玉米施用SCU技术措施研究.docx
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玉米施用SCU技术措施研究
玉米施用SCU技术措施研究
***1***2***1***1
（1******有限公司2***市农业技术推广总站）
（2006年10月15日）
摘要：
SCU即硫包衣尿素（Sulfur-CoatedUrea），是1961年由美国田纳西流域管理局TVA（TennessValleyAuthority,Alabama）国家化肥中心（NFDC）首次研发，并于1967年正式商业生产的一种包膜缓释氮肥；产品一般含氮32%～37%，含硫20%～30%。
SCU的氮肥释放速率在温暖潮湿的条件下较快，低温干旱时释放较慢，氮素的利用率很高，属节能、高效、环保型肥料。
**集团在江苏和黑龙江建设了两条世界上最先进的年产10万吨SCU生产线，为了进一步探索SCU对作物生长的影响，在黑龙江省基地进行了盆栽土培和砂培实验，用于研究玉米生产田培育壮苗的最佳配套技术措施和SCU的最佳施用效果，为今后的科研、生产和销售打下基础。
1试验设计
1.1供试材料
1.1.1供试肥料：
供试肥料为SCU，选用库存中的产品（N34%，S21%）。
1.1.2供试品种：
供试品种为当地早熟玉米品种牡单九；为防止玉米病虫害，在播种前用种衣剂拌种。
1.1.3试验采用盆栽土培和砂培观察的方法。
1.2试验处理
1.2.1因素与水平
1.2.1.1种肥距离设三个水平，分别为种下1cm、5cm、9cm；
1.2.1.2SCU的用量设75、150、225kg/hm2三个水平，配施尿素量设50、100、150kg/hm2三个水平。
1.2.1.3对照设两个处理，为常规施肥对照（尿素、二铵、氯化钾做底肥，加尿素追肥）和不施肥对照。
1.2.2试验处理
本试验安排在公司办公楼东侧，采用L9（34）三因素三水平正交试验设计。
分别进行盆栽土培和砂培观察。
处理1：
施肥深度为种下1cm，SCU施肥量为75kg/hm2，配施尿素50kg/hm2；
处理2：
施肥深度为种下1cm，SCU施肥量为150kg/hm2，配施尿素100kg/hm2；
处理3：
施肥深度为种下1cm，SCU施肥量为225kg/hm2，配施尿素150kg/hm2；
处理4：
施肥深度为种下5cm，SCU施肥量为75kg/hm2，配施尿素100kg/hm2；
处理5：
施肥深度为种下5cm，SCU施肥量为150kg/hm2，配施尿素150kg/hm2；
处理6：
施肥深度为种下5cm，SCU施肥量为225kg/hm2，配施尿素50kg/hm2；
处理7：
施肥深度为种下9cm，SCU施肥量为75kg/hm2，配施尿素150kg/hm2；
处理8：
施肥深度为种下9cm，SCU施肥量为150kg/hm2，配施尿素50kg/hm2；
处理9：
施肥深度为种下9cm，SCU施肥量为225kg/hm2，配施尿素100kg/hm2；
处理10：
常规施肥对照施肥深度为种下5cm，底肥尿素50kg/hm2+二铵100kg/hm2+氯化钾50kg/hm2；追肥尿素100kg/hm2。
处理11：
不施肥对照。
表1试验处理的因素水平表
试验处理
水平组合
种肥距离
cm
SCU施肥量
kg/hm2
SCU配施尿素kg/hm2
1
111
1
75
50
2
122
1
150
100
3
133
1
225
150
4
212
5
75
100
5
223
5
150
150
6
231
5
225
50
7
313
9
75
150
8
321
9
150
50
9
332
9
225
100
10
0
5
0
50
11
0
0
0
0
注：
处理1～9为与处理10等磷钾养分含量的磷酸一铵和氯化钾。
2试验实施方案和过程
3.1试验实施方案
详见表2试验实施方案。
3.2试验实施过程
3.2.1在试验前期的准备阶段，花盆采用的是直径33cm、高25cm，容积为15dm3的花盆。
土培和砂培分别统一编号后，按试验要求随机分区摆放。
试验用土选用中低肥力地块的耕层土壤，测定养分，筛好备用；试验用砂选用过筛的中细砂。
最后，准备玉米在全生育期内所需要的氮、磷、钾肥，并根据试验的需要进行称量、分装。
3.2.2试验于2006年7月12日进行了播种，采用盆栽试验，土培和砂培各11个处理。
试验初期将盆栽用足底水栽培，创造早春干旱的生长环境，干旱至7月26日。
由于在此期间天气晴朗、气温较高，预计半个月的干旱效果相当于早春干旱一个月的条件，比较接近实际。
表2试验实施方案
试验处理
SCU配施尿素
SCU施用量
种肥距离（cm）
备注
种类
用量（g/盆）
种类
用量（g/盆）
1
尿素
1.0
SCU
1.5
1
2
尿素
2.0
SCU
3.0
1
3
尿素
3.0
SCU
4.5
1
4
尿素
2.0
SCU
1.5
5
5
尿素
3.0
SCU
3.0
5
6
尿素
1.0
SCU
4.5
5
7
尿素
3.0
SCU
1.5
9
8
尿素
1.0
SCU
3.0
9
9
尿素
2.0
SCU
4.5
9
10
尿素
1.0
SCU
0
5
追肥2g/盆
11
尿素
0
SCU
0
0
空白
注：
处理1～9为与处理10（二铵2.0g/盆、氯化钾1.0g/盆）等磷钾养分含量的磷酸一铵（2.091g/盆）和氯化钾。
3.2.3玉米于7月17日出苗。
出苗后，检查了幼苗的整齐度与缺失度，并及时培土，以保证幼苗的健康生长和试验结果的精度。
3.2.4根据试验的进程，7月26日将所有盆栽转移到汉枫公司厂区西南角草坪固定摆放，按当地的实际自然环境进行试验；8月14日进行了间苗，每盆保留一棵植株，其余植株称鲜重后烘干，再测干重。
3.2.5在玉米的不同生育时期进行了合理的管理，同时对玉米的各种形态特征和生理性状进行了测定，包括株高、叶龄、节高、存活叶数。
最后，在试验的中后期对数据进行了比较系统的整理。
3.2.6试验于2006年10月8日结束，后期对玉米不同生育时期测定的试验数据进行了分类、统计，并进行了分析处理和方差分析，计算了不同性状内部之间的差异性，得出准确可靠的结论，找出了SCU对玉米生长发育的关键因素，进行分析论证，根据试验结果和相关的文献资料撰写、修改研究报告和学术论文。
4结果与分析
4.1不同处理的玉米植株在不同生育时期的株高变化
根据试验测得的结果，各土培处理的玉米植株在全生育期的株高曲线变化如图1所示：
各土培处理玉米植株的生长发育不仅在生长量上表现出了“慢—快—慢”的趋势，而且在生长曲线上表现出了“S型”的生物特点，而砂培处理则不具备。
4.1.1土培盆栽三叶期、五叶期、九叶期和十二叶期株高分析
土培处理的出苗率较高，达到了90%以上。
三叶期玉米以生根、分化茎叶为主，根系发育比较快，至拔节期已经基本上形成了强大的根系，但地上部茎叶生长比较缓慢。
三叶期以前施用尿素较多的3、5、7处理的株高是同一播种深度中最小的，而不施肥对照处理11的长势在三叶期以前是最好的。
人为制造的高温、干旱环境下，由于SCU的缓释作用，三叶期时如图2所示，处理5、6、7（4、8）的玉米植株表现出了一定的生长优势，处理7已高于不施肥对照。
图1不同土培处理的玉米在全生育期的株高曲线
表3土培处理的玉米植株在不同生育时期的株高
土培处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
常规施肥对照（10）
不施肥对照（11）
三叶期株高（mm）
137
155
158
183
211
215
284
195
162
186
221
五叶期株高（mm）
400
324
257
397
394
377
450
362
366
432
308
九叶期株高（mm）
607
519
613
742
736
728
947
698
594
937
525
十二叶期株高（mm）
819
755
836
990
949
956
1188
950
802
1133
695
图2三叶期株高图3五叶期株高
五叶期也是玉米生长的关键时期。
五叶期以前，玉米生长所需要的养分由主要来源于种子向利用根系吸收土壤中的养分转化。
五叶期以后，玉米生长所需要的养分则完全来源于土壤中。
将盆栽转置到室外，随着雨水的加大、日照强度的增强，各处理之间的差距也进一步明显。
如图3所示：
种肥距离相同时，随着SCU施用量的不断增加，株高逐渐降低；施肥深度种下5cm较好，种下1cm最差；深施肥的处理7最高，常规处理10次之；多数处理高于不施肥处理11。
图4九叶期株高图5十二叶期株高
九叶期一般是玉米真正开始进入拔节期的时期，如图4所示，此时SCU的作用效果开始充分发挥出来，先前受到高浓度速效氮肥抑制处理的株高与其他处理的植株相比，差距开始变小，SCU呈现出比较旺盛的促进生长优势。
到十二叶期时，如图5所示，这个时期玉米的株高规律与九叶期相比基本没有变化。
可见，玉米株高变化最大的时期是在拔节期。
而从最后试验的效果来看，当种肥距离为1cm时，虽然SCU释放的速度较慢，但由于肥料与地表接触太近，因此氮素流失的现象也比较严重，施用SCU量较大的处理3的株高高于处理1、2。
当种肥距离为5cm时，由于速效氮和缓效氮的相互作用，在株高表现上比较稳定。
当种肥距离为9cm时，养分能够被土壤吸附，SCU使用量的增加会直接影响玉米的株高，处理8、9的株高呈现出明显矮化的趋势。
图6试验结束（10月8日）时各土培处理的株高
试验的最后结果如图6所示，在一定范围内，当种肥距离为1cm时，玉米的株高随SCU施用量的增加而增加；当种肥距离为5cm时，在同一种肥处理内部的差距较小，但比种肥距离为1cm时的株高要高；当种肥距离为9cm时，SCU的作用的最好效果要比1cm、5cm时的好，特别是第7处理的株高最为突出。
经过分析后得以得出如下结论：
当SCU与速效氮肥混用时，如果浅施肥，则SCU与速效氮的用量都要增加，幼苗期苗情表现较差；中层施肥时，可按照田地的基本情况进行调整配比调整；深施肥的尿素用量大时，必须要减少SCU的用量；而且SCU作为深施肥时，才能发挥最好的效果。
SCU含有植物生长发育所需的中量营养元素硫。
由于氮与硫的交互作用比较明显，处理7施用SCU75kg/hm2，尿素150kg/hm2为最佳组合，故对试验结束时的株高数据进行方差分析。
表4试验结束时的株高和极差与变动平方和
试验号
因子
种肥距离（cm）
SCU用量（kg/hm2）
SCU配用尿素量（kg/hm2）
试验结果
水平
1
2
3
4
株高（m）
1
1cm
（1）
75
（1）
50
（1）
1
1.325
2
1cm
（1）
150
（2）
100
（2）
2
1.095
3
1cm
（1）
225（3）
150（3）
3
1.200
4
5cm
（2）
75
（1）
100
（2）
3
1.565
5
5cm
（2）
150
（2）
150（3）
1
1.625
6
5cm
（2）
225（3）
50
（1）
2
1.320
7
9cm（3）
75
（1）
150（3）
2
1.710
8
9cm（3）
150
（2）
50
（1）
3
1.050
9
9cm（3）
225（3）
100
（2）
1
0.865
Ⅰ
3.620
4.600
3.695
3.815
T＝11.755
Ⅱ
4.510
3.770
3.525
4.125
Ⅲ
3.625
3.385
4.535
3.815
K1
1.207
1.533
1.232
K2
1.503
1.257
1.175
K3
1.208
1.128
1.512
R
0.296
0.405
0.337
S
0.175
0.257
0.195
0.021
通过统计分析，可以看出7号试验的效果最好。
因子1种肥距离对结果的影响幅度最小，因子2SCU施用量的影响幅度最大，是试验的关键因素。
试验又对株高进行了方差分析。
各处理对株高的影响都不显著，但属SCU的F值最大，验证了前述结论，最佳组合为A3B1C3，即当施肥深度为种下9cm、SCU施用量为75kg/hm2、配施尿素量为150kg/hm2时，SCU的使用效果最好。
表5试验结束时株高的方差分析
变异来源
SS
DF
MS
F
F0.05（2，2）
F0.01（2，2）
种肥距离
0.175
2
0.088
8.197ns
19.00
99.00
SCU用量
0.257
2
0.129
12.037ns
尿素用量
0.195
2
0.098
9.130ns
误差
0.021
2
0.011
总变异
0.648
8
C=15.353335
44.1.2不同砂培处理的盆栽在三叶期和五叶期时的株高
表4砂培处理在三叶期和五叶期时的株高
砂培处理
6（17号）
7（18号）
8（19号）
9（20号）
10（21号）
11（22号）
三叶期株高（mm）
111
101
109
133
151
170
五叶期株高（mm）
174
179
236
280
257
251
从表4和图7可以看出，由于砂子的保水性要比土壤差，砂培处理的干旱情况要比土培严重的多，所以玉米砂培处理的生长曲线不像土培那样具有规律性。
在前期的干旱条件下，处理1、2、3、5的出苗率为零；虽然处理4的出苗率达到了80%，但由于人为创造的干旱过于严重，使所有幼苗在出苗9天后全部死亡。
而处理6的速效氮施用量是同一种肥深度中最小的，因此没有因为干旱而造成烧苗现象。
因此，本试验的砂培部分也就变成了9cm的种肥距离的试验。
图7砂培处理的玉米在全生育期的株高曲线图8砂培处理的玉米在三叶期和五叶期时的株高
从图8可以看出，砂培处理的三叶期与土培不同，表现为施常规肥的处理10和不施肥的处理11长势比较旺盛；尤其是不施肥的处理株高最高。
而到五叶期时，虽然砂培处理在此时的各种影响条件与土培十分相似，但株高所表现出的情况却与同一时期的土培处理不同，即施用SCU量最多的处理9（20号盆）表现最好，株高最高；其他处理由于没有足够的氮肥供给，因此在长势上不如处理9。
砂培同为9cm的种肥距离时，玉米的株高是随SCU施用量的增加而增加的。
4.2不同处理的玉米植株在不同生育时期的叶龄变化
图9土培处理的玉米在全生育时期的叶龄曲线图10砂培处理的玉米在三至五叶期的叶龄曲线
从图9和图10可以看出，无论土培处理还是砂培处理，玉米在三叶期～五叶期的叶龄曲线都呈逐渐上升的趋势，但砂培处理的叶龄却不如土培增长的快。
8月6日五叶期时，砂培处理的平均叶龄为6.5，而土培处理的平均叶龄则达到了8.5，表明土壤吸附和供应养分的能力比砂子强，SCU表现的效果最好。
图11土培处理的玉米在三、五、九和十二叶期时的图12砂培处理的玉米在三叶期和五叶期时的叶龄曲线叶龄曲线
如图11、12所示,盆栽玉米的叶龄曲线与株高曲线基本接近。
三叶期时，土、砂培各处理的叶龄都比较接近，原因如前所述，此时期玉米生长所需要的养分主要来源于种子，施肥的影响较小。
五叶期时，土培、砂培各处理的叶龄开始有差别，砂培21号盆常规处理由于受到氮素浓度较低，生长最快，叶龄最高。
在九叶期、十二叶期时，差异进一步加大并一直保持到试验结束。
由图11可见，玉米叶龄受SCU影响最大的时期在拔节期，叶龄变化的曲线和所获得的结论与株高相同，SCU只有在深施的条件下才能发挥最佳的效果。
4.3土培处理的玉米植株在拔节期的节高变化
本试验从8月24日拔节期开始到8月30日的7天里，对土培各处理玉米地上最高节的高度进行了测定，结果如图13所示：
种肥距离为9cm、施用SCU75kg/hm2、尿素150kg/hm2的处理7在这七天中的日生长量最大；与株高的分析结果一致。
虽然施用常规肥为50kg/hm2的处理10也具有一定生长量上的优势，但还是不如SCU的效果好；而其他处理的节高虽然在总体上也为逐渐增高的趋势，但增长的幅度较小、总体效果低，与株高的变化曲线比较相似。
图13土培不同处理的玉米在拔节期时的节高图14间苗时土培各处理玉米植株的鲜、干重
4.4土培处理玉米植株在间苗时的鲜、干重
表5间苗时（8月14日）土培各处理的鲜、干重
处理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
常规施肥对照（10）
不施肥对照（11）
鲜重（g）
18.0
10.5
8.50
12.0
12.8
11.8
17.1
5.50
13.5
22.6
9.10
干重（g）
1.61
1.16
0.89
1.49
1.50
1.12
3.28
0.67
1.32
3.11
0.93
根据表5绘制图14表明，玉米的鲜、干重之间差距较大，以处理1、7、10的鲜、干重最为突出。
由于作物进行光合作用合成的有机物除供给自身的生长发育外，主要用于干物质积累，所以本试验只对土培各处理的干重进行分析。
表6间苗时（8月14日）对土培各处理干重的方差分析
变异来源
SS
DF
MS
F
F0.05（2，2）
F0.01（2，2）
种肥距离
0.461
2
0.231
0.437
1.90
9.90
SCU用量
2.075
2
1.037
1.966ns
尿素用量
0.924
2
0.462
0.876
误差
1.055
2
0.528
总变异
4.515
8
C=18.9925
从表6的方差分析可以看出，只有处理7对植株干重的F值最大，影响显著，同样验证了先前的结论，最佳组合为A3B1C3，即当施肥深度为种下9cm、SCU施用量为75kg/hm2、配施尿素量为150kg/hm2时的使用效果最好。
5结论
5.1在一定范围内，当SCU与速效氮肥混合使用时，如果浅施肥，则SCU与尿素的用量都要增加，尿素用量大时，幼苗期苗情表现较差。
如果中层施肥，则可按照田地的基本肥力情况进行调整施用。
如果深施肥，则速效氮肥用量多时，必须要减少SCU的用量；速效氮肥用量少时，必须要增加SCU的用量；而且SCU作为深施肥时才能发挥最好的使用效果。
5.2氮与硫的交互作用较为明显，SCU可维持玉米正常生长的氮、硫比例。
5.3试验的最佳组合为A3B1C3，即当施肥深度为种下9cm、SCU施用量为75kg/hm2、配施尿素量为150kg/hm2时，SCU的使用效果最好。
5.4虽然尿素适用于绝大多数作物和土壤，但由于尿素在分解的过程中能够积累大量的NH4+-N，容易引起烧种、烧苗；加之其本身含有一定量的缩二脲，可对幼苗和根系产生毒害，所以尿素最适宜作根外追肥，不宜作基肥和种肥。
而SCU作为一种新型的缓/控释氮肥，一次施肥能够保证作物全生育期不烧苗、不脱肥，保证作物所需要的氮、硫养分，极大提高肥料利用律在生产中节约能源和成本，在生活中减少对环境的污染，是21世纪替代尿素，急需发展的节能、环保型肥料。
5.5虽然SCU具有不易烧苗、方便使用、能够取代尿素的特点，但从施肥成本和追求效果上看，应与尿素配合使用。
施肥深度应在种下5cm以下，最好是9cm；即当SCU的施用量为75～150kg/hm2之间时，配施尿素量应为100～150kg/hm2。
配合实物公斤比例一般在1比1到2之间。
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