实现黑土玉米高产和养分高效的控释氮肥与尿素掺混比例
无机,氮素,1材料与方法,1试验点概况,2试验设计,3测定指标与方法,4数据处理与分析,2结果与分析,1玉米产量及其构成因素,2玉米氮素积累与分配,3氮素利用率,4土壤无机氮含量,5氮素平衡,6适宜掺混比例确
张 磊,孔丽丽,侯云鹏*,尹彩侠,赵胤凯,刘志全,徐新朋(1 农业农村部东北植物营养与农业环境重点实验室 / 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所,吉林长春 130033;2 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)
氮 (N)是作物生长最重要的营养元素之一,也是应用最为广泛的营养元素[1]。施用氮肥是增加作物产量[2]、提高土壤氮库储量和土壤供氮能力的有效途径[3]。然而当氮肥施用方式不当,则会起到相反效果,如导致玉米产量和氮肥利用率降低,过量施氮则会通过氮的淋洗、径流和挥发等途径对环境产生不利影响[4–6]。
玉米是我国东北平原的主要粮食作物,常年种植面积为1654.55 万hm2,总产量11591.8 万t,分别占我国玉米种植面积的39.5%和总产的42.8%[7],其高产稳产对保证我国粮食安全具有举足轻重的地位。然而在东北地区,过量施肥现象在玉米种植系统中普遍存在,特别是氮肥的供应远超过当前产量水平下玉米对氮素的需求[8]。并且农民施肥大部分氮肥在玉米播种前一次性基施[9],而玉米对氮素的吸收高峰在生育中后期,常常导致土壤氮素供应与作物氮素需求不匹配,造成氮肥浪费。因此,有必要优化氮肥运筹方式,以满足作物的需求并减少氮素损失。有效的氮肥管理包括选择适宜的氮肥种类、采用正确的氮肥用量、在正确的时间将肥料施用在正确的位置上[3],以确保作物氮素需求与土壤氮素供应相匹配,从而最大限度地提高作物产量和氮肥利用率,并最大限度地减少氮肥对环境的负面影响[10]。研究表明,利用分次施氮提高作物氮素需求和土壤氮素有效性在时间上同步是提高氮素利用率和减少氮素损失的有效策略之一[11–13]。然而,分次施肥增加了作业成本,并且多次施肥在玉米生长中的可操作性也存在一定难度。
近年来,控释氮肥在我国得到广泛应用。许多研究表明,施用控释氮肥通过延长氮素释放[14],可显著提高作物产量和氮肥利用率[15],并减少对环境的负面影响[16–17]。当前,一次性施用控释氮肥比传统尿素更具劳动力和时间成本效益的优势[18]。然而,受当前控释氮肥价格偏高和气候条件的影响,一方面全量施用控释肥会导致成本增加、经济效益降低[19];另一方面受环境不利因素影响 (春季低温或干旱),易造成前期养分释放缓慢而影响作物生长,后期土壤无机氮残留过多而增加生态风险[20]。因此,将缓/控释氮肥和普通尿素按一定比例掺混施用,既可以满足作物不同时期的氮素需求,还能节本增效、减少环境风险[21]。在东北黑土区关于控释氮肥与普通尿素掺混对玉米产量、养分吸收利用的影响研究已有较多 ......
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