一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法
【專利摘要】一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法，通過檢測玉米播前土壤基礎礦質(zhì)氮(Nmin)含量和施肥處理前期試驗，根據(jù)總供氮量與產(chǎn)量的擬合方程，對高密度種植條件下高產(chǎn)滴灌玉米全生育期總施氮量進行推薦；通過測定玉米各生育時期土壤礦質(zhì)氮含量，根據(jù)玉米各生育時期土壤供氮量與產(chǎn)量的擬合方程，確定各時期土壤供氮臨界水平，并對各時期最佳追氮量進行推薦。本發(fā)明之高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法以土壤為測試對象，通過檢測土壤中礦質(zhì)氮(Nmin)含量，判斷土壤供氮狀況，測量指標能更加直接、準確地反映土壤的供氮能力，對于指導種植密度為105000株/hm2左右，目標產(chǎn)量大于17000kg/hm2的滴灌玉米施肥管理具有較強的實用性。
【專利說明】一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法，具體涉及一種根據(jù)土壤礦質(zhì)氮含量，對高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分進行診斷，并進行氮肥追肥推薦的方法。

【背景技術】
[0002]玉米是中國主要的糧食作物之一，其播種面積和產(chǎn)量均處于世界第二位，年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的20%。施用氮肥是增加玉米產(chǎn)量和改善品質(zhì)的重要措施之一，氮肥的過量施用不僅不能使玉米產(chǎn)量得到進一步提高，還會引起資源的嚴重浪費，同時污染土壤、水體、大氣生態(tài)環(huán)境等。通過科學施肥獲得高產(chǎn)，提高氮肥利用率，減少肥料對環(huán)境的污染是生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。在滴灌和高密度種植條件下，玉米的施肥方式在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中缺乏科學的量化標準，很難獲得最佳施肥效果和目標產(chǎn)量。因此，探索一套基于高密度種植條件下滴灌玉米氮肥施用量的推薦方法，對指導高產(chǎn)玉米科學施肥和防止環(huán)境污染均具有十分重要的意義。
[0003]土壤礦質(zhì)氮是植物氮素營養(yǎng)的主要吸收與運輸形式，是硝態(tài)氮和銨態(tài)氮之和，能夠反映植物各生育時期土壤供氮狀況，氮肥施用量與土壤礦質(zhì)氮累積量密切相關。因此，如果得出土壤供氮量與產(chǎn)量的對應關系，并由此建立基于土壤礦質(zhì)氮含量(Nmin)的滴灌玉米最佳氮肥總量和各階段追肥量的推薦指標，即可達到指導高產(chǎn)滴灌玉米氮肥優(yōu)化管理的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種基于土壤礦質(zhì)氮(Nmin)的高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦的方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟:
(1)取樣及樣品處理:在土壤肥力中偏低，玉米種植密度為105000株/hm2的覆膜滴灌農(nóng)田，各生育時期每次滴水施肥前，取滴灌帶滴頭正下方0?20cm 土層土壤樣品，樣點隨機，多點取樣混合；然后將所取土樣去除雜質(zhì)后充分混勻，稱取5g 土樣，加入50mL濃度為2mol/L的KC1溶液，振蕩1小時后用無氮定量濾紙過濾，留濾液備用；另稱取10g 土樣用烘干法測定土壤含水量；播前用環(huán)刀法取土樣測定0?20cm 土層土壤容重。
(2)土壤礦質(zhì)氮(Nmin)含量測定:將步驟(1)中備用濾液直接用連續(xù)流動分析儀進行測定土壤硝態(tài)氮、錢態(tài)氮含量，然后利用礦質(zhì)氮含量計算公式Nmin = dXPbXCX0.1得土壤礦質(zhì)氮含量，式中:d為土層厚度(cm)，Pb為土壤容重(g/cm3)，C為土壤硝態(tài)氮和錢態(tài)氮含量之和(mg/kg)，0.1為換算系數(shù)。
(3)全生育期氮肥總量的推薦:根據(jù)土壤供氮量(播前土壤Nmin值+肥料氮)與產(chǎn)量的一元二次函數(shù)方程:Υ = -0.0462Ν2+42.304Ν+7390.2 (R2= 0.8838**)得出，在土壤肥力中偏低的覆膜滴灌農(nóng)田，種植密度為105000株/hm2時，玉米達到17074kg/hm2的最高產(chǎn)量時，全生育期內(nèi)總需氮量為457.8kg N/hm2，可作為全生育期土壤最佳供氮量的參考，則氮肥總量通過公式N = 457.8-Nmin確定，式中，N為所需氮肥總量，Nmin為播前土壤礦質(zhì)氮基礎值，單位均為kg/hm2。
(4)各生育時期土壤供氮量臨界指標的確立:在種植密度為105000株/hm2的高產(chǎn)滴灌玉米田，拔節(jié)期-抽雄吐絲期0?20cm 土壤供氮量臨界值為152.8kg/hm2，抽雄吐絲期-灌漿期為273.6kg/hm2，灌漿期-成熟期為312.7kg/hm2。在各生育時期將0?20cm 土壤Nmin測定值與同時期土壤供氮量臨界值進行對比來判斷土壤供氮狀況，若土壤Nmin測定值高于或等于相應生育時期土壤供氮臨界值，則不需追施氮肥；若土壤Nmin測定值低于相應生育時期土壤供氮臨界值，則需追施氮肥。
(5)各生育時期最佳氮肥追肥量的推薦:經(jīng)步驟(5)判斷后，若土壤Nmin測定值低于相應生育時期土壤供氮臨界值，則追氮量推薦為:拔節(jié)-抽雄吐絲期Nd = 152.8-T ;抽雄吐絲-灌漿期Nd = 273.6-T ;灌漿-成熟期Nd = 312.7_T。式中，Nd為追肥量，T為各時期施肥前土壤Nmin測定值，單位均為kg/hm2。
[0006]本發(fā)明之一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法以土壤為測試對象，通過檢測土壤中礦質(zhì)氮(Nmin)含量，來判斷土壤供氮狀況，測量指標能更加直接、準確地判定土壤的供氮能力，對于指導105000株/hm2高密度種植條件下，目標產(chǎn)量大于17000kg/hm2的滴灌玉米施肥管理具有較強的實用性。

【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步加以說明。應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0008]實施前提條件:土壤肥力中偏低的覆膜滴灌農(nóng)田，玉米種植密度為105000株/hm2左右，目標產(chǎn)量大于17000kg/hm2。
[0009]全生育期總需氮量的(土壤最佳供氮量)確定:對土壤供氮量(播前土壤Nmin值+ 肥料氮)與產(chǎn)量的一元二次函數(shù)方程為 Y = -0.0462N2+42.304N+7390.2 (R2= 0.8838 **)，式中:Y為玉米籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)，Ν為土壤供氮量(kgN/hm2)，對上式求偏導，得出在實施前提條件下，玉米達到17074kg/hm2的最高產(chǎn)量時，全生育期玉米總需氮量(土壤最佳供氮量)為457.8kg N/hm2，可作為全生育期玉米總需氮量的參考。
[0010]全生育期氮肥總量推薦:由于全生育期玉米總需氮量(土壤最佳供氮量)為播前土壤Nmin值與肥料氮之和，則全生育期氮肥總量可通過以下公式確定:N = Nopt_Nmin，式中N為氮肥總量，Nopt為土壤最佳供氮量457.8kg N/hm2, Nmin為播前土壤礦質(zhì)氮基礎值，單位均為kg/hm2，則全生育期氮肥總量推薦為N = 457.8_Nmin。
[0011]土壤供氮量臨界指標的確立:根據(jù)玉米在各生育時期的土壤供氮量與產(chǎn)量建立一元二次方程如下:
1、拔節(jié)-抽雄吐絲期(出苗后50?60天):
Y= -1.0544N2+322.29N-7511.2 (R2= 0.8578 **)；
2、抽雄吐絲-灌漿期(出苗后60?80天):
Y= -0.2261N2+123.73N+92.9 (R2= 0.8709 **)，
3、灌漿-成熟期(出苗后80?120天):
Y= -1577N2+98.63N+1710.0 (R2= 0.8938 **)，
[0012]上式中:Y為玉米籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)，N為各生育時期土壤供氮量(kg/hm2)。
[0013]對以上公式求偏導，得出當玉米獲得最高產(chǎn)量時，各生育時期的土壤供氮量臨界指標為:
1、拔節(jié)-抽雄吐絲期(出苗后50-60天):C= 152.8kg/hm2；
2、抽雄吐絲-灌漿期(出苗后60-80天):C= 273.6kg/hm2；
3、灌漿-成熟期(出苗后80-120天):C= 312.7kg/hm2；
以上即可作為各時期土壤氮素養(yǎng)分的診斷指標。
[0014]實施例1:拔節(jié)期-抽雄吐絲期高產(chǎn)滴灌玉米氮肥用量的推薦方法
(1)在土壤肥力中偏低，玉米種植密度為105000株/hm2左右的覆膜滴灌農(nóng)田中，在拔節(jié)-抽雄吐絲期滴水施肥前，取滴灌帶滴頭正下方0?20cm 土層土樣，樣點隨機，多點取樣混合；將所取土壤樣品去除雜質(zhì)后充分混勾，稱取5g 土樣，加入50mL濃度為2mol/L的KC1溶液，振蕩1小時后用無氮定量濾紙過濾，留濾液備用；另稱取10g 土樣用烘干法測定土壤含水量。
(2)將步驟(1)中備用濾液直接用連續(xù)流動分析儀進行測定土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，然后利用礦質(zhì)氮含量計算公式Nmin = dXPbXCX0.1得出土壤礦質(zhì)氮含量，式中:d為土層厚度(cm)，Pb為土壤容重(g/cm3)，C為土壤硝態(tài)氮和錢態(tài)氮含量之和(mg/kg), 0.1為換算系數(shù)。
(3)將拔節(jié)期-抽雄吐絲期施肥前0?20cm土壤Nmin的測定值與同期0?20cm 土壤供氮量臨界值152.8kg/hm2進行對比來判斷土壤供氮狀況，若土壤Nmin測定值高于或等于152.8kg/hm2，則不需追施氮肥，若低于152.8kg/hm2，則需追施氮肥。
(4)經(jīng)步驟⑶判斷后，若土壤Nmin測定值低于152.8kg/hm2，則追肥量推薦為:Nd =152.8-T，式中，Nd為追肥量，T為該時期施肥前土壤Nmin測定值，單位均為kg/hm2。
[0015]實施例2:抽雄吐絲期-灌漿期高產(chǎn)滴灌玉米氮肥用量的推薦方法
(1)與實施例1的區(qū)別僅在于在抽雄吐絲-灌漿期取樣。
(2)同實施例1。
(3)在抽雄吐絲期-灌楽期施肥前將0?20cm土壤Nmin測定值與同期0?20cm 土壤供氮量臨界值273.6kg/hm2進行對比來判斷土壤供氮狀況，若土壤Nmin測定值高于或等于273.6kg/hm2，則不需追施氮肥，若低于273.6kg/hm2，則需追施氮肥。
(4)經(jīng)步驟⑶判斷后，若土壤Nmin測定值低于273.6kg/hm2，則追肥量推薦為:Nd =273.6-T，式中，Nd為追肥量，T為該時期施肥前土壤Nmin測定值，單位均為kg/hm2。
[0016]實施例3:灌漿期-成熟期高產(chǎn)滴灌玉米氮肥用量的推薦方法
(1)與實施例1的區(qū)別僅在于在灌漿-成熟期取樣；
(2)同實施例1；
(3)在灌楽期-成熟期施肥前將0?20cm土壤Nmin測定值與同期0?20cm 土壤供氮量臨界值312.7kg/hm2進行對比來判斷土壤供氮狀況，若土壤Nmin測定值高于或等于312.7kg/hm2，則不需追施氮肥，若低于312.7kg/hm2，則需追施氮肥；
(4)經(jīng)步驟(3)判斷后，若土壤Nmin測定值312.7kg/hm2，則追肥量推薦為:Nd =312.7-T，式中，Nd為追肥量，T為該時期施肥前土壤Nmin測定值，單位均為kg/hm2。
[0017]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。
[0018]凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高產(chǎn)滴灌玉米土壤養(yǎng)分診斷與氮肥推薦方法，其特征在于: (1)取樣及樣品處理:在土壤肥力中偏低，玉米種植密度為105000株/hm2的覆膜滴灌農(nóng)田，各生育時期每次滴水施肥前，取滴灌帶滴頭正下方O?20cm 土層土壤樣品，樣點隨機，多點取樣混合；然后將所取土樣去除雜質(zhì)后充分混勻，稱取5g 土樣，加入50mL濃度為2mol/L的KCl溶液，振蕩I小時后用無氮定量濾紙過濾，留濾液備用；另稱取1g 土樣用烘干法測定土壤含水量；播前用環(huán)刀法取土樣測定O?20cm 土層土壤容重。 (2)土壤礦質(zhì)氮(Nmin)含量測定:將步驟(I)中的備用濾液直接用連續(xù)流動分析儀測定土壤硝態(tài)氮、錢態(tài)氮含量，然后利用礦質(zhì)氮含量計算公式Nmin = dXPbXCX0.1得出土壤礦質(zhì)氮含量，式中:d為土層厚度(cm)，Pb為土壤容重(g/cm3)，C為土壤硝態(tài)氮和錢態(tài)氮含量之和(mg/kg)，0.1為換算系數(shù)。 (3)全生育期氮肥總量推薦:通過公式N= 457.8-Nmin計算氮肥總量，式中，N為全生育期氮肥總量，Nmin為播前O?20cm 土壤礦質(zhì)氮基礎值，單位均為kg/hm2。 (4)各生育時期土壤供氮量臨界指標的確立:在各生育時期將O?20cm土壤礦質(zhì)氮測定值與同時期的土壤供氮量臨界值進行對比來判斷土壤供氮狀況。在種植密度為105000株/hm2的高產(chǎn)滴灌玉米田，拔節(jié)期-抽雄吐絲期O?20cm 土壤供氮量臨界值為152.8kg/hm2,抽雄吐絲期-灌楽期為273.6kg/hm2，灌楽期-成熟期為312.7kg/hm2;若土壤礦質(zhì)氮測定值高于或等于相應生育時期土壤供氮臨界值，則不需追施氮肥，若低于相應生育時期土壤供氮臨界值，則需追施氮肥。 (5)各生育時期氮肥最佳追肥用量的推薦方法:經(jīng)步驟(4)判斷后，若土壤礦質(zhì)氮測定值低于相應生育時期土壤供氮臨界值，則追氮量推薦為:拔節(jié)-抽雄吐絲期Nd = 152.8-T ;抽雄吐絲-灌漿期Nd = 273.6-T ;灌漿-成熟期Nd = 312.7-T。式中，Nd為追肥量，T為各時期施肥前土壤Nmin測定值，單位均為kg/hm2。
【文檔編號】A01C21/00GK104488432SQ201510003495
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月6日 優(yōu)先權日:2015年1月6日
【發(fā)明者】劉濤, 褚貴新, 唐誠 申請人:石河子大學