不同新型尿素对冬小麦-夏玉米轮作产量和氮素吸收利用及生产效益的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0259

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (33): 24-33.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0259

不同新型尿素对冬小麦-夏玉米轮作产量和氮素吸收利用及生产效益的影响

王文赞¹(), 韩建¹, 李鑫², 王琛¹, 李瑞娟³, 岳艳军⁴(), 张丽娟¹()

¹ 河北农业大学资源与环境学院/河北省农田生态环境重点实验室，河北保定 071000
² SQM（北京）贸易有限公司，北京 100020
³ 河北省任丘市农业农村局，河北任丘 062550
⁴ 河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南新乡 453731

收稿日期:2024-04-10 修回日期:2024-08-21 出版日期:2024-11-25 发布日期:2024-11-23
通讯作者:
岳艳军，男，1975年出生，河南淇县人，高级农艺师，硕士，研究方向：新型肥料研发和农化服务。通信地址：453731 河南新乡经济开发区青龙路河南心连心化学工业集团股份有限公司，Tel：0373-5592888-8811，E-mail：yyj204@126.com；
张丽娟，女，1964年出生，河北正定人，教授，博士，研究方向：土壤养分循环及生态环境效应。通信地址：0710000 河北省保定市莲池区乐凯南大街2596号河北农业大学资源与环境科学学院，Tel：0312-7528210，E-mail：lj_zh2001@163.com。
作者简介:
王文赞，男，1996年出生，河北沧州人，硕士，研究方向：土壤质量与环境。通信地址：0710000 河北省保定市莲池区乐凯南大街2596号河北农业大学资源与环境科学学院，E-mail：wangwenzan0317@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划课题“障碍粮田水肥智能调控与养分协同增效关键技术、产品及应用”(2021YFD1901003)

Effects of New Types of Urea on Yield, Nitrogen Absorption and Utilization, and Production Efficiency of Winter Wheat-Summer Corn Rotation

WANG Wenzan¹(), HAN Jian¹, LI Xin², WANG Chen¹, LI Ruijuan³, YUE Yanjun⁴(), ZHANG Lijuan¹()

¹ College of Resources & Environmental Sciences, Agricultural University of Hebei/Key Laboratory for Farmland Eco-Environment of Hebei Province, Baoding, Hebei 071000
² SQM (Beijing) Trading Co., Ltd., Beijing 100020
³ Agricultural and Rural Bureau of Renqiu City, Renqiu, Hebei 062550
⁴ Henan Xinlianxin Chemical Industry Group Co., Ltd., Xinxiang, Henan 453731

Received:2024-04-10 Revised:2024-08-21 Published:2024-11-25 Online:2024-11-23

摘要/Abstract

摘要：

为探究不同新型尿素对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系的产量及氮素吸收利用的影响，以期为新型尿素在实际生产中应用提供理论依据。以普通尿素为对照，连续5年施用6种新型尿素，测算小麦-玉米轮作产量，分析新型尿素对产量构成的影响，同时测定植株与籽粒氮素吸收情况，核算新型尿素的氮肥农学效率、偏生产力及生产效益。结果表明：相对普通尿素连续施用新型尿素均能显著增加小麦-玉米轮作体系产量(P<0.05)，增产范围为7.08%~11.77%，其中小麦季控失尿素增产9.02%，玉米季含锌尿素增产15.52%；小麦季新型尿素氮素吸收及利用无较大差异，而玉米季控失尿素分次施肥与含锌尿素的平均氮肥农学效率分别达到了9.49 kg/kg和10.63 kg/kg；从生产效益来看，控失尿素分次施用与含锌（锰）的净收益最高。本试验条件下，建议在华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系中分次施用控失尿素或者施用含锌（锰）尿素。

关键词: 新型尿素, 小麦-玉米轮作, 产量构成, 氮素吸收, 氮肥利用, 氮肥农学效率, 生产效益

Abstract:

The aim was to explore the effects of different new urea on yield and nitrogen uptake and utilization of winter wheat-summer maize rotation system in the North China Plain, with a view to providing a theoretical basis for the application of new urea in practical production. Using common urea as a control, six new types of urea were applied for 5 consecutive years to measure the yield of wheat-maize rotation, analyze the effect of new urea on the composition of the yield, and at the same time, determine the nitrogen uptake of plants and seeds, and account for the nitrogen fertilizer agronomic efficiency, bioproductivity, and production benefits of the new types of urea. The results showed that compared to the ordinary urea, continuous application of the new urea all significantly increased the yield of wheat-maize rotation system (P<0.05), with the range of yield increase from 7.08% to 11.77%, of which 9.02% was increased by the loss-control urea in the wheat season, and 15.52% was increased by the zinc-containing urea in the maize season; there was no significant difference in nitrogen absorption and utilization of the new urea during the wheat season, while the average nitrogen fertilizer agronomic efficiency of loss-control urea fertilization and zinc containing urea in the corn season reached 9.49 kg/kg and 10.63 kg/kg, respectively. From the perspective of production efficiency, the net benefit of using loss-control urea in batches and zinc (manganese) containing urea was the highest. Under the conditions of this experiment, it was recommended to apply loss-control urea or zinc (manganese) containing urea in the winter wheat-summer corn rotation system in the North China.

Key words: new urea, wheat-corn rotation, yield composition, nitrogen absorption, nitrogen fertilizer utilization, nitrogen use efficiency, production efficiency

王文赞, 韩建, 李鑫, 王琛, 李瑞娟, 岳艳军, 张丽娟. 不同新型尿素对冬小麦-夏玉米轮作产量和氮素吸收利用及生产效益的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(33): 24-33.

WANG Wenzan, HAN Jian, LI Xin, WANG Chen, LI Ruijuan, YUE Yanjun, ZHANG Lijuan. Effects of New Types of Urea on Yield, Nitrogen Absorption and Utilization, and Production Efficiency of Winter Wheat-Summer Corn Rotation[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(33): 24-33.

图/表 9

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处理		冬小麦季施肥量			夏玉米施肥量
处理		基肥	追肥	总施肥量	夏玉米施肥量
无氮处理	N0	0	0	0	0
普通尿素	ConN	72	168	240	225
控失一次施肥	LCN2	240	0	240	225
聚能网尿素	GneN	72	168	240	225
腐植酸尿素	HumN	72	168	240	225
控失尿素	LCN	72	168	240	225
含锰（锌）尿素	CMN	72	168	240	225
普通尿素+锰（锌）	ConN+M	72	168	240	225

处理		冬小麦季施肥量			夏玉米施肥量
处理		基肥	追肥	总施肥量	夏玉米施肥量
无氮处理	N0	0	0	0	0
普通尿素	ConN	72	168	240	225
控失一次施肥	LCN2	240	0	240	225
聚能网尿素	GneN	72	168	240	225
腐植酸尿素	HumN	72	168	240	225
控失尿素	LCN	72	168	240	225
含锰（锌）尿素	CMN	72	168	240	225
普通尿素+锰（锌）	ConN+M	72	168	240	225

	2017	2018	2019	2020	2021	平均值
N0	16675.0±156.0 d	14769.3±566.7c	9455.2±507.1d	10691.7±440.4d	10390.1±378.5b	12396.3±208.8d
ConN	17361.7±394.9c	17356.3±1229.0b	14016.0±289.9c	16450.0±139.2c	16711.7±1167.2a	16379.2±443.2c
LCN	17742.6±305.4c	18157.7±1324.1ab	15166.0±926.7b	17745.8±459.3ab	18885.4±2273.9a	17539.5±1038.1ab
GneN	19056.1±312.9ab	18761.5±1070.7ab	15359.3±557.8ab	17704.2±449.0ab	17832.4±678.1a	17742.7±100.2ab
HumN	18869.6±391.5b	19369.1±597.3ab	15539.2±547.4ab	17200.0±646.6bc	16828.1±964.1a	17561.2±474.9ab
LCN2	19556.6±53.8a	20133.2±841.8a	16316.1±150.1a	17533.3±384.3ab	17997.9±1360.6a	18307.4±388.9a
CMN	19054.3±247.5ab	19577.9±1397.5ab	16357.6±835.3a	18370.8±151.2a	18491.3±336.2a	18370.4±89.3a
ConN+M	18570.9±247.5b	18309.9±1823.0ab	15421.1±145.0ab	17508.3±656.9ab	17011.6±1030.5a	17364.4±374.3b

	2017	2018	2019	2020	2021	平均值
N0	16675.0±156.0 d	14769.3±566.7c	9455.2±507.1d	10691.7±440.4d	10390.1±378.5b	12396.3±208.8d
ConN	17361.7±394.9c	17356.3±1229.0b	14016.0±289.9c	16450.0±139.2c	16711.7±1167.2a	16379.2±443.2c
LCN	17742.6±305.4c	18157.7±1324.1ab	15166.0±926.7b	17745.8±459.3ab	18885.4±2273.9a	17539.5±1038.1ab
GneN	19056.1±312.9ab	18761.5±1070.7ab	15359.3±557.8ab	17704.2±449.0ab	17832.4±678.1a	17742.7±100.2ab
HumN	18869.6±391.5b	19369.1±597.3ab	15539.2±547.4ab	17200.0±646.6bc	16828.1±964.1a	17561.2±474.9ab
LCN2	19556.6±53.8a	20133.2±841.8a	16316.1±150.1a	17533.3±384.3ab	17997.9±1360.6a	18307.4±388.9a
CMN	19054.3±247.5ab	19577.9±1397.5ab	16357.6±835.3a	18370.8±151.2a	18491.3±336.2a	18370.4±89.3a
ConN+M	18570.9±247.5b	18309.9±1823.0ab	15421.1±145.0ab	17508.3±656.9ab	17011.6±1030.5a	17364.4±374.3b

年	处理	小麦			玉米
年	处理	千粒重/g	有效穗/(万穗/hm²)	穗粒数/(粒/穗)	百粒重/g	穗粒数/(粒/穗)
2017	N0	38.90±0.71 a	456.00±97.50 c	29.23±3.01 a	31.20±32.32 a	455.00±24.94 b
	ConN	39.10±0.62 a	550.50±127.50 a	31.89±1.94 a	31.20±62.62 a	506.00±23.47 a
	LCN	40.30±1.22 a	577.35±61.50 a	33.67±2.33 a	31.20±86.86 a	527.00±23.67 a
	GneN	35.10±0.81 a	568.52±99.34 a	32.82±6.01 a	32.60±99.99 a	517.00±41.78 a
	HumN	41.20±1.50 a	556.53±36.64 a	33.33±0.47 a	32.60±83.83 a	478.00±44.04 a
	LCN2	39.60±2.91 a	667.56±25.56 a	34.21±0.72 a	31.90±02.02 a	471.00±34.02 a
	CMN	40.40±2.80 a	618.32±45.76 a	33.87±1.94 a	34.00±08.08 a	513.00±26.07 a
	ConN+M	42.60±1.90 a	606.42±21.43 a	33.38±1.16 a	31.90±52.52 a	519.00±27.28 a
2018	N0	40.78±0.72 a	501.50±33.04 c	29.18±1.54 a	35.67±1.61 a	433.30±28.18 b
	ConN	39.94±0.93 a	643.00±42.34 b	31.26±0.33 a	36.67±1.44 a	485.30±42.06 ab
	LCN	40.17±1.27 a	620.25±67.49 b	29.27±4.47 a	37.00±0.87 a	518.77±27.36 ab
	GneN	41.02±0.48 a	689.30±52.48 b	28.88±0.88 a	38.33±1.44 a	502.03±9.36 a
	HumN	38.79±2.39 a	646.50±22.70 b	34.04±5.60 a	38.33±3.82 a	490.10±7.50 a
	LCN2	40.02±3.04 a	826.80±83.94 a	30.68±2.50 a	37.50±2.50 a	478.33±38.51 a
	CMN	39.64±1.33 a	747.10±55.07 b	30.02±3.48 a	40.00±2.50 a	490.28±31.75 a
	ConN+M	39.18±1.41 a	730.85±19.41 b	29.96±1.38 a	37.50±2.50 a	499.65±28.40 a
2019	N0	35.73±0.91 b	312.00±28.62 b	20.58±4.53 b	28.40±1.32 b	373.00±8.54 b
	ConN	38.73±0.25 a	528.00±3.00 a	35.72±1.44 a	31.05±1.62 a	378.33±2.52 b
	LCN	37.90±2.40 ab	551.00±38.69 a	35.18±1.88 ab	31.95±2.86 ab	415.67±29.14 ab
	GneN	39.53±1.00 a	566.00±25.87 a	34.16±3.80 a	31.08±1.99 a	424.33±16.44 ab
	HumN	39.10±0.60 a	555.00±21.00 a	34.78±2.26 a	29.92±2.83 a	456.33±59.94 a
	LCN2	39.43±0.06 a	563.00±7.55 a	35.79±0.31 a	31.07±1.02 a	456.33±16.65 a
	CMN	37.47±0.25 ab	532.00±51.29 a	40.70±0.90 ab	29.87±2.08 ab	470.67±18.90 a
	ConN+M	37.83±1.82 ab	546.00±15.87 a	36.24±1.68 ab	30.65±1.52 ab	439.00±21.93 ab
2020	N0	38.87±2.83 b	481.00±13.86 d	12.43±2.50 b	24.54±0.46 b	413.13±14.95 b
	ConN	46.33±1.11 a	497.00±19.97 d	29.12±2.32 a	30.17±1.74 a	469.03±22.78 ab
	LCN	45.30±2.34 a	751.00±20.42 a	28.78±1.33 a	28.99±2.24 a	561.37±63.31 a
	GneN	45.67±1.65 a	748.00±34.12 a	27.60±1.73 a	30.48±2.50 a	513.17±91.78 ab
	HumN	47.30±0.20 a	652.00±48.50 b	26.98±2.20 a	29.93±0.51 a	510.90±84.45 ab
	LCN2	45.67±2.70 a	579.00±19.67 c	28.77±1.69 a	32.59±1.11 a	486.97±54.04 ab
	CMN	46.13±1.57 a	602.00±66.09 bc	26.83±0.20 a	29.10±1.44 a	506.00±28.19 ab
	ConN+M	47.53±0.59 a	500.00±18.33 d	29.62±2.55 a	27.66±3.44 a	497.27±37.16 ab
2021	N0	34.33±0.99 d	471.00±23.43 d	19.67±2.08 d	31.18±1.21 d	437.93±23.19 a
	ConN	37.57±1.43 a aabc	543.00±16.70 c	33.67±2.52 abc	36.63±2.06 abc	439.33±7.76 a
	LCN	38.87±0.95 a	745.00±9.17 a	38.00±2.65 a	36.25±1.43 a	467.87±60.07 a
	GneN	39.20±1.15 a	768.00±22.65 a	40.33±4.51 a	33.89±0.22 a	450.93±68.02 a
	HumN	38.43±0.70 ab	691.00±43.09 b	38.33±2.52 ab	33.06±0.20 ab	448.13±17.93 a
	LCN2	39.17±0.59 a	587.00±46.89 c	35.67±2.08 a	34.55±0.95 a	488.13±36.84 a
	CMN	37.13±0.40 ab	583.00±24.98 c	37.67±1.53 ab	37.68±1.54 ab	465.00±17.76 a
	ConN+M	36.50±0.70 c	550.00±40.95 c	35.33±1.53 c	32.27±3.15 c	471.33±22.29 a

不同新型尿素对冬小麦-夏玉米轮作产量和氮素吸收利用及生产效益的影响

Effects of New Types of Urea on Yield, Nitrogen Absorption and Utilization, and Production Efficiency of Winter Wheat-Summer Corn Rotation

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处理	年份	ConN	LCN	GneN	HumN	LCN2	CMN	ConN±M
小麦季氮肥农学效率	2017	2.29±0.71c	4.11±0.91b	4.63±0.68b	4.47±0.89b	6.73±0.90a	5.83±1.17ab	5.33±1.03ab
	2018	6.35±1.23a	7.72±0.42a	8.18±2.43a	8.55±1.05a	10.01±2.37a	9.16±2.41a	8.64±2.22a
	2019	17.79±0.90a	17.89±2.03a	18.88±1.73a	18.60±0.73a	20.05±0.61a	20.60±2.10a	18.39±0.62a
	2020	19.93±1.10c	22.99±1.27a	23.12±0.24a	21.80±0.36ab	21.95±0.84ab	20.90±0.12bc	22.78±1.07a
	2021	22.47±1.41ab	26.93±2.57a	26.89±3.21a	23.92±3.99ab	23.54±1.30ab	24.01±0.38ab	21.42±2.17b
小麦氮肥偏生产力	2017	33.05±0.72c	33.87±0.90b	33.40±0.68b	33.24±0.89b	33.50±0.90a	33.59±1.17ab	33.10±1.03ab
	2018	32.19±1.23a	33.56±0.42a	34.02±2.43a	34.39±1.04a	35.85±2.37a	35.00±2.41a	34.48±2.22a
	2019	25.87±0.91a	25.97±2.02a	26.97±1.72a	26.69±0.73a	28.14±0.61a	28.69±2.09a	26.48±0.62a
	2020	27.92±1.10c	30.97±1.27a	31.11±0.24a	29.79±0.36ab	29.93±0.84ab	28.89±0.12bc	30.76±1.07a
	2021	31.18±1.41ab	35.64±2.57a	35.60±3.21a	32.63±3.99ab	32.25±1.30ab	32.72±0.38ab	30.13±2.16b
玉米季氮肥农学效率	2017	0.60±0.64c	0.36±0.40c	5.64±0.51a	4.97±0.48a	5.62±0.62a	4.35±0.77ab	2.73±0.66b
	2018	4.70±4.39b	6.80±5.74ab	9.00±2.16ab	11.30±1.95ab	13.14±1.62a	11.58±4.38ab	6.50±8.62ab
	2019	1.30±1.54c	6.30±2.04b	6.10±1.05b	7.20±1.65ab	9.10±0.17a	8.70±1.48ab	6.90±0.17ab
	2020	4.33±0.58b	6.83±1.26b	6.50±1.80b	5.67±2.52b	7.00±1.00b	11.83±0.76a	6.00±2.65b
	2021	4.13±3.85a	9.03±7.40a	4.40±6.44a	3.10±1.38a	8.70±4.69a	10.39±1.72a	6.58±3.19a
玉米氮肥偏生产力	2017	42.97±0.64c	42.73±0.40c	48.01±0.51a	47.34±0.48a	47.99±0.62a	46.72±0.77ab	45.10±0.66b
	2018	42.80±4.39b	44.90±5.74ab	47.10±2.16ab	49.40±1.95ab	51.24±1.62a	49.68±4.38ab	44.60±8.62ab
	2019	34.70±1.54c	39.70±2.04b	39.50±1.05b	40.60±1.65ab	42.50±0.17a	42.10±1.48ab	40.30±0.17ab
	2020	43.33±0.58b	45.83±1.26b	45.50±1.80b	44.67±2.52b	46.00±1.00b	50.83±0.76a	45.00±2.65b
	2021	41.02±3.85a	45.92±7.41a	41.28±6.44a	39.99±1.38a	45.59±4.69a	47.28±1.72a	43.47±3.19a

	处理	小麦产值	玉米产值	总产值	肥料成本	其他投入	净收益
2017	N0	16859.7e	15631.0c	32490.7d	1140	5500	25850.7de
	ConN	18154.9d	15857.0c	34011.9c	2404.8	6500	25107.1e
	LCN	19184.8c	15766.1c	34950.8c	2497.8	6000	26453.1cd
	GneN	19480.0bc	17715.0a	37195.1b	2404.8	6500	28290.3b
	HumN	19392.6bc	17469.9a	36862.4b	2469.9	6500	27892.5b
	LCN2	20673.0a	17706.8a	38379.9a	2497.8	6500	29382.0a
	CMN	20162.0ab	17238.3ab	37400.2ab	2521.8	6500	28378.4b
	ConN+M	19879.3abc	16641.8b	36521.1b	2614.1	6500	27407.1bc
2018	N0	14252.5b	15602.0b	29854.5c	1140	5500	23214.5c
	ConN	17770.5a	17526.6ab	35297.1b	2404.8	6500	26392.3b
	LCN	18527.0a	18386.6ab	36913.5ab	2497.8	6000	28415.7ab
	GneN	18777.1a	19287.5a	38064.5ab	2404.8	6500	29159.7ab
	HumN	18984.4a	20229.3a	39213.7ab	2469.9	6500	30243.8ab
	LCN2	19789.5a	20982.8a	40772.3a	2497.8	6500	31774.5a
	CMN	19319.8a	20344.0a	39663.7a	2521.8	6500	30641.9ab
	ConN+M	19032.3a	18263.7ab	37296.0ab	2614.1	6500	28181.9ab
2019	N0	4346.1c	14128.2c	18668.3d	1140	5500	11834.3c
	ConN	13907.0b	14678.1c	29206.0c	2404.8	6500	19680.3b
	LCN	13963.0ab	16793.1b	31379.4b	2497.8	6000	22258.3a
	GneN	14496.9ab	16708.5b	31852.6ab	2404.8	6500	22300.6a
	HumN	14345.4ab	17173.8ab	32159.6ab	2469.9	6500	22549.3a
	LCN2	15128.1ab	17977.5a	33781.0a	2497.8	6500	24107.8a
	CMN	15422.6a	17808.3a	33919.4a	2521.8	6500	24209.1a
	ConN+M	14232.1ab	17046.9ab	31914.4ab	2614.1	6500	22165.0a
2020	N0	4293.3d	19217.3c	23702.3d	1140	5500	16870.6d
	ConN	15008.0c	21352.5b	37030.5c	2404.8	6500	27455.7c
	LCN	16650.7a	22584.4b	39978.4ab	2497.8	6000	30737.2ab
	GneN	16725.3a	22420.1b	39892.1ab	2404.8	6500	30240.7ab
	HumN	16016.0ab	22009.5b	38740.5bc	2469.9	6500	29055.6bc
	LCN2	16090.7ab	22666.5b	39475.5ab	2497.8	6500	29759.4ab
	CMN	15530.7bc	25048.1a	41272.1a	2521.8	6500	31557.0a
	ConN+M	16538.7a	22173.8b	39450.8ab	2614.1	6500	29598.4ab
2021	N0	4723.4c	22991.2b	27714.6b	1140	5500	21074.6b
	ConN	16912.3ab	25562.7ab	42475.1a	2404.8	6500	33570.3a
	LCN	19330.5a	28619.7a	47950.3a	2497.8	6000	39452.5a
	GneN	19307.9a	25730.9ab	45038.8a	2404.8	6500	36134.0a
	HumN	17695.8ab	24924.6ab	42620.4a	2469.9	6500	33650.5a
	LCN2	17492.4ab	28414.4a	45906.8a	2497.8	6500	36909.0a
	CMN	17748.5ab	29467.1a	47215.6a	2521.8	6500	38193.8a
	ConN+M	16339.8b	27094.9ab	43434.7a	2614.1	6500	34320.7a

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