不同浓度脲甲醛叶面缓释氮肥对玉米生长的影响

Effects of Different Concentration Urea Formaldehyde Foliar Slow Release Nitrogen Fertilizer on Maize Growth

王准 Zhun WANG , 王亮亮 Liangliang WANG , 程红颂 Hongsong CHENG , 郭景丽 Jingli GUO

河南心连心化学工业集团股份有限公司河南新乡 453731 Henan Xinlianxin Chemicals Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731, China

Author notes:

Correspondence to: 郭景丽(1982—)，女，硕士，农艺师，主要从事新型肥料开发和施肥技术研究；240060329@qq.com

摘要：

为提高肥料利用率，实现减肥目标，根据玉米生长发育的营养需求，在玉米播后第28天和第53天(小喇叭口期与大喇叭口期)2次喷施脲甲醛叶面缓释氮肥稀释液，并通过盆栽试验确定了喷施脲甲醛叶面缓释氮肥的适宜浓度。试验设6个处理，考察了玉米的农艺性状和叶面肥喷施前后土壤的理化性状。结果表明：喷施脲甲醛叶面缓释氮肥后，可提高生育中后期叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)；对株高有促进作用，特别在生育后期作用更加明显；在生育中期可显著增大茎粗并维持较长的时间；可促进对土壤中养分的吸收利用；可降低根冠比、根体积与根系表面积，促进地上部生长。脲甲醛叶面缓释氮肥稀释50倍喷施较适宜，所得玉米的干质量显著优于其他处理的，且根体积、根系表面积较大。

关键词：

脲甲醛; 叶面肥料; 缓释氮肥; 玉米;

Abstract：

In order to improve fertilizer utilization efficiency and achieve the goal of weight loss, according to the nutritional needs of maize growth and development, urea formaldehyde foliar slow release nitrogen fertilizer diluent is sprayed twice on the 28th and 53rd day after maize sowing (small flare period and big flare period), and the appropriate concentration of urea formaldehyde foliar slow release nitrogen fertilizer is determined through pot experiment. Six treatments are set up to investigate the agronomic properties of maize and the physical and chemical properties of soil before and after foliar fertilizer spraying. The results show that spraying urea formaldehyde foliar slow release nitrogen fertilizer could increase the relative chlorophyll content (SPAD value) of leaves in the middle and late growth stage.The plant height, especially in the later stage of growth, is promoted. In the middle growth stage, the stem diameter can be significantly increased and maintained for a long time.The absorption and utilization of nutrients in soil can also be promoted. It can reduce root shoot ratio, root volume and root surface area, and promote shoot growth. Urea formaldehyde foliar slow release nitrogen fertilizer diluted 50 times is more suitable for spraying, and the dry weight of maize are significantly better than those of other treatments, as well as the root volume and root surface area are also larger.

Keyword：

urea formaldehyde; foliar fertilizer; slow release nitrogen fertilizer; maize;

氮素是植物生长过程中必需的大量元素之一，是作物生长和产量形成的限制因子之一^[1]。统计数据表明，我国粮食产量的35%是氮肥贡献的^[2]。农田氮肥现多以尿素投入，其氮含量高、易储藏。但尿素在土壤中易被脲酶转化为铵根，进而转化为氨，挥发进入大气中；或经硝化作用生成硝酸盐，淋溶入水体。因此，氮肥的过量施用，在促进作物增产的同时，也会产生经济效益下降、氮肥利用率降低、环境污染、生态条件恶化等负面影响^[3-4]。相关研究表明，我国的主要粮食作物小麦、水稻和玉米的平均氮肥利用率为28%~41%，明显低于世界平均水平^[5]。提高氮肥利用率、减少氮肥投入是目前亟需解决的问题。

脲甲醛是由尿素和甲醛在一定条件下缩合而成的一系列链形缩合物，难于挥发^[6]。脲甲醛叶面缓释氮肥具有氮缓释功能，可通过叶面给作物持续提供养分并被作物叶面高效吸收，实现向作物补充氮营养^[7-8]；高浓度喷施不烧苗，混配性能好，施肥不受根系、土壤等条件限制；适用于飞防等现代化施肥设备，省时省工；能够降低传统尿素的施用量，提高氮肥利用率；不仅适用于经济作物追肥，而且可用于大田作物追肥^[9-11]。为顺应目前国家“双减”政策要求，促进土壤生态环境的保护和恢复^[12]，开展了玉米喷施脲甲醛叶面缓释氮肥的盆栽试验。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：脲甲醛叶面缓释氮肥(HSN)、普通复合肥(18-18-18)，河南心连心化学工业集团股份有限公司。

供试玉米：沧玉76。

1.2 试验设计

试验地点位于河南省新乡市心连心国家农业科技园区温室5号棚，供试土壤为壤土。

供试玉米于2021年4月28日播种，共设6个处理，每个处理重复5次，共计30株。选用上端直径为25 cm、底面直径为15 cm、高为20 cm的塑料钵，每钵装风干土8 kg。采用底肥+叶面喷施的方式，每钵点播种植玉米5株，在4叶期进行间苗，留大小基本一致且健壮的苗各1株。于播后第28天、第53天叶面喷施不同浓度的HSN稀释液各1次(见表 1)，每次喷施量为500 g/亩(1亩= 667 m²)，对照处理(CK)喷施等量清水。

表 1

试验方案设计

处理	底肥	喷施溶液
CK	18-18-18 普通复合肥 50 kg/亩	清水
T1		HSN 10倍稀释液
T2		HSN 30倍稀释液
T3		HSN 50倍稀释液
T4		HSN 70倍稀释液
T5		HSN 100倍稀释液

1.3 测定项目

叶绿素相对含量(SPAD值)：播后第22天开始每7 d测定一次功能叶SPAD值，使用KONICA MINOLTA SPAD-502Plus型手持叶绿素仪进行测定。

株高：播后第22天开始每7 d使用卷尺测定一次，并记录数据。

茎粗：播后第22天开始每7 d使用游标卡尺测定一次，并记录数据。

鲜质量：用剪刀从作物基部剪开，分别称量地上部及地下部鲜质量，并记录数据。

干质量：地上部、地下部植株鲜样分别于105 ℃杀青30 min，在80 ℃烘干48 h，分别称量地上部及地下部干质量，并记录数据。

根系指标：使用MICROTEK ScanMaker i800plus MRS-9600TFU2L型扫描仪(上海中晶科技有限公司)进行根系扫描；使用RhizoPheno系统(浙江托普云农科技股份有限公司)分析测定根系体积、根系表面积。

播种前、收获后分别测定土壤养分含量：土壤自然风干，研磨后过筛，测定有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾、中微量元素等含量及pH；用酸度计测定土壤pH(土水体积比为1.0 ∶2.5)，靛酚蓝比色法测定铵态氮、硝态氮含量，0.5 mol/L碳酸氢钠溶液浸提比色法测定有效磷含量，火焰光度计法测定速效钾含量，Superfloc 127溶液法测定有机质含量。

试验过程中，观察是否有烧叶现象发生。

1.4 数据处理

采用Excel 2010软件对数据进行处理，采用SPSS Statistics 20统计分析软件对数据在0.05水平上进行处理间Duncan′s检验，采用Origin 2018软件作图。

2 结果与分析

2.1 喷施不同浓度HSN处理对玉米叶片SPAD值的影响

喷施不同浓度HSN处理的玉米叶片SPAD值见表 2、图 1。

表 2

喷施不同浓度HSN处理的玉米叶片SPAD值测定结果

播后天数/d	叶片SPAD值
播后天数/d	CK	T1	T2	T3	T4	T5
22	37.80±2.96 ab	36.58±3.04 ab	36.78±2.43 ab	35.96±1.84 b	36.74±2.06 ab	39.84±1.51 a
29	39.98±2.72 a	37.58±2.28 a	38.76±3.17 a	36.32±2.86 a	38.80±2.45 a	38.70±3.16 a
36	45.10±1.71 a	42.70±2.40 a	44.18±2.73 a	45.88±2.56 a	45.04±3.47 a	44.90±1.10 a
43	46.42±3.06 a	46.48±2.53 a	46.94±2.47 a	45.32±3.80 a	45.24±1.35 a	44.14±1.06 a
50	43.24±2.08 a	41.06±2.24 a	39.30±3.98 a	39.86±3.24 a	40.86±3.18 a	39.56±1.30 a
57	36.80±2.22 a	38.84±2.07 a	38.44±2.91 a	37.34±3.34 a	38.54±2.97 a	36.66±3.44 a
64	34.48±3.47 a	32.02±1.91 a	35.76±2.21 a	33.66±3.62 a	32.36±3.64 a	34.58±2.61 a
71	33.02±2.76 b	35.98±1.86 a	37.14±2.80 a	35.24±0.51 ab	36.52±1.38 a	34.32±1.89 ab
78	36.92±1.69 b	40.37±1.83 ab	40.52±3.72 ab	38.28±1.01 ab	42.20±2.50 a	40.66±1.34 ab
注：1)同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05)，下同

图 1

喷施不同浓度HSN处理的玉米叶片SPAD值

SPAD值能够反映作物叶片中氮素的含量^[8]。由表 2和图 1可知，各处理的玉米叶片SPAD值随时间延长均呈先增大后降低再增大的现象，这可能与玉米生育期及环境因素有关^[13]。播后22~64 d，喷施不同浓度HSN处理的玉米叶片SPAD值差异不明显；从播后71 d开始，CK处理的玉米叶片SPAD值低于喷施HSN处理的。

试验结果表明，HSN在玉米生育中后期可提高叶片SPAD值，促进氮素吸收^[14]。

2.2 喷施不同浓度HSN处理对玉米株高的影响

由表 3和图 2可知：各处理的玉米株高随着生育期推移均呈现增大趋势，播后50 d增长速率放缓，CK处理的株高增长速率小于喷施HSN处理的；播后第28天喷施，播后36 d开始CK处理的株高显著低于其他处理的，因此缓释氮肥对株高的效用更明显；播后第53天第二次喷施后可以缩短株高增长缓慢期；播后50~64 d株高增速减缓，播后64 d后株高增速再次增大；CK处理的株高增速减缓期较长，延续至播后71 d，说明缓释氮可加速玉米植株增高^[16]；随时间延长，株高差异增大，因此缓释氮肥可以在生育前期增加株高，在生育后期效果更加明显；喷施HSN的各处理在播后的前64 d株高差异不明显，64 d后T4处理的株高最高。

表 3

喷施不同浓度HSN处理的玉米株高测定结果

播后天数/d	株高/cm
播后天数/d	CK	T1	T2	T3	T4	T5
22	44.20±1.79 a	44.20±1.48 a	44.80±1.64 a	44.80±1.10 a	45.80±3.11 a	45.00±0.71 a
29	62.20±3.63 b	69.80±6.91 ab	72.40±6.23 a	69.20±7.33 ab	71.40±8.20 a	73.20±2.77 a
36	81.20±1.92 c	88.50±8.37 b	93.60±5.41 ab	94.80±4.44 ab	94.90±5.92 ab	96.80±2.17 a
43	103.00±2.55 b	114.00±9.97 ab	114.00±4.24 a	117.60±5.08 a	117.20±4.71 a	117.80±3.63 a
50	124.80±6.83 b	137.00±8.83 ab	133.00±6.16 ab	139.00±4.12 a	140.00±7.48 a	135.60±5.68 ab
57	137.25±4.35 b	149.00±6.68 ab	146.60±7.92 ab	148.60±8.47 ab	151.00±9.00 a	144.00±7.42 ab
64	143.50±9.57 b	158.75±6.50 a	158.20±6.18 a	158.80±9.50 a	159.80±9.47 a	152.20±10.08 ab
71	145.00±12.19 c	171.25±16.21 b	173.40±5.18 b	167.20±11.26 b	190.20±11.03 a	175.20±15.07 b
78	160.40±9.56 c	191.75±5.68 b	190.40±6.35 b	194.00±5.10 a	198.00±9.49 a	182.80±8.87 b

图 2

喷施不同浓度HSN处理的玉米株高

2.3 喷施不同浓度HSN处理对玉米茎粗的影响

由图 3和表 4可知：各处理的玉米茎粗随着生育期推移均呈现先增大后减小的趋势^[15]；喷施HSN处理的玉米茎粗增大较快并维持较长时间；喷施HSN处理的玉米茎粗在生育后期下降较少；播后50 d，CK处理的玉米茎粗达到最大，而后开始下降；播后前29 d各处理的玉米茎粗无差异，播后第36天喷施HSN处理的茎粗均大于CK处理的，表明缓释氮对茎粗的影响相较于株高较慢^[16]。试验结果表明缓释氮可以在生育中期显著增加玉米茎粗，并维持较长时间。

图 3

喷施不同浓度HSN处理的玉米茎粗

表 4

喷施不同浓度HSN处理的玉米茎粗测定结果

播后天数/d	茎粗/mm
播后天数/d	CK	T1	T2	T3	T4	T5
22	5.05±0.53 a	5.30±0.31 a	5.15±0.34 a	4.94±0.52 a	5.12±0.49 a	5.16±0.51 a
29	6.27±0.41 a	6.48±0.09 a	6.43±0.38 a	6.13±0.52 a	6.33±0.58 a	6.61±0.33 a
36	8.69±0.80 c	9.82±0.85 bc	9.14±0.95 bc	10.07±0.89 bc	10.46±0.94 b	11.58±0.63 a
43	10.86±0.87 b	11.11±1.01 b	11.87±0.91 ab	11.57±0.60 ab	11.58±1.02 ab	12.61±0.84 a
50	12.34±1.03 b	11.95±0.86 ab	12.48±0.56 ab	11.87±0.26 ab	11.24±0.74 ab	12.96±0.94 a
57	12.30±1.07 a	12.67±1.03 a	12.48±0.91 a	12.13±0.90 a	11.38±1.00 a	12.84±0.90 a
64	11.51±0.59 b	11.68±0.88 a	12.31±0.79 a	11.76±0.72 a	10.22±1.06 a	11.70±0.73 a
71	11.14±1.08 a	11.19±0.97 a	11.45±1.11 a	10.60±0.78 a	10.35±0.72 a	11.03±0.99 a
78	10.97±0.74 bc	10.32±1.07 c	11.37±1.04 b	10.37±0.82 c	10.31±0.60 c	11.70±0.79 a

2.4 喷施不同浓度HSN处理对土壤养分含量的影响

玉米收获后，喷施不同浓度HSN处理的土壤养分含量测定结果见表 5。

表 5

喷施不同浓度HSN处理的土壤养分含量测定结果

项目	播前	CK	T1	T2	T3	T4	T5
pH	8.09 b	8.15 b	8.33 ab	8.28 ab	8.32 ab	8.32 ab	8.42 a
w(OM)/%	0.61 a	0.23 b	0.22 b	0.20 b	0.25 b	0.23 b	0.28 b
w(NH₄⁺-N)/(mg·kg^-1)	29.6 a	8.8 b	5.6 bc	0.2 d	3.4 c	4.0 c	6.6 c
w(NO₃^--N)/(mg·kg^-1)	16.2 b	38.7 a	39.0 a	36.4 a	9.3 c	4.2 d	8.8 c
w(P)/(mg·kg^-1)	13.7 d	21.2 a	18.4 b	17.2 b	15.8 c	14.9 cd	16.2 c
w(K)/(mg·kg^-1)	43.4 d	106.3 a	73.4 b	66.3 bc	57.7 c	62.0 c	67.7 bc
w(Ca)/(mg·kg^-1)	2 476 a	2 426 a	2 406 a	2 266 b	2 446 a	2 296 b	2 486 a
w(Mg)/(mg·kg^-1)	150.9 d	436.8 c	447.5 b	462.1 b	488.8 a	470.1 a	450.1 b
Ca/Mg	16.4 a	5.6 b	5.4 b	4.9 b	5.0 b	4.9 b	5.5 b
Mg/K	3.5 d	4.1 d	6.1 c	7.0 bc	8.5 a	7.6 b	6.6 c
w(S)/(mg·kg^-1)	28.4 d	162.4 c	165.2 c	199.8 b	172.5 c	194.9 b	237.6 a
w(Fe)/(mg·kg^-1)	50.3 a	13.8 c	16.2 b	13.8 c	11.3 d	12.2 d	13.5 c
w(Cu)/(mg·kg^-1)	0.3 b	1.2 a	1.2 a	1.0 a	0.9 a	1.0 a	1.0 a
w(Mn)/(mg·kg^-1)	9.5 a	6.4 bc	5.8 c	6.3 bc	7.1 b	6.8 b	6.7 b
w(Zn)/(mg·kg^-1)	0.9 b	1.2 b	1.1 b	1.0 b	1.1 b	1.0 b	1.6 a
w(B)/(mg·kg^-1)	0.44 e	2.69 a	2.36 ab	2.25 ab	0.96 d	1.54 c	2.68 a

由表 5可知：收获后，土壤pH增大，磷、钾、镁、硫、铜、锌、硼等元素的含量升高，这可能是基肥施入导致的^[17]；CK处理的pH小于各喷施HSN处理的，喷施HSN后可促进植株生长，导致土壤pH增大；收获后有机质含量均降低，CK处理的有机质含量与各喷施HSN处理的无差异，表明植株的生长需消耗有机质，HSN对有机质的消耗无明显影响^[18]；喷施HSN后，氮含量较CK处理的降低，表明促进了氮的吸收利用^[19]；T3、T4、T5处理的NO₃^--N含量较CK、T1、T2处理的显著降低，T2、T3、T4处理的NH₄⁺-N含量较低；喷施HSN后促进了磷的吸收，T3、T4、T5处理的促进效果更明显；收获后钾含量均显著大于种植前的，HSN处理后钾含量显著小于CK处理的，T3处理的钾含量最小，即喷施HSN可促进钾的吸收；收获后土壤中磷、钾含量降低的可能原因是喷施HSN后，植株吸收增多造成的^[20]。

2.5 喷施不同浓度HSN处理对玉米农艺性状的影响

喷施不同浓度HSN处理对玉米农艺性状的影响见图 4。

图 4

喷施不同浓度HSN处理的玉米农艺性状

由图 4可知：T1~T5处理的根体积、根系表面积显著小于CK处理的；在喷施不同浓度HSN处理中，T3处理的根体积较大，T1、T3处理的根系表面积显著大于T2、T4、T5处理的；T2、T3处理的鲜质量较大，T3处理的干质量显著大于其他处理的；喷施HSN后，T1~T5处理的根冠比显著小于CK处理的，表明叶面喷施HSN可促进地上部的生长，而CK处理的根系较大，造成根冠比显著大于喷施HSN处理的^[4]。

3 结语

喷施HSN后，可促进生育中后期叶片的活性；在生育前期显著增加株高，在生育后期效果更加明显；在生育中期增加茎粗，并维持较长的时间；促进养分的吸收利用；降低根冠比、根体积与根系表面积，促进地上部生长。T3处理显著促进了氮、磷、钾等养分的吸收，干质量显著大于其他处理的，根体积、根系表面积较大，因此玉米种植过程中喷施HSN 50倍稀释液的效果较理想。

ckwx 参考文献

王准. 棉花氮高效种质筛选及评价指标的研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2019.

张秀芝, 易琼, 朱平, 等. 氮肥运筹对水稻农学效应和氮素利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(4): 782-788.

GAO B, HUANG W, WANG L, et al. Driving forces of nitrogen flows and nitrogen use efficiency of food systems in seven Chinese cities[J]. Science of The Total Environment, 2019, 676: 144-154.

王准, 张恒恒, 董强, 等. 棉花耐低氮和氮敏感种质筛选及验证[J]. 棉花学报, 2020, 32(6): 538-551.

彭少兵, 黄见良, 钟旭华, 等. 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略[J]. 中国农业科学, 2002, 35(9): 1095-1103.

赵芸, 燕子红, 范东升, 等. 脲醛缓释化肥研究进展[J]. 化肥设计, 2019, 57(6): 6-9.

刘飞, 叶泗洪, 李国庆. 脲甲醛叶面缓释氮肥在棉花上的应用效果[J]. 中国棉花, 2020, 47(4): 37-39.

房娜娜, 王煌平, 段文龙, 等. 脲甲醛肥料与尿素不同比例配施在南方鲜食玉米上的应用效果[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(19): 71-75.

赵蒙, 曾科, 姚元林, 等. 聚脲甲醛缓释肥对太湖稻麦轮作体系氨挥发及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(1): 55-63.

房娜娜, 李敏, 段文龙, 等. 不同脲甲醛肥料与尿素配施对夏玉米生长及土壤氮素的影响[J]. 安徽农业科学, 2020, 48(7): 166-169.

范立春, 孙磊, 王丽华, 等. 聚脲甲醛(MU)缓释氮肥一次性基施在水稻上的应用效果[J]. 黑龙江农业科学, 2019(10): 34-41.

房朋, 段路路, 赵诗吟. 不同浸提液浸提对脲甲醛缓释肥料养分释放特性的影响[J]. 肥料与健康, 2020, 47(3): 60-65.

张建青. 增施功能性有机肥对玉米产量的影响[J]. 农业开发与装备, 2021(6): 161-162.

严旖旎. 吐丝期喷施外源激素对花后高温下糯玉米产量和品质的影响[D]. 扬州: 扬州大学, 2021.

成贵根. 氨基酸复合肥施用时期影响春玉米产量形成的生理机制研究[D]. 扬州: 扬州大学, 2021.

魏龙雪, 张洪勇, 张书良, 等. 不同种肥间距对夏玉米产量的影响[J]. 安徽农业科学, 2021, 49(14): 146-148.

章倩, 王登峰, 魏志远, 等. 氮磷对农田土壤pH及有机质含量影响的研究[J]. 广东农业科学, 2013, 40(16): 67-68.

何佩华, 曹卫宇, 张伟, 等. 新型环保缓释肥料在小麦作物上的应用效果研究[J]. 化肥工业, 2018, 45(5): 64-67.

方彦杰, 张绪成, 侯慧芝, 等. 耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响[J]. 核农学报, 2021, 35(9): 2127-2135.

龚成文, 米永伟, 邵武平, 等. 氮磷钾配施对直播当归物质积累与药材质量的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(8): 51-56.