肖富容，李東坡，薛 妍，宋玉超，張 可，李永華，鄭 野，張金明，崔永坤

（1．中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110016；2．中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3．北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司，遼寧 盤(pán)錦 124021；4．錦西天然氣化工有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125001；5．中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站，遼寧 沈陽(yáng) 110107）

隨著世界人口的快速增加，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要投入大量氮肥才能保障農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的增長(zhǎng)與人口的快速增長(zhǎng)保持同步［1-2］，然而隨著氮肥施入量不斷加大，導(dǎo)致氮肥利用率降低［3］。通常施入到土壤中的氮肥僅有不到50%被作物吸收利用，其余氮素通過(guò)氨揮發(fā)、表觀硝化-反硝化、淋洗等途徑損失［4］，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室效應(yīng)等許多環(huán)境問(wèn)題出現(xiàn)。因此，減少肥料氮的損失，提高肥料利用率，進(jìn)而減少氮肥的投入量是解決施氮肥所帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

穩(wěn)定性氮素肥料作為一種新型肥料，由于其良好的農(nóng)學(xué)效益與環(huán)境效益而備受關(guān)注［5］，已經(jīng)在我國(guó)多地推廣使用并已取得良好效果［6］。相比傳統(tǒng)肥料，生化抑制劑的添加已經(jīng)被證實(shí)具有抑制土壤硝化作用、減少土壤氧化亞氮排放［7］、提高作物產(chǎn)量及氮肥利用率［8-11］等效果。然而當(dāng)前單一生化抑制劑的施用仍然存在許多問(wèn)題，其施用效果會(huì)受到多種土壤因素的影響［12-13］，不同抑制劑或配方在不同土壤中的作用效果差異很大。為進(jìn)一步提高肥料利用率，減少化學(xué)肥料的施用量，需要不斷提高穩(wěn)定性氮肥的性能，研制專(zhuān)用而更為高效穩(wěn)定的新型穩(wěn)定性氮素肥料。

近年來(lái)，生物刺激素行業(yè)在國(guó)際上快速發(fā)展壯大，2010年以來(lái)受到國(guó)內(nèi)肥料研究領(lǐng)域廣泛關(guān)注。2016年中國(guó)生物刺激素發(fā)展聯(lián)盟成立，獲得了國(guó)內(nèi)優(yōu)秀生物刺激劑企業(yè)的大力支持，極大地推動(dòng)了生物刺激素生產(chǎn)、研發(fā)的發(fā)展。與此同時(shí)，多種類(lèi)型生物刺激素被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中。行業(yè)中大多將生物刺激素分為8種，分別是腐植酸、游離氨基酸、抗蒸騰劑、甲殼素、海藻提取物、無(wú)機(jī)鹽、有益化學(xué)元素及復(fù)雜有機(jī)材料，其中應(yīng)用較為廣泛的當(dāng)屬腐植酸，已經(jīng)被證實(shí)具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育［14-15］、根系伸長(zhǎng)及增加側(cè)根生長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)量［16］、增強(qiáng)植物抗逆性［17］等功能，通常以與肥料相結(jié)合的方式在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。相比傳統(tǒng)肥料，腐植酸肥料可以起到提高作物地上部干物質(zhì)重、增加作物產(chǎn)量、提高果實(shí)品質(zhì)、促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收、提高氮素利用率等作用［18-21］。當(dāng)前在農(nóng)用領(lǐng)域，關(guān)于葉面肥、水溶肥中添加腐植酸的研究報(bào)道較多，對(duì)于二者結(jié)合效果有較為明確的結(jié)論。然而腐植酸與穩(wěn)定性氮素肥料的結(jié)合效果研究卻鮮有報(bào)道。對(duì)于腐植酸與哪些生化抑制劑配合施用能夠起正效應(yīng)，與哪些生化抑制劑配合施用起負(fù)效應(yīng)，腐植酸與生化抑制劑結(jié)合對(duì)尿素氮素轉(zhuǎn)化的調(diào)控作用影響如何，還沒(méi)有明確的結(jié)論。因此，針對(duì)腐植酸與生化抑制劑結(jié)合制成的高效穩(wěn)定性增效尿素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的有效性研究十分必要，隨著生物刺激素產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，這一工作迫在眉睫。本試驗(yàn)以尿素為研究對(duì)象，通過(guò)研究腐植酸與不同種生化抑制劑配合添加到尿素中制成穩(wěn)定性尿素肥料在黑土中的施用效果，為新一代黑土專(zhuān)用高效穩(wěn)定性增效尿素肥料的研制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為黑土，采自吉林省農(nóng)安縣永安鄉(xiāng)玉米茬0～20 cm耕層。土壤有機(jī)質(zhì)為32.19 g/kg，全氮1.68 g/kg，銨態(tài)氮11.15 mg/kg，硝態(tài)氮59.73 mg/kg，全磷0.79 g/kg，有效磷78.88 mg/kg，全鉀50.50 g/kg，速效鉀322.15 mg/kg，pH值6.23。供試尿素為國(guó)藥集團(tuán)生產(chǎn)，含氮量46%；重過(guò)磷酸鈣由云天化集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，含P2O543%；氯化鉀由俄羅斯生產(chǎn)，含K2O 60%；本試驗(yàn)所用脲酶抑制劑N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT）由Macklin生物科技公司生產(chǎn)，硝化抑制劑3，4-二甲基吡唑磷酸鹽（DMPP）和2-氯-6-三甲基吡啶（CP）均由Maya Reagent生物科技公司生產(chǎn)，以上生化抑制劑均為分析純。所用生物刺激素腐植酸（H）由國(guó)內(nèi)某公司提供，含腐植酸70%。供試作物為春玉米，品種為“東單6531”。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)處理，分別為：（1）不施用氮肥、只施磷鉀肥料（CK）；（2）單施尿素（N）；（3）添加腐植酸尿素（H）；（4）添加NBPT尿素（NBPT）；（5）添加DMPP尿素（DMPP）；（6）添加CP尿 素（CP）；（7）添 加NBPT和 腐 植 酸 尿素（NBPT+H）；（8）添 加DMPP和 腐 植 酸 尿 素（DMPP+H）；（9）添加CP和腐植酸尿素（CP+H）。每個(gè)處理3次重復(fù)，其中腐植酸的添加量為尿素量的6‰，NBPT、DMPP、CP添加量分別為尿素量的0.25%、0.5%、0.25%。上述各處理施氮量均為0.7g/kg，施磷量P2O5為0.12 g/kg，施鉀量K2O為0.15 g/kg。采用玉米盆栽試驗(yàn)，每盆裝土量折合干土6 kg，每盆定植1株玉米。

具體盆栽方法：將經(jīng)過(guò)預(yù)處理過(guò)2 mm篩的土壤平鋪在塑料布上，將提前稱(chēng)好的生化抑制劑與生物刺激素充分混合均勻，再與尿素肥料混合均勻，制作成高效穩(wěn)定性增效尿素肥料，再與土壤混合，經(jīng)過(guò)充分混合后，將土壤轉(zhuǎn)移至高28 cm、直徑26 cm的塑料盆中，澆水至土壤含水量為田間持水量的60%。將盆埋于玉米田間，盆上沿高出地面5 cm，每盆播入5粒玉米種子，出苗后在玉米三葉期每盆定植為1株。在玉米的生育過(guò)程中人工澆水，澆水量為保證玉米正常生長(zhǎng)但水分不流失為宜，在玉米生育期內(nèi)不再追肥。

1.3 樣品采集

試驗(yàn)于2020年5月12日裝盆播種，10月6日收獲。分別在玉米4個(gè)生育時(shí)期（苗期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期）采集土壤樣品，采用5點(diǎn)取樣法，將采集到的土壤樣品混合均勻，去除細(xì)根、雜物等，過(guò)2 mm篩備用。于玉米成熟期測(cè)量玉米株高、莖粗，收獲整盆植株樣品，收集玉米籽粒、莖葉、秸稈及根系，風(fēng)干后測(cè)定玉米的籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量。同時(shí)采集玉米籽粒、秸稈及根系樣品進(jìn)行全氮含量分析。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

土壤尿素態(tài)氮測(cè)定，混勻土壤樣品用2 mol/L氯化鉀-乙酸苯汞溶液浸提（土∶水=1∶10），在160 r/min條件下振蕩1 h，過(guò)濾土壤得到浸提液，濾液用AA3型流動(dòng)分析儀測(cè)定；土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量測(cè)定，混勻土壤樣品用2 mol/L氯化鉀溶液浸提（土∶水=1∶10），在160 r/min條件下振蕩1 h，過(guò)濾土壤得到浸提液，用AA3型流動(dòng)分析儀測(cè)定，兩者之和稱(chēng)為土壤速效氮含量。

在玉米抽雄吐絲期選取玉米棒三葉（棒上葉、棒葉、棒下葉），使用葉綠素儀及葉面積儀測(cè)定葉片葉綠素含量、葉面積，計(jì)算平均值。成熟期對(duì)玉米進(jìn)行考種，將玉米籽粒、莖葉、秸稈、根系置于烘箱之中，70℃烘至恒重，用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)0.5 mm篩，使用VARIO MACRO元素分析儀測(cè)定植株全氮含量。

1.5 計(jì)算方法

硝化抑制率（%）=（a-b）/a×100式中：a為只施普通尿素處理的土壤硝態(tài)氮含量（mg/kg），b為添加硝化抑制劑或與腐植酸尿素處理的土壤硝態(tài)氮含量（mg/kg）［22］。

玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)=玉米籽粒產(chǎn)量/玉米生物產(chǎn)量；

玉米植株氮積累量（g/株）=玉米植株含氮量×玉米植株干物質(zhì)重。根據(jù)葛均筑等［23］的方法進(jìn)行以下指標(biāo)的計(jì)算：玉米氮收獲指數(shù)=玉米籽粒氮積累量/玉米植株氮積累量；

玉米氮肥吸收利用率（%）=（施氮處理玉米植株氮積累量-不施氮肥處理玉米植株氮積累量）/施氮量×100；

玉米氮肥農(nóng)學(xué)效率（g/g）=（施氮處理玉米籽粒產(chǎn)量-不施氮處理玉米籽粒產(chǎn)量）/施氮量；

玉米氮肥偏生產(chǎn)力（g/g）=施氮處理玉米籽粒產(chǎn)量/施氮量；

肥料氮貢獻(xiàn)率（%）=（施氮處理玉米籽粒產(chǎn)量-不施氮處理玉米籽粒產(chǎn)量）/施氮玉米籽粒產(chǎn)量×100。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2010、SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Origin 9.0作圖，采用Duncan最小顯著極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理黑土尿素態(tài)氮、銨態(tài)氮與硝態(tài)氮變化特征

2.1.1 不同處理黑土尿素態(tài)氮變化特征

玉米苗期土壤尿素態(tài)氮的測(cè)定結(jié)果表明，玉米苗期黑土中的尿素態(tài)氮為零，說(shuō)明在玉米苗期黑土中的尿素態(tài)氮已經(jīng)不存在，苗期以后黑土更沒(méi)有尿素態(tài)氮存在。

2.1.2 不同處理黑土銨態(tài)氮變化特征

黑土土壤銨態(tài)氮含量隨玉米生育時(shí)期的進(jìn)行呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖1），苗期土壤銨態(tài)氮含量最高。苗期CP+H處理銨態(tài)氮含量為336.47 mg/kg，顯著高于其他各處理（圖1）（P＜0.05）。其次是CP處理較高，說(shuō)明CP在玉米苗期具有較好的硝化抑制效果，同時(shí)腐植酸與CP結(jié)合可以更好地抑制黑土硝化作用的進(jìn)行。再次是添加DMPP處理的銨態(tài)氮含量較高（P＜0.05）；除2個(gè)對(duì)照處理外，H處理銨態(tài)氮最低，表明腐植酸的單獨(dú)添加不能起到抑制黑土硝化作用的效果。大喇叭口期添加CP處理銨態(tài)氮含量較高，在54.61 mg/kg以上。灌漿期添加腐植酸及生化抑制劑處理中，CP處理銨態(tài)氮含量最高，顯著高于其他處理。成熟期多數(shù)處理的銨態(tài)氮含量趨于一致（圖1）。

圖1 不同處理玉米不同生育時(shí)期黑土銨態(tài)氮含量

上述分析表明，CP硝化抑制效果好于DMPP，能使玉米前期黑土中銨態(tài)氮含量保持較高水平。生育前期CP+H處理比單獨(dú)添加CP處理顯著提高黑土銨態(tài)氮含量。

2.1.3 不同處理黑土硝態(tài)氮變化特征

黑土硝態(tài)氮含量隨玉米生育時(shí)期呈現(xiàn)先降低后升高再降低的趨勢(shì)，主要是由于大喇叭口期植株大量吸收氮素導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮含量降低，生育后期玉米對(duì)氮素吸收速度降低又導(dǎo)致土壤氮素積累所致，苗期土壤硝態(tài)氮含量最高（圖2）。

前3個(gè)生育時(shí)期，CK處理硝態(tài)氮含量均低于施氮處理，至成熟期由于腐植酸及生化抑制劑作用效果的減弱而與H、NBPT、NBPT+H處理之間無(wú)顯著差異，顯著高于N處理（圖2）。

苗期，NBPT處理土壤硝態(tài)氮含量最高，顯著高于其他處理；H處理硝態(tài)氮含量顯著高于N處理，說(shuō)明腐植酸的單獨(dú)添加能夠促進(jìn)土壤硝態(tài)氮的累積；DMPP+H處理顯著高于DMPP處理，表明腐植酸的添加降低玉米苗期DMPP的硝化抑制效果（P＜0.05）。大喇叭口期添加NBPT的處理硝態(tài)氮含量較高，在9.83 mg/kg以上，說(shuō)明NBPT的添加能使生育前期玉米土壤硝態(tài)氮含量保持較高水平；其次是DMPP+H處理，顯著高于DMPP處理（P＜0.05）；添加CP處理硝態(tài)氮含量較低，其中CP與CP+H處理之間無(wú)顯著差異。灌漿期起由于玉米植株對(duì)土壤氮素的吸收導(dǎo)致多數(shù)處理土壤硝態(tài)氮趨于一致。（圖2）。

圖2 不同處理玉米不同生育時(shí)期黑土硝態(tài)氮含量

上述分析表明CP具有較強(qiáng)的硝化抑制作用，使黑土硝態(tài)氮保持較低水平時(shí)間較長(zhǎng)。施用添加生物刺激素腐植酸的尿素比單獨(dú)施用尿素顯著提高黑土硝態(tài)氮含量，可能是腐植酸能夠促進(jìn)黑土土壤硝化作用所致。NBPT+H處理比NBPT處理顯著降低黑土硝態(tài)氮含量。DMPP+H、CP+H處理分別比DMPP、CP處理的黑土硝態(tài)氮含量均有提高。

2.2 不同處理對(duì)玉米苗期黑土硝化抑制率的影響

添加DMPP、CP尿素玉米苗期均具有硝化抑制效果，硝化抑制率分別為56.58%、66.85%（圖3）。CP處理硝化抑制率最高，為66.85%，與CP+H處理無(wú)顯著差異，顯著高于其他處理（P＜0.05）；NBPT處理硝化抑制率最低，為-34.69%（圖3）。相比普通尿素，添加生物刺激素腐植酸沒(méi)有硝化抑制效果，反而促進(jìn)黑土的硝化作用。單獨(dú)添加NBPT不具有硝化抑制效果，然而NBPT+H處理比NBPT處理顯著提高了硝化抑制率，說(shuō)明兩者結(jié)合能夠起到抑制黑土土壤硝化作用的效果。DMPP+H處理比DMPP處理顯著降低了硝化抑制率，黑土中腐植酸與DMPP結(jié)合會(huì)降低DMPP的硝化抑制效果。CP+H處理與CP處理硝化抑制率無(wú)顯著差異（P＜0.05）。

圖3 不同處理玉米苗期黑土硝化抑制率

2.3 不同處理對(duì)玉米株高、莖粗、葉片葉綠素含量及葉面積的影響

CK玉米株高、莖粗、葉片葉綠素含量、葉面積均顯著低于施氮處理，說(shuō)明施氮處理可以顯著增加玉米株高、莖粗、葉片葉綠素含量、葉面積（表1）（P＜0.05）。

添加腐植酸與NBPT、DMPP、CP比單獨(dú)添加NBPT、DMPP、CP處理玉米株高分別提高6.30%、7.97%、0.25%（表1）（P＜0.05），同時(shí)添加腐植酸與NBPT、DMPP、CP處理比單獨(dú)添加NBPT、DMPP、CP處理玉米莖粗分別降低4.28%、3.00%、8.50%，且各處理間均無(wú)顯著差異（P＜0.05）。

研究發(fā)現(xiàn)，添加腐植酸及生化抑制劑尿素處理玉米葉片葉綠素含量均顯著高于單獨(dú)施氮處理，說(shuō)明腐植酸及生化抑制劑的添加可以顯著提高玉米葉片葉綠素含量（P＜0.05）（表1）。添加腐植酸與NBPT、DMPP、CP尿素比單獨(dú)添加NBPT、DMPP、CP尿素玉米葉綠素含量分別提高3.22%、20.17%、35.59%（P＜0.05）。NBPT+H、DMPP+H、CP+H處理比NBPT、DMPP、CP處理玉米葉片葉面積分別降低12.30%、18.34%、5.46%（P＜0.05）。

表1 不同處理玉米株高、莖粗、葉綠素含量、葉面積

添加腐植酸與NBPT、DMPP、CP尿素比單獨(dú)添加NBPT、DMPP、CP尿素玉米株高及葉綠素含量均有所增高，玉米莖粗及葉面積均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，可能是腐植酸具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)、葉綠素合成等功能，同時(shí)相比單獨(dú)添加腐植酸或生化抑制劑，二者配合使用會(huì)導(dǎo)致玉米植株莖粗及葉面積的降低。

2.4 不同處理對(duì)玉米生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響

由表2可知，施氮處理玉米生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量均顯著高于CK處理，說(shuō)明氮肥的施用能夠起到顯著增產(chǎn)的效果，然而CK玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)與N處理并無(wú)顯著差異，說(shuō)明施氮與否不會(huì)對(duì)黑土玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)造成顯著影響（表2）。相比普通尿素，添加腐植酸及生化抑制劑顯著提高了玉米生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量，平均提高0.79和0.78倍。H處理玉米生物產(chǎn)量及籽粒產(chǎn)量均最高，表明腐植酸的添加對(duì)玉米有明顯的增產(chǎn)效果。

表2 不同處理玉米植株生物量、籽粒產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)

添加腐植酸與NBPT、DMPP比單獨(dú)添加NBPT、DMPP處理玉米籽粒產(chǎn)量及生物產(chǎn)量均有所降低，結(jié)合先前分析結(jié)果表明腐植酸的添加能夠促進(jìn)硝化作用，造成硝態(tài)氮生成速率加快，而相比銨態(tài)氮，硝態(tài)氮不易被土壤吸附，且易流失，因此認(rèn)為腐植酸的添加提高了肥料氮的損失量，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量有所降低。CP+H處理比CP處理顯著提高了玉米生物產(chǎn)量及籽粒產(chǎn)量，可能是腐植酸的添加能夠提高CP作用效果，提高黑土中速效氮含量，進(jìn)而起到增產(chǎn)效果。

2.5 不同處理對(duì)玉米植株吸氮量、氮肥利用效率指標(biāo)的影響

CK處理玉米籽粒吸氮量、總吸氮量均顯著低于施氮處理，表明氮肥的添加能夠顯著提高植株體內(nèi)氮素的積累量。相比普通尿素，添加腐植酸及生化抑制劑能夠顯著提高玉米籽粒吸氮量、植株總吸氮量、氮肥利用率、農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力、肥料氮貢獻(xiàn)率，平均提高0.69、0.68、2.74、3.81、0.78、1.59倍，腐植酸及生化抑制劑均具有提高肥料吸收利用率及植株吸氮量的作用效果（表3）。H處理籽粒吸氮量、總吸氮量、氮肥利用率、農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力、氮肥貢獻(xiàn)率均最高，表明腐植酸的添加能夠有效促進(jìn)玉米植株對(duì)氮素的吸收，進(jìn)而提高氮肥利用效率。同時(shí)相比生化抑制劑單獨(dú)施用，腐植酸的添加均未對(duì)玉米植株吸氮量造成顯著影響（表3）。

表3 不同處理玉米植株氮素累積吸收量及氮肥效率指標(biāo)

添加腐植酸與NBPT比單獨(dú)NBPT尿素玉米籽粒吸氮量、氮收獲指數(shù)、肥料氮貢獻(xiàn)率顯著降低，其他指標(biāo)無(wú)顯著差異（P＜0.05）。添加腐植酸與DMPP比單獨(dú)DMPP尿素玉米籽粒吸氮量、氮收獲指數(shù)、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力顯著降低，其他指標(biāo)無(wú)顯著差異，但均有所下降，腐植酸與DMPP配合添加會(huì)降低DMPP的硝化抑制效果，造成植株對(duì)肥料氮的吸收減少，進(jìn)而降低氮肥利用率。添加腐植酸與CP比單獨(dú)添加CP尿素顯著提高了玉米植株總吸氮量、氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力、肥料氮貢獻(xiàn)率，但顯著降低了氮收獲指數(shù)，其余指標(biāo)無(wú)顯著差異。腐植酸與CP配合添加可以提高尿素肥料性能，有效促進(jìn)黑土玉米植株對(duì)氮的吸收，提高肥料利用率。

3 討論

3.1 腐植酸與不同生化抑制劑結(jié)合對(duì)尿素氮轉(zhuǎn)化的影響

試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸的添加能夠提高土壤無(wú)機(jī)氮含量，是由于腐植酸與尿素之間能發(fā)生絡(luò)合作用，形成腐脲［24］，抑制尿素態(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，同時(shí)腐植酸可以有效抑制土壤中脲酶活性［25］，其共同作用延緩?fù)寥乐心蛩貞B(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少因大量銨態(tài)氮累積造成氨揮發(fā)損失，進(jìn)而提高土壤無(wú)機(jī)氮的含量。

施用添加腐植酸與NBPT尿素比單獨(dú)添加NBPT尿素，顯著提高NBPT的硝化抑制效果，可能是腐植酸與NBPT都可抑制尿素態(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，降低了硝化作用底物銨態(tài)氮濃度的結(jié)果，兩者結(jié)合能夠起到抑制黑土硝化作用的效果。施用添加腐植酸與DMPP尿素比單獨(dú)添加DMPP尿素，顯著降低DMPP的硝化抑制效果，可能是腐植酸本身是土壤有機(jī)質(zhì)的組成成分［15］，腐植酸的添加能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)［26］，在高有機(jī)質(zhì)土壤中DMPP降解速率會(huì)加快，作用時(shí)間較短；另一方面，腐植酸的添加會(huì)增加土壤中水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量［27］，改善土壤結(jié)構(gòu)［28］，會(huì)有更多的DMPP被土壤吸附，也會(huì)降低其作用效果。施用添加腐植酸與CP尿素比單獨(dú)添加CP尿素，顯著增加玉米生育前期黑土銨態(tài)氮含量，同時(shí)增加黑土無(wú)機(jī)氮含量，這可能是腐植酸與CP結(jié)合后抑制尿素態(tài)氮向銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化的作用強(qiáng)度，CP又可以抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，兩者對(duì)于抑制黑土中尿素態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化作用顯著增強(qiáng)。

3.2 腐植酸與不同生化抑制劑結(jié)合對(duì)玉米生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量及氮肥利用率的影響

單獨(dú)添加生化抑制劑處理中，CP處理玉米株高最高，其次是DMPP處理，再其次是NBPT處理，這是由于尿素態(tài)氮在施入土壤后轉(zhuǎn)化較快，在田間盆栽試驗(yàn)中，氮素?fù)p失主要是通過(guò)氨揮發(fā)途徑及表觀硝化-反硝化途徑，研究發(fā)現(xiàn)氨揮發(fā)損失約占施氮量的11%，而表觀硝化-反硝化損失約占34%［29］。NBPT的添加能夠有效抑制尿素態(tài)氮向銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而減少氨揮發(fā)損失，而DMPP、CP的添加能夠有效抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少表觀硝化-反硝化損失，因此NBPT處理相比DMPP、CP處理肥料氮總損失量更高，因此NBPT處理玉米株高低于DMPP、CP處理。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，黑土中CP的硝化抑制效果好于DMPP，因此較CP處理，DMPP處理肥料氮的表觀硝化-反硝化損失更高，因此DMPP處理玉米株高低于CP處理。與單獨(dú)添加生化抑制劑尿素相比，腐植酸加入均提高了玉米株高及葉片葉綠素含量，但玉米植株莖粗及葉片葉面積均有所降低，可能是腐植酸可以促進(jìn)植物組織合成及對(duì)氮素的利用［30］，因此添加腐植酸的穩(wěn)定性尿素玉米株高有所增加，同時(shí)腐植酸能夠促進(jìn)植株光合作用［31］，致使葉片葉綠素增加。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境脅迫壓力會(huì)造成植株生理形態(tài)的改變，如植株葉片大小、莖伸長(zhǎng)及根系形態(tài)的改變［32］，在玉米生長(zhǎng)過(guò)程中，腐植酸能夠促進(jìn)作物根系發(fā)育，增強(qiáng)植株吸收養(yǎng)分能力，減輕環(huán)境脅迫壓力，但在相對(duì)較低環(huán)境脅迫壓力下，玉米抗倒伏能力呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，因此相比尿素，添加腐植酸反而造成玉米莖粗有不同程度的降低，而另一方面玉米葉片葉綠素的增加，標(biāo)志著單位面積葉片光合作用增強(qiáng)，相比施用只添加生化抑制劑尿素，較少的玉米葉面積就可以滿足植株光合作用的需要，因此相比單獨(dú)施用只添加生化抑制劑尿素，腐植酸與生化抑制劑結(jié)合反而導(dǎo)致玉米葉片葉面積減少。

黑土施用添加腐植酸與NBPT尿素比單獨(dú)添加NBPT尿素降低了玉米產(chǎn)量、植株吸氮量及氮肥利用效率，是因腐植酸能增強(qiáng)土壤微生物活性［33］，微生物活躍的條件下，NBPT會(huì)被較快水解［34］，兩者配合施用加快了NBPT的水解速率，縮短其有效作用時(shí)間，氮素?fù)p失增加，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量及肥料利用率等諸多指標(biāo)下降。施用添加腐植酸與DMPP尿素比單獨(dú)添加DMPP尿素降低了玉米產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、植株吸氮量及氮肥利用效率等，與腐植酸降低DMPP硝化抑制效果相一致，也與DMPP+H處理硝化抑制率及黑土氮素變化特征相符，黑土中兩者結(jié)合使用沒(méi)有正效應(yīng)，不利于玉米植株增產(chǎn)及肥料利用率的提高。施用添加腐植酸與CP尿素比單獨(dú)添加CP尿素顯著提高玉米產(chǎn)量、葉片葉綠素含量、植株吸氮量、氮肥利用效率，玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)、株高、籽粒吸氮量也均有所提高，是由于腐植酸抑制黑土尿素態(tài)氮向銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化，與CP配合使用可以有效抑制黑土尿素態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化及減少尿素氮損失，增加了黑土氮素含量，這與CP+H處理黑土速效氮變化規(guī)律相符；同時(shí)腐植酸促進(jìn)玉米植株對(duì)土壤氮素吸收，提高尿素氮素利用率，以及起到增產(chǎn)的作用。

4 結(jié)論

在黑土中施用添加腐植酸與CP尿素可以提高玉米產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、植株吸氮量、肥料利用效率、玉米株高及葉片葉綠素含量；施用添加腐植酸與NBPT尿素，腐植酸與NBPT抑制黑土銨態(tài)氮硝化具有協(xié)同作用，能顯著增加玉米株高及葉片葉綠素含量；施用添加腐植酸與DMPP尿素顯著降低DMPP的硝化抑制效果，降低玉米產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、植株吸氮量、肥料利用效率、玉米莖粗及葉面積，但玉米株高及葉片葉綠素含量有所提高。黑土栽培玉米，最適合的生物刺激素腐植酸與生化抑制劑結(jié)合配方為CP與腐植酸的組合，尿素中添加這一配方制成的穩(wěn)定性增效尿素，其作用效果明顯強(qiáng)于生物刺激素腐植酸或硝化抑制劑CP單獨(dú)添加到尿素中的穩(wěn)定性尿素。在黑土中栽培玉米，將CP與腐植酸配合添加到尿素中制成新型高效穩(wěn)定性增效尿素肥料施用效果最好。避免將NBPT、DMPP與腐植酸同時(shí)添加尿素中制成穩(wěn)定性肥料，不利于提高玉米產(chǎn)量和氮肥肥料的利用率。