控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分供應(yīng)的影響

李澤麗，劉之廣*，張 民*，陳 琪，鄒 朋，楊茂峰

（1 土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室/山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018；2 養(yǎng)分資源高效開(kāi)發(fā)與綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東臨沭 276700；3 山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司，山東聊城 252800）

小麥 (Triticum aestivum L.) 是我國(guó)北方最重要的糧食作物之一，氮肥是影響小麥生長(zhǎng)發(fā)育最活躍的栽培因子，其肥料品種和施用量都對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)形成具有重要影響[1]。當(dāng)前人們通過(guò)大量施肥來(lái)獲得高產(chǎn)，然而過(guò)量施用氮肥不僅浪費(fèi)資源、降低肥料利用率[2]，還產(chǎn)生了其他不利影響，如植物病害、土壤酸化、農(nóng)業(yè)面源污染和溫室氣體排放量增加等[3]。

控釋尿素是通過(guò)聚合物包膜等形式實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分按設(shè)定的模式 (釋放率和釋放時(shí)間) 釋放，使其與作物吸收養(yǎng)分規(guī)律相一致的一類新型肥料[4]?？蒯屇蛩卦谟衩?、小麥和水稻等糧食作物上進(jìn)行了較多應(yīng)用試驗(yàn)，證明其具備節(jié)肥、省工等優(yōu)點(diǎn)[5]，可有效提高作物產(chǎn)量和氮肥利用率、減少環(huán)境污染[6–7]。黃腐酸廣泛存在于土壤與水中，主要是芳香族羥基羧酸類物質(zhì)[8]。黃腐酸含有許多活性基團(tuán)，可以通過(guò)陽(yáng)離子交換、螯合、絡(luò)合和吸附等方式固定土壤中的多種元素[9]，有利于提高肥料利用率，同時(shí)有助于土壤團(tuán)聚體形成，改善土壤結(jié)構(gòu)[10]，而且可以增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，尤其是可適當(dāng)控制作物葉面氣孔的開(kāi)放度，減少蒸騰，提高作物抗旱能力[11]?？蒯屇蛩睾忘S腐酸因可提高肥料利用率、培肥地力和促進(jìn)作物增產(chǎn)等特性而備受關(guān)注，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一[12]。

然而控釋尿素與黃腐酸配施對(duì)小麥生長(zhǎng)的協(xié)同增效作用鮮有報(bào)道。本研究通過(guò)小麥盆栽試驗(yàn)，探討控釋尿素配伍黃腐酸一次性基施對(duì)小麥產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分供應(yīng)的影響，為小麥科學(xué)施用控釋尿素和黃腐酸提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室緩控釋肥中試基地(36°9′40″N、117°9′48″E) 進(jìn)行，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，年平均氣溫13℃。供試土壤取自山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)科技園試驗(yàn)基地0—20 cm 耕層土壤，土壤類型為棕壤，在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類中為普通簡(jiǎn)育濕潤(rùn)淋溶土 (Typic Hapli-Udic Argosols)[5]。土壤的基本理化性質(zhì)為：pH值7.85、有機(jī)質(zhì)12.01 g/kg、全氮 0.65 g/kg、硝態(tài)氮72.35 mg/kg、銨態(tài)氮 9.44 mg/kg、有效磷 13.22 mg/kg、速效鉀 92.22 mg/kg。供試小麥品種為‘濟(jì)麥 22’，生育期 239 d，千粒重 40 g。

供試控釋尿素為金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的樹脂包膜控釋尿素 (N 43%，釋放期3個(gè)月)，供試黃腐酸顆粒 (pH 5.40，N 2%，K2O 3%) 由山東泉林嘉有肥料有限責(zé)任公司提供，供試傳統(tǒng)肥料為尿素 (N 46%)，磷酸二銨 (N 18%、P2O546%)，重過(guò)磷酸鈣 (P2O546%)，氯化鉀 (K2O 60%)。

供試容器為陶土盆，上直徑30 cm，高36 cm，盆底鋪沙1 kg，每盆裝土20 kg。2016年10月19日播種，2017年6月4日收獲。小麥季每盆播種小麥45 粒 (發(fā)芽率 98%，按 150 kg/hm2播種)，后期間苗為每盆36株小麥。盆栽試驗(yàn)土壤含水率通過(guò)自動(dòng)灌溉裝置[13]控制維持在田間持水量 (水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%) 的70% ± 5%，除草、除蟲按照常規(guī)高產(chǎn)栽培模式進(jìn)行[14]，整個(gè)生育期內(nèi)各處理管理措施相同。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)處理，分別為：1) 無(wú)氮 (CK)；2)尿素全量 (U)；3) 減 1/3 尿素處理 (U2/3)；4) 控釋尿素全量 (CRU)；5) 減 1/3 控釋尿素處理 (CRU2/3)；6)尿素全量配施黃腐酸處理 (U + FA)；7) 減 1/3 尿素配施黃腐酸處理 (U2/3 + FA )；8) 控釋尿素全量配施黃腐酸處理 (CRU + FA)；9) 減 1/3 控釋尿素配施黃腐酸處理 (CRU2/3 + FA)。每個(gè)處理4次重復(fù)。所有處理均基施 P2O5150 kg/hm2和 K2O 75 kg/hm2，全量N 處理為 225 kg/hm2，減 1/3 處理為 150 kg/hm2，添加黃腐酸的處理黃腐酸用量為45 kg/hm2，盆栽試驗(yàn)施肥量加倍即全量處理按照每千克土壤施入 N 0.20 g、P2O50.13 g 和 K2O 0.07 g，減氮 1/3 處理按照每千克土壤施入 N 0.13 g、P2O50.13 g 和 K2O 0.07 g?？蒯尫侍幚碇锌蒯尩伎偟康?0%，所有肥料均作為基肥一次性施入；其他處理的氮肥50%隨其他肥料基施，50%于拔節(jié)期以追肥施入。

1.3 樣品采集

土壤取樣時(shí)間：苗期 (2016年11月20日)、返青期 (2017年3月12日)、拔節(jié)期 (2017年4月6 日)、開(kāi)花期 (2017 年5月5日) 和成熟期 (2017 年6月4日)。取樣方法：在小麥株間土壤均勻取2點(diǎn)，采樣深度20 cm，土壤充分混勻后帶回實(shí)驗(yàn)室。部分鮮土即刻測(cè)定土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，剩余土壤自然風(fēng)干，研磨，分別過(guò)2 mm和0.25 mm篩后保存待測(cè)。

小麥各生育期測(cè)定株高和葉片SPAD值，每盆隨機(jī)測(cè)定5株小麥。株高測(cè)量莖基部到頂端葉尖的高度，葉片SPAD值通過(guò)葉綠素儀 (SPAD-502，Minolta，日本) 測(cè)定最上部的完全展開(kāi)葉葉緣和葉脈之間的中間位置，測(cè)定時(shí)避開(kāi)葉脈和有損的葉片。

小麥?zhǔn)斋@后，植株秸稈及小麥籽粒置于烘箱中105℃殺青15 min，然后轉(zhuǎn)至65℃烘箱烘干至恒重，其后稱重磨細(xì)待測(cè)。

1.4 樣品測(cè)定方法

土壤及黃腐酸pH值使用除去CO2的去離子水按照土水比1∶2.5浸提，pH計(jì)測(cè)定；土壤無(wú)機(jī)氮含量(土壤鮮樣) 用 0.01 mol/L CaCl2浸提 (土水比1∶10)，浸提液中NO3–-N和 NH4

+-N含量采用連續(xù)流動(dòng)注射分析儀 (AA3，Bran-Luebbe，德國(guó)) 測(cè)定；植株全氮含量采用H2SO4–H2O2聯(lián)合消煮，凱氏定氮法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)按照高溫外熱重鉻酸鉀氧化—容量法測(cè)定；土壤有效磷含量用 0.5 mol/L NaHCO3(pH 8.5) 浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀含量用1.0 mol/L NH4OAc (pH 7.0) 浸提—火焰光度法測(cè)定[15]?？蒯尫柿?5℃靜水養(yǎng)分釋放特征采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《控釋肥料》(HG/T4215-2011) 中的方法測(cè)定，田間養(yǎng)分釋放特征采用土壤埋袋法測(cè)定[16]。土壤溫度采用EC-5溫度傳感器 (S-THB-M008) 采集數(shù)據(jù)，HOBOH21-USB型數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)及圖表分析，數(shù)據(jù)記錄間隔為30 min/次。供試黃腐酸官能團(tuán)采用美國(guó)尼高力公司Nicolet Nexus 410型紅外光譜儀測(cè)定，波數(shù)范圍是 400～4000 cm–1。光譜儀分辨率 2 cm–1，信噪比50000∶1，掃描32次。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

有關(guān)氮肥利用率相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算方法[17]：

氮肥農(nóng)學(xué)利用率 (kg/kg) = (施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量 – 不施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量)/施氮量；

氮肥偏生產(chǎn)力 (kg/kg) = 施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量；氮肥利用率 (%) = (施氮處理氮累積量 – 不施氮處理氮累積量)/施氮量 × 100；

100 kg 籽粒需氮量 (kg) = 植株總吸氮量/小麥籽粒產(chǎn)量 × 100。

相關(guān)數(shù)據(jù)的處理與統(tǒng)計(jì)分析通過(guò)Excel 2010和SAS 8.2完成，包括ANOVA方差分析及Duncan差異顯著性檢驗(yàn)，比較不同處理間在P＜0.05的顯著性水平，并采用Excel 2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 控釋尿素田間氮素養(yǎng)分釋放特征

控釋尿素的氮素釋放特性是評(píng)價(jià)其田間應(yīng)用性能的關(guān)鍵指標(biāo)[4–5]。在25℃靜水浸提條件下，控釋尿素氮素釋放曲線呈“S”型 (圖1)，前30 d為養(yǎng)分緩慢釋放的遲滯期，此階段共釋放氮素10.5%；隨后30～80 d為養(yǎng)分釋放的加速期，此階段共釋放氮素59.8%；80～110 d為養(yǎng)分釋放的減衰期，此階段共釋放氮素21.1%；氮素累積釋放率達(dá)到91.4%時(shí)釋放天數(shù)約為110 d。由于冬小麥季生育期平均溫度僅為7.65℃ (圖2)，控釋尿素在土壤中的釋放期較25℃靜水中的釋放期相對(duì)延長(zhǎng)，氮素釋放率達(dá)到80%時(shí)控釋尿素釋放天數(shù)從 90 d延長(zhǎng)至 190 d。前80 d為養(yǎng)分緩慢釋放的遲滯期，此階段共釋放氮素14.3%；隨后80～200 d為養(yǎng)分釋放的加速期，此階段共釋放氮素67.0%。因此，控釋尿素需采用室內(nèi)恒溫培養(yǎng)與田間實(shí)測(cè)相結(jié)合的方式才能對(duì)其進(jìn)行正確的農(nóng)學(xué)效應(yīng)評(píng)價(jià)。

圖1 控釋尿素氮釋放特征Fig.1 Dynamics of N release from controlled release urea[注（Note）：左邊圖為 25℃ 恒溫靜水，右邊圖為田間實(shí)測(cè) Left figure was results from 25℃ constant water and the right one was from field monitoring; DR—浸提時(shí)段釋放率 N release rate at different extracting time intervals; AR—累積釋放率 Accumulated N release rate.]

圖2 小麥季土壤中15 cm地溫變化曲線Fig.2 Soil temperature curve of 15 cm in wheat season

2.2 控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響

從苗期到開(kāi)花期，小麥的株高逐漸提高 (圖3)。在小麥拔節(jié)期，等氮條件下CRU與U，CRU2/3與U2/3處理小麥株高差異不顯著；CRU + FA、CRU2/3 +FA處理較等氮量的CRU、CRU2/3處理小麥株高平均升高了 5.2%，然而 U + FA 與 U，U2/3 + FA 與U2/3處理小麥株高差異均不顯著?？蒯屇蛩嘏涫S腐酸顯著提高了小麥株高。小麥整個(gè)生育期內(nèi)葉片SPAD值呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì) (圖4)。小麥拔節(jié)期，等氮條件下控釋尿素處理與尿素處理小麥葉片SPAD值差異不顯著；控釋尿素配施黃腐酸與單施控釋尿素處理小麥葉片SPAD值差異不顯著，然而尿素配施黃腐酸較單施尿素處理小麥葉片SPAD值降低?？蒯屇蛩嘏涫S腐酸能夠更大幅度地提高葉片葉綠素含量[23]。

圖3 不同施肥處理小麥株高Fig.3 Plant height of wheat in different treatments[注（Note）：U—尿素 Urea N 225 kg/hm2; U2/3—尿素 Urea N 150 kg/hm2; CRU—控釋尿素 Controlled release urea N 225 kg/hm2;CRU2/3—控釋尿素 Controlled-release urea N 150 kg/hm2; FA—黃腐酸 Fulvic acid 45 kg/hm2.]

2.3 控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

圖4 不同施肥處理小麥葉片SPAD值Fig.4 SPAD values of wheat leaves in different treatments[注（Note）：U—尿素 Urea N 225 kg/hm2; U2/3—尿素 Urea N 150 kg/hm2; CRU—控釋尿素 Controlled release urea N 225 kg/hm2;CRU2/3—控釋尿素 Controlled-release urea N 150 kg/hm2; FA—黃腐酸 Fulvic acid 45 kg/hm2.]

控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素存在不同程度的影響 (表1)。CRU 處理比U處理顯著增產(chǎn)5.5%，CRU2/3處理比U2/3處理顯著增產(chǎn)9.0%，因此控釋尿素處理比尿素處理平均增產(chǎn)7.3%。另外，等氮量條件下與尿素處理相比，控釋尿素處理平均提高小麥的穗粒數(shù)和單株有效穗數(shù)6.8%和5.2%，但對(duì)小麥的千粒重?zé)o顯著影響。等氮條件下控釋尿素配施黃腐酸較單施控釋尿素處理的實(shí)收籽粒產(chǎn)量和地上部生物量分別顯著提高了6.4%和6.9%，然而尿素全量配施黃腐酸 (U + FA) 處理較單施尿素 (U) 處理實(shí)收籽粒產(chǎn)量和地上部生物量顯著減少 12.8% 和 10.1%，U2/3 + FA 處理較 U2/3 處理實(shí)收籽粒產(chǎn)量和地上部生物量顯著增加10.6%和2.7%。另外，等氮條件下，控釋尿素配施黃腐酸處理較單施控釋尿素處理小麥的穗粒數(shù)增加了5.5%，但是對(duì)千粒重和單株有效穗數(shù)無(wú)顯著影響。

表1 不同處理小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素Table1 Yield and yield components of wheat in different treatments

2.4 控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥氮肥利用率的影響

肥料利用率主要取決于作物的吸收能力和土壤、肥料供應(yīng)養(yǎng)分的能力[18]。表2表明，等氮量條件下，控釋尿素處理較尿素處理的地上部氮素累積量顯著增加了5.3%，控釋尿素減氮1/3處理較尿素全量處理顯著降低19.1%。等氮量條件下與尿素處理相比，控釋尿素的氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力差異不顯著。等氮條件下，控釋尿素配施黃腐酸 (CRU +FA、CRU2/3 + FA) 較單施控釋尿素處理 (CRU、CRU2/3) 地上部氮素累積量顯著增加了4.3%，然而尿素全量配施黃腐酸較單施全量尿素處理地上部氮素累積量顯著減少了16.8%。另外，等氮條件下，控釋尿素配施黃腐酸與單施控釋尿素處理的氮肥利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力差異均不顯著。說(shuō)明控釋尿素能顯著提高氮肥利用率，配施黃腐酸可進(jìn)一步提高肥效，但尿素配伍黃腐酸顯著降低氮肥利用率。

2.5 控釋尿素配施黃腐酸對(duì)土壤養(yǎng)分狀況及pH值的影響

控釋尿素可調(diào)控小麥不同生育期耕層土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮水平[20]，不同施氮處理對(duì)小麥季土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的影響十分顯著 (圖5)。從土壤養(yǎng)分在不同時(shí)期的變化趨勢(shì)來(lái)看，小麥苗期至開(kāi)花期土壤硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，控釋氮肥與非控釋氮肥處理變化趨勢(shì)一致，但是在拔節(jié)期(174 天)，等氮條件下控釋尿素 (CRU、CRU2/3) 處理的硝態(tài)氮含量比尿素處理 (U、U2/3) 平均顯著高出54.7%；控釋尿素減氮1/3處理與尿素全量處理硝態(tài)氮含量差異不顯著；控釋尿素配施黃腐酸與單施尿素處理硝態(tài)氮含量差異不顯著。在本試驗(yàn)條件下，控釋尿素較尿素處理可避免小麥越冬前氮素過(guò)剩造成資源浪費(fèi)，同時(shí)顯著增加返青期后土壤中的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，滿足小麥氮素最大效率期對(duì)氮素的需求。

表2 不同處理的小麥氮肥利用率Table2 Nitrogen use efficiency of wheat under with different treatments

圖5 不同時(shí)期各處理土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量Fig.5 Content of soil NO3–-N and NH4+-N in different treatments at different time[注（Note）：U—尿素 Urea N 225 kg/hm2; U2/3—尿素 Urea N 150 kg/hm2; CRU—控釋尿素 Controlled-release urea N 225 kg/hm2;CRU2/3—控釋尿素 Controlled-release urea N 150 kg/hm2; FA—黃腐酸 Fulvic acid 45 kg/hm2.]

小麥生育期內(nèi)，未施黃腐酸的處理 (U、U2/3、CRU、CRU2/3) 土壤有效磷含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，然而配施黃腐酸的處理 (U + FA、U2/3 +FA、CRU + FA、CRU2/3 + FA) 土壤有效磷含量呈現(xiàn)先降低后增加最后降低的趨勢(shì)。小麥拔節(jié)期，控釋尿素處理的土壤有效磷含量與尿素處理無(wú)顯著差異，然而CRU2/3、U2/3 + FA處理較CRU處理土壤有效磷含量顯著提高了18.6%和20.6%，CRU、CRU + FA處理較U2/3處理有效磷含量顯著降低了11.3% 和 3.0% (圖 6)。

圖6 不同時(shí)期各處理土壤有效磷含量Fig.6 Soil available P content in different treatments at different time

各處理土壤速效鉀含量在小麥整個(gè)生育期均呈逐漸降低趨勢(shì) (圖7)。拔節(jié)期控釋肥處理 (CRU、CRU 2/3) 的土壤速效鉀含量較等氮尿素處理 (U、U2/3)平均顯著降低了10.5%，與等氮控釋肥配施黃腐酸處理 (CRU + FA、CRU2/3 + FA) 無(wú)顯著差異。

圖7 不同時(shí)期各處理土壤速效鉀含量Fig.7 Soil available K in different treatments at different time[注（Note）：U—尿素 Urea N 225 kg/hm2; U2/3—尿素 Urea N 150 kg/hm2; CRU—控釋尿素 Controlled release urea N 225 kg/hm2;CRU2/3—控釋尿素 Controlled release urea N 150 kg/hm2; FA—黃腐酸 Fulvic acid 45 kg/hm2.]

圖8 不同處理土壤pH值的變化Fig.8 Changes of soil pH in different treatments[注（Note）：U—尿素 Urea N 225 kg/hm2; U2/3—尿素 Urea N 150 kg/hm2; CRU—控釋尿素 Controlled release urea N 225 kg/hm2;CRU2/3—控釋尿素 Controlled release urea N 150 kg/hm2; FA—黃腐酸 Fulvic acid 45 kg/hm2.]

尿素為化學(xué)中性和生理中性肥料，在土壤脲酶作用下會(huì)轉(zhuǎn)化為銨離子，小麥吸收銨根離子時(shí)會(huì)釋放出質(zhì)子而降低微域土壤pH，同時(shí)銨態(tài)氮硝化也會(huì)造成土壤酸化，因此施用肥料降低了小麥苗期、返青期土壤pH，但各處理間差異不顯著 (圖8)。由于盆栽試驗(yàn)的局限性，灌溉量也嚴(yán)格控制，硝酸根及鈣、鎂、鉀等堿性鹽基離子淋洗作用不明顯，小麥拔節(jié)期、開(kāi)花期土壤酸化得到緩解。配施黃腐酸處理 U + FA、U2/3 + FA 僅拔節(jié)期較等氮的 U、U2/3處理pH平均顯著降低了0.11個(gè)單位，其他各時(shí)期尿素和控釋尿素配施黃腐酸與等量單施化肥處理差異不顯著。

2.6 控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥經(jīng)濟(jì)效益的影響

控釋尿素配施黃腐酸對(duì)小麥經(jīng)濟(jì)效益存在不同程度的影響 (表 3)。控釋尿素全量 (CRU) 比尿素全量(U) 凈收益顯著增加16.8%，控釋尿素減氮1/3(CRU2/3) 比尿素減氮 1/3 (U2/3) 凈收益顯著增加33.0%，因此控釋尿素處理比尿素處理凈收益平均增加 24.9%，CRU2/3處理與U處理無(wú)顯著差異。CRU +FA凈收益較CRU顯著提高了12.6%，然而尿素配施黃腐酸處理 (U + FA、U2/3 + FA) 凈收益較等氮尿素處理 (U、U2/3) 平均降低了 29.5%。

表3 不同處理的小麥經(jīng)濟(jì)效益 (yuan/hm2)Table3 Economic benefit of wheat in different treatments

3 討論

在整個(gè)生育期內(nèi)，小麥對(duì)氮素的需求呈“S”型曲線變化[24]，因此根據(jù)小麥各時(shí)期對(duì)氮素的不同需求供應(yīng)氮素對(duì)小麥高產(chǎn)尤為重要?？蒯尫实酿B(yǎng)分釋放受土壤溫度和含水量的影響。本試驗(yàn)條件下，小麥越冬期前土壤平均溫度為10.25℃ (圖2)，控釋尿素釋放的養(yǎng)分能滿足小麥前期的需氮要求，越冬期間土壤平均溫度低于0.5℃，養(yǎng)分釋放基本停止。返青期后土壤溫度回升，控釋尿素氮素釋放加快，至孕穗期達(dá)到峰值，滿足了小麥氮素最大效率期對(duì)氮素的需求，起到高產(chǎn)麥田“氮肥后移”的作用[25]。所以，控釋尿素在田間條件下的氮素釋放特征滿足了小麥各生育期對(duì)氮素的不同需求。

通過(guò)譜圖檢索，供試黃腐酸紅外光譜中3426 cm–1為羥基或氨基的伸縮振動(dòng)峰，2934 cm–1為甲基和亞甲基的伸縮振動(dòng)峰，1618 cm–1為雙鍵的伸縮振動(dòng)峰，1515 cm–1可能為 N–H、雙鍵等峰，1418 cm–1為甲基的反對(duì)稱變形振動(dòng)，1116 cm–1為C–O的伸縮振動(dòng)峰 (圖9)。黃腐酸中的活性基團(tuán)可通過(guò)陽(yáng)離子交換、螯合、絡(luò)合和吸附等方式固定土壤中的多種元素，有利于提高肥料利用率，同時(shí)有助于土壤團(tuán)聚體形成，可改善土壤物理結(jié)構(gòu)，而且黃腐酸可以增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，尤其是可適當(dāng)控制作物葉面氣孔的開(kāi)放度，減少蒸騰，提高作物抗旱能力[26]。李兆君等[27]認(rèn)為黃腐酸會(huì)與尿素反應(yīng)生成腐脲而具有脲酶抑制劑的作用，能夠延長(zhǎng)尿素有效期，提高氮肥利用率。本試驗(yàn)條件下，尿素全量處理與尿素減少1/3處理的小麥產(chǎn)量差異顯著，然而配施黃腐酸的效果卻不同。尿素減氮1/3配施黃腐酸后，其產(chǎn)量增加了10.6%，全量尿素配施黃腐酸卻減產(chǎn)12.9%，可能原因是全量尿素處理在追肥后，迅速增加了土壤溶液中的NH4+含量，黃腐酸與其結(jié)合生成黃腐酸銨[28]，降低了小麥營(yíng)養(yǎng)需求關(guān)鍵期的氮素供應(yīng)，減少1/3尿素投入降低了這個(gè)負(fù)面作用。包膜控釋尿素由于養(yǎng)分最初釋放延緩，之后按照設(shè)定的釋放率和釋放期緩慢釋放[29–30]，施用后沒(méi)有引起土壤溶液離子濃度劇烈變化，對(duì)黃腐酸性能的影響也較小，既發(fā)揮了黃腐酸的保墑、保溫和保肥能力[31–32]，又保證了小麥生育期對(duì)氮素的供應(yīng)，因而控釋尿素配施黃腐酸增產(chǎn)效果極顯著 (表1)。

圖9 供試黃腐酸紅外光譜圖Fig.9 Infra-red spectrogram of the experimental fluvic acid

黃腐酸與尿素?fù)交焓┯糜性斐尚←湝p產(chǎn)和降低氮肥利用率的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際應(yīng)用中可將尿素與黃腐酸分層施入土壤來(lái)緩解其拮抗作用，充分發(fā)揮黃腐酸的促生、保肥功能，但這勢(shì)必會(huì)增加施肥作業(yè)的難度和成本。包膜控釋尿素可與黃腐酸直接摻混一次性基施，不僅降低了施肥成本，而且對(duì)配套機(jī)械無(wú)特殊要求，可實(shí)現(xiàn)兩種產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同增效，為該類新型肥料產(chǎn)品科學(xué)應(yīng)用提供了思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而黃腐酸與尿素的拮抗及其與控釋尿素的配伍增效機(jī)制仍需深入研究。

4 結(jié)論

1) 本試驗(yàn)條件下，控釋尿素在小麥全生育期田間養(yǎng)分釋放較室內(nèi)恒溫25℃浸提檢測(cè)的養(yǎng)分釋放期相對(duì)延長(zhǎng)了1倍以上，可滿足小麥整個(gè)生育期的養(yǎng)分需求。一次性基施全量控釋尿素比尿素全量顯著增產(chǎn)5.5%，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加16.8%；減氮1/3的控釋尿素比減氮1/3的尿素處理顯著增產(chǎn)9.0%，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加33.0%。

2) 黃腐酸與控釋尿素配施的增產(chǎn)效果顯著優(yōu)于其與普通尿素配伍，黃腐酸與控釋尿素配施較單施尿素處理顯著增產(chǎn)12.2%，顯著增加凈收益31.5%；尿素全量配施黃腐酸較單施尿素處理顯著減產(chǎn)了12.8%；尿素減量1/3配施黃腐酸處理較尿素減量1/3處理顯著增產(chǎn)10.6%。

3) 控釋尿素配施黃腐酸處理較單施控釋尿素處理土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量均顯著提高，有效提高速效養(yǎng)分的供應(yīng)強(qiáng)度，滿足小麥整個(gè)生育期尤其是養(yǎng)分臨界期和最大效率期對(duì)養(yǎng)分的需求。