-
联合国粮农组织FAO的统计数据估计,2018年世界氮磷钾肥料 (纯量养分计算N + P2O5 + K2O) 施用总量达到2 × 108吨左右,其中全球氮肥 (纯N)、磷肥 (P2O5)、钾肥 (K2O) 的消耗量分别为1.19 × 108吨、4.66 × 107吨和3.44 × 107吨。亚洲氮肥需求量占全球氮肥需求总量的58%,而中国氮肥需求量占据亚洲的18%,中国是亚洲乃至世界氮肥消耗量最多的国家,约占世界氮肥消耗量的10.44%[1]。通过施肥补充土壤养分和满足作物养分需求是粮食增产的主要措施,是保障国家粮食安全和维护社会稳定的重要方面。据联合国粮农组织 (FAO) 估计,肥料在农作物增产中的作用占40%~60%[2],但肥料利用率低下 (30%左右),损失的肥料给水体、土壤、环境和农产品带来风险[3-4]。因此,如何提高化肥利用率一直是一个世界研究热点和重点。
稳定性肥料,即长效缓释肥,是指在肥料的生产过程中添加脲酶抑制剂或硝化抑制剂,或者同时添加两种抑制剂的肥料,脲酶抑制剂和硝化抑制剂是稳定性肥料的技术核心[2, 5]。稳定性肥料包括以下3类:I型稳定性肥料,只添加脲酶抑制剂的肥料;Ⅱ型稳定性肥料,只添加硝化抑制剂的肥料;Ⅲ型稳定性肥料,同时添加两种抑制剂的肥料[6]。
脲酶抑制剂通过抑制土壤脲酶活性延缓尿素水解为铵态氮 (NH4+-N),从而延长尿素的肥效。硝化抑制剂通过抑制硝化和亚硝化细菌的活性,抑制NH4+-N的硝化作用,从而延长NH4+-N类肥料的肥效并减少硝态氮 (NO3–-N) 的形成、淋失以及随后的反硝化损失[7-10]。国内外大量室内和田间实验研究的Meta分析结果表明,硝化抑制剂和脲酶抑制剂可明显增加作物产量和提高氮肥利用率,同时显著减少环境污染和增加经济价值[11-13],且抑制剂的作用效果取决于pH、质地等土壤因子,氮肥施用水平和灌溉等管理措施[13]。
我国主要种植制度区气候及土壤母质差异较大,导致土壤理化性质和生物性质不同,加之各区域农田管理措施的不同,稳定性肥料在不同区域土壤和作物上表现出不同的应用效果[14-17],在单个区域或者对单种作物开展的抑制剂或者稳性肥料效果研究代表的土壤类型和气候区域有限,无法为稳定性肥料在不同地理区域的生产和施用提供严谨和科学的数据支持。因此,为能更好地生产、施用稳定性肥料以及扩大稳定肥料在农业生产中的贡献,由沈阳应用生态研究所牵头成立了稳定性肥料产业联盟,并于2009—2018年在全国7大地理区域 (华南、西南、华中、华东、华北、西北、东北) 的代表性作物上开展了与常规施肥等养分的稳定性肥料及减施20%稳定性肥料的田间应用效果研究。本研究通过统计分析2014—2018年间等养分稳定性肥料和减施20%稳定性肥料对各区域作物平均增产率和氮肥农学利用率 (NAE) 的作用效果,明确不同区域适宜的稳定性肥料施肥模式。
-
稳定性肥料产业技术战略联盟在2014—2018年期间选取中国华南 (茶叶、龙眼,2个试验点,3年)、西南 (玉米、水稻、马铃薯、小椒、花椒,7个试验点,1~3年)、华东 (玉米、水稻、小麦、花生、大姜,11个实验点,2~3年)、华中 (玉米、水稻、小麦、花生、油菜,棉花,19个试验点,1~5年)、华北 (玉米、马铃薯、红干椒,5个试验点,2年)、东北 (玉米、水稻、大豆,24个试验点,2~5年)、西北区域 (玉米、小麦、苹果、甜瓜、棉花、番茄,20个试验点,1~5年) 的典型土壤类型和代表性作物,在全国范围内开展了5年的稳定性肥料田间肥效试验和示范研究。各区域的试验点、土壤类型、作物和稳定性肥料信息见表1,稳定性肥料均是Ⅲ型稳定性肥料 (脲酶抑制剂和硝化抑制剂均添加的稳定性肥料),均由施可丰肥料有限公司生产和提供。
表 1 稳定性肥料示范试验具体信息
Table 1. Information of stabilized fertilizer experiments
区域
Region试验和示范地点
Demonstration site作物
Crop年份
Year试验个数
Test number土壤类型
Soil typeN-P2O5-K2O
(kg/hm2)CK处理肥料类型
CK treatment fertilizer typeSF类型
SF kind
(N∶P2O5∶K2O)华南
South China福建福州市 茶叶 Tea 2014—2016 2 红泥土 Red clay soil 594-180-180 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 福建莆田市 龙眼 Longyan 2014—2016 2 红泥土 Red clay Soil 0.43-0.22-0.47 (kg/plant) 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 西南
Southwest
China重庆涪陵区 玉米 Maize 2014—2016 5 紫色土 Purple soil 226.5-66-82.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate22-8-10 重庆涪陵区 水稻 Rice 2014—2016 4 紫色土 Purple Soil 165-60-75 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate22-8-10 重庆市江津区 花椒
Sichuan pepper2017 4 紫色土 Purple soil 0.23-0.11-0.26 (kg/plant) 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 云南玉溪 玉米 Maize 2016—2018 3 砖红壤 Laterite 405-150-255 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate24-10-14 云南玉溪 水稻 Rice 2016—2018 3 黄红壤 Yellow red soil 150-60-90 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate24-10-14 云南省文山州 小椒 Pepper 2017 2 黄壤 Yellow soil 300-150-150 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate常规施肥 +5.6‰ 抑制剂 CK Fertilizer + 5.6‰ inhibitors 贵州省土壤
肥料研究所马铃薯 Potato 2016—2017 3 寡黄泥土
Barren yellow clay soil181.5-66-82.5 尿素、普钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride22-8-10 华东
East China安徽阜阳市
棉种场玉米 Maize 2014—2016 6 砂姜黑土 Lime concretion black soil 195-82.5-82.5 复合肥 (28-6-6)、尿素
Compound fertilizer (28-6-6),Urea26-11-11 安徽阜阳市
插花县玉米 Maize 2017—2018 5 砂姜黑土 Lime concretion black soil 195-82.5-82.5 复合肥 (25-6-9)、尿素
Compound fertilizer (25-6-9),Urea26-11-11 安徽寿县 水稻 Rice 2014—2016 4 水稻土 Paddy soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、碳铵
Compound fertilizer (15-15-15),Ammonium Bicarbonate26-11-11 安徽五河县 水稻 Rice 2017—2018 4 水稻土 Paddy soil 144-60-84 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 山东泰安 夏玉米
Summer maize2014—2015 5 棕黄壤
Yellow brown soil195-45-60 复合肥 (26-6-8) Compound fertilizer (26-6-8) 24-10-14 山东莱阳市 玉米 Maize 2016—2018 3 棕黄壤
Yellow brown soil160.5-64.5-112.5 复合肥 (27.5-7.5-10) Compound fertilizer (27.5-7.5-10) 20-8-14 山东莒县 春花生
Spring peanut2014—2015 2 褐土 Cinnamon soil 201-81-141 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea20-8-14 山东安丘市 大姜 Ginger 2014—2015 2 褐土 Cinnamon soil 283.5-141-319.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 江苏姜堰县 水稻 Rice 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 300-60-120 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-10 江苏太湖流域 水稻 Rice 2017—2018 3 黄泥土 Yellow clay soil 297-45-120 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride常规施肥 +0.8% 抑制剂 CK Fertilizer + 0.8‰ inhibitors 江苏太湖流域 小麦 Wheat 2017—2018 3 黄泥土 Yellow clay soil 198-90-60 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride常规施肥 +0.8% 抑制剂 CK Fertilizer + 0.8‰ inhibitors 华中
Centre China河南遂平县 玉米 Maize 2014—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 234-99-99 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南项城市 小麦 Wheat 2014—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 180-75-105 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 河南驻马店市 玉米 Maize 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic Soil 279-60-45 复合肥 (28-8-6)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南驻马店市 花生 Peanut 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 124.5-90-90 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南驻马店市 玉米 Maize 2016—2017 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南漯河市 玉米 Maize 2016—2017 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 湖南岳阳市 水稻 Rice 2015—2016 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice; 150-81-37.5
晚稻 Late rice; 180-69-121.5尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-620-8-14 湖南湘阴县 水稻 Rice 2015—2016 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice: 150-81-37.5
晚稻 Late rice: 180-69-121.5尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-620-8-14 湖南长沙市
干杉社区组水稻 Rice 2017—2018 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice: 142.5-90-90
晚稻 Late rice: 180-60-135尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride26-11-1126-11-11 湖南长沙市 水稻 Rice 2017—2018 3 麻沙泥
Sandy clay soil早稻 Early rice: 144-61.5-61.5
晚稻 Late rice: 165-69-96复合肥 (20-10-10)、尿素 Compound fertilizer (20-10-10),
Urea 复合肥 (26-11-13)、尿素 Compound fertilizer (26-11-13),Urea26-11--1124-10-14 湖南长沙市 油菜 Rape 2017—2018 2 沙壤土 Sandy loam 159-66-93 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound Fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 湖北赤壁市 水稻 Rice 2015—2016 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北十堰市 玉米 Maize 2015—2016 4 黄棕壤
Yellow brown soil225-94.5-130.5 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北潜江市 棉花 Cotton 2015—2016 3 水稻土 Paddy soil 300-120-210 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride20-8-14 湖北武穴市 油菜 Rape 201—2016 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北赤壁市 水稻 Rice 2017—2018 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北潜江市 棉花 Cotton 2017 3 水稻土 Paddy soil 360-150-210 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 江西农科院
南昌县基地水稻 Rice 2014—2017 4 水稻土 Paddy soil 早稻 Early rice: 150-63-87
晚稻 Late rice: 180-75-105尿素、钙镁磷肥、氯化钾
Urea,Calcium magnesium phosphate,Potassium chloride
尿素、钙镁磷肥、氯化钾 Urea,Calcium magnesium phosphate,Potassium chloride24-10-1424-10-14 江西南昌县 水稻 Rice 2016—2018 2 水稻土 Paddy soil 晚稻 Late rice: 195-81-114 复合肥 (18-8-20) Compound fertilizer (18-8-20) 24-10-14 华北
North China河北石家庄行
唐县南翟营村玉米 Maize 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (26-10-12) Compound fertilizer (26-10-12) 26-11-11 内蒙古通辽市科尔
沁区扎鲁特旗道马铃薯 Potato 2014—2015 3 栗钙土 Chestnut soil 240-36-150 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium Sulphate26-11-11 内蒙古科尔沁区
丰田镇丰田村玉米 Maize 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 214.5-91.5-90 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 内蒙古科尔沁区
育新镇黄家村玉米 Maize 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 214.5-91.5-90 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 内蒙古开鲁县
东风镇红干椒 Pepper 2017—2018 3 栗钙土 Chestnut soil 180-90-202.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 东北
Northeast China黑龙江绥棱县 大豆 Bean 2014—2015 2 草甸黑土 Meadow chernozemic soil 49.5-94.5-37.5 复合肥 (13-25-10) Compound fertilizer (13-25-10) 25-13-10 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 水稻 Rice 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 黑龙江绥棱县 大豆 Bean 2017—2018 2 草甸黑土 Meadow chernozemic soil 55.5-85.5-37.5 专用肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea23-15-10 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 136.5-57-57 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 水稻 Rice 2017—2018 2 黑土 Black soil 136.5-57-57 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2015—2016 3 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江哈尔滨市
呼兰区水稻 Rice 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江嫩江县 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 138-72-78 复合肥 (23-12-13) Compound fertilizer (23-12-13) 26-11-11 黑龙江哈尔滨市
呼兰区玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 162-81-81 复合肥 (24-12-12) Compound fertilizer (24-12-12) 26-11-11 黑龙江嫩江县 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 150-75-45 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 黑龙江宝清县
852农场水稻 Rice 2015—2016 3 白浆土 Albic soil 150-75-45 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 辽宁昌图县四
面城镇玉米 Maize 2014—2015 3 潮棕壤 Aquic brown soil 163.5-61.5-51 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 辽宁大洼县 水稻 Rice 2014—2015 2 棕壤 Brown soil 280.5-223.5-54 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium Sulphate26-11-11 辽宁昌图县 玉米 Maize 2016—2017 4 棕壤 Brown soil 189-79.5-79.5 复合肥 (25-12-8) Compound fertilizer (25-12-8) 26-11-11 辽宁昌图县 玉米 Maize 2016—2017 4 棕壤 Brown soil 175.5-73.5-73.5 复合肥 (25-12-8) Compound fertilizer (25-12-8),Urea 26-11-11 辽宁盘锦市 玉米 Maize 2016—2017 3 棕壤 Brown soil 172.5-103.5-55.5 掺混肥 (25-16-10) Bulk blend fertilizer (25-16-10) 25-15-8 辽宁海城市 水稻 Rice 2016—2017 5 水稻土 Paddy soil 243.3-102-102 掺混肥 (25-15-12)、柯杈肥 (16-0-0)
Bulk blend fertilizer (25-15-12),Tillering fertilizer (16-0-0)26-11-11 吉林公主岭市 玉米 Maize 2014—2015 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林榆树市 玉米 Maize 2014—2018 3 黑土Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15--8 吉林前郭县 玉米 Maize 2017—2018 3 黑钙土 Chernozem 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林伊通县 水稻 Rice 2014—2015 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林榆树市 水稻 Rice 2014—2018 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林省前郭县 水稻 Rice 2017—2018 3 黑钙土 Chernozem 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15--8 西北
Northwest China陕西合阳县 苹果 Apple 2014—2018 2 垆土 Loessial soil 238.5-153-103.5 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2014—2018 2 垆土 Loessial soil 172.5-97.5-75 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium 批 hosphate,Potassium Sulphate23-13--10 陕西渭南市 夏玉米
Summer maize2014—2018 2 垆土 Loessial soil 207-87-87 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2017 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2017 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西省渭南市 夏玉米
Summer maize2018 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西省渭南市 夏玉米
Summer maize2018 2 垆土 Loessial soil 172.5-97.5-45 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西合阳县 冬小麦
Winter wheat2014—2016 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西省渭南市 冬小麦
Winter wheat2014—2016 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2018 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2018 2 土 Lou soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西渭南市 葡萄 Grape 2014—2016 3 土 Lou soil 0.16-0.08-0.18 (kg/plant) 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西西安市阎良区 甜瓜
Sweet melon2014—2016 3 土 Lou soil 120-60-135 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西省杨凌示范区 甜瓜
Sweet melon2014—2016 3 土 Lou soil 192-120-216 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 甘肃省武威白云
试验站小麦 Wheat 2014—2016 4 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-79.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride23-13-10 甘肃省武威市 玉米 Maize 2014—2015 4 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-79.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride23-13-10 甘肃省武威绿洲
农业试验站小麦 Wheat 2017—2018 5 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-63 尿素、普钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium chloride25-15-8 甘肃省农科院武威
试验站玉米 Maize 2017—2018 3 灌漠土
Irrigated desert soil172.5-97.5-75 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium chloride23-13-10 新疆农科院玛纳斯
试验站5队番茄 Tomato 2014—2015 4 灌漠土
Irrigated desert soil300-105-90 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride常规施肥+8‰抑制剂 北疆博乐市乌 棉花 Cotton 2014—2016 4 灌漠土
Irrigated desert soil289.5-138-34.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride常规施肥+8‰抑制剂 注(Note):尿素 Urea 含 N46%, 过磷酸钙 Superphosphate (普钙) 含 P2O512%~18%, 硫酸钾 Potassium Sulphate 含 K2O 50%, 氯化钾 Potassium Chloride 含 K2O 60%, 磷酸二铵 Diammonium Phosphate 含 N 21%、含 P2O554%; NAM—硝化抑制剂和脲酶抑制剂的混合物,由中国科学院沈阳应用生态研究所提供,与稳定性肥料生产时添加的抑制剂一样 NAM-Mixture of nitrification inhibitor and urease inhibitor, supplied by Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, same as theNAM used in stabilized fertilizerproduction; 试验个数指同一试验点当年开展田间小区试验和示范试验的数量 Test number includes the number of field experiment and field demonstration conducted in the same site. 本研究中各个试验点均设置以下4个处理:1) 不施肥处理 (CK0);2) 常规施肥处理 (CK);3) 等养分稳定性肥料处理 (SF);4) 80%稳定性肥料处理 (80%SF)。CK的施肥水平采用当地供试作物的习惯施肥水平;SF与CK是等氮磷钾养分的,SF施用的稳定性肥料与CK施用化肥是等氮养分的,SF中磷肥和钾肥的不足部分用普通磷肥和钾肥补充;80%SF是在SF施肥总量的基础上减少20%肥料施用量。各试验点种植的作物不同,习惯施肥水平不同,因而供试的稳定性肥料类型不同,施用的普通磷肥和钾肥类型也不尽相同。
-
均在作物收获期从试验小区中多点取样,测定果实或者种子的产量。
-
增产率 (%) = (处理产量 − 对照产量)/对照产量 × 100
-
氮肥农学效率 (NAE,kg/kg),是指单位施氮量所增加的作物籽粒产量,即,NAE = (Y-Y0)/F,式中,Y为施肥后所获得的作物产量;Y0为不施肥条件下作物的产量;F代表氮肥的投入量。
-
采用Microsoft Excel 2007软件对数据进行处理和绘图,采用SPSS 11.5统计分析软件对数据进行差异显著性检验 (LSD法,P = 0.05)。
-
在华南、西南、华东、华中、华北、东北、西北地区,稳定性肥料处理 (SF) 相对常规施肥处理 (CK)(SF vs CK) 的作物平均增产率分别为5.00%、13.40%、8.68%、6.96%、16.30%、5.80%、8.72%(图1)。从全国水平来看,稳定性肥料对作物的增产率平均达到8.54%(图1)。由此可发现,等养分稳定性肥料施肥在华北地区的增产效果最佳 (16.30%),在西南地区的次之 (13.40%),在华东和西北地区的居中 (8.7%左右),在华南、华中和东北地区的较小 (5.00%~6.96%)。与常规施肥等养分的稳定性肥料施用后,在各个地区均能产生明显的增产效果,完全可以代替常规施肥。
-
在华南、西南、华东、华中、华北、东北和西北地区,80%稳定性肥料处理 (80%SF) 相对CK (80%SF vs CK) 的作物平均增产率分别为1.62%、10.38%、6.34%、1.78%、8.35%、0.09%和1.44% (图1)。80%SF对作物的全国平均增产率达到3.13% (图1)。由此可发现,80%SF在西南地区的增产效果最佳 (10.38%),在华北、华东地区的次之 (6.34%~8.35%),在华南、华中、西北和东北地区的很小 (1.6%~0.09%)。说明,与CK产量相比,减施20%肥料在各个区域均不会造成作物减产,80%SF施肥模式也完全可以替代常规施肥模式,在减少肥料投入的同时还能降低环境污染风险。
在华南、西南、华中、华东、华北、西北和东北地区,80%SF相对SF (80%SF vs SF) 的作物平均增产率分别是–3.92%、–1.22%、–1.25%、–3.49%、–0.07%、–1.08%和–0.05%,说明与SF的作物产量相比,减施20%肥料在各个区域均带来小幅减产。华南、西南和华东地区,稳定性肥料相对常规施肥的增产率和80%稳定性肥料相对常规施肥的增产率在统计上无显著性差异,说明在这3个地区,80%SF对作物的增产效果与SF对作物的增产效果无显著性差异,80%SF和SF对华南、西南和华东地区的作物产生的平均增产效果相似,从增产角度考虑,华南、西南和华东地区适宜的施肥模式是80%稳定性肥料。然而,华中、华北、西北和东北地区,稳定性肥料相对常规施肥的增产率和80%稳定性肥料相对常规施肥的增产率在统计上有显著性差异 (P < 0.05),说明在这4个地区,80%SF对作物的增产效果相对SF对作物的增产效果是显著降低的 (P < 0.05),从增产角度考虑,华中、华北、西北和东北地区适宜的施肥模式是等养分稳定性肥料。
全国平均来看 (图1),80%SF相对SF的作物平均增产率是-0.83%,说明与SF的作物产量相比,减少20%稳定性肥料施用会使作物平均减产0.83%。且稳定性肥料相对常规施肥和80%稳定性肥料相对常规施肥的增产率在统计上有显著性差异 (P < 0.05),说明80%SF的增产作用相对SF的来说是显著降低的 (P < 0.05)。单从增产效果考虑,全国范围适宜的施肥模式是等养分稳定性肥料。
-
图2为各地区常规施肥和稳定肥料的氮肥农学利用率 (NAE) 结果。通过对比不同地区CK和SF下作物的平均NAE可以发现,华南地区CK和SF的NAE分别为2.63 kg/kg和3.58 kg/kg,施用稳定性肥料能明显提高该地区NAE 36.11%。西南地区CK和SF的NAE分别为8.88 kg/kg和11.50 kg/kg,施用稳定性肥料能提高该地区NAE 29.48%。华东地区CK和SF的NAE分别为13.16 kg/kg和19.87 kg/kg,稳定性肥料的施用能大幅提高该地区的NAE,增幅达到51.02%。华中地区CK和SF的NAE分别为6.70 kg/kg和8.53 kg/kg,施用稳定性肥料后该地区NAE的增幅为27.25%。东北地区CK和SF的NAE分别为16.74 kg/kg和20.26 kg/kg,施用稳定性肥料后该地区的NAE增幅为21.00%。西北地区CK和SF的NAE分别为6.16 kg/kg和9.54 kg/kg,施用稳定性肥料后该地区NAE的增幅最高,达到54.73%。从全国范围来看,CK和SF的NAE分别为11.11 kg/kg和13.53 kg/kg,施用稳定性肥料后NAE的全国平均增幅为21.77%。由此可得出,与CK的平均NAE相比,等养分稳定性肥料施用能明显增加各区域作物的平均NAE,但是差异均不显著,其中西北和西南地区的NAE增幅较大 (51%~54%),其余5个地区的NAE增幅在21%~37%之间。
-
从图2还可以看出,在华南、西南、华东、华中、西北和东北地区,80%SF相对CK (80%SF vs CK) 的NAE增幅分别是78.24%、81.41%、20.10%、49.22%、38.96%和62.10%。说明,与各区域CK的NAE相比,减施20%肥料会明显增加各区域的NAE,但除在东北地区有显著性差异外 (P < 0.05),在其它区域均没有显著性差异。
80%SF相对SF的NAE在华南、西南、华中和东北地区是分别增加30.95%、40.11%、17.27%和33.97%的,而在华东和西北分别减少20.48%和10.19%。但是在这6个区域中,SF相对CK的NAE增幅和80%SF相对CK的NAE增幅在统计上均无显著性差异,说明80%SF对作物NAE的增加效果与SF对作物NAE的增加效果之间无显著差异。单从增加NAE角度考虑,华南、西南、华中和东北地区更适合的施肥模式为80%稳定性肥料,华东和西北地区更适合的施肥模式为等养分稳定性肥料。
从全国平均水平看,80%SF的NAE分别比CK和SF的高出26.39%和3.79%,但是稳定性肥料对比常规施肥和80%稳定性肥料对比常规施肥之间的NAE增幅在统计上无显著差异。说明从全国平均水平来看,80%SF对作物NAE的增加作用相对SF对作物NAE的增加作用在统计上是没有差异的,从增加NAE角度出发,全国范围适宜的施肥模式是80%稳定性肥料。
-
中国东西经度跨度60多度,南北纬度跨度近50度,不同经纬度区域地理和生态环境的不同形成了多种多样的土壤类型。由表2的统计结果可以发现,各区域的土壤pH从南到北逐渐增加,由华南 (红壤区) 的约4.6、到华中 (棕红壤区) 的5.7、到华北 (潮土、钙土区) 的7.9、再到东北 (黑土区) 的6.4。试验点的土壤pH从西到东呈降低趋势,从西北 (漠土区) 的约8.3增加到华北 (潮土、钙土区) 的7.9、华中 (棕红壤区) 的5.7和华东的5.7左右。
表 2 试验区域土壤的基本理化性质均值
Table 2. Averaged soil properties of experiment regions
区域
Regions试验点数量
Experiment
points土壤大类
Soil kindspH 有机质
Organic matter
(g/kg)碱解氮
Alkali-hydr. N
(mg/kg)速效磷
Olsen-P
(mg/kg)速效钾
Available K
(mg/kg)华南
South China2 红壤 Red soil 4.6 ± 0.1 Cc 25.0 ± 3.1 Aab 22.2 ± 9.5 Dd 28.0 ± 3.7 ABb 182.0 ± 3.5 Aa 西南
Southwest China5 紫色土 Purple soil、
黄红壤 Yellowish red soil6.2 ± 0.6 Bb 21.1 ± 4.1 Ab 109.9 ± 13.9 BCb 19.4 ± 8.1 Cb 92.9 ± 23.8 Bb 华东
East China4 黄红壤 Yellowish red soil 5.7 ± 0.3 Bb 19.9 ± 1.4 Ab 103.1 ± 17.1 BCb 22.1 ± 6.3 Cb 148.2 ± 32.4 ABab 华中
Central China3 棕红壤 Brownish red soil、
水稻土 Paddy soil5.7 ± 0.4 Bb 27.0 ± 1.0 Aab 181.3 ± 17.9 Aa 18.4 ± 6.9 Cb 153.3 ± 29.2 ABab 华北
North China5 潮土 Fluvo aquic soil、
栗钙土 Chestnut soil7.9 ± 0.3 Aa 22.4 ± 3.1 Aab 66.6 ± 14.4 CDc 31.4 ± 6.8 ABab 122.6 ± 11.8 ABab 东北
Northeast China13 黑土 Black soil、
水稻土 Paddy soil6.4 ± 0.1 Bb 29.1 ± 1.7 Aa 151.4 ± 8.8 ABa 43.2 ± 2.4 Aa 171.0 ± 14.4 ABa 西北
Northwest China23 垆土 Loessial soil、
灰漠土 Desert soil、
灰钙土 Sierozem8.3 ± 0.0 Aa 11.2 ± 0.4 Bc 29.4 ± 3.0 Dd 16.9 ± 1.5 Cb 132.1 ± 7.6 ABab 土壤有机质平均含量在东北地区最高,为29.1 g/kg左右,西北地区的土壤有机质平均含量最低,为8.3 g/kg左右。华南、西南、华东、华中、华北地区的土壤有机质平均含量变化范围在19.9 g/kg至27.0 g/kg之间。土壤碱解氮平均含量以华中地区最高,达到181 mg/kg左右,其次是东北地区 (151 mg/kg),西南 (110 mg/kg) 和华东 (103 mg/kg) 地区居中,华北地区较低 (66.6 mg/kg),华南和西北地区最低,分别仅有25.0 mg/kg和11.2 mg/kg左右。土壤速效磷平均含量在东北地区最高,达到43.2 mg/kg,在华南 (28.0 mg/kg) 和华北 (31.4 mg/kg) 地区居中,在西北、华中和西南地区均很低,分别为16.9 mg/kg、18.4 mg/kg和19.4 mg/kg左右。土壤速效钾平均含量在华南和东北地区处于较高水平,分别达到182.0 mg/kg和171.0 mg/kg,在华东、华中、华北和西北地区居中 (122.6 ~153.3 mg/kg),在西南地区最低,仅有92.9 mg/kg。
-
西南、华南、华中、华北和东北地区土壤基本理化性质 (从南到北) 与稳定性肥料增产率之间的相关性见表3。Pearson相关分析结果表明,稳定性肥料对作物的增产率与土壤pH呈极显著的正相关关系 (P < 0.01),与土壤速效磷呈极显著的负相关关系 (P < 0.01),与土壤有机质含量呈显著的负相关性 (P < 0.05)。回归分析结果表明,稳定性肥料对作物的增产率与土壤pH、速效磷和有机质之间存在一元线性相关关系 (图3),一元线性回归方程如图3所示。进一步通过主成分分析,提取了两种影响稳定性肥料增产率的有效公因子,定义这两种因子为养分因子 (F1) 和pH因子 (F2),F1 = 0.241 × OM + 0.409 × AN + 0.367 × AP + 0.367 × AK + 0.129 × pH,F2 = 0.844 × pH – 0.279 × OM + 0.343 × AN – 0.079 × AP + 0.038 × AK。式中:OM表示有机质;AN表示碱解氮;AP表示速效磷;AK表示速效钾。
表 3 土壤性质与稳定性肥料增产率之间的相关性
Table 3. Correlations between soil properties and yield increase of stabilized fertilizer
pH 有机质
OM碱解氮
Available N速效磷
Olsen-P速效钾
Available K增产率
Yield increase ratepH 1 有机质 OM –0.217 1 碱解氮 Available N –0.112 0.253 1 速效磷 Olsen-P –0.143 0.367 0.238 1 速效钾 Available K –0.093 0.347 0.289 0.516** 1 增产率 Yield increase rate 0.591** –0.436* –0.288 –0.560** –0.203 1 注(Note):*—P < 0.05; **—P < 0.01. 图 3 稳定性肥料增产率与土壤pH、有机质、速效磷之间的一元线性回归关系
Figure 3. Unitary linear regression relationships between yield growth rate of stabilized fertilizer and soil pH, organic matter and Olsen-P
西北、华北、华中、华东地区土壤基本理化性质 (从西到东) 与稳定性肥料增产率之间无显著相关性。从西北干旱区至华东湿润区,除温度差异外,降雨差异非常大,西北地区比较极端的气候条件导致西北的土壤性质与其他区域的土壤性质差异十分显著 (表2)。由此推断干旱等极端气候条件可能会掩盖稳定性肥料增产作用。
上述分析结果表明,影响稳定性肥料肥效和增产效果的有效因素是土壤养分,其次是土壤pH。且稳定性肥料增产率与土壤养分主要呈负相关关系,说明土壤养分越低,稳定性肥料的增产效果越强,稳定性肥料在贫瘠土壤上产生的经济效益越大 (西北等极端气候地区除外)。稳定性肥料增产率与土壤pH呈正相关关系,说明土壤pH越高,稳定性肥料肥效越强,增产效果越显著。
-
国内外学者均对脲酶抑制剂和硝化抑制剂的应用效果进行了大量的室内和田间试验[18-25]。Meta分析研究结果表明,各种硝化抑制剂平均能增加植物氮的回收率58%、作物产量5%~14%[11];专注于目前主流硝化抑制剂DCD和DMPP的Meta分析结果表明,DCD相对DMPP的增产效果更佳,DCD平均增产6.5%,DMPP平均仅增产1.2%[12];另有Meta分析结果表明硝化抑制剂 (DCD和DMPP) 和脲酶抑制剂 (NBPT) 可平均增加作物产量7.5%和提高氮肥利用率12.9%[13]。
本研究中施用的稳定性肥料均是Ⅲ型稳定性肥料,即同时添加有硝化抑制剂和脲酶抑制剂的稳定性肥料。本研究结果表明等养分稳定性肥料在中国各区域的增产率达到5.00%~16.30%,全国平均增产8.54%;减施20%稳定性肥料在各区域的增产率达到0.09%~8.35%,全国平均增产3.13%。因此等养分稳定性肥料和减施20%稳定性肥料均能明显提升作物产量代替常规施肥。相对等养分稳定性肥料,减施20%稳定性肥料在各个区域均带来小幅减产 (-3.92%~-0.04%),全国平均减产0.83%,在华南、西南、华东地区80%稳定性肥料对作物的增产效果相对等养分稳定性肥料对作物的增产效果没有显著差异,而在华中、华北、西北和东北地区是显著降低的 (P < 0.05)。因而为保证作物产量,华南、西南、华东地区适宜的施肥模式是80%稳定性肥料,而华中、华北、西北和东北地区适宜的施肥模式是等养分稳定性肥料。
施用等养分稳定性肥料和80%稳定性肥料后各区域及全国的作物平均NAE分别提升21.00%~57.73%和20.10%~78.24%。并且,除华东和西北地区外,减施20%稳定性肥料相比稳定性肥料更进一步提升了其它4个区域的平均NAE。单从增加NAE角度考虑,华东和西北地区更适合的施肥模式为等养分稳定性肥料,华南、西南、华中和东北地区更适合的施肥模式为80%稳定性肥料。试验期间,华东区域因为常遭受不同程度的冻害,导致试验结果脱离实际情况,而西北地区气候极端干旱,导致稳定性肥料试验效果不稳定,这些可能是华东和西北地区减施20%稳定性肥料后作物平均NAE低于等养分稳定性肥料NAE的原因。不同区域和全国范围内等养分稳定性肥料和80%稳定性肥料对作物NAE的增幅差异虽较大,但是差异均不显著。中国地大物博,供试土壤种类多、土壤基本肥力性质差异大,加上供试作物种类多、作物的需肥特性差异大,可能这些原因共同导致了该现象的产生。因为土壤pH和质地等土壤因子、氮肥施用水平和灌溉等管理因子以及作物种类和测定部位 (地上部产量、籽粒产量) 等作物因子均会对抑制剂的作用效果产生不同程度的影响[13]。
对比华南、西南、华东、华中、东北和西北区域作物的平均NAE发现,东北的NAE (16.74~27.14 kg/kg) 均明显比其它地区高 (2.36~19.87 kg/kg),这可能是由于东北气温低,作物的生育期长,植物吸收氮营养时间更长,氮肥利用时间更长。然而东北地区稳定性肥料施用后的作物NAE增幅 (21.00%) 却明显低于其它区域的 (27.25%~57.73%),说明作物生育期的长短与抑制剂提高肥料利用率的幅度之间可能存在此消彼长的关系。
从南到北,稳定性肥料增产效果与土壤养分呈负相关关系,土壤养分越低,稳定性肥料增产效果越好,这应该是由于在肥力和生产力较低的土壤中,稳定性肥料肥效的延长更能补足土壤本身肥力不足的短板,更能发挥其增产效果。稳定性肥料增产效果与土壤pH呈正相关,pH越高,稳定性肥料增产效果越大,这与Abalos等[13]的整合分析结果一致,他们的统计结果指出抑制剂在酸性土壤 (pH ≤ 6) 上对作物产量和NAE的效果优于其在中性 (6 < pH < 8) 和碱性土壤 (pH ≥ 8) 上的作用效果,且他们推测pH影响抑制剂作用效果的可能机制在于pH对土壤氨挥发的作用,因为大量研究已经表明抑制剂施用后土壤氨挥发会显著增加[26-28],抑制剂的施用导致铵态氮在土壤中存留数量和时间都会增加,从而导致pH越高的土壤氨挥发越多。但是,Yang等[12]的Meta-分析结果指出硝化抑制剂DCD在酸性、碱性土壤上均表现出明显的增产效果,而硝化抑制剂DMPP只在碱性土壤上有明显增产效果,在酸性土壤上效果甚微。不同研究结论的产生说明,未来需要进一步精细化研究不同抑制剂在不同土壤和作物上的应用效果研究,从而更好的发挥脲酶抑制剂和硝化抑制剂对延长氮肥释放、促进作物生长和减少氮肥污染的作用,更加科学的生产和应用稳定性肥料。西北、华北、华中、华东地区土壤基本性质 (从西到东) 与稳定性肥料增产率之间无显著的相关性。这主要是因为,西北土壤pH值虽然高、土壤贫瘠,但气候极端干旱,导致稳定性肥料在西北一些地区和作物上的应用效果不稳定,无法产生类似从南到北的规律,极端的气候条件掩盖稳定性肥料的作用效果。
等养分稳定性肥料和80%稳定性肥料施用后均会明显增加作物产量和提高NAE,具有优越的增产节肥效应,稳定性肥料适合在全国各区域广泛推广应用,从而充分发挥其对农作物产量和质量、农业经济以及农业生态环境的贡献。并且减施20%稳定性肥料在大部分区域不仅不会减产 (华南、西南、华东),而且还会明显增加作物的NAE (西南、华南、华中、东北),在这些区域80%稳定性肥料具有更佳的推广应用优势。总之,综合从提高作物产量和NAE考虑,华南和西南地区适宜的施肥模式是80%稳定性肥料,而华东、华中、华北、东北和西北地区适宜的施肥模式是等养分稳定性肥料。
稳定性肥料在中国不同区域的施用效果及施用量
Effect of stabilized fertilizer in different regions of China and the suitable application rate
-
摘要:
【目的】 对单个区域或者单种作物开展的抑制剂或者稳性肥料效果研究受土壤类型和气候区域限制,无法为稳定性肥料在不同地理区域的生产和施用提供严谨和科学的数据支持。为此,我们在全国范围进行了稳定型肥料的效果试验,为充分发挥稳定性肥料的增产增效潜力提供依据。 【方法】 稳定性肥料产业技术战略联盟于2009年至2018年在全国7大地理区域进行了大田试验,比较了等养分条件下,施用稳定性肥料和常规施肥的增产效果,本文统计分析了2014—2018年的研究结果。 【结果】 在华南、西南、华中、华东、华北、西北、东北地区,等养分稳定性肥料 (SF) 相对常规施肥 (CK) 的作物平均增产率分别为5.00%、13.40%、6.96%、8.68%、16.30%、8.72%和5.80%,氮肥农学利用率 (NAE) 增幅分别为36.11%、29.84%、51.02%、27.25%、21.00%和54.73%(无华北NAE数据);80%稳定性肥料 (80%SF) 相比CK的增产率分别为1.62%、10.38%、1.78%、6.34%、8.35%、1.44%和0.09%,NAE增幅分别为78.24%、81.41%、49.22%、20.10%、38.96%和62.10%;80%SF相对SF的作物产量平均减少3.92%、1.22%、1.25%、3.49%、0.07%、1.08%和0.05%,NAE增幅分别为30.95%、40.11%、17.27%、–20.48%、–10.19%和33.97%,与SF的作物产量相比,减施20%肥料在各个区域均带来小幅减产,80%SF相对SF的减产幅度在华中、华北、西北和东北差异显著 (P < 0.05),在华南、西南和华东地区差异不显著,80%SF相对SF的NAE差异均不显著;从全国范围来看,等养分稳定性肥料平均能提高作物产量8.54%和提高NAE21.77%,80%稳定性肥料能提高3.13%和26.39%。主成分分析结果发现稳定性肥料增产率主要受到2种有效公因子的影响,即养分因子和pH因子;稳定性肥料增产率与土壤养分主要呈负相关关系,土壤养分越低,稳定性肥料的增产效果越强,稳定性肥料在贫瘠土壤上产生的经济效益越大 (西北极端干旱地区土壤除外);稳定性肥料增产率与土壤pH呈正相关关系,土壤pH越高,稳定性肥料肥效和增产效果越强。 【结论】 施用稳定性肥料在全国主要种植区域均取得了明显的增产节肥效应,完全可以替代常规施肥模式。综合对比等养分稳定性肥料施肥模式和80%稳定性肥料施肥模式对增产和提高NAE的作用效果,华东、华中、华北、西北、东北以等养分施用稳定性肥料的效果较好,华南、西南稳定性肥料的施用量则以80%的常规养分量为宜。影响稳定性肥料肥效和增产效果最显著的土壤因素是土壤养分,其次是土壤pH。 Abstract:【Objectives】 Experimental results of stabilized fertilizers from one region or one type of crop represent limited soil and climate conditions, hardly provide precise support for the extension of different geological regions. So continuous field experiments in large area were conducted in the seven typical regions of China for the scientific application of stabilized fertilizer. 【Methods】 Field experiments were carried out throughout China by Strategic Alliance of Stabilized Fertilizer Industry and Technology from 2009 to 2018. All the stabilized fertilizer treatments (SF) were applied in the same amount of N with the local controls, and the P and K input amounts were made equal by chemical fertilizers as well, and 80% of SF treatments (80%SF) were applied in 80% of the N, P, K amount with the SF. The experimental results in 2014–2018 were summarized. 【Results】 Compared with the local fertilization controls, the SF treatments increased the average yield by 5.00%, 13.40%, 6.96%, 8.68%, 16.30%, 8.72% and 5.80% in South China, Southwest China, East China, Central China, North China, Northwest China and Northeast China,, respectively, and increased the nitrogen agronomic efficiencies (NAE) by 36.11%, 29.84%, 51.02%, 27.25%, (no data for North China), 21.00% and 54.73%, respectively; the 80%SF treatments increased the average yield by 1.62%, 10.38%, 1.78%, 6.34%, 8.35%, 1.44% and 0.09%, respectively, and enhanced the NAE by 78.24%, 81.41%, 49.22%, 20.10%, 38.96% and 62.10%, respectively. The average yield increase rate of 80%SF were 3.92%, 1.22%, 1.25%, 3.49%, 0.07%, 1.08% and 0.05% lower than those of SF, the NAE growth rate of 80%SF were 30.95%, 40.11%, 17.27%, –20.48%, –10.19% and 33.97% higher than those of SF. The national average growth rate of yield and NAE were 8.85% and 21.77% higher under SF, and 3.13% and 26.39% higher under 80%SF. According to the principal component analysis, soil nutrient content and pH were founded as the two main factors affecting the effect of stabilized fertilizers. The yield growth rate of stabilized fertilizer was negatively correlated with soil nutrient content (P < 0.05), and positively correlated with soil pH. The higher the soil pH, the better the yield promotion effect of stabilized fertilizer. 【Conclusions】 Stabilized fertilizer is capable of replacing the conventional nitrogen fertilizers in China. Application of 100% stabilized fertilizer is recommended in the East, Central, North, Northwest and Northeast China, and application of 80% stabilized fertilizer is more adaptable in South and Southwest China. Soil nutrient contents and pH values are the two key factors that affect the function of stabilized fertilizer. -
表 1 稳定性肥料示范试验具体信息
Table 1. Information of stabilized fertilizer experiments
区域
Region试验和示范地点
Demonstration site作物
Crop年份
Year试验个数
Test number土壤类型
Soil typeN-P2O5-K2O
(kg/hm2)CK处理肥料类型
CK treatment fertilizer typeSF类型
SF kind
(N∶P2O5∶K2O)华南
South China福建福州市 茶叶 Tea 2014—2016 2 红泥土 Red clay soil 594-180-180 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 福建莆田市 龙眼 Longyan 2014—2016 2 红泥土 Red clay Soil 0.43-0.22-0.47 (kg/plant) 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 西南
Southwest
China重庆涪陵区 玉米 Maize 2014—2016 5 紫色土 Purple soil 226.5-66-82.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate22-8-10 重庆涪陵区 水稻 Rice 2014—2016 4 紫色土 Purple Soil 165-60-75 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate22-8-10 重庆市江津区 花椒
Sichuan pepper2017 4 紫色土 Purple soil 0.23-0.11-0.26 (kg/plant) 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 云南玉溪 玉米 Maize 2016—2018 3 砖红壤 Laterite 405-150-255 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate24-10-14 云南玉溪 水稻 Rice 2016—2018 3 黄红壤 Yellow red soil 150-60-90 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate24-10-14 云南省文山州 小椒 Pepper 2017 2 黄壤 Yellow soil 300-150-150 尿素、普钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate常规施肥 +5.6‰ 抑制剂 CK Fertilizer + 5.6‰ inhibitors 贵州省土壤
肥料研究所马铃薯 Potato 2016—2017 3 寡黄泥土
Barren yellow clay soil181.5-66-82.5 尿素、普钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride22-8-10 华东
East China安徽阜阳市
棉种场玉米 Maize 2014—2016 6 砂姜黑土 Lime concretion black soil 195-82.5-82.5 复合肥 (28-6-6)、尿素
Compound fertilizer (28-6-6),Urea26-11-11 安徽阜阳市
插花县玉米 Maize 2017—2018 5 砂姜黑土 Lime concretion black soil 195-82.5-82.5 复合肥 (25-6-9)、尿素
Compound fertilizer (25-6-9),Urea26-11-11 安徽寿县 水稻 Rice 2014—2016 4 水稻土 Paddy soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、碳铵
Compound fertilizer (15-15-15),Ammonium Bicarbonate26-11-11 安徽五河县 水稻 Rice 2017—2018 4 水稻土 Paddy soil 144-60-84 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 山东泰安 夏玉米
Summer maize2014—2015 5 棕黄壤
Yellow brown soil195-45-60 复合肥 (26-6-8) Compound fertilizer (26-6-8) 24-10-14 山东莱阳市 玉米 Maize 2016—2018 3 棕黄壤
Yellow brown soil160.5-64.5-112.5 复合肥 (27.5-7.5-10) Compound fertilizer (27.5-7.5-10) 20-8-14 山东莒县 春花生
Spring peanut2014—2015 2 褐土 Cinnamon soil 201-81-141 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea20-8-14 山东安丘市 大姜 Ginger 2014—2015 2 褐土 Cinnamon soil 283.5-141-319.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea16-8-18 江苏姜堰县 水稻 Rice 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 300-60-120 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-10 江苏太湖流域 水稻 Rice 2017—2018 3 黄泥土 Yellow clay soil 297-45-120 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride常规施肥 +0.8% 抑制剂 CK Fertilizer + 0.8‰ inhibitors 江苏太湖流域 小麦 Wheat 2017—2018 3 黄泥土 Yellow clay soil 198-90-60 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride常规施肥 +0.8% 抑制剂 CK Fertilizer + 0.8‰ inhibitors 华中
Centre China河南遂平县 玉米 Maize 2014—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 234-99-99 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南项城市 小麦 Wheat 2014—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 180-75-105 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 河南驻马店市 玉米 Maize 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic Soil 279-60-45 复合肥 (28-8-6)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南驻马店市 花生 Peanut 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 124.5-90-90 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南驻马店市 玉米 Maize 2016—2017 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 河南漯河市 玉米 Maize 2016—2017 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 湖南岳阳市 水稻 Rice 2015—2016 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice; 150-81-37.5
晚稻 Late rice; 180-69-121.5尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-620-8-14 湖南湘阴县 水稻 Rice 2015—2016 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice: 150-81-37.5
晚稻 Late rice: 180-69-121.5尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride23-13-620-8-14 湖南长沙市
干杉社区组水稻 Rice 2017—2018 3 红黄泥
Red yellow clay soil早稻 Early rice: 142.5-90-90
晚稻 Late rice: 180-60-135尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride26-11-1126-11-11 湖南长沙市 水稻 Rice 2017—2018 3 麻沙泥
Sandy clay soil早稻 Early rice: 144-61.5-61.5
晚稻 Late rice: 165-69-96复合肥 (20-10-10)、尿素 Compound fertilizer (20-10-10),
Urea 复合肥 (26-11-13)、尿素 Compound fertilizer (26-11-13),Urea26-11--1124-10-14 湖南长沙市 油菜 Rape 2017—2018 2 沙壤土 Sandy loam 159-66-93 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound Fertilizer (15-15-15),Urea24-10-14 湖北赤壁市 水稻 Rice 2015—2016 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北十堰市 玉米 Maize 2015—2016 4 黄棕壤
Yellow brown soil225-94.5-130.5 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北潜江市 棉花 Cotton 2015—2016 3 水稻土 Paddy soil 300-120-210 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride20-8-14 湖北武穴市 油菜 Rape 201—2016 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北赤壁市 水稻 Rice 2017—2018 3 水稻土 Paddy soil 180-75-105 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 湖北潜江市 棉花 Cotton 2017 3 水稻土 Paddy soil 360-150-210 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium Chloride24-10-14 江西农科院
南昌县基地水稻 Rice 2014—2017 4 水稻土 Paddy soil 早稻 Early rice: 150-63-87
晚稻 Late rice: 180-75-105尿素、钙镁磷肥、氯化钾
Urea,Calcium magnesium phosphate,Potassium chloride
尿素、钙镁磷肥、氯化钾 Urea,Calcium magnesium phosphate,Potassium chloride24-10-1424-10-14 江西南昌县 水稻 Rice 2016—2018 2 水稻土 Paddy soil 晚稻 Late rice: 195-81-114 复合肥 (18-8-20) Compound fertilizer (18-8-20) 24-10-14 华北
North China河北石家庄行
唐县南翟营村玉米 Maize 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 195-82.5-82.5 复合肥 (26-10-12) Compound fertilizer (26-10-12) 26-11-11 内蒙古通辽市科尔
沁区扎鲁特旗道马铃薯 Potato 2014—2015 3 栗钙土 Chestnut soil 240-36-150 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium Sulphate26-11-11 内蒙古科尔沁区
丰田镇丰田村玉米 Maize 2014—2015 3 潮土 Fluvo-aquic soil 214.5-91.5-90 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 内蒙古科尔沁区
育新镇黄家村玉米 Maize 2017—2018 3 潮土 Fluvo-aquic soil 214.5-91.5-90 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 内蒙古开鲁县
东风镇红干椒 Pepper 2017—2018 3 栗钙土 Chestnut soil 180-90-202.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 东北
Northeast China黑龙江绥棱县 大豆 Bean 2014—2015 2 草甸黑土 Meadow chernozemic soil 49.5-94.5-37.5 复合肥 (13-25-10) Compound fertilizer (13-25-10) 25-13-10 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 水稻 Rice 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 黑龙江绥棱县 大豆 Bean 2017—2018 2 草甸黑土 Meadow chernozemic soil 55.5-85.5-37.5 专用肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea23-15-10 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 136.5-57-57 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 水稻 Rice 2017—2018 2 黑土 Black soil 136.5-57-57 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江绥化市 玉米 Maize 2015—2016 3 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江哈尔滨市
呼兰区水稻 Rice 2014—2015 2 黑土 Black soil 156-66-66 复合肥 (18-15-12)、尿素
Compound fertilizer (18-15-12),Urea26-11-11 黑龙江嫩江县 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 138-72-78 复合肥 (23-12-13) Compound fertilizer (23-12-13) 26-11-11 黑龙江哈尔滨市
呼兰区玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 162-81-81 复合肥 (24-12-12) Compound fertilizer (24-12-12) 26-11-11 黑龙江嫩江县 玉米 Maize 2017—2018 2 黑土 Black soil 150-75-45 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 黑龙江宝清县
852农场水稻 Rice 2015—2016 3 白浆土 Albic soil 150-75-45 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 辽宁昌图县四
面城镇玉米 Maize 2014—2015 3 潮棕壤 Aquic brown soil 163.5-61.5-51 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 辽宁大洼县 水稻 Rice 2014—2015 2 棕壤 Brown soil 280.5-223.5-54 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium Sulphate26-11-11 辽宁昌图县 玉米 Maize 2016—2017 4 棕壤 Brown soil 189-79.5-79.5 复合肥 (25-12-8) Compound fertilizer (25-12-8) 26-11-11 辽宁昌图县 玉米 Maize 2016—2017 4 棕壤 Brown soil 175.5-73.5-73.5 复合肥 (25-12-8) Compound fertilizer (25-12-8),Urea 26-11-11 辽宁盘锦市 玉米 Maize 2016—2017 3 棕壤 Brown soil 172.5-103.5-55.5 掺混肥 (25-16-10) Bulk blend fertilizer (25-16-10) 25-15-8 辽宁海城市 水稻 Rice 2016—2017 5 水稻土 Paddy soil 243.3-102-102 掺混肥 (25-15-12)、柯杈肥 (16-0-0)
Bulk blend fertilizer (25-15-12),Tillering fertilizer (16-0-0)26-11-11 吉林公主岭市 玉米 Maize 2014—2015 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林榆树市 玉米 Maize 2014—2018 3 黑土Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15--8 吉林前郭县 玉米 Maize 2017—2018 3 黑钙土 Chernozem 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林伊通县 水稻 Rice 2014—2015 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林榆树市 水稻 Rice 2014—2018 3 黑土 Black soil 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15-8 吉林省前郭县 水稻 Rice 2017—2018 3 黑钙土 Chernozem 187.5-112.5-60 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate25-15--8 西北
Northwest China陕西合阳县 苹果 Apple 2014—2018 2 垆土 Loessial soil 238.5-153-103.5 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2014—2018 2 垆土 Loessial soil 172.5-97.5-75 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium 批 hosphate,Potassium Sulphate23-13--10 陕西渭南市 夏玉米
Summer maize2014—2018 2 垆土 Loessial soil 207-87-87 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2017 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2017 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西省渭南市 夏玉米
Summer maize2018 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西省渭南市 夏玉米
Summer maize2018 2 垆土 Loessial soil 172.5-97.5-45 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西合阳县 冬小麦
Winter wheat2014—2016 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西省渭南市 冬小麦
Winter wheat2014—2016 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate23-13-6 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2018 2 垆土 Loessial soil 195-82.5-82.5 复合肥 (15-15-15)、尿素
Compound fertilizer (15-15-15),Urea26-11-11 陕西合阳县 春玉米
Spring maize2018 2 土 Lou soil 195-82.5-82.5 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate26-11-11 陕西渭南市 葡萄 Grape 2014—2016 3 土 Lou soil 0.16-0.08-0.18 (kg/plant) 尿素、二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西西安市阎良区 甜瓜
Sweet melon2014—2016 3 土 Lou soil 120-60-135 尿素、过磷酸钙、硫酸钾
Urea,Superphosphate,Potassium sulphate16-8-18 陕西省杨凌示范区 甜瓜
Sweet melon2014—2016 3 土 Lou soil 192-120-216 尿素、磷酸二铵、硫酸钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium sulphate16-8-18 甘肃省武威白云
试验站小麦 Wheat 2014—2016 4 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-79.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride23-13-10 甘肃省武威市 玉米 Maize 2014—2015 4 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-79.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride23-13-10 甘肃省武威绿洲
农业试验站小麦 Wheat 2017—2018 5 灌漠土
Irrigated desert soil225-150-63 尿素、普钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium chloride25-15-8 甘肃省农科院武威
试验站玉米 Maize 2017—2018 3 灌漠土
Irrigated desert soil172.5-97.5-75 尿素、过磷酸钙、氯化钾
Urea,Superphosphate,Potassium chloride23-13-10 新疆农科院玛纳斯
试验站5队番茄 Tomato 2014—2015 4 灌漠土
Irrigated desert soil300-105-90 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride常规施肥+8‰抑制剂 北疆博乐市乌 棉花 Cotton 2014—2016 4 灌漠土
Irrigated desert soil289.5-138-34.5 尿素、磷酸二铵、氯化钾
Urea,Diammonium phosphate,Potassium chloride常规施肥+8‰抑制剂 注(Note):尿素 Urea 含 N46%, 过磷酸钙 Superphosphate (普钙) 含 P2O512%~18%, 硫酸钾 Potassium Sulphate 含 K2O 50%, 氯化钾 Potassium Chloride 含 K2O 60%, 磷酸二铵 Diammonium Phosphate 含 N 21%、含 P2O554%; NAM—硝化抑制剂和脲酶抑制剂的混合物,由中国科学院沈阳应用生态研究所提供,与稳定性肥料生产时添加的抑制剂一样 NAM-Mixture of nitrification inhibitor and urease inhibitor, supplied by Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, same as theNAM used in stabilized fertilizerproduction; 试验个数指同一试验点当年开展田间小区试验和示范试验的数量 Test number includes the number of field experiment and field demonstration conducted in the same site. 表 2 试验区域土壤的基本理化性质均值
Table 2. Averaged soil properties of experiment regions
区域
Regions试验点数量
Experiment
points土壤大类
Soil kindspH 有机质
Organic matter
(g/kg)碱解氮
Alkali-hydr. N
(mg/kg)速效磷
Olsen-P
(mg/kg)速效钾
Available K
(mg/kg)华南
South China2 红壤 Red soil 4.6 ± 0.1 Cc 25.0 ± 3.1 Aab 22.2 ± 9.5 Dd 28.0 ± 3.7 ABb 182.0 ± 3.5 Aa 西南
Southwest China5 紫色土 Purple soil、
黄红壤 Yellowish red soil6.2 ± 0.6 Bb 21.1 ± 4.1 Ab 109.9 ± 13.9 BCb 19.4 ± 8.1 Cb 92.9 ± 23.8 Bb 华东
East China4 黄红壤 Yellowish red soil 5.7 ± 0.3 Bb 19.9 ± 1.4 Ab 103.1 ± 17.1 BCb 22.1 ± 6.3 Cb 148.2 ± 32.4 ABab 华中
Central China3 棕红壤 Brownish red soil、
水稻土 Paddy soil5.7 ± 0.4 Bb 27.0 ± 1.0 Aab 181.3 ± 17.9 Aa 18.4 ± 6.9 Cb 153.3 ± 29.2 ABab 华北
North China5 潮土 Fluvo aquic soil、
栗钙土 Chestnut soil7.9 ± 0.3 Aa 22.4 ± 3.1 Aab 66.6 ± 14.4 CDc 31.4 ± 6.8 ABab 122.6 ± 11.8 ABab 东北
Northeast China13 黑土 Black soil、
水稻土 Paddy soil6.4 ± 0.1 Bb 29.1 ± 1.7 Aa 151.4 ± 8.8 ABa 43.2 ± 2.4 Aa 171.0 ± 14.4 ABa 西北
Northwest China23 垆土 Loessial soil、
灰漠土 Desert soil、
灰钙土 Sierozem8.3 ± 0.0 Aa 11.2 ± 0.4 Bc 29.4 ± 3.0 Dd 16.9 ± 1.5 Cb 132.1 ± 7.6 ABab 表 3 土壤性质与稳定性肥料增产率之间的相关性
Table 3. Correlations between soil properties and yield increase of stabilized fertilizer
pH 有机质
OM碱解氮
Available N速效磷
Olsen-P速效钾
Available K增产率
Yield increase ratepH 1 有机质 OM –0.217 1 碱解氮 Available N –0.112 0.253 1 速效磷 Olsen-P –0.143 0.367 0.238 1 速效钾 Available K –0.093 0.347 0.289 0.516** 1 增产率 Yield increase rate 0.591** –0.436* –0.288 –0.560** –0.203 1 注(Note):*—P < 0.05; **—P < 0.01. -
[1] Food and Agriculture Organization of the United Nations. Current world fertilizer trend and outlook to 2015[R]. Rome, 2015. [2] 武志杰, 石元亮, 李东坡, 等. 新型高效肥料研究展望[J]. 土壤与作物, 2012, 1(1): 2–9. Wu Z J, Shi Y L, Li D P, et al. Prospects for new-type fertilizers with high efficiency[J]. Soil and Crop, 2012, 1(1): 2–9. [3] 张福锁, 王激清, 张卫峰, 等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途[J]. 土壤学报, 2008, 45(5): 915–924. Zhang F S, Wang J Q, Zhang W F, et al. Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J]. Acta PedologicaSinica, 2008, 45(5): 915–924. doi: 10.3321/j.issn:0564-3929.2008.05.018 [4] 郑良永, 杜丽清. 我国农业化肥污染及环境保护对策[J]. 中国热带农业, 2013, (51): 76–78. Zheng L Y, Du L Q. Pollution of chemical fertilizer in agriculture and protection strategy of environment in China[J]. China Tropical Agriculture, 2013, (51): 76–78. [5] 赵秉强. 新型肥料[M]. 北京: 科学出版社, 2008. Zhao B Q. New fertilizers[M]. Beijing: Science Press, 2008. [6] 武志杰, 石元亮, 李东坡, 等. 稳定性肥料发展与展望[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(6): 1614–1621. Wu Z J, Shi Y L, Li D P, et al. The development and outlook of stabilized fertilizers[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2017, 23(6): 1614–1621. doi: 10.11674/zwyf.17303 [7] McCary G W. Modes of action of nitrification inhibitors[J]. Biology and Fertility of Soils, 1999, 29: 1–9. doi: 10.1007/s003740050518 [8] Slangen J H G, Kerkhoff P. Nitrification inhibitors in agriculture and horticulture —A literature review[J]. Fertilizer Research, 1984, 5(1): 1–76. doi: 10.1007/BF01049492 [9] 郑福丽, 李彬, 李晓云, 等. 脲酶抑制剂的作用机理与效应[J]. 吉林农业科学, 2006, 31: 25–28. Zhang F L, Li B, Li X Y, et al. Mechanism and function of urease inhibitors[J]. Journal of Jilin Agriculture Sciences, 2006, 31: 25–28. doi: 10.3969/j.issn.1003-8701.2006.02.007 [10] 吴孝婧, 石蕊, 聂琬纯, 等. 脲酶抑制剂的研究综述[J]. 药物化学, 2019, 7(1): 1–6. Wu X J, Shi R, Nie W C, et al. A review of studies on urease inhibitors[J]. Hans Journal of Medicinal Chemistry, 2019, 7(1): 1–6. doi: 10.12677/HJMCe.2019.71001 [11] Qiao C L, Liu L L, Hu S J, et al. How inhibiting nitrification affects nitrogen cycle and reduces environmental impacts of anthropogenic nitrogen input[J]. Global Change Biology, 2015, 21(3): 1249–1257. doi: 10.1111/gcb.12802 [12] Yang M, Fang Y, Sun D, et al. Efficiency of two nitrification inhibitors (dicyandiamide and 3,4-dimethypyrazole phosphate) on soil nitrogen transformations and plant productivity: a meta analysis[J]. Scientific Reports, 2016. doi: 10.1038/srep22075 [13] Abalos D, Jeffery S, Sanz-Cobena A, et al. Meta-analysis of the effect of urease and nitrification inhibitors on crop productivity and nitrogen use efficiency[J]. Agriculture Ecosystems and Environment, 2014, 189: 136–144. doi: 10.1016/j.agee.2014.03.036 [14] 顾艳, 吴良欢, 胡兆平, 等. 土壤pH值和含水量对土壤硝化抑制剂效果的影响[J]. 农业工程学报, 2018, 34(8): 132–138. Gu Y, Wu L H, Hu Z P, et al. Inhibitory effect of soil pH value and moisture on soil nitrification by nitrapyrin application[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2018, 34(8): 132–138. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.08.017 [15] 赵婉伊, 徐卫红, 王崇力, 等. 脲酶-硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响[J]. 水土保持学报, 2017, 31(3): 250–257. Zhao W Y, Xu W H, Wang C L, et al. Effects of slow-release fertilizer containing urease-nitrification inhibitor on nitrogen release characteristics in different soils and uptake and utilization of nitrogen, phosphorus, and potassium by cucumber[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2017, 31(3): 250–257. [16] 王小彬. 关于几种土壤脲酶抑制剂的作用条件[J]. 植物营养与肥料学报, 1998, 4(3): 211–2l8. Wang X B. The acting conditions of some urease inhibitors in soils[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 1998, 4(3): 211–2l8. doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.1998.03.002 [17] 王雪薇, 刘涛, 褚贵新. 三种硝化抑制剂抑制土壤硝化作用比较及用量研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(1): 54–61. Wang X W, Liu T, Chu G X. Inhibition of DCD, DMPP and Nitrapyrin on soil nitrification and their appropriate use dosage[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2017, 23(1): 54–61. doi: 10.11674/zwyf.16126 [18] 许超, 吴良欢, 张立民, 等. 含硝化抑制剂DMPP氮肥对小白菜硝酸盐累积和营养品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2005, 11: l37–139. Xu C, Wu L H, Xia W J, et al. Effect of nitrogen fertilizer with nitrification inhibitor DMPP on nitrate accumulation and nutritional quality of Brassica campestris L. ssp. Chinensis[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2005, 11: l37–139. [19] 张文学, 王少先, 夏文建, 等. 脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(6): 897–909. Zhang W X, Wang S X, Xia W J, et al. Effects of urease inhibitor and nitrification inhibitor on functional nitrifier and denitrifier in paddy soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2019, 25(6): 897–909. doi: 10.11674/zwyf.18237 [20] Amberger A. Research on dicyandiamide as a nitrification inhibitor and future outlook[J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 1989, 20(19/20): 1933–1955. [21] Azam F, Benckiser G, Muller C, et al. Release, movement and recovery of 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP), ammonium and nitrate from stabilized nitrogen fertilizer granules in a silt clay soil under laboratory conditions[J]. Biology and Fertility of Soils, 2001, 34(2): 118–125. doi: 10.1007/s003740100384 [22] Bernardes T G, Silveira P M, Carvalho M T, et al. Productivity of irrigated beans due to sources of stabilized nitrogen fertilizer and controlled release[J]. Revista Ceres, 2015, 62(6): 614–620. doi: 10.1590/0034-737X201562060015 [23] Ding W X, Yu H Y, Cai Z C. Impact of urease and nitrification inhibitors on nitrous oxide emissions from fluvo-aquic soil in the North China Plain[J]. Biology and Fertility of Soils, 2011, 47(1): 91–99. doi: 10.1007/s00374-010-0504-6 [24] Gong P, Zhang L L, Wu Z J, et al. Responses of ammonia-oxidizing bacteria and archaea in two agricultural soils to nitrification inhibitors DCD and DMPP: A pot experiment[J]. Pedosphere, 2013, 23(6): 729–739. [25] Rowlings D W, Scheer C, Liu S, et al. Annual nitrogen dynamics and urea fertilizer recoveries from a dairy pasture using N: effect of nitrification inhibitor DMPP and reduced application rates[J]. Agriculture Ecosystems and Environment, 2016, 216: 216–225. doi: 10.1016/j.agee.2015.09.025 [26] Zaman M, Nguyen M, Blennerhassett J, et al. Reducing NH3, N2O and NO3−-N losses from a pasture soil with urease or nitrification inhibitors and elemental S-amended nitrogenous fertilizers[J]. Biology and Fertility of Soils, 2008, 44: 693–705. doi: 10.1007/s00374-007-0252-4 [27] Zaman M, Blennerhassett J D. Effects of the different rates of urease and nitrification inhibitors on gaseous emissions of ammonia and nitrous oxide, nitrate leaching and pasture production from urine patches in an intensive grazed pasture system[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 136: 236–246. doi: 10.1016/j.agee.2009.07.010 [28] Menéndez S, Merino P, Pinto M, et al. Effect of N-(n-butyl) thiophosphorictriamide and 3,4-dimethylpyrazole phosphate on gaseous emissions from grasslands under different soil water contents[J]. Journal of Environment Quality, 2009, 38: 27–35. -