不同组分脲甲醛缓释肥的夏玉米肥料效应研究

倪 露，白由路，杨俐苹，卢艳丽，王 磊，周丽平

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 100081）

不同组分脲甲醛缓释肥的夏玉米肥料效应研究

倪 露，白由路，杨俐苹，卢艳丽，王 磊，周丽平

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 100081）

【目的】探究不同组分的脲甲醛缓释肥在夏玉米上的肥料效应，为制备夏玉米一次性施用的专用肥料提供理论依据，从而简化施肥步骤，节省施肥成本，提高肥料效益，减少养分损失，保护生态环境。【方法】试验以夏玉米品种郑单958为供试材料，连续2年在大田条件下，设置3种组分脲甲醛缓释肥处理（UF1、UF2、UF3）、常规施肥处理（CF）和不施肥处理（CK），研究不同组分脲甲醛对夏玉米产量、氮肥利用率、地上部氮素积累量、土壤无机态氮含量的影响。【结果】不同组分的脲甲醛肥效不同，UF1、UF2、UF3脲甲醛缓释肥均能够提高夏玉米产量及氮肥利用率，尤其以UF2效果最佳，与常规施肥处理相比，UF2处理2年平均增产7.63%，氮肥利用率提高16.43个百分点；UF1效果次之，平均增产6.53%，氮肥利用率提高12.30个百分点；UF3平均增产4.98%，氮肥利用率提高0.82个百分点。不同组分脲甲醛缓释肥其氮素释放速率也不同，与常规施肥相比，脲甲醛缓释肥处理在玉米苗期0—20 cm土层无机氮含量均较高，其中以UF2处理最高，达80.09 mg·kg-1；UF1次之，含量为66.47 mg·kg-1，UF3处理最低，为51.18 mg·kg-1。大喇叭口期常规施肥处理追施60%尿素，土壤的无机态氮含量有一定地提高，灌浆期含量为27.46 mg·kg-1。20—40 cm土层中，UF1、UF2在大喇叭口期到灌浆期土壤无机态氮含量较稳定，灌浆期后含量下降，其中UF1处理收获期含量低至13.40 mg·kg-1，比CF处理低1.05 mg·kg-1。UF2处理收获期土壤无机态氮含量为14.13 mg·kg-1，较CF处理降低0.32 mg·kg-1。而UF3收获期土壤无机态氮含量略高于其他处理，较CF高出1.51 mg·kg-1。因此，一次性施用的脲甲醛缓释肥处理均可满足玉米整个生育期的养分需求。【结论】在不同组分脲甲醛缓释肥中，UF2处理获得了相对较高的产量和氮肥利用率，可作为华北平原北部中低产土壤的玉米专用缓释肥。

脲甲醛缓释肥；夏玉米；产量；氮肥利用率；土壤无机氮

0 引言

【研究意义】玉米作为中国重要的粮食作物，其播种范围较广[1]。研究表明，夏玉米生育期短，耐肥力强，施用氮肥是提高其单产水平的重要措施[2]。由于普通氮肥的肥效较短，因此常规施肥采用氮肥基施+追施的模式。然而，近年来随着新型城镇化速度的加快，大量农村劳动力转移就业，玉米追肥模式不再适应中国目前的农业现状，需要施用缓释肥料以简化玉米施肥步骤。目前中国所采用的缓释肥料主要有包膜型、化学抑制型和化学合成型等[3]，其中脲甲醛缓释肥具有无残留、组分可调等优点，是一种清洁高效的缓释肥料。但是，如何控制脲甲醛缓释肥中的不同组分，以适合不同地区不同作物的养分需求，是一个亟待解决的问题[4]。【前人研究进展】研究表明，脲甲醛是不同链长的甲基脲聚合物，具有不同的水溶性氮含量，可满足作物不同时期的生长需求[5]。脲甲醛缓释肥氮素有效性可用活性指数（activity index，AI）表征，是指冷水不溶氮（CWIN）中热水可溶氮（HWSN）所占的百分数。ALEXANDER等[6]和GORING等[7]认为脲甲醛氮素释放速率与其分子链的溶解性有关。黄丽娜等[8]在小白菜上研究了脲甲醛肥料的增产效应和氮肥利用率，表明AI值为53.41%的脲甲醛与尿素1∶1配施后能够明显提高产量和氮肥利用率，较纯尿素处理增产12%。唐拴虎等[9]通过对施用不同缓释肥辣椒的研究发现，脲甲醛缓释肥不仅能够提高辣椒养分利用率，还对提高辣椒果实维生素C及可溶性糖含量有显著作用。刘兵[10]在水稻、小麦、棉花、牧草和苗木等多种作物上试验研究表明，脲甲醛缓释肥能够显著增加大田作物产量及肥料利用率，同时较常规施肥能够显著提高作物品质。【本研究切入点】中国脲甲醛缓释肥研制与生产起步较晚，其生产成本过高、工艺不成熟；释放机理研究不够深入、肥效评价体系不够完善[11]。当前对脲甲醛缓释肥的研究主要集中在生产方法改进和商品肥料肥效研究两大方面。而脲甲醛的精准制备条件下所产生的可控脲甲醛组分，在不同气候、土壤和作物条件下肥料的田间效应研究较少。【拟解决的关键问题】在华北平原北部中低产土壤上夏玉米一次性施用精准制备条件下所产生的不同脲甲醛组分的缓控释肥，研究其田间肥料效应，为不同作物不同土壤和不同气候条件下的脲甲醛缓释肥研制提供理论基础与方法论。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2014—2015年在中国农业科学院（万庄）国际农业产业园内（116°35′19.51″E，39°35′51.75″N）进行。该地区属于温带大陆性季风气候，年平均日照时数2 660 h，年平均气温11.9℃，无霜期年平均183 d，年平均降水量554.9 mm，土壤类型为砂质潮土，属中低产土壤。

1.2 试验材料

1.2.1 不同组分脲甲醛缓释肥生成条件及指标 根据前人研究结果，脲甲醛合成受尿素-甲醛的摩尔比值（U/F）、羟甲基化和亚甲基化两阶段的反应温度、反应时间、pH等7个因素的影响[12-14]。本研究预先设计7因素3水平，共计18组正交预试验[15]，测得各组AI值后，筛选出3组缓释期可能适宜玉米生长养分需求的脲甲醛。在50 L反应釜内大量合成，与尿素4∶6配施后，作用于夏玉米。3组脲甲醛具体生成条件及指标如表1所示。

表1 脲甲醛缓释肥的生成条件及评价指标Table 1 Formation conditions of urea formaldehyde slow release fertilizer

1.2.2 供试作物品种与肥料 供试玉米品种为郑单958。供试土壤pH 8.20，有机质为5.10 g·kg-1，全氮0.151 g·kg-1，硝态氮19.5 mg·kg-1，铵态氮3.8 mg·kg-1，速效磷21.00 mg·kg-1，速效钾80.20 mg·kg-1。磷肥为过磷酸钙（含P2O512%）、钾肥为硫酸钾（含K2O 51%），氮肥为普通尿素。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 连续两年大田试验。试验采用随机区组设计，设置5个处理，每个处理3次重复，分别为（1）UF1：40%尿素+60%T1脲甲醛；（2）UF2：40%尿素+60%T2脲甲醛；（3）UF3：40%尿素+60%T3脲甲醛；（4）CF：常规施肥40%尿素基施+60%尿素大喇叭口期追施；（5）CK：不施氮肥。小区面积24 m2，玉米行距60 cm，株距21 cm。

施肥方式为人工沟施覆土，UF1、UF2、UF3处理均为一次性基施，常规施肥CF在大喇叭口期取样后追肥。施肥量根据国家测土配方与施肥中心ASI法对试验田土壤测试后推荐：N为180 kg·hm-2，P2O5为90 kg·hm-2，K2O为90 kg·hm-2。2014年6月23日播种，10月12日收获，2015年6月18日播种，10月10日收获。两年试验在不同地块上进行。

1.3.2 样品采集与测定 （1）肥料的制备与测定：脲甲醛缓释肥制成后测定冷水（22℃）不溶氮（CWIN）、热水（100℃）中不溶氮（HWIN）、总氮含量（TN）、活性指数（AI）。

（2）植株样品的采集与测定：分别于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期、收获期取样，取样时每小区选取有代表性植株3棵（苗期为5棵），将叶片（含苞叶）、茎秆（含雄穗、穗轴）、籽粒分开，105℃杀青30 min后75℃烘干并称重，计算地上部干物质积累量。

收获期按小区测定实际产量，并进行考种。考种的指标为穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、秃尖长、百粒重等。

（3）土壤样品的采集与测定：分别于玉米苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期、收获期采集0—20 cm、20—40 cm土样，风干后过筛，用2 mol·L-1KCl提取液进行振荡提取，过滤后在流动分析仪进行硝态氮、铵态氮含量的比色测定。

1.4 有关指标计算与统计方法

活性指数（activity index，AI）=（冷水不溶氮-热水不溶氮）/冷水不溶氮×100%；

地上部氮素积累量（aboveground portion N accumulation rate，kg·hm-2）=地上部干物重×地上部干物质含氮量；

氮肥利用率（recovery efficiency of applied N）=（施氮肥区植株地上部氮素积累量-不施氮肥区植株地上部氮素积累量）/施氮肥量×100%；

氮肥农学效率（agronomic efficiency of applied N，kg·kg-1）=（施氮肥区产量-不施氮肥区产量）/施氮肥量；

氮肥偏生产力（partial factor productivity from applied N，kg·kg-1）=施氮肥区产量/施氮肥量。

采用Microsoft Excel 2007和The SAS System forWindows V8软件进行数据处理和统计分析，Origin 8.5作图。

2 结果

2.1 不同组分脲甲醛对玉米产量及其构成因素的影响

从表2可以看出，不同组分脲甲醛缓释肥作玉米一次性专用肥增产效果均显著，UF1、UF2、UF3处理2年平均产量分别为10 959.7、11 072.9、10 800.7 kg·hm-2。较空白处理（CK）增产25.96%、27.26%、24.13%。较常规施肥（CF）处理增产6.53%、7.63%和4.98%。其中UF1、UF2与CF处理产量差异2年均达到显著水平。UF3在2014年产量较CF处理差异达显著性水平，2015年产量略有提高但未达到显著性差异。在玉米穗粒数、百粒重等方面，施肥组较对照都有一定提高，整体趋势与产量结果一致。其中2年试验结果均表明，UF1较CK处理能够显著提高夏玉米穗粒数，UF2较CK处理能够显著性提高夏玉米百粒重，UF3较CK处理在夏玉米穗粒数、百粒重等方面提升并不显著。以上数据显示，3个不同组分脲甲醛处理中，以UF2处理产量最高，增产幅度最大，增产效果最佳。

表2 不同处理对夏玉米产量及其产量构成因素的影响Table 2 Effect of different fertilizer treatments on yield and yield component of summer maize

2.2 不同组分脲甲醛对夏玉米氮素积累量的影响

从图1中可以看出，施用脲甲醛缓释肥及尿素处理均显著增加了夏玉米地上部氮素积累量。与CK处理相比UF1、UF2、UF3、CF处理2季度地上部氮素积累量平均提高41.23%、43.91%、30.43%、29.84%。与CF处理相比，2014年UF2地上部氮素增加8.52%，达显著差异，UF1、UF3差异性不显著。2015年UF1、UF2的地上部氮素积累量为289.69、279.71 kg·hm-2，较CF处理分别增加17.26%、13.22%，达到显著差异，UF3处理地上部氮素积累量较CF处理差异性不显著。同一处理相比，2015年地上部氮素积累量较2014年均有下降，其中UF1处理下降最少，减少7.29%，UF2其次，下降了17.08%，UF3、CF与空白处理分别下降了21.56%、20.52%、18.22%。

2.3 不同组分脲甲醛对玉米氮肥利用效率的影响

与CF处理相比较，UF1、UF2在2014年氮肥利用率提高了0.91个百分点和14.72个百分点；农学效率提高了4.24、4.82 kg·kg-1；氮肥偏生产力提高了4.24、4.82 kg·kg-1；2015年氮肥利用率提高了23.69%、18.14%，农学效率提高了3.23、3.93 kg·kg-1；氮肥偏生产力提高了3.22、3.90 kg·kg-1。其中以UF2氮肥利用效率最高，较CF处理达到显著水平，两年平均提高16.43个百分点。氮肥农学效率及氮肥偏生产力等指标侧重于表征作物所吸收的养分向籽粒转移储存情况。UF2处理两项指标2年均为3组脲甲醛处理最高值，氮肥农学效率平均为13.18 kg·kg-1，氮肥偏生产力平均为61.52 kg·kg-1。而UF3氮肥利用率较CF处理并未达显著，氮肥农学效率与氮肥偏生产力分析结果与氮肥利用率的趋势基本一致，均无显著性差异（表3）。

图1 不同处理对夏玉米地上部氮素积累量的影响Fig. 1 Effect of different treatments on above-ground portion nitrogen accumulation amount of summer maize

表3 玉米氮肥利用率Table 3 Nitrogenous fertilizer use efficiency of maize

2.4 不同组分脲甲醛对土壤无机态氮含量的影响

图2为不同组分脲甲醛缓释肥对土壤无机氮的影响，其中图2-A为2015年夏玉米0—20 cm土层无机氮含量的动态变化。由图可见，UF1、UF2、UF3一次性施用后苗期土壤中无机态氮含量均高于常规处理组，其中UF2处理含量最高为80.09 mg·kg-1；UF1处理其次，含量为66.47 mg·kg-1；UF3处理最低，为51.18 mg·kg-1。拔节期至大喇叭口期各组土壤中无机态氮含量随玉米生长缓慢降低，各处理间变化差异不大。大喇叭口期UF1、UF2、UF3分别为14.12、18.56、19.13 mg·kg-1。大喇叭口期取样后常规施肥组追施60%尿素，因此，灌浆期CF处理无机态氮含量出现显著性提高，含量为27.46 mg·kg-1。UF1、UF2在该时期保持相对较高无机态氮含量，分别为22.17、21.66 mg·kg-1。UF3含量略低，为18.30 mg·kg-1。收获期UF1、UF2及CF处理土壤无机态氮含量均趋于稳定，与空白对照相比差异性不显著，但UF3该时期土壤无机态氮显著性高于其他处理，含量为20.27 mg·kg-1。

图2-B为2015年夏玉米20—40 cm土层无机氮含量的动态变化。与0—20 cm土层不同，苗期仅UF2显著性高于CF处理，含量达45.45 mg·kg-1，而UF1、UF3含量为35.05、34.22 mg·kg-1，与CF处理接近。苗期到拔节期CF处理土壤无机氮含量下降较快，其拔节期土壤中无机态氮含量为18.86 mg·kg-1，明显低于UF1、UF2、UF3处理，其含量分别为29.61、29.70、29.73 mg·kg-1。拔节期到大喇叭口期间各处理土壤无机氮含量均缓慢下降，大喇叭口期之后CF处理因追肥出现一定提高，其含量在灌浆期达16.95 mg·kg-1，略低于UF1处理17.69 mg·kg-1的土壤无机氮含量，但高于UF2、UF3处理。UF1在大喇叭口期到灌浆期土壤无机态氮含量较稳定，灌浆期后含量下降，收获期含量低至13.40 mg·kg-1，比CF处理低1.05 mg·kg-1。UF2在大喇叭口期到收获期土壤无机氮含量缓慢下降并逐渐趋于稳定，收获期土壤无机态氮含量为14.13 mg·kg-1，较CF处理降低0.32 mg·kg-1。而UF3收获期土壤无机态氮含量略高于其他处理，较CF高出1.51 mg·kg-1。

从以上数据分析可见，UF2处理在前期能保持较高的土壤无机氮含量，且随时间延长，下降缓慢，在后期还能保持较高的土壤无机氮含量，表明UF2处理的氮素释放速率可以满足夏玉米的生长发育需求，因此其产量也较其他处理高。UF3处理，虽然能延长氮素的释放时间，但玉米收获时，土壤中无机氮含量表明，该组分的氮素释放期过长，不能适合玉米在该生长条件下的营养供应，所以UF2处理的脲甲醛组分对该区玉米生长发育是适宜的。

图2 2015年夏玉米0—20、20—40 cm土层无机氮动态变化Fig. 2 Dynamic changes of mineral nitrogen in 0-20 and 20-40 cm soil layers of 2015 summer maize

3 讨论

脲甲醛缓释肥的机理是通过调节产品中游离尿素、亚甲基二脲、二亚甲基三脲、三亚甲基四脲和四亚甲基无脲等不同组分缩合物的比例实现的[16]。在实际生产过程中，如果通过反应生成符合作物需求的脲甲醛缓释肥，则生产成本过高，本研究生成一定比例的长时间释放的脲甲醛组分，再与尿素按6∶4的比例配施，这样很大程度上节约了脲甲醛的生成成本，但此时的脲甲醛组分与其他研究的组分及特性方面可能存在很大不同。

脲甲醛肥料中不同组分的含量和比例影响着脲甲醛肥料的施用效果，但是受目前技术条件所限，难以准确测定出脲甲醛肥料中各种组分的含量和比例。前人所使用的方法是通过控制脲甲醛肥料的合成条件来控制其产品的组分[17]，本研究也是这样做的，因此不同合成条件下生成的脲甲醛其冷水不溶性氮（CWIN）、热水不溶性氮（HWIN）、活性指数（AI）等评价指标各不相同，这与前人研究结果相一致[18-20]。潘贝贝等[21]研究发现，羟甲基化阶段随反应时间的增加，AI值呈现先增加后减少的趋势，而亚甲基化阶段反应时间过长会导致反应物聚合度过大，AI值减小。这与本研究反应时间延长，AI值增大的试验结果并不一致，其原因可能是本试验反应变量为7种因素，产品指标除受反应时间影响外，还受其他条件制约，并且本试验选取的反应底物浓度等条件范围不一致，不能进行直接比较。

本研究以华北平原低肥力土壤上的夏玉米作供试作物，分别探讨了T1、T2、T3三种条件下所合成的不同组分的脲甲醛缓释肥，作专用肥时的产量效应、氮肥利用率、土壤氮素变化的规律，同时也比较了其与尿素一基一追模式（常规施肥）下各阶段养分释放及积累的不同。结果表明，不同组分的脲甲醛在2年试验中产量、氮肥利用率等均较常规施肥有明显提升。其中T2条件下生成的UF2脲甲醛2年平均值较常规施肥增产7.63%，氮肥利用率平均提高了16.43个百分点，效果最显著。其次是T1条件下生成的UF1脲甲醛，2年平均值较常规施肥增产6.53%，氮肥利用率平均提高了12.30个百分点，T3条件下生成的AI值为15.17%的UF3脲甲醛效果最差，较CF处理并未达显著水平。说明采用不同组分脲甲醛配施尿素作玉米专用肥，可有效提高玉米产量，简化施肥环节，增产效果良好，这与前人研究结果相一致[22-23]。但不同组分的脲甲醛释放规律不同，增产效果亦不相同。同时2年产量及脲甲醛缓释肥增产效果出现一定的波动性，其原因可能是2015年收获期时，因天气恶劣玉米大田发生大面积倒伏，导致全部处理产量及地上部氮素积累量均低于2014年。UF1处理2年氮素积累量变化最小，仅下降7.29%，与其他处理差异较大。其原因可能是UF1缓释肥在玉米中后期供肥较足，氮肥后移，促进了夏玉米地对氮素的吸收积累，作物后期叶片中氮含量较高，光合作用养分积累充足，受该阶段外界环境影响较小。当作物种类和生长条件发生变化时，其结果也会发生变化。

本试验研究结果还表明，脲甲醛配施尿素一次性施用后，玉米生长前期土壤中无机态氮含量较高，0—20 cm土层无机氮含量均高于常规处理组，UF1、UF2、UF3分别为66.47、80.09、51.18 mg·kg-1。其原因可能是UF1、UF2、UF3中不仅配施了40%尿素，还有一定量未反应完全的游离尿素和低聚合度的聚甲叉脲在前期也发生了分解，其前期速效养分远高于施用40%尿素的常规处理，充分保证了玉米前期生长对氮素的需求。因此脲甲醛与普通尿素配施，既能够满足夏玉米前期氮素不致过量流失，又能保证中后期氮素的供给，这与司贤宗等[24]的研究结果一致。但不同组分脲甲醛其释放规律又略有不同，UF1前期氮素释放较高，大喇叭口期之后养分释放达另一高峰，氮素供应后移。效果最显著的UF2脲甲醛在前期氮素释放最多，中后期逐渐趋于稳定且维持较高水平。这两组夏玉米穗粒数、百粒重等有显著性提高，这与赵凯[25]研究得出的施用脲甲醛缓释肥有利于提高玉米穗粒数、千粒重结论一致。但效果最差的UF3前期氮素释放量最少，中期趋于稳定，收获期达到阶段性峰值，产量及生育性状指标提升不明显。可能是UF3脲甲醛缓释肥在玉米生长期释放不完全，其缓释期对于玉米作物来说太长，导致生育期供肥不如其他处理。

脲甲醛缓释肥肥效受肥料组分、土壤肥力、供试作物品种、自然环境等因素影响，故不同研究者的研究成果有一定差异。TLUSTOS等[26]研究表明脲醛缓释肥中氮素释放速率受土壤酸碱度的影响；HUSBY等[27]研究表明温度对脲醛一类聚合物包膜缓释肥规律有一定影响；此外土壤微生物、水分等自然因素都会影响脲甲醛缓释肥肥效[28-29]。现阶段脲甲醛释放机理及模型并没有有效的研究成果，其评价方法在中国也没有统一的国家标准，国际上使用的AI值指标，其对应的肥料释放时间从几个月到几年不等。根据有关文献，AI值在30%—60%时，释放时间为6—8个月，AI值越低，释放时间越长；AI值越高，释放时间越短。夏玉米生长期仅为4个月左右，对肥料释放供应的时间要求更为精细，需要更为精准的评价方式。因此，本研究从生成条件入手，精准控制脲甲醛生成条件，自主制备生产不同AI值的脲甲醛后再作用于大田，建立脲甲醛生成条件与肥料效应之间的对应关系。其研究结果与多数研究者预测的缓释期相近，但本研究使用的脲甲醛缓释肥AI值低于国际指标，释放期却大致在玉米生育期内。推测其可能是因为工业生产脲甲醛大多采用稀溶液法，母液循环使用，产品中低聚合态产物及未反应的尿素含量较低。而本研究使用浓溶液法，脲甲醛在反应釜内生成后不经抽滤直接烘干，反应底物浓度过高易发生暴聚反应。因此本研究所用脲甲醛的冷水不溶氮（CWIN）偏低，导致AI值较低；其次，本试验所获得的脲甲醛产品，烘干后粉碎成细小颗粒后施入土壤，肥料颗粒小，加速了养分的释放[30]；同时本研究中并未单一采用脲甲醛作玉米专用肥，而是将脲甲醛-尿素6∶4配合施用，前期养分由脲甲醛中游离的尿素以及配施的尿素直接提供，中后期才需要脲甲醛低聚合度成分亚甲基二脲、二甲基三脲，以及聚合度更高的三甲基四脲甚至更长碳链的聚合物分解释放氮素，供应玉米养分[31]。

本试验是在廊坊中低产田上进行的对夏玉米专用肥的初步探索，而土壤质地、土壤肥力、供试品种、环境因素等条件的不同又会对作物产量、品质等产生不同效果[32-33]，因此对于其他条件不同组分脲甲醛的养分释放规律，仍有较大的探索空间。同时，研制和推广不同缓释性能的专用脲甲醛缓释肥，减少工业成本，实现社会效益、经济效益、生态效益最大化，亦是下一步研究探索的重要方向。

4 结论

不同组分脲甲醛作夏玉米专用肥时，采用U/F为1.5∶1，第一阶段反应温度为55℃、反应时间为120 min、pH为9，第二阶段反应温度为30℃、反应时间为70 min、pH为3条件下生成的T2脲甲醛，与尿素6∶4配施，制成夏玉米专用肥（UF2脲甲醛缓释肥），其在夏玉米生长前期氮素释放充分，中后期依然能保持较高养分供给能力，能够较好的满足夏玉米各个时期对氮素的需求，促进作物对氮素的吸收和转化。2年产量、氮肥利用率等指标均高于纯尿素一基一追的常规处理，平均且稳定增产率达7.63%，氮素利用率平均提高16.4个百分点。UF1脲甲醛缓释肥，前期供肥能力不及UF2，但中后期养分缓慢持续释放，养分供应充分，促进了地上部氮素积累量提高，也获得了较高产量；UF3缓释期过长，前期、中期养分供应不足，后期虽氮素释放量增加，但已不能被作物吸收转化利用，产量和氮肥利用率没有显著性提升。因此综合考虑，择优选择UF2作为夏玉米专用肥，其不仅能够一次性施用，简化施肥方式，缓解农村劳动力不足；同时保证了玉米各时期养分供应，提高玉米产量，实现更大的经济效益。

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（责任编辑 杨鑫浩）

The Effect of Urea-Formaldehyde Fertilizer Under Different Components by Summer Maize

NI Lu, BAI You-lu, YANG Li-ping, LU Yan-li, WANG Lei, ZHOU Li-ping
(Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Crop Nutrition and Fertilization, Ministry of Agriculture, Beijing 100081)

【Objective】This experiment was carried out to study the effect of urea-formaldehyde fertilizer with different components on summer maize and to provide a theoretical basis for one time fertilization in summer maize, thus simplifying fertilization steps, saving fertilization cost, increasing fertilizer efficiency, reducing loss of nutrients and achieving environmental protection.【Method】Maize variety "zhengdan958" was used as materials in a field experiment. Under field conditions in two consecutive years, three urea-formaldehyde fertilizer treatments (UF1, UF2 and UF3), conventional fertilization (CF) and no fertilization (CK) were designed. Research mainly focused on the influence of different urea-formaldehyde treatments on yield of summer maize, nitrogen use efficiency, accumulation amount of above-ground portion nitrogen and content of inorganic nitrogen insoil【.Result】Results of the experiment showed that urea-formaldehyde of different components had different fertilizer efficiency. All slow release fertilizers of UF1, UF2 and UF3 could increase yield of summer maize and nitrogen use efficiency, among which UF2 was the best. Compared with conventional fertilization, UF2 had increased yield of summer maize by 7.63% and nitrogen use efficiency by 16.43 percentage points. UF3 increased yield by 4.98% and nitrogen use efficiency by 0.82 percentage points. In terms of effect, UF1 was only next to it. By using it, the average yield increase of summer maize was 6.53% and nitrogen use efficiency was improved by 12.30 percentage points. In addition, urea-formaldehyde with different components showed different releasing rates. Compared with conventional fertilization, use of urea-formaldehyde fertilizer could keep relatively high content of inorganic nitrogen in 0-20cm soil layer. And for UF2, the content was the highest, which was up to 80.09 mg·kg-1. UF1 took the second place which was up to 66.47 mg·kg-1and UF3 had the lowest content of 51.18 mg·kg-1. The inorganic nitrogen content of conventional fertilization increased because of topdressing urea at bell-mouthing stage, which was up to 27.46 mg·kg-1in filling period. In 20-40 cm soil layer, the inorganic nitrogen contents of UF1 and UF2 were stable between bell-mouthing stage and filling stage and decreased after filling stage. The inorganic nitrogen content of UF1 was as low as 13.40 mg·kg-1and lower than conventional fertilization by 1.05 mg·kg-1in harvesting period. The inorganic nitrogen content of UF2 was 14.13 mg·kg-1, which was lower than conventional fertilization by 0.32 mg·kg-1in harvesting period. But the inorganic nitrogen content of UF3 was slightly higher than other treatments and higher than conventional fertilization by 1.51 mg·kg-1during the harvest period. Therefore the one-time urea-formaldehyde fertilization met the demand for nutrients during the whole maize growth period.【Conclusion】Relatively higher output and nitrogen use efficiency were obtained from UF2 treatment among different urea-formaldehyde fertilizers. It was conclude that this fertilizer application method can be served as the special slow release fertilizer in the north of North China Plain where low and medium productive soil dominates the land.

urea-formaldehyde fertilizer; summer maize; yield; nitrogen use efficiency; soil inorganic nitrogen content

2016-02-29；接受日期：2016-07-21

国家科技支撑计划课题（2015BAD23B02）

联系方式：倪露，E-mail：nilu_lulu@126.com。通信作者白由路，E-mail：baiyoulu@caas.cn