尿素硝酸铵肥料在冬小麦上增产效果及氮肥利用率研究

孙克刚 ，张 琨 ，杨焕焕 ，杜 君 ，张运红 ，和爱玲 ，郑春风

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南 郑州 450002；2.河南农业大学农学院，河南 郑州 450002；3.河南省农业科学院小麦研究所，河南 郑州 450002）

小麦产量的形成与氮素营养密切相关[1-4]。目前，生产中，氮肥施用量大、氮肥利用率低，是施肥中存在的主要问题[5]，过去主要通过施肥技术来提高氮肥利用率问题。而忽略了对肥料本身的增值提效开发。氮肥利用率可以通过作物品种的筛选、土壤改良、平衡施肥技术等来提高[6-11]。我国是氮肥生产大国。尿素硝酸铵溶液（UAN）是由尿素、硝铵和水配制而成，具有无沉淀、100%全水溶、含有硝态氮和铵态氮等特性，是优良的水溶肥代表之一[12]。尿素硝酸铵溶液的生产始于20世纪70年代的美国，目前已得到广泛使用。业内专家指出，水溶性肥料在国外已经是非常成熟的肥料品种，并得到广泛的推广应用。近年来，国内水溶肥得到了迅猛的发展[13]，王寅等[14]研究表明，相同用量和施用方式下，黑土区玉米施用尿素硝酸铵（UAN）可获得与尿素相同甚至更高的产量和氮素吸收量，同时土壤氮素残留和盈余较少，氮素利用率明显较高，环境效应较好。徐传银等[15]研究发现，喷施尿素硝铵溶液替代分蘖肥、促花肥和保花肥施氮，较配方施肥（CK）均有不同程度的增产效果。因此，用尿素硝酸铵溶液（UAN）替代传统尿素，可实现氮肥的减产增效，保证肥料产业健康发展。之前，由于尿素硝酸铵溶液价格较高，影响了我国农民对它的接受程度，现阶段，随着滴灌系统、喷施、喷灌等具有显著节水功能的新型施肥方式开始得到重视和推广，越来越多的土肥专家、农技专家、农民和农资经销商认识到水溶性肥料的重要性。在一些大型种植业农场，安装喷滴灌等现代化灌溉设备后，要达到水肥一体化，必须施用水溶性肥料[16]。

本研究以强筋小麦品种郑麦379材料，在河南省具有代表性的土壤上进行试验，旨在明确尿素硝酸铵溶液（UAN）减量优化施用对小麦产量和氮素利用率的影响，为尿素硝酸铵溶液在小麦上的合理利用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为小麦郑麦379。土壤类型为褐土。供试肥料为尿素硝酸铵溶液（UAN，含N 32%）普通尿素（含N 46.4%）、重过磷酸钙（含P2O545%）、氯化钾（含K2O 60%）和硫酸锌（含Zn 22%）。试验地土壤理化性状列于表1。

表1 供试土壤的理化性状

1.2 试验设计

试验在河南省长葛市进行。试验共设6个处理，分别为：处理1.磷钾常规施肥，不施氮肥（CK）；处理2.磷钾常规施肥+农民常规施氮量（尿素）；处理3.磷钾常规施肥＋优化施氮量（尿素）；处理4.磷钾常规施肥＋优化施氮量（尿素硝酸铵溶液）；处理5.磷钾常规施肥＋优化施氮量的80%（尿素硝酸铵溶液）；处理6.磷钾常规施肥+优化施氮量的80%（尿素硝酸铵溶液）+锌肥。

其中，磷钾肥分别采用过磷酸钙（P2O510%）和氯化钾（60%），施用量分别为P2O5120 kg/hm2和K2O 90 kg/hm2，二者均全部基施。常规施用氮肥处理采用普通尿素（46%），施用量为纯氮225 kg/hm2；优化施氮量为纯氮180 kg/hm2，氮肥分2次施用，50%作底肥，50%于拔节期追施。试验处理和田间布置如表2所示。

表2 试验处理kg/hm2

各处理设置4次重复，同一区组内随机排列，每个小区面积40 m2，每个小区之间、区组间均设置保护行和走道。收获时每小区进行单打单收，按技术要求进行考种和测产。试验田种植方式及田间管理均采用试验点当地大田的常规方法。统一播种，统一打药，期间病虫害防治与大田相同，同一作业当日完成。

2 结果与分析

2.1 尿素硝酸铵肥料对冬小麦产量的影响

从表3可以看出，以处理4（优化施氮肥（尿素硝酸铵溶液））的产量最高，达8 850 kg/hm2；其他依次为处理6（减量优化施氮肥（尿素硝酸铵溶液）+锌肥）产量达8 700 kg/hm2，处理5（减量优化施氮肥（尿素硝酸铵溶液））产量达8 475 kg/hm2，优化施氮肥（尿素）处理3达8 430 kg/hm2，农民习惯施肥处理2达8 175 kg/hm2。不施肥处理1产量达6 000 kg/hm2。

表3 尿素硝酸铵肥料肥效试验在冬小麦上的产量结果

从以上结果可以看出，在本试验条件下，冬小麦上施用尿素硝酸铵肥料有明显的增产效果，处理4比单施化肥处理3增产420 kg/hm2，提高5.0%；处理5比单施化肥处理3增产45kg/hm2，提高0.53%；处理6比单施化肥处理3增产270 kg/hm2，提高3.2%。其中，处理4，5，6与常规施肥处理2相比均达到显著水平。

冬小麦产量随尿素硝酸铵溶液用量的增加而提高，处理4比处理5每公顷增产375 kg，增产4.42%，增产达到显著水平；但相同化肥施用水平时，冬小麦产量并没有随尿素硝酸铵溶液添加锌而使小麦产量增加，达到显著水平的差异。说明本地区试验尿素硝酸铵溶液中添加锌素可以增产，但产量差异不显著。

2.2 尿素硝酸铵肥料不同施肥处理对氮肥利用率的影响

从表4可以看出，施用尿素硝酸铵肥料能有效提高氮肥利用率，处理4，5，6分别比常规尿素处理2提高13.4，18.4，20.4百分点；分别比优化施氮肥处理3提高5.6，10.6，12.6百分点。在尿素硝酸铵肥料施用量增加时，处理4与处理5相比，氮肥利用率下降；在尿素硝酸铵肥料用量相同时，处理6与处理5相比，氮肥利用率提高，说明添加锌元素有利于氮肥利用率的提高。

表4 尿素硝酸铵肥料对氮肥利用率的影响

2.3 尿素硝酸铵肥料不同施肥处理对土壤硝态氮的影响

从图1可以看出，冬小麦增施氮肥可导致耕作层土壤硝态氮含量增加。各土层的土壤硝态氮含量基本上以0～20 cm耕作层最高；施氮肥处理的各土层土壤硝态氮含量均高于对照处理，且氮肥用量越大，各土层的土壤硝态氮含量越高；各处理土壤硝态氮含量变化，基本上0～40 cm土层的土壤硝态氮含量随氮肥施用量增加呈升高的趋势较明显，而40～100 cm土层的土壤硝态氮含量虽随氮肥施用量增加而升高，但趋势则相对平缓。

3 结论

尿素硝酸铵溶液是由尿素、硝铵和水配制而成。通常硝态氮含量在6.5%～7.5%，铵态氮含量在6.5%～7.5%，酰胺态氮含量在14%～17%。尿素硝酸铵溶液将3种氮源集中于一种产品，可以发挥各种氮源的优势，硝态氮可以提供即时的氮源，供作物快速吸收；铵态氮一部分被即时吸收，一部分被土壤胶体吸附，从而延长肥效，尤其在低温下尿素硝酸铵肥料通常起到长效氮肥的作用，能够有效减少化肥流失，活化养分元素，提高化肥利用率，促进作物对铁、锌、锰等微量元素的吸收，促进作物早熟，延长采收期，促进根系生长，增强抗逆性。

本试验结果表明，冬小麦上施用尿素硝酸铵肥料有明显的增产效果，处理4比单施化肥处理3增产420 kg/hm2，提高5.0%；处理5比单施化肥处理3增产45 kg/hm2，提高0.53%；处理6比单施化肥处理3增产270 kg/hm2，提高3.2%。其中，处理4，5，6与常规施肥处理2相比均达到显著水平。冬小麦产量随尿素硝酸铵溶液用量增加而提高，处理4比处理5每公顷增产375 kg，增产率为4.42%，增产达到显著水平；但相同化肥施用水平时，冬小麦产量并没有随尿素硝酸铵溶液添加锌而使小麦产量增加达到显著水平的差异。说明本地区试验尿素硝酸铵溶液中添加锌素可以增产，但是产量差异不显著。

施用尿素硝酸铵肥料能有效提高氮肥利用率，处理4，5，6分别比常规尿素处理2提高13.4，18.4，20.4百分点；比优化施氮普通尿素处理3提高5.6，10.6，12.6百分点。在尿素硝酸铵肥料施用量增加时，处理4与处理5相比，氮肥利用率下降；在尿素硝酸铵肥料用量相同时，处理6与处理5相比，产量增加，说明添加锌元素有利于氮肥利用率的提高。

在环境保护方面，施用尿素硝酸铵肥料土壤不同层次硝态氮含量均显著降低。