吴兴洪，张爱华，张 钦，陈正刚，杨 爽，姚单君，冉 斌

(1.贵州大学 农学院，贵州 贵阳 550025； 2.贵州省土壤肥料研究所，贵州 贵阳 550006)

玉米是我国种植面积最大的粮食作物，2015年种植面积达3.81×107hm2，其产量直接影响国家粮食安全[1-2]。玉米也是贵州省主要粮食作物之一，在粮食生产﹑饲料生产和酿酒业中占有举足轻重的地位，玉米产量占粮食总产量的28%左右[3]。玉米在生长发育阶段吸肥能力强，需肥量大，充足的养分供应是提高产量的关键，但贵州省黄壤地区土壤肥力偏低，土质弱，保肥能力较差，容易造成养分流失等现象[4]。农民为追求高产而过量施用肥料的现象屡见不鲜，造成肥料浪费，进而引发一系列环境及生态问题[5-9]。尽管如此，多数学者还是认为，在相当长的时间内，农作物高产仍离不开肥料[10]。合理使用肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境可持续发展的重大问题[11-12]。通过改良肥料，控制养分释放，使养分释放符合作物养分吸收规律，是减少肥料损失、提高肥料利用率的有效途径[13]。因此，利用率高、养分流失率低的各种新型肥料相继诞生，并成为农业研究的热点[14-15]。控失尿素是一种新型肥料，具有控制养分流失、提高肥料利用率、增产、环保和节本省时等优点[16]。目前，关于控失尿素的研究主要集中在地势较平坦的地区，研究对象主要集中在小麦、棉花、辣椒、马铃薯、水稻、玉米等作物上[17-34]，均对作物产量、生物量及相关形态指标及养分利用率有很好的改善效果。目前，在贵州省黄壤区，张爱华等[3]主要研究了不同种类新型尿素对玉米产量及养分积累、利用的影响，而不同控失剂用量的控失尿素对玉米增产、养分吸收、积累、利用等方面的研究还未见报道。因此，以贵州省黄壤土为基础，以玉米品种西都森玉1号为试验材料，通过田间试验，于2016年在贵州省贵安新区高峰镇开展不同控失剂用量的控失尿素对玉米产量及氮肥利用的影响研究，旨在为当地玉米生产中合适控失剂用量控失尿素的选择提供参考，并为其大面积推广应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验于2016年4—9月在贵州省贵安新区高峰镇(26°22′24″N、106°20′25″E)进行，该地区海拔1 271 m，属亚热带湿润季风气候。供试土壤为黄壤土，耕层土壤基本理化性质见表1。

供试玉米品种为西都森玉1号。普通尿素(含N 46.7%)及分别含1%控失剂(含N 43.2%)、2%控失剂(含N 43.2%)、3%控失剂(含N 43.2%)、4%控失剂(含N 43.2%)、5%控失剂(含N 43.2%)、6%控失剂(含N 43.2%)的控失尿素均由河南心连心化肥有限公司提供；过磷酸钙(含P2O512%)和氯化钾(含K2O 60%)在常规农资店购买。

表1 土壤基本理化性质Tab.1 The basic physical and chemical properties of soil

1.2 试验设计

试验设8个处理，分别为不施氮肥(T1)、施普通尿素(T2)、施含1%控失剂的控失尿素(T3)、施含2%控失剂的控失尿素(T4)、施含3%控失剂的控失尿素(T5)、施含4%控失剂的控失尿素(T6)、施含5%控失剂的控失尿素(T7)、施含6%控失剂的控失尿素(T8)处理。所有处理 N、P2O5、K2O投入总量一致，分别为 180、120、120 kg/hm2，共施肥 3 次，具体施肥量见表2，其中，第1、2次追肥日期分别为玉米抽穗期、灌浆期。小区面积为24 m2(3 m×8 m)，每个处理重复3次，各小区随机区组排列，1穴双株种植，行、株距分别为 75、40 cm,田间管理按照农户常规管理。

表2 不同施肥处理的施肥量Tab.2 The amount of fertilizers in different treatments kg/hm2

1.3 样品采集与测定

玉米收获时，对各小区进行测产，并选择代表性玉米植株 6 株，取其地上部分，测定茎、叶、穗轴、籽粒干质量，统计穗粒数、千粒质量，并将植株各器官与玉米籽粒分别粉碎测定全氮、全磷、全钾含量。其中，全氮含量采用纳氏比色法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用原子吸收分光光度计测定。然后计算相关参数。养分积累量=株数×单株干质量×养分含量；氮肥利用率=(施氮区植株氮总积累量-不施氮区植株氮总积累量)/施氮量×100%；氮肥偏生产力=施氮后籽粒产量/施氮量；氮素收获指数=籽粒氮积累量/植株氮积累量×100%；氮素吸收效率=植株地上部分氮积累量/施氮量；氮肥农学效率=(施氮区籽粒产量-不施氮区籽粒产量)/施氮量。

1.4 数据分析

试验数据均采用 Excel 2007 进行处理，利用 SPSS 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同控失剂用量的控失尿素对玉米产量构成因素的影响

由表3可知，不同控失剂用量的控失尿素对玉米穗粒数、千粒质量、产量的影响存在差异。从穗粒数来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理穗粒数显著增加了15.26%～38.69%，而施用普通尿素处理只增加了2.21%，差异不显著；与T2处理相比，施用控失尿素处理穗粒数显著增加了12.76%～35.68%，以T8处理最高，显著高于其他处理，T3处理次之。从千粒质量来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理千粒质量显著(T5处理除外)增加了2.28%～12.82%，而施用普通尿素处理基本无增加；与T2处理相比，施用控失尿素处理千粒质量显著(T5处理除外)增加了2.26%～12.80%，T3、T4、T8处理较高，三者差异不显著，但均显著高于其他处理。从产量来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理产量显著增加了24.49%～36.45%，而施用普通尿素处理显著增加了8.43%；与T2处理相比，施用控失尿素处理产量显著增加了14.81%～25.84%，以T6、T7处理产量较高，两者差异不显著，且均与T3、T4处理无显著差异，但均显著高于其他处理。综合分析，与普通尿素处理相比，施用不同控失剂用量的控失尿素均可促进玉米增产，其中含4%～5%控失剂的控失尿素处理产量较高。

表3 不同控失剂用量的控失尿素对玉米产量及其 构成因素的影响Tab.3 Effects of controlled-release urea with different dosages of controlled-release agent on the maize yield and its component factors

注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间的差异达到显著水平(P<0.05),下同。

Note:The Different lowercase letters after data of the same column indicate that the differences among Different treatments reach significant level (P<0.05),the same below.

2.2 不同控失剂用量的控失尿素对玉米地上部干质量的影响

由表4可知，施用肥料显著增加了玉米植株地上部干质量，与T1处理相比，施用普通尿素处理增加了6.01%，而施用控失尿素处理增加了17.17%～24.55%；与T2处理相比，施用控失尿素处理显著增加了10.52%～17.49%，以T7处理最高，T6处理次之，两者与T3、T4处理间的差异均不显著，但均显著高于其他处理。

由表4可知，从玉米籽粒干质量来看，与T1处理相比，施用普通尿素处理籽粒干质量显著增加了8.56%，而施用控失尿素处理显著增加了24.67%～36.59%；与T2处理相比，施用控失尿素处理籽粒干质量显著增加了14.83%～25.81%，以T6、T7处理较高，两者差异不显著，且均与T3、T4处理无显著差异，但均显著高于其他处理。从玉米穗轴干质量来看，与T1处理相比，施用普通尿素处理穗轴干质量无显著变化，而施用控失尿素处理显著增加了31.59%～67.45%；与T2处理相比，施用控失尿素处理穗轴干质量显著(T5处理除外)增加了7.85%～37.23%，以T3、T7处理较高，两者差异不显著，且均与T4、T6、T8处理无显著差异。从玉米叶干质量来看，与T1处理相比，施用普通尿素处理无显著变化，而施用控失尿素处理中，除T6处理显著减少外，其余处理均无显著变化；与T2处理相比，施用控失尿素处理叶干质量均无显著变化。玉米茎干质量的变化趋势与叶干质量完全相同。地上部各部位干质量占地上部总干质量的比例表现为籽粒>茎>叶>穗轴，其中籽粒干质量占地上部总干质量的比例以T6处理最大，穗轴干质量占地上部总干质量的比例以T4处理最大，茎、叶干质量均以T1处理所占比例最大。

表4 不同控失剂用量的控失尿素对玉米地上部干质量的影响Tab.4 Effects of controlled-release urea with different dosages of controlled-release agent on dryweight of parts above the ground of maize

2.3 不同控失剂用量的控失尿素对玉米地上部养分积累量的影响

由图1可知，不同控失剂用量的控失尿素对玉米地上部养分积累量的影响存在差异。从氮积累量来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理氮积累量显著增加了41.36%～56.93%，而施用普通尿素处理显著增加了18.04%；与T2处理相比，施用控失尿素处理氮积累量显著增加了19.67%～32.94%，以T5处理最高，其与T4、T6、T8处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。各部位氮积累量占地上部分比例表现为籽粒>茎>叶>穗轴，其中籽粒、茎、叶氮积累量占地上部分比例均以T5处理最大，穗轴氮积累量占地上部分比例以T4处理最大。从磷积累量来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理磷积累量显著增加了49.43%～95.27%，而施用普通尿素处理显著增加了46.65%；与T2处理相比，施用控失尿素处理磷积累量增加了0.19%～33.15%，以T4处理最高，其与T5处理间的差异不显著，但显著高于其他处理。各部位磷积累量占地上部分比例表现为籽粒>茎>叶>穗轴，其中籽粒磷积累量占地上部分比例以T4处理最大，穗轴磷积累量占地上部分比例以T3处理最大，茎、叶磷积累量占地上部分比例均以T2处理最大。从钾积累量来看，与T1处理相比，施用控失尿素处理钾积累量显著增加了34.46%～55.84%，而施用普通尿素处理显著增加了31.47%；与T2处理相比，施用控失尿素处理钾积累量显著(T8处理除外)增加了2.27%～18.53%，以T6处理最高，其与T5、T7处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。各部位钾积累量占地上部分比例表现为茎>叶>籽粒>穗轴，其中籽粒、穗轴、茎钾积累量占地上部分比例均以T6处理最大，叶钾积累量占地上部分比例以T5处理最大。

不同小写字母表示不同处理间的差异达到显著水平(P<0.05) Different lowercase letters indicate that the differences among Different treatments reach significant level (P<0.05)图1 不同控失剂用量的控失尿素对玉米地上部 氮、磷、钾积累量的影响Fig.1 Effects of controlled-release urea with different dosages of controlled-release agent on nitrogen, phosphorus and potassium accumulation in parts above the ground of maize

综上，与普通尿素处理相比，施用不同控失剂用量的控失尿素均可促进植株养分积累，总体以含3%～4%控失剂的控失尿素处理效果较好。

2.4 不同控失剂用量的控失尿素对玉米氮素吸收利用的影响

由表5可知，从氮肥利用率来看，与T2处理相比，施用控失尿素处理氮肥利用率显著增加了102.38%～178.57%，以T5处理最高，其与T4、T8处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。从氮肥偏生产力来看，与T2处理相比，施用控失尿素处理氮肥偏生产力显著提高14.81%～25.89%，以T6处理最高，其与T3、T4、T7处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。从氮素收获指数来看，与T2处理相比，施用控失尿素处理氮素收获指数显著(T4、T7处理除外)提高4.66%～16.12%，以T3处理最高，其与T5、T6、T8处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。从氮素吸收效率来看，与T2处理相比，施用控失尿素处理氮素吸收效率显著提高19.75%～32.93%，以T5处理最高，其与T4、T6、T8处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。从氮肥农学效率来看，与T2处理相比，施用控失尿素处理氮肥农学效率显著增加了190.98%～333.90%，以T6处理最高，其与T3、T4、T7处理间的差异均不显著，但显著高于其他处理。综合分析，与普通尿素处理相比，施用不同控失剂用量的控失尿素均可促进玉米氮素吸收利用，总体以含3%～4%控失剂的控失尿素处理效果较好。

表5 不同控失剂用量的控失尿素对玉米氮素 吸收利用的影响Tab.5 Effects of controlled-release urea with different dosages of controlled-release agent on the absorption and utilization of nitrogen in maize

3 结论与讨论

玉米是我国主要的粮食作物之一，其产量直接影响国家粮食安全和玉米产业发展[35]。控失尿素是一种新的缓控释肥类型[9]，其兼顾了环境保护和农业生产，具有提高肥料利用率，减少养分流失，降低化肥用量的作用，是实现化肥零增长的有效途径[36]。本研究结果显示，施用普通尿素和不同控失剂用量的控失尿素均能增加玉米穗粒数、千粒质量及产量，且控失尿素比普通尿素效果好。与普通尿素相比，施用控失尿素处理玉米穗粒数、千粒质量和产量总体均显著增加，其中产量显著增加14.81%～25.84%，以含4%～5%控失剂的控失尿素处理较高，说明控失尿素能改善玉米穗粒数、千粒质量，最终提高玉米产量，这与前人研究结果一致[36-42]。

茎、秆、叶等干物质积累与分配是玉米籽粒产量形成的重要因素[43]。增强玉米生育期干物质的积累能力是提高籽粒产量的有效途径[44]。本研究结果显示，施用普通尿素和不同控失剂用量的控失尿素均可增加玉米地上部干质量。与普通尿素相比，施用控失尿素处理玉米籽粒干质量及地上部干质量均显著增加，这与前人研究结果一致[36，45-47]。其中，地上部干质量增加了10.52%～17.49%，以含4%～5%控失剂的控失尿素处理较高。地上部各部位干质量占地上部总干质量的比例表现为籽粒>茎>叶>穗轴。

本研究结果显示，与普通尿素相比，施用控失尿素处理氮积累量显著增加了19.67%～32.94%，磷积累量增加了0.19%～33.15%，钾积累量增加了2.27%～18.53%，总体以含3%～4%控失剂的控失尿素处理较好。总体来说，施用控失尿素能促进植株养分积累，这与前人研究结果一致[9，47-48]。

本研究结果显示，与普通尿素相比，施用控失尿素处理氮肥利用率显著增加了102.38%～178.57%，氮肥偏生产力显著增加了14.81%～25.89%，氮素收获指数增加了4.66%～16.12%，氮素吸收效率显著增加了19.75%～32.93%，氮肥农学效率显著增加190.98%～333.90%，总体以含3%～4%控失剂的控失尿素处理较高。综上，施用不同控失剂用量的控失尿素均可促进氮肥利用，这与前人研究结果一致[3，49]。

综上所述，施用不同控失剂用量的控失尿素均可促进玉米对氮素的吸收利用，从而增加玉米生物量和产量，提高氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮素收获指数、氮素吸收效率、氮肥农学效率等，且当控失尿素中控失剂用量达到一定量时能达到显著水平。综合考虑，以含4%控失剂的控失尿素效果较好。