一种提高玉米种植中氮肥利用率的方法与流程

本发明属于粮食种植以及农业肥料技术领域，本发明具体涉及一种提高玉米种植中氮肥利用率的方法。

背景技术：

氮素对作物生长的作用仅次于水，但却是作物生产成本投入的主要部分。为满足人口的不断增加的需求，全球作物单产也一直在持续增长，这与肥料尤其是氮肥施用量的增加密切相关。农民常常施用过量的氮肥以获得高产。另一方面，氮肥价格的相对偏低也促使了氮肥的过量施用。不仅影响正常的粮食种作，造成经济上的损失，而且也会导致严重的环境问题。如何提高氮肥的使用效率，是一个急待解决的问题。

1961～1999年，全球氮肥用量(以元素n计)从11.6×10⁶t增加到85.5×10⁶t，增加了6.4倍。而中国在同期内氮肥用量增加43.8倍。1961年，中国氮肥用量约占世界氮肥总用量的5％，这一比例在1980年上升至20％。灌溉施用氮肥后，由于在土壤-水系统中氨的挥发、反硝化作用、表面流失以及渗漏作用等造成氮肥的损失，因此氮肥利用率相对偏低。氮肥的损失量与氮肥施用时期、施用方法、氮肥种类、土壤理化性状、气候特点以及作物生长状况密切相关。一般而言，氨的挥发损失是灌溉肥料氮素损失的主要途径。

目前，中国氮肥用量占全球氮肥用量的30％，成为世界第一大消费国。过去30年来，提高氮肥利用率的研究重点主要锁定在：如何最大限度地减少氨的挥发和反硝化作用而降低氮素的损失。人们在研究新的施肥法以及改变氮肥型态来降低氮素损失方面取得了重大进展。另一重要的研究领域是关于最适施肥时期和采用最佳施氮量的研究，研究目标是促进作物对氮肥的吸收利用。研究者们也试图通过育种的手段来提高作物的氮肥利用率，不过这一方面所取得的进展目前还未见大面积应用的报道。绿肥、农家肥以及固氮作用也间接影响着氮肥利用率。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明一种提高玉米种植中氮肥利用率的方法，本发明的目的是为了提高玉米种植中氮肥的利用率，以提高玉米作物的产量。运用实时氮肥管理来实现本发明的目的。实时氮肥管理强调施肥时间和氮肥施用量与玉米作物对氮的需求量协调一致。

由于玉米作物需要的矿质元素营养主要来自于土壤中，所以土壤中氮素含量间接影响叶片氮素含量与光合速率及干物质生长，因此，在一个生长季内，叶片氮素含量可以较灵敏地反映作物对氮的需求动态。通过检测土壤中氮元素的含量和叶片的氮元素含量两个指数来判断作物是否缺氮。spad足量指数提供了简单、快速和无损估测叶片含氮量的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

采用spad足量指数(spad施肥处理区测得的spad值占足量氮肥处理区spad读数值的百分数)为保证参照处理区氮素供应，足量施肥处理区按基肥的180％-200％的用量施肥。当spad足量指数低于90％时，追施220-260kgn/ha肥。

进一步地，当spad足量指数低于90％时，优选追施260n/ha肥。当spad足量指数低于＞90％时，追施氮肥量大于260n/ha。

在利用spad指导的氮肥管理模式中，从移栽后15-20d开始，直到开花灌浆期每周采用spad测定最顶端的全展叶片，当spad读数低于52时，追施氮肥260kgn/ha。

具体方法步骤如下所示：

(1)运用土壤养分测试仪进行检测玉米土壤中氮元素含量；

(2)运用近红外光反射分光法检测玉米叶片氮元素含量；

(3)根据这两个含量数据通过spad足量指数综合判定出玉米作物是否缺乏氮元素；

(4)根据作物具体的生长情况和对氮元素需求量作出不同的施肥指导；

(5)根据实时的粮谷价格和氮肥价格，根据公式：y＝-334.32x2+3351.8x+5403.7模拟出玉米作物最终产量，提供最佳氮肥管理推荐。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1.高效、准确地对玉米作物对氮元素需求进行了监控。

2.实现了个性化的生长，能根据玉米作物不同的生长情况给出不同的生长方案。

3.实现可持续的生产，并能对玉米最终产量进行预测。

4.提高玉米种植中氮肥的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例2不同基肥和追肥施氮量条件下玉米叶片spad值的动态变化图。

具体实施方式

下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。

实施例1

在利用spad指导的氮肥管理模式中，从移栽后15d开始，直到开花灌浆期每周采用spad测定最顶端的全展叶片，当spad读数低于52时，追施氮肥260n/ha。

具体方法步骤如下所示：

(1)运用土壤养分测试仪进行检测玉米土壤中氮元素含量；

(2)运用近红外光反射分光法检测玉米叶片氮元素含量；

(3)根据这两个含量数据通过spad足量指数综合判定出玉米作物是否缺乏氮元素；

(4)根据作物具体的生长情况和对氮元素需求量作出不同的施肥指导；

(5)根据实时的粮谷价格和氮肥价格，根据公式：y＝-334.32x2+3351.8x+5403.7模拟出玉米作物最终产量，提供最佳氮肥管理推荐。

实施例2

选用玉米：氮肥和磷肥为尿素和磷酸二铵，钾肥为氯化钾，土壤养分测试仪，spad值测定仪。

试验a为主处理，b为副处理；a处理为6个不同施氮量，b处理为5个不同spad值，a处理面积为100平方米，b处理面积为20平方米。

a处理：不同施氮处理对spad值的比较研究。共计6个处理，分别设施氮总量为60+0、60+60、60+100、60+140、60+180、60+220kgn/ha，其中60kgn/ha做基肥，剩余量根据b处理要求进行追肥。磷钾肥充足，在主要生育期连续测定叶片spad值。

b处理：不同spad值下追肥时间的比较研究(穗肥)。共计5个处理，当spad值为45、47、50、52、55的实测结果时进行补充追肥，追肥量按a处理进行在幼穗形成期的前15天左右开始测定spad值。

在利用spad指导的氮肥管理模式中，从移栽后15d开始，直到开花灌浆期每周采用spad测定最顶端的全展叶片，当spad读数低于52时，追施氮肥260n/ha。

具体方法步骤如下所示：

(1)运用土壤养分测试仪进行检测玉米土壤中氮元素含量；

(2)运用近红外光反射分光法检测玉米叶片氮元素含量；

(3)根据这两个含量数据通过spad足量指数综合判定出玉米作物是否缺乏氮元素；

(4)根据作物具体的生长情况和对氮元素需求量作出不同的施肥指导；

(5)根据实时的粮谷价格和氮肥价格，根据公式：y＝-334.32x2+3351.8x+5403.7模拟出玉米作物最终产量，提供最佳氮肥管理推荐。

对施氮总量为60+0、60+60、60+100、60+140、60+180、60+220kgn/ha(其中施氮量的2/5做基肥，剩余量作追肥)，磷钾肥充足的六个大区玉米叶片spad值进行了为期25天的连续测定，动态监测结果如图1。

从图1上可以看出随着施氮量的增加玉米叶片spad值明显升高，同时通过监测发现在整个监测期间玉米叶片spad值有一个明显的升高阶段，并且该时期为玉米追肥时间，因此追肥还是能够明显提高玉米叶片spad值的。后期监测显示玉米叶片spad值基本上趋于平衡状态。

玉米不同spad值条件下追肥效果不同，但是spad值动态监测趋势基本一致，施氮量较低时穗肥施用后效果明显好于施氮量较高时的效果。

通过对玉米spad值的连续测定，用spad值指示最佳施肥日期为在开始施肥后20天(t＝20)内，同时推测在玉米叶片spad值为52时开始追肥为玉米追肥的最佳时期。在不正常年份应该适当在玉米拔节期追施少量氮肥以提高产量。

在利用spad指导的氮肥管理模式中，当spad读数52时，追施氮肥260kgn/ha。

随着施氮量的增加玉米产量呈现出先增加而后趋于稳定的趋势，呈现出二次函数曲线，经计算得到当施氮量为181kgn/ha时产量最高能达到13800kg/ha。

spad施氮模式比定时施氮处理的氮肥利用率显著提高，采用spad施氮模式的产量和氮肥农学利用率均高于农民习惯施肥法。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。