邢素麗,李孝蘭,楊軍芳*,劉 楓,黃少輝,賈良良,劉孟朝
(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所,河北 石家莊 050051;2.河北省黃驊市農(nóng)業(yè)局,河北 黃驊 061100)
尿素是我國(guó)主要氮肥品種。在一定條件下,可向尿素中添加鋅、錳等植物生長(zhǎng)所必需的微量元素[1~3],制成尿素-鋅、尿素-錳等單元微肥絡(luò)合肥。而單元微肥絡(luò)合肥中的微量元素是脲酶的無(wú)機(jī)抑制劑,施入土壤后可抑制肥料顆粒周圍土壤脲酶的活性,降低尿素轉(zhuǎn)化為銨或氨的速率,減少硝態(tài)氮的滲漏及氮素的揮發(fā),有利于土壤吸附和作物吸收,顯著提高氮肥利用率[4~7]。粒狀尿素也可以脂蠟、硫?yàn)榘ぶ瞥砂履蛩?,或與腐殖酸絡(luò)合制成腐殖酸-尿素等多種新型尿素[8]。這些新型尿素中的氮素轉(zhuǎn)化速度較普通尿素慢,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)速效肥料養(yǎng)分釋放過(guò)于集中的缺點(diǎn),是一種肥效持久的緩效肥料[9],與施用傳統(tǒng)速效肥料相比用量減少10%~40%、氮肥利用率提高10%~30%[10~15]。以不施氮肥和3個(gè)施用普通尿素的處理為對(duì)照,研究了3種新型尿素在小麥上的施用效果,以期篩選出較為理想的新型尿素種類,為新型肥料的生產(chǎn)及其在小麥生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。
試驗(yàn)在華北北部太行山山前平原小麥-玉米輪作典型代表區(qū)域的石家莊市藁城區(qū)馬莊試驗(yàn)站進(jìn)行。研究區(qū)地理位置為北緯 37°55.37′、東經(jīng) 114°46.86′;氣候類型屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候,年均降水量498 mm,年均日照時(shí)數(shù)2 711 h,年均氣溫12.5℃,年≥10℃積溫4 560℃,無(wú)霜期189 d;土壤類型為石灰性褐土,容重1.32 g/cm3,pH值8.1,耕層(0~20 cm) 土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)14.1 g/kg、堿解氮82.3 mg/kg、有效磷25.5mg/kg、速效鉀137mg/kg、有效鋅2.1mg/kg、有效錳14.5 mg/kg、有效硼0.98 mg/kg。
參試小麥品種為石新828。
新型尿素種類有控失尿素(N含量43.2%)、含鋅尿素(N含量45.3%,Zn含量1.61%) 和含錳尿素(N含量44%,Mn含量2%),均由河南心連心化肥有限公司生產(chǎn);常規(guī)肥料有普通尿素(N含量46.4%)、重過(guò)磷酸鈣(P2O5含量44%)、氯化鉀(K2O含量60%)、農(nóng)用硫酸鋅(Zn含量22.42%) 和農(nóng)用硫酸錳(Mn含量31.86%)。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)7個(gè)施肥處理(表1),其中,磷肥、鉀肥、農(nóng)用硫酸鋅和農(nóng)用硫酸錳均一次性底施,氮肥分2次施入(50%底施,50%在拔節(jié)期追施)。小區(qū)面積34 m2,3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。小麥2015年10月13日播種,2016年6月12日收獲,其他管理同大田常規(guī)。
1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法 播種前,采用五點(diǎn)取樣法采集耕層土樣,測(cè)定土壤pH值,以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。其中,pH值測(cè)定采用pH計(jì)法,有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法,堿解氮含量測(cè)定采用擴(kuò)散法,速效磷含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法,速效鉀含量測(cè)定采用火焰光度計(jì)法[16,17]。
表1 不同處理的施肥量(kg/hm2)Table 1 Design of fertilization rate
收獲前,每小區(qū)隨機(jī)選取1 m雙行樣段,采集小麥植株樣品,測(cè)定莖稈和籽粒的干重及全N含量,室內(nèi)考種測(cè)定穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重;全區(qū)實(shí)收計(jì)產(chǎn)[7]。
1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用Excel和DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,采用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。
產(chǎn)量是評(píng)價(jià)肥料施用效果的重要指標(biāo)[18]。施氮處理的小麥產(chǎn)量均顯著>CK1(表1),表明施用氮肥能夠明顯提高小麥產(chǎn)量。
不同種類新型尿素處理的產(chǎn)量差異均不顯著,其中,含錳尿素處理產(chǎn)量最高,除較CK2增產(chǎn)(10.4%)顯著外,與其他施氮對(duì)照處理差異均不顯著;而其他2個(gè)新型尿素處理與各施氮對(duì)照處理差異均不顯著。相同施肥量條件下,與對(duì)照相比,小麥產(chǎn)量均以新型尿素處理較高,但差異均不顯著。可以看出,相同施肥量條件下,施用新型尿素有利于提高小麥產(chǎn)量;但不同新型尿素的產(chǎn)量基本相當(dāng),其中,施用含錳尿素效果較好,較普通尿素處理增產(chǎn)明顯。
表2 新型尿素對(duì)小麥產(chǎn)量的影響Table 2 The effect of new types of urea on the yield of winter wheat
施氮處理的小麥單位面積穗數(shù)均顯著>CK1,但不同施氮處理之間差異均不顯著(表2),表明施用氮肥能夠明顯提高小麥群體穗數(shù),但不同新型尿素的施肥效果及其與普通尿素各對(duì)照處理的施肥效果差異均不明顯。新型尿素中,含錳尿素處理單位面積穗數(shù)最多,較CK2增加了5.0%;控失尿素處理指標(biāo)值最低。
所有處理的小麥穗粒數(shù)差異均不顯著,表明是否施用氮肥以及氮肥種類對(duì)穗粒數(shù)影響不大。
施氮處理的小麥千粒重均<CK1,除控失尿素處理外,其他施氮處理與CK1差異均達(dá)到了顯著水平。CK1的千粒重較高,原因可能與其單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)均較少,而土壤基礎(chǔ)地力較高,使得籽粒養(yǎng)分供應(yīng)較為充足有關(guān)。不同施氮處理的千粒重差異均不顯著,其中,控失尿素處理千粒重最大,較CK2增加了5.7%。
可以看出,不同新型尿素對(duì)小麥單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的影響均不明顯,且施肥效果與施用普通尿素各對(duì)照處理均基本相當(dāng),但與CK2相比,施用含錳尿素有利于提高小麥單位面積穗數(shù),施用控失尿素有利于提高小麥千粒重,且2個(gè)指標(biāo)均較CK2增幅達(dá)5%以上。3種新型尿素中,控失尿素處理的單位面積穗數(shù)最少、千粒重最大,主要與其前期養(yǎng)分釋放較緩慢[19]不利于形成較大的小麥群體、后期養(yǎng)分供應(yīng)充足有利于灌漿期粒重增加有關(guān)。
表3 新型尿素對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 3 The effect of new types urea on yield components of wheat
施氮處理的小麥氮素吸收量均顯著>CK1,但不同施氮處理之間差異均不顯著(表3),表明施用氮肥能夠明顯促進(jìn)小麥對(duì)氮素的吸收,但新型尿素的施肥效果與普通尿素各對(duì)照處理差異并不明顯。其中,控失尿素處理的小麥氮素吸收量最多。
控失尿素處理的小麥氮素利用率最高,顯著>含錳尿素外的其他處理,其中,較CK2提高了6個(gè)百分點(diǎn),增幅達(dá)20.2%。而其他處理之間指標(biāo)值差異均不顯著。
可以看出,施用新型尿素的氮肥吸收量與施用普通尿素各對(duì)照處理均基本相當(dāng),但不同新型尿素的氮素利用率有所差異,其中,施用控失尿素效果較好,該處理下氮素吸收量和氮肥利用率均達(dá)到了最高,且氮素利用率顯著高于含錳尿素除外的其他處理。
表4 新型尿素對(duì)小麥氮素吸收和氮肥利用率的影響Table 4 The effects of new types of urea on of wheat N absorption and N use efficiency
與普通尿素處理相比,施用新型尿素均能提高小麥產(chǎn)量,其中,施用含錳尿素增產(chǎn)效果最好,其產(chǎn)量顯著高于普通尿素處理,這與錳是小麥生長(zhǎng)中較為敏感的營(yíng)養(yǎng)元素[20,21]有關(guān)。而其他2種新型尿素雖然產(chǎn)量高于同等施肥量條件下的普通尿素+微肥處理,但效果并不明顯。
本研究條件下,施用新型尿素處理的小麥單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和氮素吸收量與普通尿素各對(duì)照處理均無(wú)顯著差異。但值得注意的是,與普通尿素處理相比,施用含錳尿素有利于增加小麥單位面積穗數(shù),施用控失尿素有利于提高小麥千粒重,2個(gè)指標(biāo)雖然差異均未達(dá)到顯著水平,但增幅均超過(guò)了5%。
施用控失尿素較施用普通尿素能顯著提高小麥氮肥利用率,增幅達(dá)20.2%;而其他2種新型尿素的氮肥利用率與施用普通尿素的各對(duì)照相比差異均不顯著。
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