全 文 ：* 现通讯地址为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所（北京 100081）
收稿日期：2004-07-13 改回日期：2004-08-19
腐殖酸长效尿素在土壤中
转化及其对玉米增产的效应研究
李兆君* 马国瑞 王申贵 陆 欣
（浙江大学环境与资源学院 杭州 310029）（山西农业大学资源与环境学院 太谷 030801）
摘 要 试验研究腐殖酸长效尿素（Ⅰ、Ⅱ）在土壤中转化及其对玉米增产效应结果表明，与普通尿素相比，施用腐
殖酸长效尿素玉米生长发育前期可抑制土壤中脲酶活性，向土壤环境供N速度基本与玉米生长发育需N速度相
一致。同时可提高玉米不同生育期叶片叶绿素含量和光合作用强度，显著提高玉米籽粒产量。其中以Ⅰ型长效尿
素效果最佳，比普通尿素处理增产35.1%。
关键词 长效尿素 脲酶 玉米 产量
TransforLationoflong-lastingUHAinsoilanditseffectonLaizeyield.LIZhao-Jun，MAGuo-Rui（ColegeofEnviron-
mentandResourceSeience，ZhejiangUniversity，Hangzhou310029，China），WANGShen-Gui，LUXin（ColegeofRe-
sourcesandEnvironmentalSciences，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China），CJEA，2005，13（4）：121~123
Abstract Thetransformationoftwotypesoflong-lastingureainsoilanditsefectonmaizeyieldwerestudied.There-
sultsshowthattheapplicationofUHAcaninhibittheactivityofureaseinsoilinthefirstperiodofmaizedevelopmentand
itsrateofnitrogenyieldisconstantwiththatofnitrogenneedofmaize.TheapplicationofUHAcanincreasethechloro-
phylandphotosynthesisintensityofmaize，consequentlyincreasingthecropyield，amongwhichUHAⅠisthebest.Ap-
plicationofUHAⅠcanincreasethemaizeyieldby35.1%comparedtourea.
Keywords Long-lastingurea，Urease，Maize，Yield
（ReceivedJuly13，2004；revisedAug.19，2004）
尿素施入土壤后在脲酶的作用下转化为铵，农业生产中若尿素施用不当常造成严重烧苗及氨的挥发损
失［1］。据报道尿素表施其氨的挥发损失约占施N量的23%［6］，最高可达50%以上。大量研究表明使用脲
酶抑制剂可减缓尿素的氨挥发损失［7］，但以往所用氢醌等脲酶抑制剂易造成环境污染，研究发现风化煤煤
炭腐殖酸HA对土壤脲酶活性有抑制作用，是一种对环境友好的新型脲酶抑制剂［2，3］。本试验利用自行研
制的2种腐殖酸长效尿素（Ⅰ型、Ⅱ型），研究其在土壤中转化及其对玉米的增产效应，为提高尿素N素利用
率提供依据。
1 试验材料与方法
试验所用Ⅰ型长效尿素是将风化煤煤炭腐殖酸HA与尿素按一定比例混合，在一定温度下合成，含N
441.6g／kg；Ⅱ型长效尿素是将风化煤煤炭腐殖酸HA与普通尿素按一定比例混合，经机械加工而成，含N
436.6g／kg。其中尿素由山西省太原市化肥厂生产，含N455.3g／kg。盆栽试验土壤为黄土状母质发育的石
灰性褐土，质地为中壤，其有机质含量20.7g／kg，全N987mg／kg，碱解氮42.99mg／kg，有效磷14.25mg／kg，
速效钾103.83mg／kg，pH7.5，脲酶活性NH3-N262.9μg／g土，每盆装土7.5kg。供试玉米品种为“晋单34”。
试验设施Ⅰ型长效尿素（N，下同）1.13g／kg风干土（Ⅰ）、施Ⅱ型长效尿素1.13g／kg风干土（Ⅱ）和施尿素1.13g／kg
风干土（对照，CK）3个处理，每处理重复4次。玉米全生育期内将土壤湿度控制在田间持水量的70%~80%。
用酚比色法测定土壤脲酶活性［4］，以CI-301PS光合作用测定仪测定光合强度，其余项目均按常规方法测定［5］。
2 结果与分析
2.1 腐殖酸长效尿素在盆栽玉米土壤中释放动态
不同处理土壤碱解氮的动态变化。尿素施入土壤后在脲酶作用下生成NH4HCO3或（NH4）2CO3，在土壤
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.，2005
表1 盆栽玉米施用腐殖酸长效尿素后土壤碱解氮含量变化
Tab.1 ContentofalkalinehydrolysisNinsoil
afterapplicationoflong-lastingUHA
处 理 碱解氮含量／mg·kg-1AlkalinehydrolysisN
Treatments 苗 期 拔节期 抽雄期
Seedling
stage
Jointing
stage
Heading
stage
Ⅰ 113.86 99.94 90.01
Ⅱ 119.25 101.46 78.85
CK 127.07 94.36 77.97
中进一步转化成NH+4，故土壤中NH+4-N含量的
变化可间接表征尿素施入土壤后的分解速度。
表1表明玉米生长发育前期（苗期）土壤碱解氮
含量处理Ⅰ和处理Ⅱ低于对照，但玉米拔节期土
壤碱解氮含量处理Ⅰ和处理Ⅱ分别比对照提高
5.91%和7.52%，抽雄期处理Ⅰ土壤碱解氮含量
比对照提高15.44%，高于处理Ⅱ。不同处理土壤
脲酶活性的动态变化。尿素在土壤中的分解速
度主要受土壤中脲酶活性的调控，一定条件下土
壤脲酶活性越高，尿素在土壤中的分解速度越
快。表2表明玉米苗期Ⅰ
型长效尿素和Ⅱ型长效尿
素可较强地抑制土壤脲酶
活性，对土壤脲酶活性的
抑制率分别为12.39%和
7.53%；拔节期Ⅰ型长效
尿素和Ⅱ型长效尿素对土
壤脲酶活性的抑制作用降
低，抑制率分别为9.02%
和8.31%；抽雄期处理Ⅰ和
表2 盆栽玉米施用腐殖酸长效尿素后土壤脲酶活性的变化*
Tab.2 Ureaseactivityinsoilafterapplicationoflong-lastingUHA
处 理 苗期 Seedlingstage 拔节期Jointingstage 抽雄期 Headingstage
Treatments 脲酶活性 抑制率／% 脲酶活性 抑制率／% 脲酸活性 抑制率／%
Urease
activity
Inhibitor
rate
Urease
activity
Inhibitor
rate
Urease
activity
Inhibitor
rate
Ⅰ 35.70 12.39 32.39 9.02 25.93 -10.67
Ⅱ 37.68 7.53 32.64 8.31 23.50 -0.30
CK 40.75 - 35.60 - 23.43 -
*抑制率E［（处理脲酶活性-对照脲酶活性）／对照脲酶活性］*100%，脲酶活性单位为
NH3-Nmg／100g土·37࠷·24h。
Ⅱ土壤脲酶活性高于对照，说明此时Ⅰ型长效尿素和Ⅱ型长效尿素对脲酶活性无抑制作用。
2.2 施用腐殖酸长效尿素对玉米的增产效应
长效尿素对玉米不同生育期叶片叶绿素含量的影响。随玉米的不断生长，玉米叶片叶绿素含量逐渐降
低（见表3），其原因是随玉米不断生长，玉米体内干物质积累速度大于叶绿素合成速度，对体内叶绿素起到
了稀释作用，处理Ⅰ和处理Ⅱ可减缓该稀释作用。拔节期处理Ⅰ和处理Ⅱ玉米叶片叶绿素含量分别比对照
提高16.17%和10.39%，抽雄期处理Ⅰ和处理Ⅱ则分别比对照提高9.67%和7.82%，这是因腐殖酸长效尿
表3 施用腐殖酸长效尿素后玉米叶绿素含量及净光合速率的变化
Tab.3 Efectofapplicationoflong-lastingUHAonthecontentofchlorophylandnet
photosyntheticrateofmaizeleavesduringmaizegrowths
处 理 叶绿素含量／g·kg-1Contentofchlorophyl 净光合速率／μmol·m-2·s-1Netphotosyntheticrate
Treatments 苗 期 拔节期 抽雄期 苗 期 拔节期 抽雄期
Seedling
stage
Jointing
stage
Heading
stage
Seedling
stage
Jointing
stage
Heading
stage
Ⅰ 11.311 5.324 3.844 13.72 29.65 33.97
Ⅱ 12.411 5.059 3.779 16.45 28.54 31.48
CK 14.412 4.583 3.505 21.56 24.72 29.64
素N素释放缓慢，肥
效长，玉米拔节期后仍
能向玉米持续供 N。
长效尿素对不同生育
期玉米叶片光合速率
的影响。由表3可知
不同玉米生育期长效
尿素对玉米叶片光合
强度的影响不同，玉米
苗期处理Ⅰ和处理Ⅱ
玉米叶片光合强度分别比对照降低36.36%和23.70%，但拔节期处理Ⅰ和处理Ⅱ玉米叶片光合强度分别比
对照提高19.94%和15.45%，抽雄期处理Ⅰ和处理Ⅱ仍分别比对照提高14.61%和6.21%。
长效尿素对玉米产量的影响研究表明，处理Ⅰ、处理Ⅱ与对照玉米产量分别为40.4g／盆、33.3g／盆和
29.9g／盆，Ⅰ型长效尿素和Ⅱ型长效尿素均可显著提高玉米产量，经统计检验差异分别达极显著和显著水
平，表明本试验条件下施用Ⅰ型长效尿素和Ⅱ型长效尿素均能提高玉米产量。
3 小结与讨论
玉米苗期施用腐殖酸长效尿素土壤脲酶活性低于施用尿素的对照处理，说明腐殖酸长效尿素中的煤炭
腐殖酸对土壤脲活性具有抑制作用，其原因是煤炭腐殖酸HA是一种天然大分子芳香族羟基羧酸的混合物，
其主要活性基团羟基、酚羟基和醌基对土壤脲酶活性具有抑制作用，这与陆欣等研究结果相似［2］。但玉米
122 中 国 生 态 农 业 学 报 第13卷
生育后期腐殖酸长效尿素处理土壤脲酶活性高于对照普通尿素处理，其原因一是腐殖酸长效尿素中的煤炭
腐植酸HA在土壤中不断被降解，使其对土壤脲酶活性的抑制作用减弱。二是由于腐殖酸长效尿素中的煤
炭腐植酸HA能促进玉米生长，使玉米根系发达，根系分泌物增多，从而促进土壤中脲酶活性。此外玉米苗
期不同处理土壤碱解氮含量与土壤脲酶活性相关分析表明，二者呈极显著正相关（相关系数 RE
0.9561**），表明尿素在土壤中的分解主要受土壤脲酶调控。与普通尿素相比，Ⅰ型长效尿素在玉米生育过
程中能持续不断地向土壤释放N素，使玉米在整个生育过程中处于N、P、K营养元素相对平衡的土壤环境
中，从而促进植物生长。与同一生长期对照处理相比，其叶片叶绿素含量和光合强度增加，从而显著提高玉
米产量。
参 考 文 献
1 朱兆良，文启孝.中国土壤氮素.杭州：江苏科学技术出版社，1992
2 陆 欣等.新型脲酶抑制剂的试验研究.土壤学报，1997（4）：461~466
3 肇博敏等.腐植酸类物质与尿素复合效应及脲酶活性的抑制作用.土壤通报，1993（3）：135~136
4 严旭升.土壤肥力研究方法.北京：中国农业出版社，1988
5 南京农业大学.土壤农化分析.北京：中国农业出版社，1996
6 ScharfP.C.，AleyM.M.Nitrogenlosspathaysandnitrogenlossinhibitors：Areview.J.FertIssues，1998，5：109~125
7 VelkP.L.G.，StumpJ.M.，BymesB.H.Ureaseactivityandinhibitioninfloodedsoilsystems.Fert.Res.，1980，1：191~
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第4期 李兆君等：腐殖酸长效尿素在土壤中转化及其对玉米增产的效应研究 123