CN111410572A

CN111410572A - 玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法

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Publication number: CN111410572A
Application number: CN201910009383.1A
Authority: CN
Inventors: 刘学军; 范兴科; 刘平; 张富仓; 王文; 翟汝伟; 李真朴; 刘瑾亮
Original assignee: NATIONAL CENTER FOR EFFICIENT IRRIGATION ENGINEERING AND TECHNOLOGY RESEARCH-YANGLING; NINGXIA HUI AUTONOMOUS REGION WATER CONSERVATION SCIENCE RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: NATIONAL CENTER FOR EFFICIENT IRRIGATION ENGINEERING AND TECHNOLOGY RESEARCH-YANGLING; NINGXIA HUI AUTONOMOUS REGION WATER CONSERVATION SCIENCE RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-07-14

Abstract

本发明公开了一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法，该水溶肥由含肥力要素的肥料与微量元素肥料组成，含肥力要素的肥料包括N含量为46.6％的尿素、N含量为12％和P₂O₅含量为61％的磷酸一铵、K₂O含量为50％的硫酸钾，其各组分的配比为N∶P₂O₅∶K₂O＝1:(0.3‑0.5):(0.4‑0.8)；微量元素肥料包括锌肥、锰肥、铁肥、硼肥、钙肥。该水溶肥的施肥方法采用滴灌水肥一体化施肥方式，包括苗期至开花期施肥和开花期至成熟期施肥。采用本发明的玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法，不仅提高了玉米的产量，平均产量达到了1000kg/亩以上，并且水肥利用效率较高，根据玉米不同生育期的需肥规律，肥料的用量减少了20％，节水达到了35％以上，因此，可以被广泛推广应用。

Description

玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法

技术领域：

本发明涉及玉米种植技术领域，特别涉及一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法。

背景技术：

玉米是我国重要的粮食、饲料和工业原料作物，在保障国家粮食安全方面具有重要作用。但是，我国玉米产量潜力的提高受天气影响明显，特别是降水条件的限制、施肥效应受水资源条件影响等因素使其无法发挥出应有的作用，玉米产量时有波动，这是影响玉米种植面积、农民受益乃至国家粮食安全的突出因素。

随着水肥一体化技术的发展，其在大田玉米生产中的应用越来越广泛。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，借助压力***(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道***供水、供肥，使水肥相溶后，通过管道和滴头形成水滴，均匀、定时、定量地浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量。水肥一体化具有节水特点，能够减少水分的深层渗漏和蒸发，从而减少用水量，提高灌溉水的利用效率；水肥一体化还具有节肥的特点，通过在灌水过程中施肥，可实现平衡施肥和局部施肥，能够减少肥料挥发和流失，并降低肥料施用量提高肥料利用效率。因此，肥料及其施用方法是影响水肥一体化技术在玉米生产中应用的关键问题。然而，水肥一体化技术在玉米生产中还存在着诸多问题，如玉米水肥的养分配比不合理、没有根据大田玉米养分需求规律提供各发育阶段所需不同养分的肥料、肥料施用时期和水肥比例不合理等现象比较突出。为此，为保证玉米产量稳定和水肥利用效率高，又能够满足玉米需肥规律，亟需提供一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法。

发明内容：

本发明的目的旨在提供一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法，既能保证玉米产量稳定，水肥利用效率较高，同时根据玉米不同生育期的需肥规律，施用方法科学合理，达到节肥节水的目的。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥，由含肥力要素的肥料与微量元素肥料组成，含肥力要素的肥料包括N含量为46.6％的尿素、N含量为12％和P₂O₅含量为61％的磷酸一铵、K₂O含量为50％的硫酸钾，微量元素肥料包括锌肥、锰肥、铁肥、硼肥、钙肥，其特点是：含肥力要素的肥料各组分的配比为N∶P₂O₅∶K₂O＝1:(0.3-0.5):(0.4-0.8)。

上述微量元素肥料选用纯度>99％的氨基酸与锌、锰、铁、硼、钙等微量元素形成的氨基酸螯合物。微量元素与氨基酸螯合以后，生成具有稳定结构的螯合物，能够提高作物体内酶的活性，促进碳水化合物转化，促进籽粒饱满，促进作物光合作用和蛋白质合成，提高产量，提高叶片叶绿素含量，增强抗寒性和耐盐性，增强作物的抗病、抗逆能力。

根据相关研究资料表明：玉米生长需要从土壤中吸收多种矿质营养元素，其中N素最多，K次之，P居第三位。一般每生产100kg子粒需从土壤中吸收纯N 2.5kg、P₂O₅1.2kg、K₂O2.0kg，N∶P₂O₅∶K₂O比例约为：1∶0.48∶0.8。因此，根据相关试验结论：玉米苗期需N2.5％、P₂O₅1.12％、K₂O 3％，拔节到开花期需N51.15％、P₂O₅63.81％、K₂O 97％，开花到成熟期需N46.35％、P₂O₅35.07％。由此，为了保证玉米产量稳定，水肥利用效率较高，同时考虑各种肥料的实际利用效率，以及秸秆还田等肥地措施，在维持土壤的肥力基本稳定的前提下，建议玉米全生育期主要肥力的单位面积总使用量采用：纯N用量20kg/亩，P₂O₅用量8kg/亩，K₂O用量8kg/亩，玉米全生育期施肥量36kg/亩，相应地，上述含肥力要素的肥料各组分的配比优选：N∶P₂O₅∶K₂O＝20:8:8。

根据玉米需肥规律，不同时期各种肥料的比例不同，主要分为玉米拔节至开花期的肥料与开花期至成熟期的肥料，因此，本发明提供了两种专用肥料的配方，其中：

上述玉米拔节至开花期的专用肥料中含肥力要素的肥料各组分的配比为：N∶P₂O₅∶K₂O＝10:5:8；

上述开花期至成熟期的专用肥料中含肥力要素的肥料各组分的配比为：N∶P₂O₅∶K₂O＝10:3:0。

对于以上两种专用肥料配制成玉米水肥一体化滴灌水溶肥使用时，所述含肥力要素的肥料与微量元素肥料的配比为49：1，二者混合磨制而成。

本发明还提供了一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，采用滴灌水肥一体化施肥方式，包括苗期至开花期施肥和开花期至成熟期施肥，其中：

(1)苗期至开花期施用上述玉米拔节至开花期的专用肥料每亩44.27kg，共施肥6次，分别是5月下旬1次、6月3次、7月2次；

(2)开花期至成熟期施用上述开花期至成熟期专用肥料每亩25.84kg，共施肥4次，分别是7月下旬1次、8月3次。

上述施肥方法中施肥的时机是在灌溉时段的中间进行施肥，将肥料直接送到作物的根系范围，方便作物吸收利用。具体为：灌溉过程中，当灌溉水量达到设计灌水量的40％左右开始施肥，在完成灌溉水量80％左右施肥结束，剩余20％灌溉水量用于冲洗管道，并将肥料输送到作物根系范围。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，采用本发明的玉米水肥一体化滴灌水溶肥及施肥方法，不仅提高了玉米的产量，平均产量达到了1000kg/亩以上，并且水肥利用效率较高，根据玉米不同生育期的需肥规律，肥料的用量减少了20％，节水达到了35％以上，因此，本发明能够增加经济效益，降低对环境的不利影响，可以被广泛推广应用。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥，由含肥力要素的肥料与微量元素肥料组成，含肥力要素的肥料包括N含量为46.6％的尿素、N含量为12％和P₂O₅含量为61％的磷酸一铵、K₂O含量为50％的硫酸钾，微量元素肥料由纯度>99％的氨基酸与锌、锰、铁、硼、钙等微量元素形成的氨基酸螯合物组成，用于玉米拔节至开花期的专用肥料：含肥力要素的肥料各组分的配比为N∶P₂O₅∶K₂O＝10:5:8。

对于50kg玉米水肥一体化滴灌水溶肥，含肥力要素的肥料为49kg，微量元素肥料为1kg，二者混合磨制而成。

根据以上配比计算各成分的标准含量：设含肥力要素的肥料中尿素的用量为X₁kg，磷酸一铵的用量为X₂kg，硫酸钾的用量为X₃kg，根据配方设计和含肥力要素的肥料的含量可得：

X₁+X₂+X₃＝49 (1)

N∶P₂O₅∶K₂O＝10:5:8 (2)

N＝0.467X₁+0.12X₂ (3)

P₂O₅＝0.61X₂ (4)

K₂O＝0.50X₃ (5)

P₂O₅∶K₂O＝5:8 P₂O₅＝0.61X₂ K₂O＝0.50X₃ 0.61X₂:0.50X₃＝5:8

X₂＝0.51X₃

N∶P₂O₅＝10：4 N＝0.467X₁+0.12X₂ P₂O₅＝0.61X₂

(0.467X₁+0.12X₂)：0.61X₂＝10：5

X₁＝2.355X₂＝1.201X₃

X₁＝21.72 X₂＝9.21 X₃＝18.07

由上可得：50kg玉米水肥一体化滴灌用玉米拔节至开花期的专用肥料中，尿素(含N 46.7％)21.72kg，磷酸一铵(含N 12％，含P₂O₅61％)9.21kg，硫酸钾(含K₂O50％)18.07kg。另外添加1kg的微量元素肥，分别为：掺加锌肥0.50kg、锰、铁、硼、钙微量元素肥各0.125kg。

以上玉米拔节至开花期的专用肥料中的主要肥力水平：N>22％、P₂O₅>11％、K₂O>18％，含肥力要素的肥料肥力总含量51.8％>50％；微量元素锌、锰、铁、硼、钙含量合计2％。

实施例2

一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥，由含肥力要素的肥料与微量元素肥料组成，含肥力要素的肥料包括N含量为46.6％的尿素、N含量为12％和P₂O₅含量为61％的磷酸一铵、K₂O含量为50％的硫酸钾，微量元素肥料由纯度>99％的氨基酸与锌、锰、铁、硼、钙等微量元素形成的氨基酸螯合物组成，用于开花期至成熟期的专用肥料：含肥力要素的肥料各组分的配比为N：P₂O₅∶K₂O＝10:3:0。

根据以上配比计算各成分的标准含量：设含肥力要素的肥料中尿素的用量为X₁kg，磷酸一铵的用量为X₂kg，不利用硫酸钾，X₃＝0，根据配方设计和含肥力要素的肥料的含量可得：

X₁+X₂＝49 (1)

N∶P₂O₅＝10:3:0 (2)

N＝0.467X₁+0.12X₂ (3)

P₂O₅＝0.61X₂ (4)

N∶P₂O₅＝10:4 N＝0.467X₁+0.12X₂ P₂O₅＝0.61X₂

(0.467X₁+0.12X₂):0.61X₂＝10:3

X₁＝4.10X₂

X₁＝39.39 X₂＝9.61 X₃＝0

由上可得：50kg玉米水肥一体化滴灌用开花期至成熟期的专用肥料中，尿素(含N46.7％)39.39kg，磷酸一铵(含N12％，含P₂O₅61％)9.61kg，硫酸钾(含K₂O50％)0kg。另外添加1kg的微量元素肥，分别为：掺加锌肥0.50kg、锰、铁、硼、钙微量元素肥各0.125kg。

以上开花期至成熟期的专用肥料中的主要肥力水平：N>39％、P₂O₅>11％，含肥力要素的肥料肥力总含量50.81％>50％；微量元素锌、锰、铁、硼、钙含量合计2％。

将实施例1～实施例2的玉米水肥一体化滴灌水溶肥分别采用滴灌水肥一体化施肥方式，将肥料溶于水后，将肥液注入灌溉***，随着灌溉将肥料施入作物根系附近。其中：施肥方法包括施肥的时间、施肥量。根据多年的施肥试验成果，在灌溉时段的中间进行施肥，可将肥料直接送到作物的根系范围，方便作物吸收利用。具体地，在灌溉过程中，当灌溉水量达到设计灌水量的40％左右开始施肥，在完成灌溉水量80％左右施肥结束，剩余20％灌溉水量用于冲洗管道，并将肥料输送到作物根系范围。具体施肥类型、施肥时间、施肥量见下表1：

表1：玉米水肥一体化滴灌水溶肥施肥方法单位：kg/亩

将实施例1～实施例2的玉米水肥一体化滴灌水溶肥通过以上施肥方法进行玉米滴灌水肥一体化试验区施用，与将实施例1～实施例2的玉米水肥一体化滴灌水溶肥施用在玉米畦灌施肥试验区进行对比，试验结果如下：

(1)根据2017年玉米滴灌水肥一体化试验成果(试验区面积50亩)，在生育期有效降水量286mm时，玉米滴灌灌水11次、施肥10次，灌溉定额240m³/亩，纯施肥量36kg/亩，玉米平均产量1150kg/亩，水分生产效率达到2.93kg/m³。

(2)根据2018年玉米滴灌水肥一体化试验成果(试验区面积50亩)：生育期有效降雨量185mm，玉米滴灌灌水11次、施肥10次，灌水量240m³/亩、施肥量67.7kg/亩、纯施肥量36kg/亩，产量1146g/亩、水分生产效率3.23kg/m³。

(3)2017年玉米畦灌试验成果(试验面积30亩)，在生育期有效降水量286mm时，玉米畦灌4次、施肥4次，灌溉定额370m³/亩，年纯施肥总量45kg/亩，其中N：25kg/亩，P₂O₅：12kg/亩，K₂O：8kg/亩，产量916.8kg/亩。

(4)2018年玉米畦灌试验成果(试验面积30亩)，在生育期有效降水量185mm时，玉米畦灌4次、施肥4次，灌溉定额370m³/亩，年纯施肥总量45kg/亩，其中N：25kg/亩，P₂O₅：12kg/亩，K₂O：8kg/亩，产量1011.9kg/亩。

对比以上试验结果：玉米滴灌水肥一体化与玉米畦灌相比，2017年节水35.1％，减少肥料用量20％，增产25.4％；2018年节水35.1％，减少肥料用量20％，增产13.25％。

Claims

1.一种玉米水肥一体化滴灌水溶肥，由含肥力要素的肥料与微量元素肥料组成，其特征在于：所述含肥力要素的肥料包括N含量为46.6％的尿素、N含量为12％和P₂O₅含量为61％的磷酸一铵、K₂O含量为50％的硫酸钾，微量元素肥料包括锌肥、锰肥、铁肥、硼肥、钙肥；所述含肥力要素的肥料各组分的配比为N∶P₂O₅∶K₂O＝1:(0.3-0.5):(0.4-0.8)。

2.根据权利要求1所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥，其特征在于：所述微量元素肥料选用纯度>99％的氨基酸与微量元素锌、锰、铁、硼、钙形成的氨基酸螯合物。

3.根据权利要求1所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥，其特征在于：所述含肥力要素的肥料各组分的配比为N∶P₂O₅∶K₂O＝20:8:8。

4.一种如权利要求1所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，其特征在于：所述施肥方法采用滴灌水肥一体化施肥方式，包括苗期至开花期施肥和开花期至成熟期施肥，其中：

1)苗期至开花期施用玉米拔节至开花期的专用肥料每亩44.27kg，共施肥6次，分别是5月下旬1次、6月3次、7月2次；

2)开花期至成熟期施用开花期至成熟期专用肥料每亩25.84kg，共施肥4次，分别是7月下旬1次、8月3次。

5.根据权利要求4所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，其特征在于：所述玉米拔节至开花期的专用肥料中含肥力要素的肥料各组分的配比为：N∶P₂O₅∶K₂O＝10:5:8。

6.根据权利要求4所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，其特征在于：所述开花期至成熟期的专用肥料中含肥力要素的肥料各组分的配比为：N∶P₂O₅∶K₂O＝10:3:0。

7.根据权利要求5或6所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，其特征在于：所述玉米拔节至开花期的专用肥料与所述开花期至成熟期的专用肥料在配制成玉米水肥一体化滴灌水溶肥使用时，所述含肥力要素的肥料与微量元素肥料的配比为49：1，二者混合磨制而成。

8.根据权利要求4所述的玉米水肥一体化滴灌水溶肥的施肥方法，其特征在于：所述施肥方法中施肥的时机是在灌溉时段的中间进行施肥，将肥料直接送到作物的根系范围，具体为：灌溉过程中，当灌溉水量达到设计灌水量的40％左右开始施肥，在完成灌溉水量80％左右施肥结束，剩余20％灌溉水量用于冲洗管道，并将肥料输送到作物根系范围。