尿素中添加增效剂对锦绣杜鹃生长和土壤肥力的影响

洪春桃，沈登锋，魏斌，蓝家卫，章建红

(宁波市农业科学研究院，浙江 宁波 315040)

土壤氮含量是土壤地力的主要衡量指标，是植物生长所依赖的主要营养元素。据统计，常用肥料中氮元素利用率低于50%[1]，氮肥施用后在土壤脲酶或硝化作用相关细菌的作用下以氨(NH3)、硝态氮、N2O等形式挥发到空气或通过水淋溶流失。为使种植作物达到高产，氮肥的过量使用现象普遍存在，从而导致土壤酸化、温室气体排放、水体富营养化等。因此，通过抑制氮肥的流失，提高氮元素利用率对于改善土壤微环境、减轻环境负担具有重要的意义。

为提高肥料利用效率，研究者通过降低土壤中硝化与氨化作用相关微生物的活性来阻断其主要的流失途径，可以有效减少肥料中氮元素的损失。因此，利用脲酶抑制剂、硝化抑制剂以及土壤养分活化剂等来抑制铵态氮转化为硝态氮[2-6]，对提高肥效有积极作用。

宁波地区花木种植产业历史悠久，面积较大，其中以樱花、杜鹃、槭树等为主，而大部分种植区内的水系与饮用水源地水库连接，面源污染形势严峻[7]。而木本植物生长期长，养分需求量大，农户为了达到高产的目的，施肥频次和施肥量均较大，同时造成的流失量也加大[8]。因此，在保证苗木正常生长的同时减少化肥的使用量是减少土壤以及水资源污染的有效途径。本试验选用宁波地区栽培面积最大的锦绣杜鹃(Rhododendronpulchrum)为实验对象，以尿素为供试肥料，对脲酶抑制剂NBPT、硝化抑制剂DMPP、土壤养分活化剂CSN等肥料增效剂进行对比实验，同时对锦绣杜鹃种植实验区的土壤养分以及苗木生长量进行动态监测，从而探索肥料增效剂在减少化肥使用量中的作用，对减轻土壤负担、减少面源污染具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

田间试验于2020年3—5月在宁波市农业科学研究院横溪实验基地进行。该基地位于浙江省宁波市横溪镇大岙村(121°35′E，29°40′N)，为亚热带季风气候，多年平均温度16.4 ℃，平均温度以7月最高(28.0 ℃)，1月最低(4.7 ℃)，年无霜期为230～240 d，多年平均降水量为1 480 mm，5—9月降水量占全年降水量的60%，年日照时数1 850 h。

供试氮肥为尿素，由国药集团化学试剂有限公司生产，含氮量46%；硝化抑制剂为3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)，脲酶抑制剂为N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，土壤活化剂为复硝酚钠(CSN)，3种化学试剂均由河南神雨生物科技有限公司生产。选用的测试苗木为2 a生锦绣杜鹃球地栽苗。

1.2 处理设计

共设置5个试验处理，每个处理重复3次：UT，仅施用尿素；NT，施用混合有NBPT的尿素；DT，施用混合有DMPP的尿素；N+D，施用混合有NBPT和DMPP的尿素；CT，施用混合有CSN的尿素。CSN、NBPT和DMPP的加入量为尿素总氮量的0.1%、0.5%和1%，组合施用为上述各用量的50%，与尿素充分混合后一次施肥，每667 m2肥料施用量为15 kg。施肥方式为根部撒施，每个处理小区100 m2。

1.3 取样与分析

按“十”字划定5个重复取样测定点，施肥后分别在10、20、30 d 3个时间点选取土壤样品，并及时进行电导率、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮等指标的测定。并于试验开始和施肥处理60 d后对各处理锦绣杜鹃的株高、冠幅进行测定，每个重复30株。各测试数据分析在SPSS 19.0软件中进行，数据作图采用SigmaPlot 14.0软件。

2 结果与分析

2.1 锦绣杜鹃的生长规律

因在生产过程中，株高和冠幅是锦绣杜鹃最主要的销售价格评定指标，且地径因其为丛生苗不便测定，因此，本试验以锦绣杜鹃的株高和冠幅作为主要的生长指标。本研究发现，锦绣杜鹃在实验期内株高生长速率为79.9%，平均每月增长9.6 cm，冠幅生长速率为87.7%，每月增长8.8 cm，表现为株高生长大于冠幅生长。

2.2 不同肥料增效剂对土壤pH、电导率(EC)和养分含量的影响

如图1所示，在3个调查时间内不同处理土壤的pH均呈现逐渐降低的趋势，对照组的pH为5.35～4.89。DT组pH与其他4组在3个时间点均存在较大差异，其pH值均为最高。综合比较，不同肥料增效剂对土壤pH影响从大到小依次为DT>N+D>NT>CT，其中CT处理组小于对照(UT)。

同处理时间比较，柱上无相同小写字母者表示组间差异显著(P<0.05)。图2～5同。

如图1所示，土壤EC值的变化规律表明不同处理间存在着显著性差异。在试验处理10 d后，UT和NT组EC值最高，与其他处理组均存在显著性差异，其中含有DMPP的DT和N+D组之间无显著性差异，两组平均值较UT组下降76.7 μS·cm-1，CT组较UT组下降39 μS·cm-1；在试验处理20 d后，NT组EC值最高，且与其他处理及对照均存在显著性差异，较UT高107.5μS·cm-1，UT与CT组无显著性差异，DT组土壤EC值最低，较UT组低49.7 μS·cm-1，较NT组低126.4 μS·cm-1。在处理30 d后，土壤EC值较20 d变动幅度相对较小，其中NT组EC值仍为最高，但比20 d时低，DT组和N+D组无显著性差异，且EC值最低。

由表1可知，增效剂的添加对于全氮、速效磷、速效钾、有机质的含量也存在显著性影响。在试验60 d后，试验组CT、DT组之间的全氮含量没有显著性差异，而试验组NT含量最低；而在速效磷含量测定中，试验组NT含量最高，为95.5 mg·kg-1，其次为N+D组(91.1 mg·kg-1)，与UT组存在显著性差异；试验组的速效钾含量均比UT组低，且CT组含量最低，其次为N+D、NT、DT组，且该3组之间没有显著性差异；在有机质含量对比中，试验组均比UT组高，尤其是NT组最高，为36.7 g·kg-1，其次为CT组。

表1 不同肥料增效剂对土壤养分含量的影响

2.3 不同肥料增效剂对土壤铵态氮含量的影响

如图2所示，在实验期内，实验10 d时，对照组UT与其他4个处理的土壤铵态氮含量无显著性差异，随着时间的增加，尿素中的氮有效释放到土壤中，试验30 d时，UT组达到最高点，铵态氮含量为130.4 mg·kg-1。而添加DMPP的DT和N+D组铵态氮水平表现最高，在20 d时，该两组的平均值达到最高值，为213.3 mg·kg-1，与对照的104.4 mg·kg-1相比高出104.3%，在30 d时，DT组表现仍然较好，铵态氮含量为203 mg·kg-1，相比UT组的130.4 mg·kg-1高出70.2%。添加CSN的CT组也具有良好的效果，在30 d时铵态氮的含量达到最高值，为161.2 mg·kg-1，较UT组的130.4 mg·kg-1高出23.6%。但是NT组在实验过程中的铵态氮含量均比对照组UT低，在30 d时仅为96.2 mg·kg-1。试验表明，添加硝化抑制剂DMPP和土壤养分活化剂CSN能使土壤中的铵态氮保持在较高水平，而脲酶抑制剂NBPT在维持土壤中铵态氮含量时效果不佳。

图2 各处理土壤铵态氮含量变化

2.4 不同肥料增效剂对土壤硝态氮含量的影响

图3 各处理土壤硝态氮含量变化

施肥处理后，除了NT组，其余各组铵态氮均上升，添加DMPP的DT与N+D处理组的土壤铵态氮较UT和NT含量高，且硝化氮水平较低，故铵硝比显著高于其他处理组，其次为CSN处理组，可见DMPP可维持土壤高铵态氮水平，从而降低硝态氮的流失(图4)。

图4 各处理土壤中铵态氮和硝态氮的比值

2.5 不同肥料增效剂对锦绣杜鹃生长的影响

由图5可知，在实验前各处理组锦绣杜鹃株高和冠幅均无显著性差异。在施肥处理60 d后，其中DT和N+D处理组株高增长与其他处理组存在显著性差异，与对照UT相比，分别增长6.7和6.0 cm，CT、UT和NT组无显著性差异，其中以CT处理生长速度最慢，较UT组低2.3 cm。在冠幅生长指标观测结果来看，所有处理间在实验初期和实验结束后均未表现出显著性差异。

图5 各处理锦绣杜鹃生长情况

3 小结与讨论

通过在尿素中添加不同作用机制的肥料增效剂来提高土壤中铵态氮含量，抑制肥料以硝态氮的方式流失，结果表明，DMPP对提高氮肥利用率具有显著效果。通过与对照组锦绣杜鹃生长指标的比较表明，处理组可提升苗木株高6.0～6.7 cm，且对提高土壤肥力也有较好的效果，如N+D组铵态氮含量较对照组提升83.3 mg·kg-1，而硝态氮含量则较对照组低4.6 mg·kg-1，有效抑制了氮肥以硝态氮形式流失。

复硝酚钠作为养分活化剂，很多报道表明直接在作物、果蔬上喷施效果显著，在本实验中其也能有效维持土壤中铵态氮的含量[9]。土壤酸化也是困扰土壤可持续利用的重要因素，也是造成土壤板结、土壤微生物种类减少的主要原因[10-11]，本研究中土壤pH结果表明，DMPP等肥料增效剂可有效缓解土壤酸化，通过减少硝酸根的输入降低土壤EC值，对于维护植物根际的健康环境具有重要的意义[12]。

综合比较3种肥料增效剂以DMPP效果最好，这可能与氮肥进入土壤后的流失方式主要以硝态氮流失为主有关，目前已有硝化抑制剂的尿素产品在农作物中的应用。通过本研究发现，DMPP对于提高植物的生长和肥料利用率具有显著影响，可开发苗木专用型尿素，有效减少化肥流失带来的环境污染以及资源浪费，从而降低肥料的使用量，提高苗木种植业的产能效率。