常规尿素掺混控释尿素一次施用对旱作春玉米产量及氮素利用的影响

【目的】通过田间试验研究施氮量和施肥方式对旱作春玉米产量、经济效益、干物质累积量、氮素累积利用和土壤无机氮残留的影响,为春玉米高产及高效施肥提供理论支撑。【方法】本研究采用裂区试验,以施肥方式为主处理,包括常规尿素一次施肥(OF)、常规尿素分次施肥(TF)和常规尿素掺混控释尿素一次施肥(MF);施氮量为副处理,设0、60、120、180、240、300 kg/hm^(2)6个施氮水平(N0、N60、N120、N180、N240、N300)。在玉米十叶期(V10)、吐丝期(R1)、灌浆期(R3)、成熟期(R6)分别采集植株样品,测定植株生物量,并按器官分类测定不同部位的氮含量。【结果】1)3种施肥方式下,随着施氮量的增加产量逐渐增加,当施氮量达到240 kg/hm^(2)后,产量不再显著增加。MF施氮处理的平均产量较OF和TF处理分别显著提高了5.0%和4.2%,经济效益分别提高了7.9%和25.7%。2)增施氮肥显著增加了干物质累积量,当施氮量达到240 kg/hm^(2)后,收获期干物质累积量不再显著增加。N240处理吐丝期和收获期的干物质累积量MF较OF分别增加了19.5%和12.5%。3)增施氮肥显著增加了花前、花后和氮素总累积量。MF方式的N240处理氮素总累积量较OF和TF方式分别显著增加了32.7%、20.9%。4)增施氮肥显著增加了收获期茎、叶、籽粒氮含量以及茎氮、叶氮转移量。相同施氮量下,收获期茎、叶、籽粒氮含量和茎、叶氮向籽粒的转移量都表现为MF>TF>OF,且MF方式显著高于OF方式。5)相比OF和TF方式,MF方式显著提高了氮肥农学效率、偏生产力和表观回收率,显著降低了无机氮残留和氮表观损失。【结论】常规尿素掺混控释尿素一次施肥方式在施氮量为240 kg/hm^(2)时,显著提高了春玉米的产量、经济效益、氮素累积量和肥料利用率,降低了土壤无机氮残留,为当地高产和高效施肥的最佳方式。

控释尿素掺混比例对旱地玉米产量、无机氮含量及氮肥利用率的影响

【目的】控释尿素一次性轻简化施肥技术应用于陇东旱塬区春玉米生产增产效果显著。本研究从控释尿素与普通尿素掺混施用对玉米产量、土壤无机氮含量、酶活性及氮肥利用率的影响角度,研究其增产机理。【方法】2020—2021年连续两年在陇东旱塬的庆阳市镇原县梧桐村,以‘先玉335’为供试品种开展了玉米田间试验。在施N 225 kg/hm^(2)的前提下,设置5个控释尿素与普通尿素的掺混比例:100%普通尿素(N0:10)、100%控释尿素(N10:0)、30%控释尿素+70%普通尿素(N3:7)、50%控释尿素+50%普通尿素(N5:5)、70%控释尿素+30%普通尿素(N7:3),以不施氮处理(N0)为对照。调查了玉米产量,0—40 cm土层土壤无机氮含量、酶活性,计算了氮肥利用率和籽粒品质。【结果】控释尿素与普通尿素掺混显著增加了玉米穗粒数和百粒重,提高了玉米产量,以N7:3处理两年平均产量最高(16618 kg/hm^(2)),较N0:10、N10:0和N0处理分别增产20.1%、13.6%和55.6%;纯收益和产投比较N0:10处理分别增加了0.71万元/hm^(2)和16.3%,较N10:0处理分别增加了0.55万元/hm^(2)和15.2%。N3:7、N5:5、N7:3比N0:10和N10:0处理显著降低了0—40 cm土层NO_(3)^(-)-N含量,比N0处理显著提高了0—20 cm土层土壤NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量,明显阻隔了NO_(3)^(-)-N向深层淋失。N3:7、N5:5、N7:3比N0:10、N10:0和N0处理降低了秸秆氮积累量,并相应提高了籽粒氮积累量,以N7:3处理效果最显著。随控释尿素掺混比例增加,土壤硝酸还原酶和脲酶活性呈增加趋势,而过氧化氢酶、蔗糖酶、亚硝酸还原酶活性呈下降趋势。与N0:10相比,N10:0、N3:7、N5:5和N7:3均显著提高了氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥利用率和肥料贡献率,以N7:3处理的氮肥利用率最高,2年平均为39.3%,较N0:10和N10:0处理平均分别提高33.1%和21.9%。N7:3处理玉米籽粒中赖氨酸含量显著高于其他处理,蛋白质含量也较N0:10、N10:0和N0处理分别提高3.1%、4.0%和5.6%,改善玉米籽粒品质的效果显著。【结论】控释尿素与普通尿素按7∶3掺混基施,可保持玉米整个生育期0—20 cm土层较高的硝态氮含量,减少硝态氮向20—40 cm土层淋失,因此,可显著提高玉米产量、品质、氮肥利用效率和生产效益,是陇东旱塬区适宜的氮素运筹措施。

长期施用控释掺混尿素对麦田土壤酶活性及养分的影响

为探究秸秆还田条件下长期施用控释掺混尿素对土壤酶活性及养分状况的影响。基于自2008年开始的长期定位施肥田间试验,于2021年小麦返青期、挑旗期、灌浆期和成熟期采集0—20 cm土壤样品,以不施氮肥为对照,研究秸秆还田条件下控释掺混尿素(CRF)和普通尿素(BBF)2种氮肥类型及不施氮(N 0 kg/hm^(2))、减量(N 120 kg/hm^(2),N1)、常量(N 240 kg/hm^(2),N2)和增量(N 360 kg/hm^(2),N3)4个施氮水平对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响,并对指标进行相关性分析。结果表明:相同施氮水平下的控释掺混尿素处理较普通尿素处理土壤蔗糖酶活性提高9.6%~21.0%,纤维素酶活性提高9.0%~31.5%。在小麦返青期和成熟期,控释掺混尿素处理的土壤硝态氮含量显著高于普通尿素处理,提高23.2%~145.0%。在返青期,CRF2处理土壤铵态氮含量较BBF2处理显著提高148.0%;成熟期,各施氮水平的控释掺混尿素处理的土壤铵态氮含量均显著高于普通尿素处理。CRF1和CRF2处理的小麦籽粒产量分别较BBF1和BBF2处理提高9.8%和12.4%。土壤脲酶、过氧化氢酶活性与土壤全氮、有机质、硝态氮含量呈显著正相关关系,过氧化氢酶、纤维素酶活性与速效磷和有效钾含量呈显著负相关关系。秸秆还田配施控释掺混尿素较普通尿素提高小麦生育中后期土壤酶活性,更有利于小麦前、后期速效氮供应,长期施用显著提高土壤有机质含量,可提高土壤的保肥性和缓冲性,培肥土壤,其中以常量控释掺混尿素施肥为最优处理。

不同养分释放期控释尿素掺混后的养分释放特征

以3种养分释放期不同的控释尿素为供试肥料,采用化工行业标准《控释肥料》(HG/T 4215—2011)中规定的25℃静水浸提凯氏定氮法和100℃快速浸提凯氏定氮法,试验研究了不同养分释放期控释尿素的不同掺混比例对养分释放特征的影响。试验结果表明:几种控释尿素掺混后养分释放率的实测值与按比例加权值计算的释放率相当,通过100℃静水浸提法也可快速预测掺混控释尿素在25℃静水中的养分释放期;不同养分释放期的控释尿素掺混后,其养分释放期仍与养分释放期较长的那种控释尿素相同,养分释放高峰点出现时间与不同养分释放期控释尿素掺混比例有关;根据不同养分释放期控释尿素时段溶出的养分加权值计算不同时段的养分释放率,所得预测值与实测释放率基本一致;对于掺混控释尿素,养分释放期较长的控释尿素掺混一定比例的养分释放期相对较短的控释尿素,可在作物前期或在作物快速生长期出现养分释放高峰,更好地满足作物养分最大效率期对养分的需求,弥补单一长效控释尿素前期养分供应不足的缺点,使控释肥养分释放与作物各生育期对养分的需求相同步。

控释掺混尿素对稻麦产量及氮素利用率的影响

【目的】为了探究控释掺混尿素对稻麦产量及氮素利用率的影响,并分析不同氮肥处理下稻麦生长差异及原因,【方法】采用稻麦轮作两季作物大田试验,共设7个处理,包括不施氮CK处理、常规施肥以及掺混控释氮肥10%、20%、40%、80%、100%(依次记为CK,T_1、T_2、T_3、T_4、T_5和T_6处理),探讨了控释掺混尿素对稻麦干物质积累与分配、干物质增长速率、氮素积累与分配、产量与产量构成因子以及氮素利用率的影响。【结果】掺混控释氮肥20%以上对稻麦生育中后期干物质与氮积累有明显促进作用。但稻麦成熟期干物质与氮分配均呈现出掺混80%以上控释氮肥处理穗部分配明显较少,而茎、叶分配相对较多的特征,表现出一定程度的茎叶徒长,贪青晚熟趋势。添加20%以上比例控释氮肥均具有显著增产的效果,掺混40%控释氮肥处理分别比常规施肥处理增产14.23%(小麦)和10.93%(水稻),分别比单施控释氮肥处理增产7.37%和3.83%。稻麦季随掺混比例增加,氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮肥表观利用率均呈先增加后减少趋势,以掺混40%控释氮肥处理最优。各施氮处理均以单施控释氮肥处理的氮收获指数最低,小麦与水稻季分别较常规施肥处理下降了3.99%和8.51%。稻麦季土壤氮依存率随掺混比增加呈先下降后回升趋势,且均以掺混40%控释氮肥最低,分别比常规施肥处理下降了14.38%(小麦)和15.84%(水稻)。【结论】控释掺混氮肥处理可协调稻麦氮素吸收与分配,有利于作物生长发育,达到增产和提高氮素利用效率的作用,综合各因素以20%~40%掺混比例为佳。

控释掺混尿素对土壤无机氮和油菜产量及氮素利用率的影响

2014—2015连续两年通过大田试验研究了尿素、控释氮肥、控释掺混尿素对耕层土壤无机氮、油菜生长性状和产量、氮素利用率以及经济效益的影响,为控释氮肥在油菜生产中的应用推广提供依据。结果表明,较常规施肥处理相比,各控释氮肥处理促进了油菜全生育期氮素供应,有效提高了油菜生育中后期株高和干物质积累量,对油菜主花序长有一定改善作用,且控释掺混处理与单施控释氮肥处理分别显著增长油菜总角果8.98%、6.76%(2014年)和13.80%、9.43%(2015年)。两年田间试验结果表明,控释掺混尿素处理及控释氮肥处理显著增产13.06%~16.70%,氮肥表观利用率提高23.34%~53.71%,氮肥偏生产力提高13.12%~16.72%,氮肥农学利用率提高25.60%~35.56%,土壤氮依存率降低10.99%~19.83%,净利润提高12.83%~25.31%,且以控释掺混尿素处理效果最优。综上,控释掺混尿素处理养分释放适宜,增产增收效果最佳,40%控释氮肥+60%尿素处理推广应用潜力较大。

控释掺混尿素对水稻产量、品质和氮肥利用率的影响

在田间条件下就控释掺混尿素对水稻产量、品质和氮肥利用率的影响进行了研究。结果表明,等氮全量条件下,水稻产量除CRBU+PU与PU1达到显著水平外,其余均无明显差异。减少30%氮肥用量条件下,控释掺混尿素(70%CRBU)显著减产,控释掺混尿素与尿素配施[70%(CRBU+PU)]无显著差异。CRBU+PU和70%(CRBU+PU)处理的氮肥利用率分别达39.6%和38.1%,差异显著;CRBU和70%CRBU利用率仅为30.9%和24.0%,差异不显著。CRBU+PU,CRBU还可提高稻米粗蛋白、糙米率和经济效益,其中CRBU+PU效果最为明显。

缓控释掺混尿素对江阴市小麦产量及氮肥利用的影响

为研究包膜尿素和普通尿素不同混配比例对江苏省江阴市小麦产量及氮肥利用的影响,以小麦品种“宁麦13号”为试验材料,设计了8种施肥处理进行田间试验。结果表明,T8处理(30%包膜尿素+70%普通尿素基施)的小麦产量较T2处理(100%普通尿素基施)有显著提高,增幅为15.07%,但与T3处理(100%普通尿素分期施用)间小麦产量没有显著性差异;在等氮条件下,一次性施用缓控释掺混尿素比一次性施用速效氮肥(普通尿素)能显著提高小麦产量,且与普通尿素分次施肥处理间小麦产量没有显著差异,其中30%包膜尿素+70%普通尿素是应用在小麦生产上的最佳配比。各处理间小麦氮肥农学利用率、氮肥贡献率均表现为T3处理>T8处理>T2处理>T5处理>T7处理>T4处理>T6处理,氮肥偏生产力表现为T3处理>T8处理>T4处理>T6处理>T2处理>T5处理>T7处理;但T8处理的小麦氮素利用率与T3处理间没有显著性差异,且这两个处理的小麦氮素利用率均高于其他处理。综上,在江阴市小麦生产上,30%包膜尿素+70%普通尿素一次性基施是一种较优的氮肥运筹模式,可进行推广应用。

控释氮肥对玉米秸秆腐解及潮土有机碳组分的影响

施肥影响秸秆还田效果,研究不同形态氮肥对秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响可为秸秆还田下氮肥合理施用提供科学依据。以10年小麦-玉米轮作定位施肥试验为基础,采用尼龙网袋田间填埋法,研究了控释掺混尿素和普通尿素不同用量(纯氮120,240,360 kg/hm^2)对潮土中玉米秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响。结果表明:与普通尿素相比,控释掺混尿素具有促进秸秆腐解的趋势;在秸秆腐解后期,控释掺混尿素处理较普通尿素显著促进了秸秆氮、磷的释放,而不同氮肥处理对秸秆中钾素的释放影响并不显著。在秸秆腐解后期,相同施氮量条件下,常规施氮量和增施氮量的控释掺混尿素处理较普通尿素显著增加土壤水溶性和热水溶性有机碳含量。在增加土壤微生物量碳、氮含量方面,在秸秆腐解的某些阶段控释掺混尿素处理的促进作用显著高于普通尿素处理。综合来看,与普通尿素相比,控释掺混尿素在秸秆腐解和增加土壤有机碳组分方面具有较好的促进作用。

控释掺混尿素对稻、麦土壤氮与酶活性的影响

通过大田试验,共设7个处理,即不施氮、常规施肥以及掺混控释氮肥10%、20%、40%、80%、100%处理,探讨了不同施肥处理对土壤中4种形态氮(全氮、铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮)和3种氮功能性酶(脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶)活性的影响,以探究控释掺混尿素对稻、麦土壤肥力和环境的影响.结果表明:土壤全氮在稻、麦全生育期内趋于稳定,且掺混比例20%以上各控释氮肥处理在稻、麦季均无显著差异;掺混40%以上控释氮肥能有效促进稻、麦生育中后期土壤无机氮水平;随稻、麦生育期推进,掺混40%以上控释氮肥处理可显著提高土壤微生物生物量氮,但常规施肥处理的微生物生物量氮整体呈明显下降趋势;掺混40%以上控释氮肥能明显提升稻、麦生育中后期土壤酶活性,土壤蛋白酶与硝酸还原酶活性在作物生育后期均随掺混比例增加而提高,以100%控释氮肥处理土壤酶活性最高.掺混20%以上控释氮肥处理能明显降低水稻季分蘖期脲酶活性,推迟铵态氮峰值期,有利于减少氮损失;掺混40%以上控释氮肥处理均可保障稻、麦生育中后期的氮素供应,刺激土壤脲酶与蛋白酶参与氮素转换,促进了土壤氮素有效性;100%控释氮肥处理对稻、麦生育后期土壤硝酸还原酶活性增加最明显,与掺混40%~80%控释氮肥处理相比,可显著减少小麦季20~40 cm土壤硝态氮残留量,在减少氮素损失方面的效果明显.

控释肥配施玉米秸秆对麦季土壤酶活性及养分的影响

为了探究控释尿素掺混肥与玉米秸秆长期互作对麦季土壤酶活性和土壤养分状况的影响,基于华北平原棕壤区小麦—玉米轮作8年定位施肥试验,对比研究了玉米秸秆还田(S)与不还田条件下施用控释尿素掺混肥(CRF)与普通尿素掺混肥(BBF)对麦季土壤酶活性及土壤养分的影响。结果表明:秸秆不还田条件下,CRF处理较BBF处理显著提高土壤中性磷酸酶(返青期和成熟期)、蔗糖酶(返青期和孕穗期)和纤维素酶(返青期和孕穗期)活性及成熟期有机质、硝态氮和有效磷含量,其中,成熟期中性磷酸酶活性显著提高29.6%,硝态氮含量显著提高34.8%。秸秆还田条件下,BBF+S处理成熟期脲酶、纤维素酶,孕穗期中性磷酸酶活性显著高于CRF+S处理,其他时期2种类型掺混肥土壤酶活性无显著差异。CRF+S处理成熟期土壤全氮、有机质、硝态氮和有效磷含量显著高于BBF+S处理。氮肥种类和玉米秸秆还田的交互作用对土壤中性磷酸酶、蔗糖酶和纤维素酶活性及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量影响显著,秸秆还田较不还田处理显著提高中性磷酸酶、蔗糖酶活性、速效钾和有效磷含量。综上表明,玉米秸秆还田和不还田条件下控释尿素掺混肥较普通尿素掺混肥处理均能显著增加土壤有机质含量,提高小麦后期速效氮磷养分的供应强度和供应容量,其中玉米秸秆还田配施控释尿素掺混肥处理在提高土壤酶活性和土壤养分方面表现最优。研究结果可为秸秆还田下氮肥优化施用提供理论依据。

寒旱区秸秆覆盖条耕玉米适宜氮肥运筹方式研究

【目的】春旱墒情差,无法按期播种,影响大兴安岭沿麓寒旱区玉米的安全生产。生产上秸秆覆盖免耕直播虽有保墒作用,但存在出苗质量差、追肥困难等问题。为此,我们改进了秸秆覆盖和耕作方式,并研究了控释肥与尿素混合一次性基施的效果,以克服该技术的不足之处。【方法】2021—2022年,在大兴安岭沿麓典型寒旱区兴安盟扎赉特旗同步开展耕作方式(试验1)和缓混氮肥施用模式试验(试验2)。试验1:在常规施肥模式下(Sd),设置秸秆覆盖条耕(RST)、常规垄作(CP)、秸秆离田免耕(NT)、秸秆覆盖免耕(RNT)4个耕作处理。试验2:在秸秆覆盖条耕(RST)方式下,设置常规施肥(Sd)、控释氮肥与普通尿素3∶7(30%Cr)掺混、控释氮肥与普通尿素5∶5(50%Cr)掺混3种施肥模式。播前和收获后,取0—20、20—40、40—70、70—100 cm土层土壤样品,测定无机氮含量,用于计算氮素残留量和表观损失。玉米苗期调查出苗率,在吐丝期(R1)、成熟期(R6)取植株样品,测定不同部位生物量和含氮量,收获后调查产量和产量构成因素。【结果】RST处理玉米出苗率较NT、CP、RNT处理分别提高1.6%、9.3%和9.1%,群体生物量分别增加2.7%、9.1%和9.1%,产量分别提高4.2%、6.0%和7.2%,氮肥农学效率分别提高29.7%、45.5%和60.0%。秸秆覆盖条耕下,50%Cr处理较30%Cr、Sd处理玉米群体生物量分别提高3.3%和10.6%,花前群体生物量分别提高4.1%、9.9%,花后群体生物量分别提高2.9%、10.4%,氮素累积分别提高3.6%、14.6%,花前氮素累积分别提高3.8%、12.8%,花后氮素累积分别提高4.3%、21.4%。50%Cr处理玉米产量较30%Cr、Sd处理分别提高3.6%、8.9%,氮肥农学效率分别提高16.3%、49.0%,土壤无机氮残留分别降低2.8%、4.5%,氮素表观损失分别降低8.2%和21.3%,净收益分别提高3.5%和6.9%。【结论】秸秆覆盖条耕免耕播种条件下,采用控释氮肥与普通尿素5∶5掺混一次性基施,可显著提高玉米出苗率,保障玉米全生育期氮素有效供应,提高玉米花前、花后群体生物量和氮素的吸收运转率,显著提高玉米产量、氮肥利用效率及经济效益,降低土壤无机氮残留,是寒旱区实现玉米抗旱保苗、氮素高效利用和轻简生产的可行途径。