CN104541722A

CN104541722A - 一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法

Info

Publication number: CN104541722A
Application number: CN201510006211.0A
Authority: CN
Inventors: 刘涛; 褚贵新; 唐诚
Original assignee: Shihezi University
Current assignee: Shihezi University
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2035-01-06
Also published as: CN104541722B

Abstract

一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法，是通过运用硝酸盐试纸条一反射仪法测定滴灌玉米功能叶叶鞘硝酸盐浓度，依据植株硝酸盐浓度的临界指标，来判断玉米植株氮素营养状态，并根据各生育时期植株硝酸盐浓度与施氮水平的线性关系以及氮肥追肥模型，最终进行最佳氮肥追肥量的推荐。本发明采用植株功能叶为测试对象，避免了传统方法受外界环境条件的干扰以及预测结果的滞后性，测量指标更加直接、可靠，可及时、准确地判定植株氮素营养状态，测量手段更加简单，携带方便，尤其适合田问操作和基层工作使用，对于指导高密度种植模式下的高产滴灌玉米氮肥追肥具有很好的应用前景。

Description

一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法

技术领域

本发明涉及一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法，具体涉及一种基于植株硝酸盐浓度的高密度种植模式下的高产滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法。

背景技术

我国是世界上第二玉米生产大国，年产量占世界总产量的20％，同时也是玉米消费大国，在国家粮食安全中具有举足轻重的地位。水肥特别是氮肥的投入是玉米产量不断提高的重要因素。玉米株型高大，需氮量较多，氮肥不足会造成玉米生长期氮素营养缺乏，导致产量降低；氮肥过量则会造成玉米贪青旺长，影响群体结构，易倒伏及病虫害增加等，最终导致产量和氮肥利用率的降低。因此，科学合理地施用氮肥对玉米高产、养分资源高效利用以及生态环境保护均具有重要意义。

目前，在滴灌玉米生产中，各阶段氮肥的追肥量缺乏量化标准，尤其在近年来推行的高密度种植模式下，单凭生产经验和以往常规密度种植模式下的施肥技术，对缺乏种植经验的生产者来说可操作性差，很难获得最佳施肥效果。因此，寻求一种基于高密度种植模式下的滴灌玉米植株氮素营养诊断指标进行氮肥最佳追肥推荐的科学方法，对优化氮肥管理和防止环境污染均具有十分重要的意义。

硝态氮是植物氮素营养的主要吸收与运输形式，主要存在于植株的营养器官，对玉米而言，多年研究已证实，在抽雄前，植株最上部完全展平叶硝态氮含量可反映生育前期玉米植株的氮素营养状态；近年来研究发现，抽雄后，植株穗位叶叶鞘硝态氮含量也能反映生育中后期玉米植株的氮素营养状态，且相关性显著。本发明则利用玉米植株氮素营养状态与功能叶叶鞘硝态氮的对应关系，来判断玉米植株氮素营养状态并得出最佳追氮量的方法，以达到指导滴灌玉米氮肥追肥管理的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种滴灌玉米氮素营养快速、简便、经济、实用的诊断及推荐追氮的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法，包括以下步骤：

(1)取样：土壤肥力中偏下，种植密度为105000株/hm²的滴灌玉米田，随机选定5株长势均匀的玉米植株，在上午10～12点取样，用消过毒的剪刀剪下每株玉米功能叶叶鞘，用去离子水清洗，用吸水纸擦干，再用消过毒的剪刀剪成0.5cm小段，备用。

(2)样品处理：将步骤(1)中备用的小段样品用微型榨汁器榨汁，将榨取的汁液用吸管移入2mL离心管内，然后使用微量移液器移取0.1ml样液入5ml离心管内，用蒸馏水稀释10倍备用。

(3)检测：将测试范围为5～250mg/L硝酸盐试纸条浸入步骤(2)中的稀释液5秒后取出，用吸水纸蘸去试纸条上多余液体，***矫正过的处于测试状态下的反射仪进行测定，即可测出硝酸盐浓度，每个样品做3次硝酸盐浓度平行测量值，取平均值。

(4)植株氮素营养状态诊断：将步骤(3)中的测量的硝酸盐浓度平均值与以下各时期硝酸盐临界浓度值进行对比来诊断植株氮素营养状态。在种植密度为105000株/hm²的高产滴灌玉米田，拔节期，玉米植株最上部完全展平叶叶鞘的硝酸盐浓度临界值为759.26mg/L；抽雄吐丝期，穗位叶叶鞘硝酸盐浓度临界值为583.01mg/L；灌浆期，穗位叶叶鞘硝酸盐浓度临界值为92.71mg/L；若测量的硝酸盐浓度平均值高于或等于各时期硝酸盐浓度临界值，则不需追施氮肥；低于各时期硝酸盐浓度临界值，则需追施氮肥。

(5)各生育时期最佳氮肥追肥量推荐：经步骤(4)判断后，若测量硝酸盐浓度平均值低于各时期硝酸盐临界浓度值，则首先根据全生育期总施氮水平N与产量Y的一元二次函数方程，得出种植密度为105000株/hm²的高产滴灌玉米全生育期最佳施氮量N_opt为426.65kg/hm²；然后利用各生育时期植株硝酸盐浓度测定值N_t与同期施氮水平N_fert的线性关系N_t＝a+bN_fert，以及追氮量公式N_d＝N_opt-N_fert建立高密度种植模式下滴灌玉米氮素追肥模型公式N_d＝N_opt+a/b-N_t/b，其中，b为各生育时期植株硝酸盐浓度与施氮水平线性方程的回归系数，a为截距；根据以上结果，最终得出基于植株硝酸盐浓度的高产滴灌玉米最佳氮肥追肥推荐指标为：拔节期N_d＝493.89-0.1780N_t，抽雄吐丝期N_d＝498.21-0.4522N_t，灌浆期N_d＝489.86-3.1250N_t，其中，式中N_d为各时期最佳氮肥(kg/hm²)，N_t为植株硝酸盐浓度实测值(mg/L)。

步骤(1)中，所述玉米功能叶在抽雄前为植株最上部完全展平叶，抽雄后为玉米穗位叶。

本发明采用植株功能叶为测试对象，避免了传统方法受外界环境条件的干扰以及预测结果的滞后性；测量指标更加直接、可靠，可及时准确地判定植株氮素营养状态；测量手段更加简单，携带方便，尤其适合于田间操作和基层工作使用。对于指导高密度种植模式下高产滴灌玉米施肥管理具有很好的应用前景。

附图说明

图1是玉米抽雄吐丝前最上部第一片展平叶叶鞘示意图，即为取样部位示意图；

图2是玉米抽雄吐丝后穗位叶叶鞘示意图，即为取样部位示意图。

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：土壤肥力中偏下，种植密度为105000株/hm²的高产滴灌玉米田。

全生育期最佳施氮量推荐：建立全生育期总施氮水平N与产量Y的一元二次函数方程：Y＝-0.0462N²+39.4220N+8665.9(R²＝0.8838^**)。

式中：Y为玉米籽粒产量(kg/hm²)，N为全生育期总施氮水平(kgN/hm²)。

对上式求偏导，得出在本试验条件下，玉米达到1138.37kg/hm²的最高产量时，全生育期内总施氮量为426.65kg N/hm²，即可作为全生育期最佳施氮量参考。

氮素营养诊断指标的确立：根据玉米在各生育时期的植株硝酸盐浓度N_t与最终产量Y建立一元二次方程如下：

1、拔节期(出苗后50天)：Y＝-0.0459N_t ²+66.9460N_t+7611.7(R²＝0.7265^*)；

2、抽雄吐丝期(出苗后60天)：Y＝-0.0392N_t ²+45.7080N_t+3811.5(R²＝0.8399^**)；

3、灌浆期(出苗后80天)：Y＝-1.5242N_t ²+282.6100N_t+4105.0(R²＝0.8913^**)。

式中：Y为玉米籽粒产量(kg/hm²)，N_t为各生育时期植株硝酸盐浓度(mg/L)。

对[0016]公式求偏导，得出在玉米各生育时期，基于植株硝酸盐浓度的氮素营养临界指标为：

1、拔节期(出苗后50天)：植株最上部完全展平叶叶鞘的硝酸盐临界浓度为759.26mg/L；

2、抽雄吐丝期(出苗后60天)：穗位叶叶鞘硝酸盐临界浓度为583.01mg/L；

3、灌浆期(出苗后80天)：穗位叶叶鞘硝酸盐临界浓度为92.71mg/L。

依据各生育时期植株硝酸盐浓度测定值N_t与同期氮肥水平N_fert可建立线性方程为N_t＝a+b N_fert，式中b为各生育时期植株硝酸盐浓度与施氮水平线性方程的回归系数，a为截距，具体如下：

1、拔节期(出苗后50天)：N_t＝377.71+5.6175 N_fert(R²＝0.7519^*)；

2、抽雄吐丝期(出苗后60天)：N_t＝158.23+2.2112 N_fert(R²＝0.9210^*)；

3、灌浆期(出苗后80天)：N_t＝20.228+0.3200 N_fert(R²＝0.9414^**)。

玉米氮素营养诊断追肥模型的建立：将[0019]公式带入追肥公式N_d＝N_opt-N_fert中，即可得出基于植株硝酸盐含量的高密度种植模式下的滴灌玉米氮肥追肥模型。式中N_d为各生育时期的追氮量，N_opt为全生育期最佳施氮量426.65kg N/hm²，N_fert为各生育时期的氮肥水平。

实施例1：拔节期，滴灌玉米氮素营养诊断方法与追肥推荐1、取样：土壤肥力中偏下，种植密度为105000株/hm²的滴灌玉米田，随机选定5株长势均匀的玉米植株，在上午10～12点取样，用消毒的剪刀剪下每株玉米最上部完全展平叶叶鞘，用去离子水清洗，用吸水纸擦干，再用消毒的剪刀剪成0.5cm小段，备用；

2、样品处理：将步骤1中备用的小段样品用微型榨汁器榨汁，接着将榨取的汁液用吸管移入2mL离心管内，然后使用微量移液器移取0.1ml样液入5ml离心管内，用蒸馏水稀释10倍备用；

3、检测：将测试范围为5～250mg/L硝酸盐试纸条浸入步骤(2)中的稀释液中5秒后取出，用吸水纸蘸去试纸条上多余液体，***矫正过的处于测试状态下的反射仪进行测定，即可测出硝酸盐浓度，每个样品做3次硝酸盐浓度平行测量值，取平均值；

4、植株氮素营养状态诊断：将步骤3中测量的硝酸盐浓度平均值与拔节期硝酸盐临界浓度值进行对比来诊断植株氮素营养状态：当硝酸盐浓度测量值低于拔节期硝酸盐临界浓度值759.26mg/L时，则需追施氮肥；

5、经步骤4判断后，若测量的硝酸盐浓度平均值低于拔节期硝酸盐临界浓度值，则根据拔节期植株硝酸盐浓度(N_t)与施氮量(N_fert)线性关系N_t＝a+b N_fert和追氮量公式N_d＝N_opt-N_fert，得出基于植株硝酸盐含量的高密度种植模式下的滴灌玉米拔节期氮素营养诊断追肥模型N_d＝N_opt+a/b-N_t/b＝493.89-0.1780N_t，将玉米功能叶叶鞘硝酸盐浓度N_t用步骤1～3方法测出后代入上式即可求出拔节期氮肥最佳追肥量。

实施例2：抽雄吐丝期，滴灌玉米氮素营养诊断方法与追肥推荐

1、取样：与实施例1的区别仅在于用消毒的剪刀剪下每株玉米穗位叶叶鞘；

2、样品处理：与实施例1相同；

3、检测：与实施例1相同；

4、植株氮素营养状态诊断：将步骤3中的硝酸盐浓度测量的平均值与抽雄吐丝期硝酸盐临界浓度值进行对比来诊断植株氮素营养状态：硝酸盐浓度测量值低于抽雄吐丝期硝酸盐临界浓度值583.01mg/L，则需追施氮肥；

5、原理与实施例1相同，经步骤4判断后，若测量的硝酸盐浓度平均值低于抽雄吐丝期硝酸盐临界浓度值，则根据追肥模型N_d＝498.21-0.4522 N_t，将玉米穗位叶叶鞘硝酸盐浓度N_t用步骤1～3方法测出后代入上式即可求出抽雄吐丝期氮肥最佳追肥量。

实施例3：灌浆期，滴灌玉米氮素营养诊断方法

1、取样：与实施例1的区别仅仅在于用消毒的剪刀剪下每株玉米抽雄后玉米穗位叶叶鞘；

2、样品处理：与实施例1相同；

3、检测：与实施例1相同；

4、植株氮素营养状态判断：将步骤3中的测量的硝酸盐浓度平均值与灌浆期硝酸盐临界浓度值进行对比来诊断植株氮素营养状态：硝酸盐浓度测量值低于灌浆期硝酸盐临界浓度值92.71mg/L，则需追施氮肥；

5、原理与实施例1相同，经步骤4判断后，若测量的硝酸盐浓度平均值低于灌浆期硝酸盐临界浓度值，则根据追肥模型N_d＝489.86-3.1250 N_t，将玉米穗位叶叶鞘硝酸盐浓度实测值N_t用步骤1～3方法测出后代入上式即可求出灌浆期氮肥最佳追肥量。

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

1.一种滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)检测：将测试范围为5～250mg/L硝酸盐试纸条浸入步骤(2)的稀释液中5秒后取出，用吸水纸蘸去试纸条上多余液体，***矫正过的处于测试状态下的反射仪进行测定，即可测出硝酸盐浓度，每个样品做3次硝酸盐浓度平行测量值，取平均值。

(5)各生育时期最佳氮肥追肥量的计算方法：经步骤(4)判断后，若测定的硝酸盐浓度值低于同一时期硝酸盐临界浓度值，则首先根据全生育期总施氮水平N与产量Y的一元二次函数方程，得出种植密度为105000株/hm²的高产滴灌玉米全生育期最佳施氮量N_opt为426.65kg/hm²；然后利用各生育时期植株硝酸盐浓度值N_t与同一时期施氮水平N_fert的线性关系N_t＝a+bN_fert，以及各生育时期的追氮量公式N_d＝N_opt-N_fert建立滴灌玉米氮素追肥模型为：N_d＝N_opt+a/b-N_t/b；其中，b为各生育时期植株硝酸盐浓度与施氮水平线性方程的回归系数，a为截距；最终得出各生育时期基于植株硝酸盐浓度的高密度滴灌玉米最佳氮肥追肥推荐指标为：拔节期N_d＝493.89-0.1780N_t，抽雄吐丝期N_d＝498.21-0.4522N_t，灌浆期N_d＝489.86-3.1250N_t；其中，式中N_d为各时期最佳氮肥推荐量(kg/hm²)，N_t为各时期植株硝酸盐浓度实测值(mg/L)。

2.根据权利要求1所述的滴灌玉米氮素营养诊断及推荐追氮的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述玉米功能叶在抽雄前为植株最上部完全展平叶，抽雄后为玉米穗位叶。