腐植酸尿素對(duì)玉米生長(zhǎng)及肥料氮利用的影響

李軍，袁亮，趙秉強(qiáng)，李燕婷，張水勤，溫延臣，李偉，林治安

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

腐植酸尿素對(duì)玉米生長(zhǎng)及肥料氮利用的影響

李軍，袁亮，趙秉強(qiáng)，李燕婷，張水勤，溫延臣，李偉，林治安*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

【目的】利用腐植酸對(duì)氮肥的增效作用，通過(guò)研究尿素中腐植酸添加量對(duì)玉米生長(zhǎng)及肥料氮 (15N) 吸收、分配的影響，以期為腐植酸提高尿素肥效提供理論及實(shí)踐依據(jù)。【方法】將腐植酸增效劑按 1%、5%、10%、20% 的比例分別添加到普通尿素中，利用熔融法制備四種腐植酸尿素試驗(yàn)產(chǎn)品 (HAU1、HAU2、HAU3 和HAU4) ，在土柱栽培試驗(yàn)中利用同位素15N 示蹤法，研究在等氮量 (施氮量 0.1 g/kg 干土) 投入情況下，尿素中腐植酸添加量對(duì)玉米生長(zhǎng)，玉米肥料氮吸收、分配及肥料氮在不同土層分布的影響?！窘Y(jié)果】與普通尿素處理 (U) 相比，1) 四種腐植酸尿素處理均可顯著提高玉米地上部生物量和籽粒產(chǎn)量，分別提高5.5%～13.8% 和 6.3%～17.3%，且隨著腐植酸添加量的增加而提高。2) 腐植酸尿素提高了玉米籽粒、莖、穗軸中的肥料氮含量，但差異不顯著，同時(shí)降低了苞葉中的肥料氮含量；腐植酸尿素可顯著提高玉米地上部和籽粒肥料氮的吸收量，分別增加 11.6%～17.0% 和 16.8%～25.9%，但隨著腐植酸添加量的增加，葉和苞葉中的肥料氮吸收量會(huì)有所降低；腐植酸尿素的肥料氮收獲指數(shù)提高 2.5～4.2 個(gè)百分點(diǎn)。3) 腐植酸尿素可顯著提高15N 肥料利用率和15N 肥料土壤殘留率，并降低15N 肥料損失率，15N 肥料利用率提高 5.9～8.6 個(gè)百分點(diǎn)，15N 壤殘留率提高 1.4～2.5 個(gè)百分點(diǎn)，損失率降低 7.3～11.2 個(gè)百分點(diǎn)。4) 玉米收獲后，土壤中的肥料氮主要?dú)埩粼?0—50 cm 土層，腐植酸尿素在 0—90 cm 土層中的肥料氮累積殘留量比普通尿素高 5.2%～10.1%。【結(jié)論】與普通尿素相比，在腐植酸增效劑添加比例為 1%～20% 的范圍內(nèi)，腐植酸對(duì)尿素均具有較好的增效作用，隨著腐植酸添加量的增加，玉米籽粒產(chǎn)量逐漸增加；腐植酸還可促進(jìn)玉米葉片和苞葉中的肥料氮向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高玉米肥料氮收獲指數(shù)及籽粒肥料氮吸收量；同時(shí)還可提高尿素在土壤中的殘留量，減少氮素淋溶損失。

腐植酸尿素；玉米生長(zhǎng)；肥料氮利用；土壤肥料氮分布

我國(guó)是全球最大的氮肥生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó)[1]，氮肥的施用極大地促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于氮肥極易通過(guò)氨揮發(fā)、硝化—反硝化、淋洗和徑流等途徑損失，而且我國(guó)當(dāng)前氮肥施用量普遍超過(guò)作物生長(zhǎng)所需量，因此農(nóng)田氮肥損失十分嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)作物當(dāng)季氮肥表觀利用率僅為 30%～35%[2-3]，損失率達(dá) 30%～50%[4-5]。氮肥的不合理施用帶來(lái)了資源大量消耗及環(huán)境污染等問(wèn)題，限制了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[6]。針對(duì)當(dāng)前氮肥利用現(xiàn)狀，未來(lái)我國(guó)氮肥研究的重點(diǎn)之一應(yīng)當(dāng)是在不增加或減少氮肥用量條件下，通過(guò)提高氮肥肥效來(lái)降低氮肥施用水平。

腐植酸是一種富含羧基、酚羥基、羰基等活性官能基團(tuán)，并具有一定物理、化學(xué)、生物活性的天然高分子物質(zhì)[7]，廣泛存在于風(fēng)化煤、褐煤、泥炭等資源中[8]。研究證明，腐植酸通過(guò)葉面噴施、根施或種子浸泡等方式均能對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用[9]，可提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)作物氮素吸收，并可提高土壤中全氮和礦質(zhì)氮的含量[10-11]；同時(shí)腐植酸對(duì)氮肥具有增效作用，向尿素中添加腐植酸既可提高尿素中氮的穩(wěn)定性，提高氮肥利用率，又可促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高作物對(duì)氮素的吸收能力[12-14]。因此，生產(chǎn)中將腐植酸作為環(huán)保型肥料增效劑與尿素結(jié)合生產(chǎn)出的腐植酸尿素，在氮肥增效方面受到廣泛關(guān)注[15-16]，但當(dāng)前研究大多集中在腐植酸與氮肥簡(jiǎn)單混合施用上，而將活化后的腐植酸與尿素熔融造粒制成一種新型肥料，研究腐植酸不同添加量對(duì)尿素增效效果的 報(bào) 道 還 較 少[9-10,13]。

本研究通過(guò)對(duì)天然腐植酸進(jìn)行發(fā)酵、活化后，作為高效肥料增效劑按不同比例添加到尿素中，制成了四種腐植酸尿素試驗(yàn)產(chǎn)品。采用15N 同位素示蹤技術(shù)，研究尿素中腐植酸添加量對(duì)玉米產(chǎn)量、植株肥料氮吸收利用及土壤肥料氮分布的影響，探究腐植酸對(duì)尿素的增效作用及機(jī)理，以期為腐植酸尿素的合理開(kāi)發(fā)利用提供實(shí)踐基礎(chǔ)及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤及作物

試驗(yàn)于 2015 年 6 月至 10 月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站禹城試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試土壤采自試驗(yàn)基地連續(xù)三年不施任何肥料的勻地試驗(yàn)田，土壤類(lèi)型為潮土，質(zhì)地為輕壤，采集試驗(yàn)田 0—20 cm 耕層土壤及 20—90 cm 底層土，分別將兩種土壤混勻、過(guò)篩、備用，兩種土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表 1。

供試作物為玉米，品種為鄭單 958。

表1 供試土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)Table 1 Soil basic chemical properties

1.2 供試肥料

將風(fēng)化煤發(fā)酵、活化，制成腐植酸增效劑 (HA)，其中含 C 54.52%、N 0.87%、總腐植酸 45.96%、游離腐植酸 45.18%、羧基含量 0.70 mmol/g、酚羥基含量 2.07 mmol/g、pH 7.27、E4/E63.32。將腐植酸增效劑按比例添加到15N 尿素 (購(gòu)自上?；ぱ芯吭?，15N豐度 10.17%) 中，充分混合均勻、熔融、造粒，制成腐植酸增效劑含量分別為 1%、5%、10%、20% 的四種腐植酸尿素產(chǎn)品 (HAU)，供試肥料性質(zhì)見(jiàn)表 2。

表2 供試氮肥中腐植酸增效劑及全氮含量 (%)Table 2 HA and N content of the tested N fertilizers

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用土柱栽培方式，將高 100 cm、內(nèi)徑 25 cm 的 PVC 管埋入土中，管口上部高出地面 3 cm，下不封口，與自然土壤直接接觸。每個(gè)土柱裝 50 kg干土，土層深 90 cm，其中土層下部 30—90 cm 裝底層土，上部 0—30 cm 裝耕層土 (干土 15 kg)，在裝入土壤后保持各土柱間土壤容重一致。磷、鉀肥用量按充足供應(yīng)原則，磷肥和鉀肥分別選用磷酸二氫鉀 (P2O552.2%、K2O 34.4%) 和氯化鉀 (K2O 63.0%)，施磷量為 P2O50.2 g/kg 干土，施鉀量為 K2O 0.2 g/kg干土。以 0—30 cm 土層土壤干重計(jì)算施肥量，將供試肥料與土壤混勻后全部基施于 0—30 cm 土層。

試驗(yàn)共設(shè) 6 個(gè)處理:不施氮肥對(duì)照 (CK，只施磷、鉀肥，用量與其它處理相同)；普通尿素 (U)；四種腐植酸尿素 HAU1、HAU2、HAU3、HAU4，施氮 (N) 量均為 0.1 g/kg 干土，重復(fù) 8 次，隨機(jī)區(qū)組排列。

玉米于 2015 年 6 月 15 日播種，每個(gè)土柱播 4粒種子，在苗期間苗，最終留玉米苗一株，玉米生長(zhǎng)期間管理按常規(guī)栽培技術(shù)要求進(jìn)行。于 2015 年 10月 1 日收獲并測(cè)產(chǎn)，分別將籽粒、莖、葉、穗軸、苞葉烘干粉碎，測(cè)定其全氮及15N 豐度；同時(shí)取0—15、15—30、30—50、50—70、70—90 cm 土層土樣，測(cè)定土壤全氮及15N 豐度。植物、土壤全氮和15N 豐度均由 Elementar 公司穩(wěn)定同位素比例質(zhì)譜儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

計(jì)算公式如下[17-19]:

15N 原子百分超=實(shí)測(cè)豐度值-自然豐度值

肥料氮含量 (%) = 樣品全氮含量 × 樣品15N 原子百分超/肥料15N 原子百分超

植株各部位肥料氮吸收量 (g/pot) = 植株各部位生物量 × 植株各部位肥料氮含量

肥料氮收獲指數(shù) (NHI) = 籽粒肥料氮吸收量/作物地上部肥料氮吸收量 × 100%

各土層土壤肥料氮?dú)埩袅?(g/pot) = 各土層土壤干重 × 各土層土壤肥料氮含量

15N 肥料利用率 = 地上部肥料氮吸收總量/15N 肥料施氮量 × 100%

15N 肥料土壤殘留率 = 土壤肥料氮總殘留量/15N肥料施氮量 × 100%

15N 肥料損失率 = 100%-(地上部肥料氮吸收總量+土壤中肥料氮總殘留量)/15N 肥料施氮量 × 100%

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2013 進(jìn)行處理與作圖，SAS 8.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Duncan 新復(fù)極差法對(duì)處理間進(jìn)行多重比較 (P ＜ 0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸尿素對(duì)玉米各部位生物量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.1.1腐植酸尿素對(duì)玉米各部位生物量的影響 施用氮肥可提高玉米生物量 (表 3)，其中在各施氮處理中，腐植酸尿素處理 (HAU1、HAU2、HAU3、HAU4)對(duì)玉米生物量的增產(chǎn)效果要好于普通尿素 (U) 處理。在各施氮處理中，腐植酸尿素處理的玉米籽粒產(chǎn)量和地上部總生物量均顯著高于普通尿素處理，分別增加 6.3%～17.3%、5.5%～13.8%，且在腐植酸添加量為 1%～20% 的范圍內(nèi)，腐植酸添加量越大，籽 粒 及 地 上 部 生 物 量 越 高 ， 且HAU4 顯 著 高 于HAU1 和 HAU2，HAU3 顯著高于 HAU1，HAU3 與HAU4 無(wú)顯著差異 (表 3)。與 U 處理相比，腐植酸尿素處理還增加了玉米葉、莖、穗軸、苞葉的生物量，其中 HAU3、HAU4 處理中葉和穗軸的生物量顯著 高 于 U處 理 ， 分 別 增 加 7.0%、7.7% 和8.7%、9.6%；各施氮處理間的莖和苞葉生物量無(wú)顯著差異；四種腐植酸尿素處理的葉、莖、穗軸、苞葉生物量無(wú)顯著差異 (表 3)。此外，由表 3 可以看出，玉米生物量主要集中在籽粒中，且腐植酸尿素處理對(duì)籽粒產(chǎn)量影響顯著，說(shuō)明腐植酸主要通過(guò)提高籽粒產(chǎn)量來(lái)提高玉米的生物量。

表3 腐植酸尿素對(duì)玉米各部位生物量的影響 (g/pot)Table 3 Effects of HAU on biomass amounts of different organs of maize

2.1.2腐植酸尿素對(duì)玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 施用氮肥可提高玉米百粒重和穗粒數(shù)，較 CK 分別增加5.8%～13.7% 和 11.6%～21.6% (表 4)。在各施氮處理中，與普通尿素 (U) 相比，腐植酸尿素可提高玉米百粒重，其中 HAU4 處理的百粒重增加 7.5%，差異達(dá)到顯著水平；但在穗粒數(shù)上，各施氮處理之間無(wú)顯著差異 (表 4)?？梢?jiàn)在玉米生長(zhǎng)過(guò)程中腐植酸尿素可能主要通過(guò)提高玉米的百粒重來(lái)提高籽粒產(chǎn)量。

表4 施用腐植酸尿素玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 4 Yield components of maize applied with HAU

2.2 腐植酸尿素對(duì)玉米肥料氮吸收利用的影響

2.2.1腐植酸尿素對(duì)玉米各部位肥料氮含量的影響腐植酸尿素對(duì)玉米各部位肥料氮含量影響不同 (表5)。在各腐植酸尿素處理中，玉米籽粒、莖、穗軸中的肥料氮含量均高于普通尿素 (U) 處理，但各處理間差異不顯著；而苞葉中肥料氮含量要低于U處理，其 中 HAU3 和 HAU4 顯 著 低 于U 處 理 ， 分 別 低0.014 個(gè)百分點(diǎn)和 0.017 個(gè)百分點(diǎn)。在四種腐植酸尿素處理中，隨著腐植酸添加量的增加，玉米籽粒、葉、苞葉的肥料氮含量逐漸降低 (表 5)，籽粒中肥料氮含量的降低可能是施用腐植酸后籽粒產(chǎn)量增加而引起的稀釋效應(yīng)造成的，而葉和苞葉肥料氮含量降低則可能是由于腐植酸促進(jìn)了葉和苞葉中的肥料氮向籽粒的轉(zhuǎn)移。

表5 施用腐植酸尿素玉米各部位肥料氮含量 (%)Table 5 Fertilizer N contents in different organs of maize applied with HAU

2.2.2腐植酸尿素對(duì)玉米各部位肥料氮吸收量的影響

從肥料氮收獲指數(shù)可看出 (表 6)，腐植酸尿素促進(jìn)了玉米植株體內(nèi)肥料氮向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高了肥料氮收獲指數(shù)，與 U 處理相比提高 2.5～4.2 個(gè)百分點(diǎn)，且隨著腐植酸添加量的增加而增加，玉米吸收的肥料氮主要集中在籽粒中，占地上部總吸收量的 56.7%～60.9%，其次是葉、莖、穗軸和苞葉。與 U 處理相比，腐植酸尿素處理可顯著提高玉米籽粒和地上部的肥料氮吸收量，分別增加 16.8%～25.9%和 11.6%～17.0%，其中，隨著腐植酸添加量的增加，玉米籽粒肥料氮的吸收量逐漸增加，HAU3 和HAU4 處理顯著高于 HAU1，而四種腐植酸尿素處理間的地上部肥料氮吸收量無(wú)顯著差異 (表 6)。隨著腐植酸添加量的增加，莖肥料氮吸收量逐漸增加，HAU4 處理莖的肥料氮吸收量顯著高于 U 處理；在穗軸中，HAU1、HAU2、HAU4 處理肥料氮吸收量顯著高于 U 處理，高出 12.5%～21.9%；葉的肥料氮吸收量隨著腐植酸添加量的增加先增加后降低，苞葉肥料氮吸收量則逐漸降低，但各處理間均無(wú)顯著差異 (表 6)。同肥料氮含量變化規(guī)律基本一致，葉和苞葉中的肥料氮吸收量降低可能是腐植酸促進(jìn)了葉和苞葉中的肥料氮向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)造成的，從而提高了籽粒的肥料氮吸收量。

2.2.3腐植酸尿素對(duì)肥料氮利用、殘留及損失的影響

由表 7可看出，施入土壤中的氮素有 50.5%～59.1% 被作物吸收，這是肥料氮的主要去向，同時(shí)有24.3%～26.8% 殘留在土壤中，剩余的 14.1%～25.3%通過(guò)不同途徑損失掉。從15N 肥料利用率可以看出，腐植酸尿素可顯著提高15N 肥料利用率，較 U 處理提高 5.9～8.6 個(gè)百分點(diǎn)，但是四種腐植酸尿素處理間無(wú)顯著差異；腐植酸還可提高尿素在土壤中的殘留率，較 U 處理提高 1.4～2.5 個(gè)百分點(diǎn)，均顯著高于 U 處理，其中 HAU4 處理殘留率最高，顯著高于HAU1 和 HAU3；施用腐植酸尿素顯著降低了肥料氮損失率，較 U 處理降低 7.3～11.2 個(gè)百分點(diǎn)，其中HAU4 處理最低，顯著低于 HAU1 (表 7)。

表6 腐植酸尿素對(duì)玉米各部位肥料氮吸收量的影響 (g/pot)Table 6 Effects of HAU on fertilizer N uptakes of different organs of maize

表7 腐植酸尿素肥料氮利用、殘留及損失率 (%)Table 7 Fertilizer N use, residual and loss rate of HAU

2.3 腐植酸對(duì)肥料氮在土層中分布及總殘留量的影響

在玉米收獲后，各處理的肥料氮在土層中的分布不同 (表 8)。在 0—90 cm 土層中，各腐植酸尿素處理肥料氮總殘留量均顯著高于 U 處理，高出5.2%～10.1%，其中 HAU4 處理要顯著高于 HAU1和 HAU3 (表 8)。肥料氮主要?dú)埩粼?0—50 cm 土層，HAU1、HAU2、HAU3、HAU4 處理在 0—50 cm 土層的肥料氮?dú)埩袅空?0—90 cm 土層總殘留量的 92.5%、91.9%、92.2%、93.0%，均高于 U 處理的88.5%；在 0—15 cm 土層各處理肥料氮?dú)埩袅繜o(wú)顯著差異；在 15—30 cm 土層和 30—50 cm 土層肥料氮?dú)埩袅烤鶠?HAU4 處理最高，顯著高于 U 處理；而在 50—90 cm 土層，U 處理肥料氮?dú)埩袅烤哂诟菜崮蛩靥幚恚以?70—90 cm 土層 U 處理肥料氮?dú)埩袅匡@著高于腐植酸尿素處理，說(shuō)明腐植酸減少了肥料氮向土壤下層的淋溶損失。

表8 腐植酸尿素肥料氮在土層中分布及總殘留量 (g/pot)Table 8 Fertilizer N distribution and total residue in soil layers of HAU

3 討論

在本試驗(yàn)中，向尿素中添加腐植酸熔融造粒制成腐植酸尿素，在玉米上施用后可提高玉米籽粒產(chǎn)量，促進(jìn)肥料氮的吸收，說(shuō)明腐植酸與尿素熔融后可產(chǎn)生良好的增效效果，這主要是由于腐植酸與尿素混合熔融后會(huì)發(fā)生離子交換、羰基加成、絡(luò)合等反應(yīng)提高尿素的緩釋性能[20-21]。同時(shí)在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)腐植酸在提高玉米肥料氮總吸收量的同時(shí)，隨著腐植酸添加量的增加，葉和苞葉中的肥料氮吸收量有所降低，而籽粒中的肥料氮吸收量逐漸增加，這可能是由于腐植酸具有類(lèi)似生物刺激素的作用，可刺激作物根系發(fā)育，提高根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收能力，進(jìn)而提高氮素的吸收效率，同時(shí)腐植酸能夠調(diào)節(jié)作物新陳代謝，促進(jìn)氮素在植株體內(nèi)的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而提高籽粒氮 素 收 獲 指 數(shù)[17,22-23]。

本研究中，在腐植酸添加比例為 1%～20% 的范圍內(nèi)，腐植酸添加量越大其增產(chǎn)效果越好，但研究表明，腐植酸添加量不同其效果也不盡相同。Akhtar等[10]研究證明，腐植酸可提高小麥籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)，且隨著腐植酸添加量的增加而增加，當(dāng)腐植酸施用量為 2.5 kg/hm2時(shí)效果最好；Tahir 等[24]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腐植酸添加量不是越多越好，土壤中腐植酸施用量為 60 mg/kg 土的中等用量時(shí)，對(duì)小麥生長(zhǎng)和氮素吸收具有較好的促進(jìn)作用，而在 90 mg/kg 土?xí)r反而會(huì)產(chǎn)生不利影響。對(duì)本試驗(yàn)玉米籽粒產(chǎn)量 (Y)和腐植酸添加比例 (X) 進(jìn)行擬合，可得出一元二次拋物線方程 Y = -0.092X2+ 3.19X + 184.43 (R2= 0.9411)，從中得出腐植酸添加比例為 17.3% 時(shí)玉米產(chǎn)量達(dá)到最高，這與 Tahir 等的試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似。但是本試驗(yàn)中腐植酸增效劑添加比例范圍為 1%～20%，在此范圍內(nèi)玉米產(chǎn)量總體上是隨腐植酸添加量的增加而增加的，如果繼續(xù)增大腐植酸添加量，會(huì)產(chǎn)生何種變化，還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

自然條件下，風(fēng)化煤等原料中的腐植酸主要以難溶性大分子團(tuán)聚體形態(tài)存在，經(jīng)活化后可提高水溶性腐植酸含量及羥基、羧基等官能團(tuán)數(shù)量，進(jìn)而提高其化學(xué)活性[25-26]。因此尿素中腐植酸添加量會(huì)影響到腐植酸尿素中的官能團(tuán)數(shù)量及水溶性腐植酸含量，進(jìn)而影響到尿素的緩釋效果[21]，這也就能部分解釋不同試驗(yàn)中腐植酸添加量不同其效果也不盡相同的原因。在不同腐植酸添加量條件下，當(dāng)腐植酸添加量較少時(shí)，可能主要是以抑制脲酶活性為主，如果適當(dāng)增大腐植酸添加量，可能對(duì)脲酶的抑制和銨態(tài)氮的吸附同時(shí)起作用[27-28]，不同階段哪些作用為主導(dǎo)還有待研究。

本研究中，雖然腐植酸尿素的肥料氮吸收總量比普通尿素要高，但是在玉米收獲后，土壤中的肥料氮?dú)埩袅咳砸哂谄胀蛩兀@主要是由于腐植酸減少了肥料氮損失。研究證明，腐植酸可抑制脲酶活性，并對(duì)銨態(tài)氮有一定的吸附作用，可減少尿素氨揮發(fā)及氮素在土壤中的淋溶損失[29-31]。本文研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸尿素在 50—90 cm 土層中的15N 殘留量小于普通尿素，也說(shuō)明腐植酸可減少肥料氮向下層的淋溶損失。

本研究為華北平原潮土小麥-玉米輪作栽培制度下一年的研究結(jié)果，在不同區(qū)域、不同土壤類(lèi)型、不同作物上，腐植酸尿素的應(yīng)用效果還需進(jìn)一步研究與驗(yàn)證。

4 結(jié)論

在腐植酸增效劑添加比例為 1%～20% 的范圍內(nèi)，腐植酸尿素具有較高的肥效。與普通尿素相比，施用腐植酸尿素，玉米籽粒產(chǎn)量提高 6.3%～17.3%，且腐植酸添加量越大其增產(chǎn)效果越好；腐植酸可促進(jìn)玉米對(duì)肥料氮的吸收，促進(jìn)肥料氮向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，籽粒肥料氮吸收量增加 16.8%～25.9%，使肥料氮收獲指數(shù)提高 2.5～4.2 個(gè)百分點(diǎn)；腐植酸還可提高氮肥利用率及土壤殘留率，并減少氮素淋溶損失。

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Effect of urea containing humic acid on maize growth and15N utilization

LI Jun, YUAN Liang, ZHAO Bing-qiang, LI Yan-ting, ZHANG Shui-qin, WEN Yan-chen, LI Wei, LIN Zhi-an*
( National Engineering Laboratory for Improving Quality of Arable Land/Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China )

【Objectives】In this study, effects of urea containing humic acid (HAU) on maize growth and fertilizer N uptake were investigated for providing support for rational use of humic acid in the improvement of urea efficiency .【Methods】Humic acid was added into urea in proportion of 1%, 5%, 10% and 20% (w/w) by melting method, and the four products were recoded as HAU1, HAU2, HAU3 and HAU4, respectively. A pot experiment was conducted using maize as test material and15N tracer technique. The maize growth, fertilizer N uptake and the fertilizer N distribution in soil profiles were investigated.【Results】1) Compared with the urea (U) treatment, the aboveground biomass and grain yields of the HAU treatments were significantly increased by 5.5%-13.8% and 6.3%-17.3%, respectively, and the increases were enhanced with the increase of HA adding proportions. 2) The HAU treatments increased the fertilizer N contents in grains, stems and cobs, but decreased those in maize bracts. The total fertilizer N uptakes in aboveground parts were increased significantly by 11.6%to 17.0%, and those in grains were increased significantly by 16.8% to 25.9%, however, those in leaves and bracts were decreased. The nitrogen harvest indices of HAU were higher than that of the U treatment by percentage points of 2.5 to 4.2. 3) The HAU treatments significantly increased the N use efficiencies and N residual rates by percentage points of 5.9-8.6 and 1.4-2.5, respectively, while the N loss rates were decreased by percentage points of 7.3 to 11.2. 4) The total fertilizer N residues of the HAU treatments were 5.2%-10.1% higher than that of the U treatment in 0-90 cm soil layer, and the fertilizer N was mainly remaining in the 0-50 cm soil layer.【Conclusions】Compared with the conventional urea, the addition of humic acids increases the effect of urea in maize yield increase, and the effect will be enhanced with the increased proportion of humic acid (ranging from 1% to 20%). Humic acid containing urea can improve the nitrogen harvest index and promote the transport of fertilizer N from leaves and stems to grains, increase the fertilizer N residual rate in soil and decrease the leaching loss of fertilizer N.

urea containing humic acid; maize growth;15N utilization;15N distribution in soil

2016-04-15 接受日期：2016-07-10

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31601827）； “十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016 YFD 0200402）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2015BAD23B02）資助。

李軍（1991—），男，山東昌樂(lè)人，碩士研究生，主要從事新型肥料與肥料增效劑研究。E-mail:sdlijun2014@163.com

* 通信作者 Tel:0534-2186505，E-mail:zhianlin@163.com