尿素掺混纳米氢氧化镁对冬小麦增产效果和土壤硝态氮含量的影响

Effects of Urea Blended with Nano Magnesium Hydroxide on the Yield Increase of Winter Wheat and Soil Nitrate Nitrogen Content

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2025.02.006

孙克刚 Kegang SUN , 和爱玲 Ailing HE , 杜君 Jun DU , 刘高远 Gaoyuan LIU , 王春兰 Chunlan WANG , 张若愚 Ruoyu ZHANG

河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所/河南省农业资源与环境重点实验室河南郑州 450002 Institute of Plant Nutrition, Agricultural Resources and Environmental Science, Henan Academy of Agricultural Sciences/Henan Key Laboratory of Agricultural Resources and Environment, Zhengzhou, Henan 450002, China

摘要：

为考察普通尿素与纳米氢氧化镁掺混对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响，开展了田间小区试验。试验共设常规施肥对照(CK)、普通尿素(T1)、普通尿素+0.3%(质量分数，下同)纳米氢氧化镁(T2)、普通尿素+0.4%纳米氢氧化镁(T3)、普通尿素减施20%+0.3%纳米氢氧化镁(T4)等5个处理。结果表明：普通尿素与纳米氢氧化镁掺混处理的冬小麦产量均高于CK处理的；纳米氢氧化镁添加量相同时，冬小麦产量随普通尿素施用量的增加而增加；普通尿素施用量相同时，冬小麦产量未随纳米氢氧化镁添加量的增加而增加，说明本地区添加0.3%纳米氢氧化镁是适宜的；T4处理的冬小麦产量与T1处理的无显著性差异，说明普通尿素与纳米氢氧化镁掺混可以减少氮肥的施用量；与CK、T1处理相比，普通尿素与纳米氢氧化镁掺混均不同程度地降低了0~100 cm土壤的硝态氮含量。

关键词：

纳米氢氧化镁; 冬小麦; 增产效果; 硝态氮;

Abstract：

In order to investigate the effects of blending common urea with nano magnesium hydroxide on winter wheat yield and soil nitrate nitrogen content, a field plot experiment is conducted. The experiment included five treatments: conventional fertilization control (CK), common urea (T1), common urea+0.3% (mass fraction, the same below) nano magnesium hydroxide (T2), common urea+0.4% nano magnesium hydroxide (T3), and common urea reduced application of 20%+0.3% nano magnesium hydroxide (T4). The results show that the yield of winter wheat treated with the mixture of common urea and nano magnesium hydroxide is higher than that treated with CK. When the amount of nano magnesium hydroxide added is the same, the yield of winter wheat increases with the increase of common urea application. At the same application rate of common urea, the yield of winter wheat does not increase with the increase of nano magnesium hydroxide addition, indicating that adding 0.3% nano magnesium hydroxide is suitable in this region. There is no significant difference in wheat yield between T4 treatment and T1 treatment, indicating that the mixture of common urea and nano magnesium hydroxide can reduce the amount of nitrogen fertilizer applied. Compared with CK and T1 treatments, the blending of common urea and nano magnesium hydroxide reduced the nitrate nitrogen content in the 0-100 cm soil to varying degrees.

Keyword：

nano magnesium hydroxide; winter wheat; yield increasing effect; nitrate nitrogen;

提高氮肥利用率可通过筛选作物品种、改良土壤、实施平衡施肥技术等来实现^[1-6]。纳米氢氧化镁具有纯度高、流动性好、粒度超微细化、热稳定性好等优点，不挥发，不产生有毒气体；与其他包裹材料(树脂类包裹材料)相比，纳米氢氧化镁价格较便宜；纳米氢氧化镁溶于强酸和铵盐溶液，不溶于水，添加到体系中有较好的分散性和纳米活性。将纳米氢氧化镁添加在尿素中，能提高氮肥利用率，增加作物产量，但目前对该项目的研究较少。本文以纳米氢氧化镁作为肥料增效剂，考察了普通尿素与纳米氢氧化镁掺混对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响，以期为新型肥料的施用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在河南省新乡市延津县进行，供试冬小麦品种为郑麦366。供试土壤为潮土，其基本理化性状：pH为6.6，w(有机质)为13.1 g/kg，w(全氮)为0.111 g/kg，w(碱解氮)为82.5 mg/kg，w(有效磷)为15.7 mg/kg，w(速效钾)为84.5 mg/kg，w(有效硫)为13.4 mg/kg。

供试肥料：普通尿素，w(N)为46.4%，河南心连心化学工业集团股份有限公司；重过磷酸钙，w(P₂O₅)为45%，云南云天化集团；氯化钾，w(K₂O)为60%，加拿大红色钾肥；纳米氢氧化镁，郑州富谊联科技有限公司。

1.2 试验设计

试验共设置5个处理，各处理的氮肥和纳米氢氧化镁施用量不同，磷肥均为过磷酸钙折P₂O₅ 120 kg/hm²，钾肥为氯化钾折K₂O 45 kg/hm²(习惯施肥为氯化钾折K₂O 90 kg/hm²)。

CK：常规施肥，普通尿素折N 270 kg/hm²。

T1：普通尿素折N 240 kg/hm²。

T2：普通尿素折N 240 kg/hm²，添加0.3%(质量分数，下同)纳米氢氧化镁。

T3：普通尿素折N 240 kg/hm²，添加0.4%纳米氢氧化镁。

T4：普通尿素折N 192 kg/hm²，添加0.3%纳米氢氧化镁。

每个处理设置3次重复，共15个小区，随机区组排列，每个小区面积21 m²，小区间、区组间均设置保护行和走道。收获时，每个小区单打单收，按技术要求进行考种，风干后烘干计产。试验田种植方式及田间管理均采用当地大田的常规方法，统一播种，统一打药，病虫害防治与大田相同，同一作业当日完成。

施肥前，把纳米氢氧化镁均匀喷洒在尿素上面，揉匀，作为底肥一次施入。除CK处理外，其他处理在返青-拔节期追施普通尿素150 kg/hm²。

1.3 土壤中硝态氮含量的测定

冬小麦收获后，取0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm深度土壤；土壤样品风干后，采用氯化钙溶液浸提，流动分析仪法测定不同深度的土壤中硝态氮含量。

1.4 数据处理

采用SPSS软件进行数据处理，并用多重比较(LSD)法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对冬小麦产量的影响

不同施肥处理的冬小麦产量见表 1。

表 1

不同施肥处理的冬小麦产量

处理	产量/(kg·hm^-2)				显著性水平		增产量/(kg·hm^-2)	增产率/%
处理	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	平均	0.05	0.01	增产量/(kg·hm^-2)	增产率/%
CK	7 378.5	7 298.6	7 598.7	7 425.3	c	C
T1	8 008.9	8 365.5	8 105.3	8 159.9	b	B	734.6	9.9
T2	8 605.5	8 735.5	8 925.5	8 755.5	a	A	1 330.2	17.9
T3	8 735.6	8 802.5	8 812.5	8 783.5	a	A	1 358.2	18.3
T4	8 055.5	8 299.5	8 315.6	8 223.5	b	B	798.2	10.7
注：1)LSD_0.05为26.245 75，LSD_0.01为36.425 92

由表 1可知：在普通尿素中添加纳米氢氧化镁对冬小麦具有明显的增产效果，其中T3处理的产量最高，其他依次为T2、T4、T1、CK处理；冬小麦产量随氮肥用量增加而提高，T2处理比T4处理增产532.0 kg/hm²，增产率为6.5%，产量差异达极显著水平；T2、T3处理的氮肥施用量相同，但冬小麦产量未随纳米氢氧化镁添加量的增加而提高，说明本地区添加0.3%纳米氢氧化镁是适宜的；T4处理与T1处理相比增产63.6 kg/hm²，增产率为0.8%，产量差异不显著，说明在尿素中添加纳米氢氧化镁后减少氮肥施用量20%，不会造成冬小麦减产。

2.2 不同施肥处理对冬小麦经济性状的影响

不同施肥处理的冬小麦经济性状见表 2。

表 2

不同施肥处理的冬小麦经济性状

处理	基本苗/(万·hm^-2)	最大分蘖数/(万·hm^-2)	穗数/(万·hm^-2)	每穗粒数/粒	千粒质量/g	收获期株高/cm
CK	220.0	1 344.5	599.0	36.1	41.1	71.7
T1	221.5	1 333.5	545.0	35.1	41.5	70.5
T2	225.5	1 329.5	569.0	35.6	42.9	71.5
T3	221.5	1 310.0	532.5	35.1	42.8	71.5
T4	221.5	1 295.0	548.5	35.6	42.6	71.2

由表 2可知：不同施肥处理的冬小麦最大分蘖数基本一致，差异不大；在氮肥施用量相同时，尿素掺混纳米氢氧化镁处理的冬小麦穗数、穗粒数变化不大，但千粒质量优于单施化肥处理的。

2.3 不同施肥处理对土壤中硝态氮含量的影响

不同施肥处理的土壤中硝态氮含量见图 1。

图 1

不同施肥处理的土壤中硝态氮含量

由图 1可知：不同施肥处理的土壤硝态氮主要集中在深度0~80 cm的土壤中，且随着土壤深度的增加，硝态氮含量逐渐降低；在冬小麦收获后，与CK处理相比，其他施肥处理的0~100 cm土壤中硝态氮含量均有不同程度的降低；尿素掺混纳米氢氧化镁各处理与CK、T1处理相比，均不同程度地降低了土壤中硝态氮含量，且尿素掺混不同量纳米氢氧化镁处理的变化趋势基本一致^[7]。

3 结语

尿素添加不同量纳米氢氧化镁的各处理均能显著提高冬小麦产量，特别是在施肥量相同的条件下，增产效果更明显，说明纳米氢氧化镁在冬小麦增产中发挥了重要作用。纳米氢氧化镁的增产机理可能是其活化了土壤中固定态的养分元素，减少了氨的挥发和氮的流失，促进了氮肥利用率的提高；另一方面改善了土壤结构，增加了土壤阴、阳离子代换量，增强了土壤的保肥能力^[8-10]。

尿素添加纳米氢氧化镁能显著提高冬小麦产量。在尿素施用量相同的条件下，添加0.3%纳米氢氧化镁的T2处理比单施化肥的T1处理增产595.6 kg/hm²，增产率为7.3%；添加0.4%纳米氢氧化镁的T3处理比单施化肥的T1处理增产623.6 kg/hm²，增产率为7.6%。在纳米氢氧化镁添加量均为0.3%的条件下，冬小麦产量随尿素施用量的增加而增加，T2处理比T4处理增产532.0 kg/hm²，增产率为6.5%，差异达到极显著水平。在尿素施用量相同时，冬小麦产量未随纳米氢氧化镁添加量的增加而增加，说明本地区添加0.3%纳米氢氧化镁是适宜的。在尿素施用量减少20%的条件下，添加0.3%纳米氢氧化镁的T4处理比单施化肥的T1处理增产63.6 kg/hm²，增产率为0.8%，产量差异不显著，说明添加纳米氢氧化镁后，适当减少氮肥施用量，不会造成冬小麦减产。

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