缓释尿素一次性施用在玉米减氮增效中的作用

摘要

【目的】探讨缓释尿素减量对玉米产量和土壤养分供应的影响,为缓释氮肥在玉米减氮增效上的应用提供理论基础和实践依据。【方法】在常规施氮(普通尿素,施氮250 kg/ha)基础上,设减氮20%和40%的普通尿素与缓释尿素处理的田间小区试验,基于土壤氮供应和植株氮吸收动态、光合特征、氮同化关键酶活性及产量构成,评价缓释氮肥在玉米种植中的减氮增效潜力。【结果】与常规施氮相比,减氮20%处理的玉米产量无显著变化(P>0.05),但显著增加了收获指数(P<0.05,下同);而减氮40%后玉米显著减产20.6%~22.5%;各减氮处理均导致地上部氮吸收量显著降低,减氮20%缓释尿素处理各生育期的地下部氮吸收量显著高于其他处理。减氮20%处理显著增加了氮肥表观利用率,提高了玉米叶片气孔导度和光合氮利用效率;减氮40%处理的氮吸收总量、净光合速率和光合氮利用效率显著下降。氮同化酶中谷氨酸脱氢酶和谷草转氨酶对减氮敏感,活性分别显著降低18.6%~61.0%和13.8%~29.7%。与常规施氮相比,减氮40%处理显著降低了土壤硝态氮含量(苗期除外);减氮20%处理显著增加了各生育期的铵态氮含量。相关分析结果表明,产量与生物量、收获指数、氮吸收总量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光合氮利用率及小喇叭口期、大喇叭口期、抽穗期和成熟期的硝态氮含量均呈极显著正相关(P<0.01,下同),与胞间CO2浓度呈极显著负相关,与秃尖长、谷氨酸合成酶及大喇叭口期和抽穗期的铵态氮含量呈显著正相关;氮肥表观利用率与收获指数呈显著正相关,与谷氨酸脱氢酶呈极显著负相关,与谷草转氨酶呈显著负相关。【结论】在常规施氮基础上减氮20%后,施用普通尿素和缓释尿素均可维持玉米产量,而减氮40%后玉米产量大幅下降;与普通尿素相比,缓释氮肥一次性施用无显著的减氮增效优势。导致减氮后玉米产量变化的主要影响因素是氮吸收总量、光合氮利用效率和土壤硝态氮含量。