衡值僅為4.6 kg/hm2，基本上達到了氮素輸入和輸出的表觀平衡。司東霞等[14]在研究控釋肥在玉米上的應用時也發(fā)現選用聚酯包膜尿素可使氮素表觀損失減少19 kg/hm2，顯示了控釋肥的優(yōu)越性。

表3　玉米和小麥的籽粒產量和生物量Table 3 The grain yield and biomass of maize and wheat

表4　玉米季和麥季氮素表觀平衡分析Table 4 Apparent equilibrium of nitrogen in maize season and wheat season

麥季的氮素平衡結果與玉米季相似，不同處理對小麥籽粒和秸稈氮含量影響都不大。氮素的吸收總量也是CK處理最大，達到了197 kg/hm2，分別比-N20% 和CRF20% 處理高16.8% 和9.4%，且達到了P＜0.05顯著性水平；而CRF20% 處理下的氮吸收總量比 -N20% 處理高14 kg/hm2，說明在等量氮素的施用下，添加一定比例的控釋肥，能增加小麥的氮素吸收量。從麥季的氮素表觀平衡結果來看，3個施肥處理麥季的氮表觀平衡值從大到小分別為CK、-N20% 和CRF20%，其絕對值都高于玉米季，特別是CRF20% 處理的麥季氮素表觀平衡值為21.6 kg/hm2，雖低于其他兩個處理，但較玉米季明顯增高。其主要原因可能是麥季時間長，小麥冬季生長緩慢，在生長前期氮素的吸收量較少，有較多的氮素損失。

2.3 三種施肥處理對小麥-玉米輪作體系耕層土壤氮含量的影響

三種處理下小麥收獲期耕層土壤中的堿解氮和硝態(tài)氮含量如圖1所示。CK處理的耕層土壤堿解氮含量最高，為57.2 mg/kg，因為該處理下氮肥的投入量最大，導致殘留多。-N20% 處理的耕層土壤堿解氮含量為39.7 mg/kg，其值比其他2個處理要顯著降低，說明單獨減少氮肥投入會導致土壤肥力水平的下降，影響后季作物的正常生產。而CRF20% 處理下，經過一個年度的耕作，耕層土壤中的堿解氮含量為51.8 mg/kg，維持在CK處理水平。雖然其氮肥的施用量減少了20%，但是用20% 的控釋肥代替部分普通尿素能很好地維持土壤中堿解氮水平，確保作物的正常生產條件。

圖1　麥季后耕層土壤氮含量Fig.1 Nitrogen content in topsoil after wheat harvested

表5　玉米季和麥季經濟效益分析Table 5 Economic benefits in maize season and wheat season

在兩季作物耕作后，耕層土壤中的硝態(tài)氮含量沒有出現顯著性變化，從絕對值來看，CK處理下的耕層土壤中硝態(tài)氮含量最高，-N20% 處理下最低?？蒯尫誓軌蚴狗柿铣尸FS型釋放，在作物的生長期中更好地被作物吸收，減少肥料的損失，在減氮施肥下還能同時較好地維持耕層土壤中的氮素水平，減少氮素向下層土壤淋溶的風險，不僅可保證作物的正常生產，還降低施肥對生態(tài)壞境的影響。

2.4 三種施肥處理對小麥-玉米輪作體系經濟效益的影響

從表5可以看出，試驗中CK、-N20% 和CRF20%處理的肥料成本分別為4 092、3 918和4 301元。由于控釋肥的價格較高，CRF20% 處理的肥料成本最高，這也是制約控釋肥施用比例的一個重要因素。從總收益上來看，玉米季中CK處理最高，為10 445元/hm2，比CRF20% 處理高419元/hm2，比-N20% 處理高1 315元/hm2。在麥季的總收益中同樣是CK處理最高，為8 969元/hm2，而 -N20% 和CRF20% 處理下的總收益都比CK處理少1 000元/hm2左右。

由于CRF20% 處理的施肥模式省去了追肥的步驟，因此降低了勞力成本。所以在對比不同處理收益時需要考慮追肥的勞動力成本。根據目前的經濟發(fā)展水平以及勞動力的平均成本，本研究擬定的追肥勞動力成本為1 000元/hm2，從而計算得到除去追肥勞力之后的相對收益。從表5中可以看出，玉米季中CRF20% 處理的相對效益最佳，為10 026元/hm2，比CK和 -N20% 處理分別多581和1 896元/hm2。而在麥季的相對收益中CRF20% 處理和CK處理差異不大，都比 -N20% 處理大1 100元/hm2左右，說明CRF20% 處理下不會使得實際生產中的收益減少。

3 討論與結論

3.1 控釋肥在減氮下的穩(wěn)產作用以及經濟效益

控釋肥作為新型肥料，因其獨特的釋放特性，已有越來越多的學者開始研究其在小麥和玉米生產中的應用效果。如汪強等[15]發(fā)現在潮土區(qū)的小麥生產中，無機包膜緩/控釋肥料與尿素基施相比能增產10.03%～11.17%；李丙奇等[16]在潮土區(qū)進行田間試驗，發(fā)現控釋肥與其他肥料相比顯著增加了玉米的產量，利潤也是最高，同時減少了氮肥的施用量。而本次研究中得到CRF20% 處理能夠在減氮20% 下在玉米季中能維持常規(guī)產量，而在麥季中使得產量較CK處理有所下降，但相比同等氮肥施用量的 -20%N處理，CRF20% 處理的增產效應還是比較明顯的。在經濟效益方面，控釋肥配施下的一次施肥省去了追肥環(huán)節(jié)，在玉米季的相對效益大于常規(guī)施肥處理，在麥季也能夠與常規(guī)施肥處理相持平。

在控釋肥配比方面，李偉等[17]發(fā)現在小麥生產中控釋肥配比在50% 時效果最佳，夏偉光等[18]也同樣發(fā)現冬小麥投入控釋尿素和普通尿素1︰1配比時產量和氮素利用最佳。而本次試驗中考慮到了肥料成本，選用了20% 的控釋肥配施量，比較符合未來實際大田生產時的投入量，此配施量可能導致了麥季控釋肥的穩(wěn)產效果不理想。同時本次試驗選取的控釋肥的控釋期為90天，符合整個玉米季的生長期，而小麥生長周期較長，且麥季時土壤溫度較低，也會在一定程度上影響控釋肥的養(yǎng)分釋放效率，可能導致了其在麥季上的增產效應不如玉米季明顯[19]。由于在麥季CRF20% 處理的穩(wěn)產效果不是十分理想，在實際的生產中，可以改變氮肥的減施量及配施比，并通過選取控釋期更長，釋放更穩(wěn)定的控釋肥，以最終達到穩(wěn)產、提高經濟效益的目標。

3.2 控釋肥提高氮素的利用效率，減少環(huán)境風險

廖松等[20]通過采用電導法和好氣培養(yǎng)連續(xù)取樣法研究發(fā)現尿素包膜后顯著抑制了其水解的速度，從而起到保肥的效果。在生產中使用控釋肥，不僅僅能增加作物的經濟效益，同時因為其肥效穩(wěn)定而持久，能減少氮素揮發(fā)、淋失及反硝化脫氮損失，從而提高肥料利用率[21]。有研究發(fā)現通過控釋肥的配施在水稻生產中可以減少氮肥的施用，提高氮肥利用率以及氮收獲指數[22-23]。本研究發(fā)現在減氮20% 時，通過配施20% 控釋肥，小麥-玉米輪作體系可獲得氮素輸入與輸出更好的表觀平衡水平，減少氮肥的損失，特別是在玉米季中使得氮素的盈余量僅為4.6 kg/hm2(表4)，使得輸入土壤中的氮素更好地以植物吸收的方式輸出，確保土壤的氮素循環(huán)處于一個相對平衡穩(wěn)定的水平。

于淑芳等[24]在研究包膜控釋尿素對小麥-玉米輪作的影響時，發(fā)現施用控釋尿素能增加土壤耕層(0～20 cm)的氮素積累，減少氮素向土壤深層移動的數量。衣文平等[25]的研究也發(fā)現，施用控釋肥不僅可促進作物增產、氮肥利用率提高，還可使土壤中的硝態(tài)氮總累積量有一定提高。本研究則發(fā)現在減氮20% 的情況下，20% 控釋肥配施處理(CRF20%)的耕層土壤堿解氮含量顯著高于單一減氮20% 處理(-N20%)，且與CK處理相比差異較小。由于CRF20%處理可在耕層中維持較好的氮素水平，說明控釋肥的施用使得氮素向下層土壤的遷移量減少，降低了淺層地下水氮素污染的風險。此外也有研究發(fā)現通過控釋肥的配施還可以減少作物生長期N2O排放[26]。

3.3 研究結論和展望

本研究發(fā)現，在華北潮土區(qū)小麥-玉米輪作生產體系中，通過減氮20% 并配施20% 的控釋肥，可在玉米季維持正常的產量水平，而在麥季中略有減量。減氮并配施控釋肥的一次性施肥不僅減少了氮素投入量，還可使潮土區(qū)小麥-玉米輪作體系的氮素輸入和輸出更趨于表觀平衡，同時較好地維持土壤耕層中的氮素水平，減少氮素向土壤下層的遷移，具有較好的環(huán)境效益，在大田生產中具有較好的應用前景，且符合我國肥料的發(fā)展方向[27]。同時，控釋肥配施下的一次施肥省去了追肥環(huán)節(jié)，減少了追肥的勞力投入，能獲得較佳的經濟效益。

本研究中的控釋肥處理在麥季應用效果整體上不如在玉米季的突出，由此在選用控釋肥時要注意其本身的性質，不能為了盲目追求氮素的效益而大量減少氮素的投入，導致作物的減產。在控釋肥的生產上要提高制作的工藝，減少生產的成本，研制出控釋期更長更穩(wěn)定，適合不同作物和不同土壤類型的控釋肥[28-29]?？傊蒯尫实囊淮涡耘涫┎粌H能更好地滿足作物對養(yǎng)分的需求，更重要的是其能降低肥料損失，維持土壤氮素平衡，提高肥料利用率，降低施肥的環(huán)境風險，值得在華北潮土區(qū)玉米-小麥輪作體系中推廣應用。

參考文獻：

[1]趙榮芳,陳新平,張福鎖.華北地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作體系的氮素循環(huán)與平衡[J].土壤學報,2009,46(4):684-697

[2]王鵬文,潘萬博.我國玉米發(fā)展現狀和趨勢分析[J].天津農學院學報,2005,12(3):53-57

[3]Dinnes D L,Karlen D L,Jaynes D B,et al.Nitrogen management strategies to reduce nitrate leaching in tile-drained midwestern soils[J].Agronomy Journal,2002,94(1):153-171

[4]廖志琴.淺析我國農業(yè)勞動力缺失問題[J].農村經濟與科技,2013,24(5):43-44

[5]陳守倫,杜森,高祥照,等.我國玉米施肥存在問題及建議[J].中國農技推廣,2001,17(2):34-35

[6]Paramasivam S,Alva A.Leaching of nitrogen forms from controlled-release nitrogen fertilizers[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,1997,28(17):1 663-1 674

[7]Shaviv A,Mikkelsen R.Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimizeenvironmental degradation - A review[J].Fertilizer research,1993,35(1):1-12

[8]杜昌文,周健民,王火焰.聚合物包膜肥料研究進展[J].長江流域資源與環(huán)境,2005,14(6):725-730

[9]盧艷麗,白由路,王磊,等.華北小麥-玉米輪作區(qū)緩控釋肥應用效果分析[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2011,17(1):209-215

[10]魯如坤.土壤農業(yè)化學分析方法[M].北京:中國農業(yè)科技出版社,2000

[11]任翠蓮,馬銀麗,董嫻嫻,等.控釋尿素對夏玉米產量、氮肥利用效率及土壤硝態(tài)氮的影響[J].河北農業(yè)大學學報,2012,35(2):12-17

[12]孫克剛,和愛玲,胡穎,等.小麥-玉米輪作制下的控釋肥肥效試驗研究[J].土壤通報,2010,40(5):1 125-1 129

[13]李偉,李絮花,李海燕,等.控釋尿素與普通尿素混施對夏玉米產量和氮肥效率的影響[J].作物學報,2012,38(4):699-706

[14]司東霞,崔振嶺,陳新平,等.不同控釋氮肥對夏玉米同化物積累及氮平衡的影響[J].應用生態(tài)學報,2014,25(6):1 745-1 751

[15]汪強,李雙凌,韓燕來,等.緩/控釋肥對小麥增產與提高氮肥利用率的效果研究[J].土壤通報,2007,38(4):693-696

[16]李丙奇,劉小奇,孫克剛,等.潮土區(qū)不同肥料配方一次性施肥對玉米產量和經濟效益的影響[J].河南科學,2011,29(9):1 063-1 065

[17]李偉,李絮花,董靜,等.控釋尿素與普通尿素配施在冬小麥上的最佳應用比例研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2014,20(3):629-635

[18]夏偉光,武際,高鳳梅,等.控釋尿素不同施用條件下冬小麥產量和氮素利用效應[J].農業(yè)資源與環(huán)境學報,2014,33(1):38-44

[19]陳劍秋,張民,楊越超.包膜控釋肥養(yǎng)分釋放特性的研究[J].化肥設計,2006,44(2):56-58

[20]廖松,樊小林,賀訓平.包膜控釋尿素保肥供肥效果及其機理的研究[J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2001,29(6):13-17

[21]Fernandez-Escobar R,Benlloch M,Herrera E,et al.Effect of traditional and slow-release N fertilizers on growth of olive nursery plants and N losses by leaching[J].Scientia Horticulturae,2004,101(1):39-49

[22]郭晨,徐正偉,李小坤,等.不同施氮處理對水稻產量、氮素吸收及利用率的影響[J].土壤,2014,46(4):618-622

[23]周亮,榮湘民,謝桂先,等.不同氮肥施用對雙季稻產量及氮肥利用率的影響[J].土壤,2014,46(06):971-975

[24]于淑芳,楊力,張民,等.控釋尿素對小麥-玉米產量及土壤氮素的影響[J].農業(yè)環(huán)境科學學報,2010,29(9):1 744-1 749

[25]衣文平,孫哲,武良,等.包膜控釋尿素與普通尿素配施對冬小麥生長發(fā)育及土壤硝態(tài)氮的影響[J].應用生態(tài)學報,2011,22(3):687-693

[26]紀洋,劉剛,馬靜,等.控釋肥施用對小麥生長期N2O排放的影響[J].土壤學報,2012,49(3):526-534

[27]張夫道,王玉軍.緩/控釋BB肥是我國緩/控釋肥料的發(fā)展方向[J].磷肥與復肥,2009,24(2):8-10

[28]Shaviv A,Raban S,Zaidel E.Modeling controlled nutrient release from polymer coated fertilizers:Diffusion release from single granules[J].Environmental science & technology,2003,37(10):2251-2256

[29]吳歡歡,李若楠,張彥才,等.我國緩/控釋肥料發(fā)展現狀、趨勢及對策[J].華北農學報,2009,24(B12):263-267

Effects of Controlled-release Fertilizer on Wheat-maize Rotation System in Fluvo-aquic Soil in North China

LIANG Gang1,2,LIANG Linzhou1,DONG Xiaoying1,SHEN Renfang1*
(1 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture(Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences),Nanjing 210008,China; 2 University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

Abstract:A field experiment was conducted to study the effects of controlled-release fertilizer on crop yield,nitrogen balance and soil nitrogen residual of wheat-maize rotation system in Fluvo-aquic soil in North China.The results showed that the treatment with adding 20% controlled-release fertilizer / reducing 20% nitrogen fertilizer(CRF20%)could maintain maize yield and biomass compared to the conventional fertilization treatment(CK),decreased wheat yield and biomass,however,it was higher than the treatment of nitrogen reducing 20%(-N20%).Due to the elimination of top-dressing,and the CRF20% treatment got 581 and 1 896 Yuan RMB/hm2relative income higher than the CK and -N20% treatment in maize season,while in the wheat season the relative income of the CRF20% treatment and CK were nearly the same.The CRF20% treatment can reduce nitrogen surplus and maintain the apparent equilibrium between nitrogen input and output,especially in the maize season with a nitrogen surplus of only 4.6 kg/hm2,thus it can maintain nitrogen in topsoil to reduce nitrogen loss into the environment.

Key words:Wheat-maize rotation; Controlled-release fertilizer; Reducing nitrogen fertilizer; Economic benefits; Nitrogen equilibrium

作者簡介：梁鋼(1989—)，男，浙江寧波人，碩士研究生，主要從事土壤與植物營養(yǎng)研究。E-mail:liangg08@163.com

* 通訊作者(rfshen@issas.ac.cn)

基金項目：①國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2013CB127401)和中國科學院知識創(chuàng)新工程重大項目(KSCX2-EW-N-08)資助。

DOI:10.13758/j.cnki.tr.2016.01.008

中圖分類號：S143.1