控释与普通尿素配施实现玉米增产减排的作用机制
控释尿素与普通尿素配施（MCU）一次性基肥是优化玉米生产季节氮素供应的简便方法。为了探究控释与普通尿素配施对玉米生长及灌浆过程、土壤剖面N2O分布及排放特征，2018-2021年连续4年在东北两种典型土壤类型上进行了田间试验（风沙土和黑土）。主要研究了控释与普通尿素配施条件下，玉米吐丝期根系生长发育情况，吐丝后叶片衰老情况、灌浆特性及其与产量关系，分析了玉米生育期内剖面N2O分布及排放特征，并进一步研究了地表和剖面N2O排放的关系，评估了玉米生命周期内的环境效应、成本及综合效益，为MCU方法促进玉米增产减排增效的机制提供了新的见解，对优化玉米生产氮素管理具有现实意义。主要研究结果如下： 1.与MCU0%（普通尿素100%）相比，MCU30%（控释尿素30%，普通尿素70%）通过分配更多的养分来促进玉米根系生长，形成更多的冠根和侧根来增加根长。在充足的后期氮供应条件下，MCU30%根系性状发育良好，可增加吐丝后氮素吸收，延缓叶片衰老，从而提高吐丝后籽粒灌浆和粒重。平均而言，在风沙土和黑土上，MCU30%的产量分别为11.8和13.3thm-2，分别比MCU0%的产量高22.3%和11.7%。与MCU0%相比，风沙土中MCU30%最终总绿色面积（GLA）高出49%。 2.与MCU0%相比，MCU30%通过将速效氮肥与缓效氮肥合理配施，适宜作物养分吸收，前期速效氮适宜进而减少前期N2O排放和剖面N2O残留。风沙土和黑土两年平均N2O排放通量MCU30%较MCU0%分别降低了18.9%和19.4%，累积N2O排放量MCU30%较MCU0%分别降低18.8%和19.1%。剖面N2O结果表明，近地表和深层土壤N2O浓度变化较小，N2O的排放主要发生在生育期耕层土壤，氮肥的投入增加了表层土壤N2O的排放贡献，说明氮肥是影响NO排放强度的主要影响因子。 3.与MCU0%相比，MCU30%虽然提高了肥料成本，但肥料生产运输和使用过程中的环境成本减少，最终产量提高，进而增加了经济效益和社会效益。两种土壤类型上均以MCU30%的产值增量和社会效益最高，风沙土上，与MCU0%平均两年产值增量（1.44万元hm-2）相比，MCU30%（1.84万元hm-2）提高27.8%。黑土上，与MCU0%平均两年产值增量（1.15万元hm-2）相比，MCU30%（1.44万元hm-2）提高25.2%。 综上所述，MCU30%将速效和缓效氮肥相结合，比例适宜玉米生育期内生长发育，促进根系生长，在保持叶片寿命和功能的同时，提高了吐丝后养分吸收，进一步改善了灌浆期的源库关系，最终提高了穗粒数和籽粒产量，同时也减少了N2O排放，增加了经济效益和社会效益。本研究结果阐明了控释尿素30%与普通尿素70%配施促进玉米增产减排的作用机制，为东北地区一次性轻简化施肥条件下氮素的高效优化管理提供了重要依据。
控释尿素;玉米;籽粒灌浆;根系发育;增产减排
吉林农业大学
硕士
植物营养学
王寅
2023
中文
S513
2023-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）