包衣尿素对土壤氮素供应量及辣椒氮素利用率的影响_王军霞.pdf

北 方 园 艺 2 0 2 3(1 3):1-7N o r t h e r nH o r t i c u l t u r e研究论文第一作者简介:王军霞(1 9 9 5-),女,硕士研究生,研究方向为土壤生态。E-m a i l:1 4 8 6 9 6 0 3 5 7q q.c o m.责任作者:韩国君(1 9 7 7-),男,博士,副教授,硕士生导师,现主要从事农业资源利用等研究工作。E-m a i l:h a n g j g s a u.e d u.c n.基金项目:国家自然科学基金资助项目(3 1 9 6 0 6 3 1)。收稿日期:2 0 2 2-1 1-0 7d o i:1 0.1 1 9 3 7/b f y y.2 0 2 2 4 5 2 0包衣尿素对土壤氮素供应量及辣椒氮素利用率的影响王 军 霞,韩 国 君,王 龙 天,杨 文 苑(甘肃农业大学 资源与环境学院,甘肃 兰州7 3 0 0 7 0)摘 要:以制干红辣椒为试材,采用田间试验法,研究了硫包尿素、炭包尿素和普通尿素对土壤氮素供应量、辣椒产量及氮素利用效率等的影响,以期为包膜尿素的一次性施用提供参考依据。结果表明:与普通尿素处理相比,硫包尿素、炭包尿素处理的产量分别提高1 7.5 8%和1 1.7 7%,氮素利用率分别提高9.0 0%、6.2 6%、氮素农学效率分别提高2.5 8k gk g-1和1.7 3k gk g-1,氮素偏生产力分别提高1 7.5 8%和9.7 8%。在一次性基施下,包衣尿素处理保证辣椒全生育期充足的土壤氮素供应量。在02 0c m土层,与普通尿素处理相比,包膜尿素处理的土壤全氮供应量在收获期提高2 2.8 9%2 4.6 8%;在开花期 土 壤 硝 态 氮 供 应 量 提 高3 9.1 3%5 9.8 4%;在 盛 果 期 土 壤 铵 态 氮 供 应 量 提 高1 4.0 4%1 7.8 6%。同时,包衣尿素处理可以提高辣椒各生育期干物质积累量,收获期辣椒干物质积累量提高1 2.0 6%1 8.8 6%。一次性基施包衣尿素能有效提高土壤的氮素供应量,可以促进干物质向辣椒果实的积累和转运,以硫包尿素处理的施用效果最佳。关键词:包衣尿素;生物质炭;无机氮;缓释肥;氮素利用率中图分类号:S6 4 1.3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-0 0 0 9(2 0 2 3)1 3-0 0 0 1-0 7 辣椒是我国广泛种植的一种经济作物,种植面积和总产量分别占世界辣椒的3 5%和4 6%1。尿素是目前含氮量最高的氮肥,适用于各种土壤和植物,但存在养分释放速度较快,容易流失的问题3。因此,普通尿素通常需要分多次施用,增加劳动力成本。包衣尿素是一种典型的缓释肥,其核心是使肥料中的养分缓慢释放,满足作物生育后期对养分的需求4。在研究中发现,一次性基施硫包尿素可以显著降低水稻田的氨挥发6,调整土壤中铵态氮和硝态氮的比例7,延长养分释放周期,满足后期作物对养分的需求8,从而提高作物氮素利用率和产量9。施用包衣尿素可以改善作物的品质,提高甜瓜氮素利用率和磷素利用率,维持土壤有机质含量1 0。生物质炭具有高吸附性能,通常作为肥料缓释载体,使养分在土壤中缓慢连续释放1 2。研究表明,生物质炭基肥料具有一定的缓效性,可以通过抑制脲酶和蛋白酶活性降低土壤N2O排放1 3,促进作物对土壤中铵态氮的利用,有效降低氨挥发损失1 4,提升土壤生态系统的稳定性1 5。施用生物质炭基肥可以显著提高玉米生长后期土壤无机氮含量,表明生物质炭基肥的时效较长,具有缓释效果1 6。施用生物质炭可显著提升土壤肥力,但不影响桃产量和果实品质1 7。目前关于生物质炭研究多数集中在改善土壤物理性质、减少温室气体排放1 8,但关于生物质炭对肥料缓释效果的研究较少。通过研究硫包尿素和炭包尿素2种包衣尿素,对比包衣尿素和普通尿素对土壤氮素供应量、辣椒干物质积累和产量的影响,分析不同包衣尿素的养分利用效率,以期提高辣椒生产中包衣尿素的应用和农业资源高效利用,为农业生产过程中包衣尿素的一次性施肥技术提供参考依据。1 材料与方法1.1 试验地概况试验于2 0 2 1年5月2 8日至9月1 6日在制干辣椒主产区甘肃省酒泉市肃州区(北纬3 9 4 5 1 4,东经9 8 2 1 2 0)展开辣椒水肥试验研究。该地属于典型的大陆性气候,年平均气温7.3,年平均降水量8 5.3mm。供试土壤类型为灌漠土,供试土壤p H为8.6 7,全氮含量为1.1 2gk g-1,有机质含量为1 0.1 4gk g-1,速效钾含量为1 4 2m gk g-1,速效磷含量为0.8 2m gk g-1。1.2 试验方法供试制干辣椒品种为“美国红”(C a p s i c u ma n n u u mL.),施氮量为3 1 5k gh m-2。供试生物质炭由金和福农业科技股份有限公司生产,p H为6.7,比表面积为3 0 0 m2g-1,灰分含量为3 5.6 4%,碳含量为5 3.2 8%,氮含量1.0 4%。供试硫包尿素由山东绿沣肥料有限公司生产,含氮量为3 7%,含硫量为1 0%,颗粒直径为2.0 04.7 5mm。由尿素与生物质炭14比例混合成炭包尿素。采用单因素设计,设不施尿素(C K)、硫包尿素(F S)、炭包尿素(F C)和尿素(U)4个试验处理,每个处理3次重复,共1 2个试验小区,随机区组分布。种植密度为6 25 0 0株h m-2。采取一次性两侧穴施(施肥深度1 5c m)的施肥方式,在辣椒生长期不再追肥,采用两侧滴灌的灌溉方式,灌水量用水表控制。1.3 试验方法采用五点法采集02 0、2 04 0c m混合土样,剔除残根等颗粒杂物,一部分土样冷冻保存用于测定微生物量氮,一部分土样自然风干保存,用于相关指标的测定。1.4 项目测定全氮采用半微量凯式定氮法,微生物量氮采用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量氮2 0,硝态氮和铵态氮采用氯化钾浸 提-连续流动分 析仪法2 1。植物样品采集后立即洗净,在1 0 5下杀青3 0m i n,再在7 5 下烘干至恒质量测定生物量。植株含氮量采用H2S O4-H2O2消煮,奈氏比色法测定。氮 素 利 用 率(N R E,N r e c o v e r y e f f i c i e n-c y,%)=(施氮区地上部吸氮量-对照区地上部吸氮量)/施氮量1 0 0;氮素 生 理 利 用 率(N P E,p h y s i o l o g i c a le f f i-c i e n c yo fNf e r t i l i z e r,k gk g-1)=(施 氮 区 产量-对照区产量)/(施氮区地上部氮吸收量-对照区地上部氮吸收量);氮素农学效率(NA E,a g r o n o m i c e f f i c i e n c yo fNf e r t i l i z e r,k gk g-1)=(施氮小区产量-不施氮小区产量)/施氮量;氮素偏生产力(P F P N,p a r t i a l f a c t o rp r o d u c-t i v i t yo fNf e r t i l i z e r,k gk g-1)=施氮小区产量/施氮量。1.5 数据分析采用S P S S2 3.0软件统计分析,用O r i g i n2 0 2 1软件作图。采用单因素(ANOVA)方差分析和多重比较(L S D法,P=0.0 5)进行差异显著性分析。2 结果与分析2.1 包衣尿素对土壤全氮供应量的影响由图1可知,苗期普通尿素处理土壤全氮供应量最高,与包衣尿素处理相比未达到显著水平。炭包尿素处理土壤全氮供应量较普通尿素处理在开花期降低1 9.2 8%,盛果期提高3 9.5 6%。收获期,包衣尿素处理土壤全氮供应量较普通尿素处理显著提高2 4.5 3%和2 3.1 1%。02 0c m土层土壤全氮供应量在各生育期均高于2 04 0c m土层中土壤全氮供应量,在开花期包衣尿素处理土壤全 氮 供 应 量 较 普 通 尿 素 处 理 提 高2 6.4 8%和3 4.8 2%。2.2 包衣尿素对土壤硝态氮供应量的影响由图2可知,随着辣椒生育时期的推进,在02 0c m土层,包衣尿素和普通尿素处理土壤硝态氮供应量的变化趋势不同。在苗期,炭包尿素处理的土壤硝态氮供应量为9.0 0m gk g-1,显著高于其它处理。在开花期,硫包尿素处理和炭2北 方 园 艺 77月月(上上)注:C K.不施尿素;F S.硫包尿素;F C.炭包尿素;U.尿素;P 1.苗期;P 2.开花期;P 3.盛果期;P 4.收获期。不同小写字母表示不同处理同一生育期差异显著(P0.0 5)。下同。N o t e:C K.c o n t r o l a r e a;F S.s u l f u rc o a t e du r e a;F C.c a r b o nc o a t e du r e a;U.u r e a.P 1.s e e d l i n gp e r i o d;P 2.f l o w e r i n gp e r i o d;P 3.f r u i t i n gp e r i o d;P 4.h a r v e s t i n gp e r i o d.D i f f e r e n tl o w e r c a s el e t t e r s i n d i c a t es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ed i f f e r e n tu-r e a t y p e sa t 0.0 5l e v e l(P0.0 5).T h es a m ea sb e l o w.图1 包衣尿素对土壤全氮供应量的影响F i g.1 E f f e c t so f c o a t e du r e ao ns o i l t o t a l n i t r o g e ns u p p l y图2 包衣尿素对土壤硝态氮供应量的影响F i g.2 E f f e c t so f c o a t e du r e ao ns o i lNO-3-Ns u p p l y包尿素处理土壤硝态氮供应量显著高于普通尿素处理5 9.8 4%、3 9.1 3%。在盛果期,包衣尿素处理土壤硝态氮供应量比普通尿素处理高1.6 24.4 1m gk g-1,满足辣椒生育后期对养分的需求。在收获期,包衣尿素处理土壤硝态氮供应量显著高于普通尿素处理2 7.2 6%、5 9.2 8%。在2 04 0c m土层,包衣尿素处理土壤硝态氮供应量在各生育时期均显著高于普通尿素处理。2.3 包衣尿素对土壤铵态氮供应量的影响由图3可知,在02 0c m土层,包衣尿素处理和普尿素处理各生育期土壤铵态氮供应量影响不同。苗期和开花期土壤铵态氮供应量炭包尿素处理最高,显著高于普通尿素处理2 7.2 7%、2 1.5 8%。盛果期硫包尿素处理和炭包尿素处理土壤铵态氮供应量高于普通尿素处理1 7.8 6%、1 4.0 4%,硫包尿素处理供应量最高为6.2 2m gk g-1。收获期炭包尿素处理土壤铵态氮供应量显著高于普通尿素处理1 5.1 6%。表明包衣尿素施用可以使土壤铵态氮供应量在辣椒生育后期仍然保持在较高的水平,保证氮素的充足供应。在2 04 0c m土层,土壤铵态氮供应量均在苗期达到最高,包衣尿素处理和普通尿素处理在辣椒各生育期均无显著差异。图3 包衣尿素对土壤铵态氮供应量的影响F i g.3 E f f e c t so f c o a t e du r e ao ns o i lNH+4-Ns u p p l y图4 包衣尿素对土壤微生物量氮供应量的影响F i g.4 E f f e c t so f c o a t e du r e ao ns o i lm i c r o b i a lb i o m a s sn i t r o g e ns