CN104488432B - 一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法 - Google Patents

一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法 Download PDF

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Abstract

一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法，通过检测玉米播前土壤基础矿质氮Nmin含量和施肥处理前期试验，根据总供氮量与产量的拟合方程，对高密度种植条件下高产滴灌玉米全生育期总施氮量进行推荐；通过测定玉米各生育时期土壤矿质氮含量，根据玉米各生育时期土壤供氮量与产量的拟合方程，确定各时期土壤供氮量临界水平，并对各时期最佳追氮量进行推荐。本发明之高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法以土壤为测试对象，通过检测土壤中矿质氮Nmin含量，判断土壤供氮状况，测量指标能更加直接、准确地反映土壤的供氮能力，对于指导种植密度为105000株/hm2左右，目标产量大于17000kg/hm2的滴灌玉米施肥管理具有较强的实用性。

Description

一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法
技术领域
本发明涉及一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法，具体涉及一种根据土壤矿质氮含量，对高产滴灌玉米土壤养分进行诊断，并进行氮肥追肥推荐的方法。
背景技术
玉米是中国主要的粮食作物之一，其播种面积和产量均处于世界第二位，年产量占世界总产量的20％。施用氮肥是增加玉米产量和改善品质的重要措施之一，氮肥的过量施用不仅不能使玉米产量得到进一步提高，还会引起资源的严重浪费，同时污染土壤、水体、大气生态环境等。通过科学施肥获得高产，提高氮肥利用率，减少肥料对环境的污染是生态农业发展的需求。在滴灌和高密度种植条件下，玉米的施肥方式在农业生产中缺乏科学的量化标准，很难获得最佳施肥效果和目标产量。因此，探索一套基于高密度种植条件下滴灌玉米氮肥施用量的推荐方法，对指导高产玉米科学施肥和防止环境污染均具有十分重要的意义。
土壤矿质氮是植物氮素营养的主要吸收与运输形式，是硝态氮和铵态氮之和，能够反映植物各生育时期土壤供氮状况，氮肥施用量与土壤矿质氮累积量密切相关。因此，如果得出土壤供氮量与产量的对应关系，并由此建立基于土壤矿质氮含量Nmin的滴灌玉米最佳氮肥总量和各阶段追肥量的推荐指标，即可达到指导高产滴灌玉米氮肥优化管理的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于土壤矿质氮Nmin的高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)取样及样品处理：在土壤肥力中偏低，玉米种植密度为105000株/hm2的覆膜滴灌农田，各生育时期每次滴水施肥前，取滴灌带滴头正下方0～20cm土层土壤样品，样点随机，多点取样混合；然后将所取土样去除杂质后充分混匀，称取5g土样，加入50mL浓度为2mol/L的KCl溶液，振荡1小时后用无氮定量滤纸过滤，留滤液备用；另称取10g土样用烘干法测定土壤含水量；播前用环刀法取土样测定0～20cm土层土壤容重；
(2)土壤矿质氮Nmin含量测定：将步骤(1)中备用滤液直接用连续流动分析仪进行测定土壤硝态氮、铵态氮含量，然后利用矿质氮含量计算公式Nmin＝d×Pb×C×0.1得土壤矿质氮含量，式中：d为土层厚度cm，Pb为土壤容重g/cm3，C为土壤硝态氮和铵态氮含量之和mg/kg，0.1为换算系数；
(3)全生育期氮肥总量的推荐：根据土壤供氮量(播前土壤Nmin值+肥料氮)与产量的一元二次函数方程：Y＝-0.0462N2+42.304N+7390.2(R2＝0.8838**)得出，在土壤肥力中偏低的覆膜滴灌农田，种植密度为105000株/hm2时，玉米达到17074kg/hm2的最高产量时，全生育期内总需氮量为457.8kg N/hm2，可作为全生育期土壤最佳供氮量的参考，则氮肥总量通过公式N＝457.8-Nmin确定，式中，N为所需氮肥总量，Nmin为播前土壤矿质氮基础值，单位均为kg/hm2；
(4)各生育时期土壤供氮量临界指标的确立：在种植密度为105000株/hm2的高产滴灌玉米田，拔节期-抽雄吐丝期0～20cm土壤供氮量临界值为152.8kg/hm2，抽雄吐丝期-灌浆期为273.6kg/hm2，灌浆期-成熟期为312.7kg/hm2，在各生育时期将0～20cm土壤Nmin测定值与同时期土壤供氮量临界值进行对比来判断土壤供氮状况，若土壤Nmin测定值高于或等于相应生育时期土壤供氮量临界值，则不需追施氮肥；若土壤Nmin测定值低于相应生育时期土壤供氮量临界值，则需追施氮肥；
(5)各生育时期最佳氮肥追肥量的推荐：经步骤(5)判断后，若土壤Nmin测定值低于相应生育时期土壤供氮量临界值，则追氮量推荐为：拔节-抽雄吐丝期Nd＝152.8-T；抽雄吐丝-灌浆期Nd＝273.6-T；灌浆-成熟期Nd＝312.7-T。式中，Nd为追肥量，T为各时期施肥前土壤Nmin测定值，单位均为kg/hm2。
本发明之一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法以土壤为测试对象，通过检测土壤中矿质氮Nmin含量，来判断土壤供氮状况，测量指标能更加直接、准确地判定土壤的供氮能力，对于指导105000株/hm2高密度种植条件下，目标产量大于17000kg/hm2的滴灌玉米施肥管理具有较强的实用性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步加以说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施前提条件：土壤肥力中偏低的覆膜滴灌农田，玉米种植密度为105000株/hm2左右，目标产量大于17000kg/hm2。
全生育期总需氮量的(土壤最佳供氮量)确定：对土壤供氮量(播前土壤Nmin值+肥料氮)与产量的一元二次函数方程为Y＝-0.0462N2+42.304N+7390.2(R2＝0.8838**)，式中：Y为玉米籽粒产量kg/hm2，N为土壤供氮量kgN/hm2，对上式求偏导，得出在实施前提条件下，玉米达到17074kg/hm2的最高产量时，全生育期玉米总需氮量(土壤最佳供氮量)为457.8kg N/hm2，可作为全生育期玉米总需氮量的参考。
全生育期氮肥总量推荐：由于全生育期玉米总需氮量(土壤最佳供氮量)为播前土壤Nmin值与肥料氮之和，则全生育期氮肥总量可通过以下公式确定：N＝Nopt-Nmin，式中N为氮肥总量，Nopt为土壤最佳供氮量457.8kg N/hm2，Nmin为播前土壤矿质氮基础值，单位均为kg/hm2，则全生育期氮肥总量推荐为N＝457.8-Nmin。
土壤供氮量临界指标的确立：根据玉米在各生育时期的土壤供氮量与产量建立一元二次方程如下：
1、拔节-抽雄吐丝期(出苗后50～60天)：
Y＝-1.0544N2+322.29N-7511.2(R2＝0.8578**)；
2、抽雄吐丝-灌浆期(出苗后60～80天)：
Y＝-0.2261N2+123.73N+92.9(R2＝0.8709**)；
3、灌浆-成熟期(出苗后80～120天)：
Y＝-1577N2+98.63N+1710.0(R2＝0.8938**)。
上式中：Y为玉米籽粒产量(kg/hm2)，N为各生育时期土壤供氮量kg/hm2。
对以上公式求偏导，得出当玉米获得最高产量时，各生育时期的土壤供氮量临界指标为：
1、拔节-抽雄吐丝期(出苗后50-60天)：C＝152.8kg/hm2；
2、抽雄吐丝-灌浆期(出苗后60-80天)：C＝273.6kg/hm2；
3、灌浆-成熟期(出苗后80-120天)：C＝312.7kg/hm2；
以上即可作为各时期土壤氮素养分的诊断指标。
实施例1：拔节期-抽雄吐丝期高产滴灌玉米氮肥用量的推荐方法
(1)在土壤肥力中偏低，玉米种植密度为105000株/hm2左右的覆膜滴灌农田中，在拔节-抽雄吐丝期滴水施肥前，取滴灌带滴头正下方0～20cm土层土样，样点随机，多点取样混合；将所取土壤样品去除杂质后充分混匀，称取5g土样，加入50mL浓度为2mol/L的KCl溶液，振荡1小时后用无氮定量滤纸过滤，留滤液备用；另称取10g土样用烘干法测定土壤含水量；
(2)将步骤(1)中备用滤液直接用连续流动分析仪进行测定土壤硝态氮、铵态氮含量，然后利用矿质氮含量计算公式Nmin＝d×Pb×C×0.1得出土壤矿质氮含量，式中：d为土层厚度cm，Pb为土壤容重g/cm3，C为土壤硝态氮和铵态氮含量之和mg/kg，0.1为换算系数；
(3)将拔节期-抽雄吐丝期施肥前0～20cm土壤Nmin的测定值与同期0～20cm土壤供氮量临界值152.8kg/hm2进行对比来判断土壤供氮状况，若土壤Nmin测定值高于或等于152.8kg/hm2，则不需追施氮肥，若低于152.8kg/hm2，则需追施氮肥；
(4)经步骤(3)判断后，若土壤Nmin测定值低于152.8kg/hm2，则追肥量推荐为：Nd＝152.8-T，式中，Nd为追肥量，T为该时期施肥前土壤Nmin测定值，单位均为kg/hm2。
实施例2：抽雄吐丝期-灌浆期高产滴灌玉米氮肥用量的推荐方法
(1)与实施例1的区别仅在于在抽雄吐丝-灌浆期取样；
(2)同实施例1；
(3)在抽雄吐丝期-灌浆期施肥前将0～20cm土壤Nmin测定值与同期0～20cm土壤供氮量临界值273.6kg/hm2进行对比来判断土壤供氮状况，若土壤Nmin测定值高于或等于273.6kg/hm2，则不需追施氮肥，若低于273.6kg/hm2，则需追施氮肥；
(4)经步骤(3)判断后，若土壤Nmin测定值低于273.6kg/hm2，则追肥量推荐为：Nd＝273.6-T，式中，Nd为追肥量，T为该时期施肥前土壤Nmin测定值，单位均为kg/hm2。
实施例3：灌浆期-成熟期高产滴灌玉米氮肥用量的推荐方法
(1)与实施例1的区别仅在于在灌浆-成熟期取样；
(2)同实施例1；
(3)在灌浆期-成熟期施肥前将0～20cm土壤Nmin测定值与同期0～20cm土壤供氮量临界值312.7kg/hm2进行对比来判断土壤供氮状况，若土壤Nmin测定值高于或等于312.7kg/hm2，则不需追施氮肥，若低于312.7kg/hm2，则需追施氮肥；
(4)经步骤(3)判断后，若土壤Nmin测定值312.7kg/hm2，则追肥量推荐为：Nd＝312.7-T，式中，Nd为追肥量，T为该时期施肥前土壤Nmin测定值，单位均为kg/hm2。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高产滴灌玉米土壤养分诊断与氮肥推荐方法，其特征在于：
(1)取样及样品处理：在土壤肥力中偏低，玉米种植密度为105000株/hm2的覆膜滴灌农田，各生育时期每次滴水施肥前，取滴灌带滴头正下方0～20cm土层土壤样品，样点随机，多点取样混合；然后将所取土样去除杂质后充分混匀，称取5g土样，加入50mL浓度为2mol/L的KCl溶液，振荡1小时后用无氮定量滤纸过滤，留滤液备用；另称取10g土样用烘干法测定土壤含水量；播前用环刀法取土样测定0～20cm土层土壤容重；
(2)土壤矿质氮Nmin含量测定：将步骤(1)中的备用滤液直接用连续流动分析仪测定土壤硝态氮、铵态氮含量，然后利用矿质氮含量计算公式Nmin＝d×Pb×C×0.1得出土壤矿质氮含量，式中：d为土层厚度cm，Pb为土壤容重g/cm3，C为土壤硝态氮和铵态氮含量之和mg/kg，0.1为换算系数；
(3)全生育期氮肥总量推荐：通过公式N＝457.8-Nmin计算氮肥总量，式中，N为全生育期氮肥总量，Nmin为播前0～20cm土壤矿质氮基础值，单位均为kg/hm2；
(4)各生育时期土壤供氮量临界指标的确立：在各生育时期将0～20cm土壤矿质氮测定值与同时期的土壤供氮量临界值进行对比来判断土壤供氮状况；在种植密度为105000株/hm2的高产滴灌玉米田，拔节期-抽雄吐丝期0～20cm土壤供氮量临界值为152.8kg/hm2，抽雄吐丝期-灌浆期为273.6kg/hm2，灌浆期-成熟期为312.7kg/hm2，若土壤矿质氮测定值高于或等于相应生育时期土壤供氮量临界值，则不需 追施氮肥，若低于相应生育时期土壤供氮量临界值，则需追施氮肥；
(5)各生育时期氮肥最佳追肥用量的推荐方法：经步骤(4)判断后，若土壤矿质氮测定值低于相应生育时期土壤供氮量临界值，则追氮量推荐为：拔节-抽雄吐丝期Nd＝152.8-T；抽雄吐丝-灌浆期Nd＝273.6-T；灌浆-成熟期Nd＝312.7-T；式中，Nd为追肥量，T为各时期施肥前土壤Nmin测定值，单位均为kg/hm2。
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