控失尿素在马铃薯上的施用技术研究

赵欣楠，杨君林，冯守疆，张旭临

（甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃 兰州 730070）

化肥是重要的农业生产资料，我国是化肥生 产和使用大国，据国家统计局数据显示，2016年化肥生产量约7 000万t（折纯），农用化肥施用量5 000万多t，农作物平均化肥用量328.5 kg/hm2，远高于世界平均水平（120.0 kg/hm2），是美国的2.6倍，欧盟的2.5倍。我国化肥用量约占全球化肥总用量的1/3以上，为世界化肥消费第一大国。当前我国化肥施用存在平均施用量偏高、施肥不均衡、有机肥资源利用率低、施肥结构不平衡等问题。过量施肥、盲目施肥不仅增加农业生产成本、浪费资源、耕地板结、土壤酸化，也造成我国的化肥利用率低，平均在30%～40%［1-3］。

尿素是我国主要的化学氮肥品种，占氮肥总消耗量的65%左右，其活性强，损失途径多，肥效期短，氮肥利用率普遍较低［4］。由于传统尿素逐渐失宠，为调整氮肥产品结构，提高市场竞争力，近年国内尿素生产企业陆续推出了多种具有广阔发展前景的新型尿素产品，使尿素具有缓释性，肥效长，产品绿色环保、质量国际化和规格多样化，为氮肥和尿素这一传统产业平添了新的生机。我国肥料未来研究的重点是如何提高效率和利用率，而不是继续大幅度提高施肥水平，研究和开发新型肥料是推动我国肥料产业实现质量替代数量发展战略的重要保障［5］。化肥“控失”技术是指利用环境友好、成本低廉、无溶剂的天然高分子纳米分子网材料与化肥复配，通过胶体作用形成巨大的网状交链，吸附网捕化肥中的营养元素，在作物根系周围形成营养库，从而达到对化肥“控失”、提高肥料利用率、保护环境和增加作物产量的效果［6-7］。

我们以当地普通尿素常规用量对比，研究控失尿素最佳施用量对马铃薯产量及经济效益的影响，不仅为控失尿素在当地的推广提供数据支撑，也对提高肥料效率和利用率，降低施肥水平，以及化肥使用量零增长行动方案具均具有十分重要的意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试肥料氮肥为普通尿素（N 46.4%）和控失尿素（N 43.2%），均由心连心化肥有限公司提供；供试磷肥为普通过磷酸钙（P2O512%），由白银丰田肥业有限公司生产；供试钾肥为硫酸钾（K2O 50%），由Tessenderlo Chemie NV/SA生产。指示马铃薯品种为陇薯3号。

1.2 试验地概况

试验在甘肃省临洮县玉井镇店子村进行。当地海拔1998m，年均气温6.3℃，无霜期145d，≥10℃的有效积温2 936℃，昼夜温差大，蒸发量1 021mm，为干旱大陆性气候。试验地土壤为黄绵土，土层较深，地力均匀。0～20cm耕层土壤含有机质9.5 g/kg、速效氮18.6 mg/kg、速效磷16.5 mg/kg、速效钾198.6mg/kg，pH8.5。前茬作物为柴胡。

1.3 试验方法

试验共设8个处理，分别为：处理T1，不施肥（CK）；处理 T2，普通尿素常量（225 kg/hm2，CK1）；处理T3，控失尿素常量（225 kg/hm2）；处理T4，控失尿素常量减量15%；处理T5，控失尿素常量减量30%；处理T6，控失尿素与普通尿素质量比为7∶3，处理T7，控失尿素与普通尿素质量比为5∶5；处理T8，控失尿素与普通尿素质量比为3∶7。试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积18 m2（3 m×6 m）。小区间起垄，垄宽30cm，垄高30cm。于2016年4月11日按行距60cm、株距30cm、播深20cm播种马铃薯，种植方式为露地平播。试验各处理N、P2O5、K2O常规总施入量均分别为225、120、105 kg/hm2。其中N60%基施、40%在团棵期起垄追施，磷钾肥一次性基施。施肥方式基施时为翻施，追施时为穴施。种植密度为52 500株/hm2。2016年10月5日收获。其他田间管理按当地大田的高产栽培管理措施进行。收获前各处理随机取样10株统计分枝数、株高、每穴块茎数、大中薯重及大中薯率等经济性状。按小区单收计产。

1.4 数据分析

采用DPS数据处理系统对试验数据进行数据统计分析，采用SSR法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯经济产量及肥料产量贡献率的影响

由表1可以看出，不同处理对马铃薯产量的影响表现出随着控失尿素施入量的减少，马铃薯产量呈大体降低的趋势，且控失尿素与普通尿素的配比处理间差异不显著。其中以控失尿素常量施肥处理（T3处理）的马铃薯折合产量及肥料产量贡献率最高，分别为32 241.0 kg/hm2和25.3%，与施常量普通尿素（CK1）相比，产量提高16.6%，肥料产量贡献率提高7.6百分点。控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，马铃薯折合产量及肥料产量贡献率分别为30 205.5 kg/hm2和21.8%，与施常量普通尿素（CK1）相比，产量提高9.2%，肥料产量贡献率提高4.1百分点。控失尿素减量15%（T4处理）时，较施常量普通尿素（CK1）马铃薯折合产量提高2.7%，控失尿素减量30%（T5处理）时，马铃薯折合产量最低，较施常量普通尿素（CK1）减产 22.2%。

表1 不同处理对马铃薯产量及肥料产量贡献率的影响

2.2 不同处理对马铃薯植株性状和产量构成因素的影响

由表2可以看出，随着控失尿素施入量的减少，马铃薯分枝数、株高块茎数、大中薯重、大中薯率明显降低。控失尿素与普通尿素的配比处理间变化不明显。其中马铃薯分枝数以控失尿素常量施肥处理（T3处理）最多，为2.7个/株，较施常量普通尿素（CK1）多0.6个/株；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，马铃薯分枝数为2.6个/株，较施常量普通尿素（CK1）多0.5个/株。株高以控失尿素常量施肥处理（T3处理）最高，为63.2cm，较施常量普通尿素（CK1）增高2.8cm；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，为61.8cm，较施常量普通尿素（CK1）增高1.4cm。块茎数以控失尿素常量施肥处理（T3处理）最多，为5.8个/穴，较施常量普通尿素（CK1）增加0.6个/穴；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，为5.6个/穴，较施常量普通尿素（CK1）增加0.4个/穴。大中薯重以控失尿素常量施肥处理（T3处理）最高，为615.7g/穴，较施常量普通尿素（CK1）增加73.6 g/穴；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，为593.3 g/穴，较施常量普通尿素（CK1）增加51.2 g/穴。大中薯率以控失尿素常量施肥处理（T3处理）最高，为71.5%，较施常量普通尿素（CK1）增加6.9百分点；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，为67.2%，较施常量普通尿素（CK1）增加2.6百分点。控失尿素减量15%（T4处理）时，马铃薯分枝数、株高、块茎数、大中薯重均高于施常量普通尿素（CK1），大中薯率低于施常量普通尿素（CK1）。控失尿素减量30%（T5处理）时，除马铃薯分枝数略高于施常量普通尿素（CK1）外，株高、块茎数、大中薯重、大中薯率均低于常量普通尿素（CK1）。

表2 不同处理对马铃薯植株性状和产量构成因素的影响

2.3 各处理对马铃薯经济效益的影响

由表3可以看出，产投比与新增净产值随着控失尿素施入量的减少而逐渐减少，控失尿素与普通尿素的配比处理间产投比无差异。以控失尿素常量施肥处理（T3处理）的产投比最高，为4.5，与施常量普通尿素（CK1）相比，产投比提高了0.5；控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，产投比为4.3，比施常量普通尿素（CK1）产投比提高了0.3。控失尿素常量施肥处理（T3处理）的新增净产值最高，为30 148.5元/hm2，与施常量普通尿素（CK1）相比，新增净产值提高了5221.5元/hm2。控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理（T6处理）次之，新增净产值为27 792.0元/hm2，新增净产值提高了2 865.0元/hm2。控失尿素减量15%（T4处理）时，比施常量普通尿素（CK1）提高产投比0.1，新增净产值提高768.0元/hm2。控失尿素减量30%（T5处理）时，比施常量普通尿素（CK1）产投比降低0.9，新增净产值减少7 344.0元/hm2。

表3 不同处理对马铃薯经济效益的影响①价格以控失尿素2 000元/t、普通尿素1 650元/t、普通过磷酸钙800元/t、硫酸钾10 000元/t，马铃薯1.6元/kg计。

3 小结与讨论

试验结果表明，控失尿素能提高马铃薯产量、肥料产量贡献率、新增经济效益，且着控失尿素施入量的减少马铃薯产量、肥料产量贡献率、新增经济效益显著降低；控失尿素与普通尿素配比处理间差异不显著。以控失尿素常量（225 kg/hm2）施肥处理效果最好，该处理的马铃薯折合产量最高，为32241.0kg/hm2，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了16.6%；肥料产量贡献率最高，为25.3%，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了7.6百分点；新增净产值最高，为30 148.5元/hm2，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了20.9%，且控失尿素常量施入显著提高马铃薯分枝数、块茎数、大中薯重、大中薯率。控失尿素与普通尿素质量比为7∶3的处理效果也较好，马铃薯折合产量为30 205.5 kg/hm2，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了9.2%；肥料产量贡献率为21.8%，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了4.1百分点；新增净产值为27 792.0元/hm2，与对照施常量普通尿素（CK1）相比，提高了11.5%。控失尿素减量15%时，马铃薯产量比对照施常量普通尿素（CK1）提高了2.7%，肥料产量贡献率比对照施常量普通尿素（CK1）提高了3.4百分点，新增净产值比对照施常量普通尿素（CK1）提高了3.1%。

近年来，由中国农业科学院农业资源与农业区划研究所牵头全国8个大中专院校，27个省、市级农业科学院（所）在四大主栽作物上进行了心连心化肥有限公司生产的控失尿素料的试验示范，大量研究结果表明，控失尿素能显著提高作物产量。如王彦强等［8］的试验结果表明，控失尿素较普通尿素提高玉米产量5%。孙克刚等［9］研究发现，控失尿素追施处理比习惯施肥处理增产13.7%。刘曙光等［10］研究表明，控失尿素有效提高平方米有效穗数、每穗着粒数和结实率，较对照提高水稻产量4.4%。张艳菲等［11］研究表明，控失尿素氮释放率低于普通尿素，具有更长的肥效，且控失尿素的氮释放率随着控失剂含量的增加而降低。2016年，控失尿素在池州、蚌埠两地的田间试验表明，作为基肥施用和普通氮肥相比，单季晚稻和双季晚稻的尿素农学利用率分别提高19.4%、28.2%。杜成喜等［12］的研究表明，控失尿素提高潮土区小麦产量3.96%～6.7%。文祥朋等［13］试验表明，与普通尿素相比，控失尿素100%替代普通尿素或与普通尿素配施均可显著增加水稻产量，以控失尿素与普通尿素质量比为1∶3配合施用效果最好。以上研究结果均与我们的结论基本相似。

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