一种提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法

摘要

本发明公开了一种提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，包括播种、播种后管理及开花前管理，播种进行秋翻地，打破犁底层，翻后拖平耙压；播种的密度为7～8万株/hm2，株距为0.5～0.7m，播深为3～5cm。本方法通过在玉米生长的相应阶段对氮肥进行合理运筹，增施特定的添加剂，有助于提高玉米对氮素的吸收和利用，在减少施氮量时不降低提高玉米产量，同时能促进玉米对氮素的代谢，促进叶绿素的转化和合成，有效提高光合作用效率和养分利用效率，氮肥利用率可达到30%左右。

说明书

技术领域

本发明属于玉米栽培技术领域，具体涉及一种提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法。

背景技术

玉米是我国主要的粮食作物之一，氮是作物生长发育必需的大量营养元素之一，以多种形式参加植物体内各种代谢过程，是植株体内许多重要有机化合物的组成部分，对作物生长发育及产量的形成有着重要的影响。氮肥运筹和施用能促进植株的生长发育，参与光合作用中的光合磷酸化和碳水化合物的合成和运转，促进植株体内氮素运转和代谢，提高氮效率，增强植株抗逆境能力。

随着玉米生产过程中氮肥的大量施用，大田生产成本显著增加，而近年来氮肥的增产效果却未有显著提高，我国玉米当季氮肥的利用率与农业发达国家的氮肥利用率有较大差距。施氮过多带来温室效应、土壤酸化和地下水污染等诸多环境问题，这就要求玉米生产中在保证产量的前提下，减施氮肥用量。在目前玉米种植面积有限的情况下，势必要增强玉米生产中的节本增效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，包括以下步骤：

步骤1、播种：a.进行秋翻地，打破犁底层，翻后拖平耙压；b. 采用机械播种的方式，将夏玉米种子单双粒播种后覆土；播种的密度为7～8万株/hm

步骤2、播种后管理：播种后及时采用喷灌浇蒙头水，以保证出芽率，能正常出苗；待土面干时，喷洒农药和除草剂进行封闭处理；

步骤3、开花前管理：玉米大喇叭口期追施尿素，施入尿素后进行覆土处理，并及时灌水，减少氮肥损失。

根据上述的提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，步骤1中夏玉米的种植要求为：田间采用单双粒播种，预留80cm宽观察道；磷、钾肥在播种前作为底肥一次性施入，施用量分别为100 kg/hm

根据上述的提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，步骤1夏玉米种子的选择：选择纯度高、长势好，颗粒饱满的玉米，采摘其种子备用。

根据上述的提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，步骤2中所述播种后管理：种子发芽，种苗长到三叶一心时，以尿素为氮源肥料进行开沟施肥，施用量为16.3公斤/亩，将硝化抑制剂按照使用量1.5公斤/亩，与尿素混合后施入土壤。

根据上述的提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，步骤3中所述开花前管理：种苗长大，在玉米大喇叭口期追施尿素，施用量为16.3公斤/亩，施入尿素后进行覆土处理。

根据上述的提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，播种后及时封闭除草，玉米生育期内适时中耕除草和喷洒农药防治病虫害。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

本发明方法通过在玉米生长的相应阶段对氮肥进行合理运筹，增施氮肥添加剂，有助于提高玉米对氮素的吸收和利用量，在减少施氮量时不降低提高玉米产量，同时能促进玉米对氮素的代谢，氮肥利用率可达到30％左右。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

图1不同施氮处理对玉米不同生育期功能叶片SPAD值的影响；

图2a不同施氮处理对玉米花后穗位叶NR酶活的影响；

图2b不同施氮处理对玉米花后穗位叶GS酶活的影响；

图3不同施氮处理对施肥后土壤耕层土壤硝态氮和铵态氮含量的影响；

图4a不同施氮处理对成熟期玉米植株干物质重的影响；

图4b不同施氮处理对成熟期玉米植株干物质分配比例的影响；

图5a不同施氮处理对不同生育期玉米氮素累积量的影响；

图5b不同施氮处理对不同生育期玉米成熟期氮素分配的影响。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种提高夏玉米大田生长过程中氮肥利用效率的方法，包括以下步骤：

步骤1、播种：a.进行秋翻地，打破犁底层，翻后拖平耙压；b. 采用机械播种的方式，将夏玉米种子单双粒播种后覆土；播种的密度为7～8万株/hm2，株距为0.5～0.7m，播深为3～5cm；

步骤2、播种后管理：播种后及时采用喷灌浇蒙头水，以保证出芽率，能正常出苗；待土面干时，喷洒农药和除草剂进行封闭处理；

步骤3、开花前管理：玉米大喇叭口期追施尿素，施入尿素后进行覆土处理，并及时灌水，减少氮肥损失。

步骤1中夏玉米的种植要求为：田间采用单双粒播种，预留80cm 宽观察道；磷、钾肥在播种前作为底肥一次性施入，施用量分别为 100kg/hm

步骤2中所述播种后管理：种子发芽，种苗长到三叶一心时，以尿素为氮源肥料进行开沟施肥，施用量为16.3公斤/亩，将硝化抑制剂按照使用量1.5公斤/亩，与尿素混合后施入土壤。

步骤3中所述开花前管理：种苗长大，在玉米大喇叭口期追施尿素，施用量为16.3公斤/亩，施入尿素后进行覆土处理。播种后及时封闭除草，玉米生育期内适时中耕除草和喷洒农药防治病虫害。

本发明通过设置不同的氮肥减施水平，并添加特定的新型硝化抑制剂，并以陶氏益农产品—“伴能”作为参比，研究各处理下的玉米生育期和农艺性状的变化，分析叶片生理指标的差异，评价玉米生物产量、经济产量和氮素利用效率，进而探讨在玉米种植中适宜的施氮量和添加新型硝化抑制剂的施用效果。

一、小区试验：

1、试验设计

试验地点为河南省农业科学院河南现代农业研究开发基地(原阳)，试验采取单因素随机区组设计，共8个处理，包括正常肥料施用水平(N100％)；减施氮肥10％+“新型硝化抑制剂”(N-10％+ 新型硝化抑制剂)；减施氮肥10％(N-10％)；减施氮肥20％+“新型硝化抑制剂”(N-20％+新型硝化抑制剂)；减施氮肥20％(N-20％)；减施氮肥20％+“伴能”(N-20％+拌能)；减施氮肥30％+“新型硝化抑制剂”(N-30％+新型硝化抑制剂)；减施氮肥30％(N-30％)。每个处理3次重复，种植密度4500株/亩，8行区，行长5m，小区间距1.2m。减肥试验需要避免组间干扰，各重复小区间距在0.8米以上。试验时间为2019.6.15-2019.9.27，2020年试验为2020.6.4-。

试验前采用“S”曲线法采集土壤基础样品，测定基础值，其基本化学性质为：全氮0.46mg/kg、碱解氮62.7mg/kg、速效磷36.8mg/kg、速效钾172.49mg/kg、有机质5.37％和pH8.46。

2、试验材料及施用方法

供试品种：郑单958；

施肥量：15kgN-8kgP

施肥方法：分别以尿素(46％)、过磷酸钙(12％)和硫酸钾(52％) 为氮、磷和钾源肥料。氮肥按5:5分基施和大喇叭口期追施两次施用。磷、钾肥为过磷酸钙和硫酸钾，播前一次性均匀施入土壤。注意：“新型硝化抑制剂”、“伴能”需要和尿素混拌均匀后再施入土壤。

田间管理措施：与当地大田生产一致，每项田间管理措施均在同一天内完成。试验期间记录日温度变化及降雨情况，同时做好防病虫害措施。

测定项目：生育期、株高、穗位高、雄穗长、雄穗分支数、不同生育期SPAD、穗位叶NR和GS酶活、干物质重、含氮量、产量及其构成因素。

为了考察两种增效剂对土壤氮素转运的影响，于施肥后0(施肥当天)、5、10、15、25、40、70天和收获期，在正常氮处理、减施氮肥20％+“新型硝化抑制剂”处理、减施氮肥20％处理、减施氮肥 20％+“伴能”处理分别取0-30cm混合土样(3个重复的混合土样)，取后立即测定铵态氮、硝态氮含量。

3、试验结果(2019年)：

3.1对生育期和株型的影响

由表1可知，各处理之间的差异不明显，总的来看，以N-30％+ 新型硝化抑制剂处理的抽雄、散粉、吐丝所需天数相对较长，分别为 51.3d、53.3d和53.0d。各处理之间的株高、穗位高、雄穗长和雄穗分支数无显著差异，平均为263.2cm、128.1cm、29.9cm和14.1。

表1不同氮肥处理对玉米生育期和株型的影响

3.2对生理指标的影响

从图1中可以看出，随生育期延长，叶片SPAD显著增加，在花后20d达最大(61.8)，之后显著下降。随生育期延长，N100％处理下叶片SPAD较高，灌浆后期，N-10％+新型硝化抑制剂处理下的 SPAD相对较高。

图2显示，玉米灌浆期间，叶片NR和GS酶活在花后20d达最大(669.3和659.0U/L)，之后显著下降。各处理间，以N-20％+新型硝化抑制剂处理下NR和GS酶活最高，且后期下降趋势较为平缓，其次是N100％和N-10％+新型硝化抑制剂处理。

3.3对土壤矿物态氮的影响

施肥后，随生育期的推进，玉米耕层土壤NO3--N和Nmin含量表现不一致，大致表现为N100％＞N-20％＞N-20％+拌能＞N-20％+ 新型硝化抑制剂(图3)。

3.4对干物质和氮素累积及分配的影响

从图4中可以看出，成熟期植株干物质重平均约为269.6g/株，茎、叶、鞘、穗轴、苞叶和籽粒分别为38.4、34.9、16.1、18.2、11.8 和150.3g/株，分别占14.2％、12.9％、5.9％、6.7％、4.4％和55.9％。各处理表现为，茎、叶、鞘和籽粒重以N-20％+新型硝化抑制剂处理较高，其次是N-10％+新型硝化抑制剂，穗轴和苞叶则以N-20％+拌能最高，均以N-30％为最低。

从图5a中可以看出，随生育期的延长，植株氮素累积量不断增加，至成熟期达最高。生长前期以N100％，N-10％+新型硝化抑制剂和N-10％处理的氮素累积量为最高，从花后10d开始，N-20％+新型硝化抑制剂处理氮素累积增速较高，在成熟期氮素累积量达最高为 3.29g/株，N-100％和N-10％+新型硝化抑制剂处理最终的氮素累积量也较高，而整个生育期，N-30％处理的氮素累积量均较低。图5b显示，成熟期茎、叶、鞘、穗轴、苞叶和籽粒中氮素累积量分别占植株 9.7％、17.3％、3.2％、2.6％、4.1％和63.0％。氮收获指数以N-30％处理为最高，平均约为66.1％，以N-20％+新型硝化抑制剂处理为最低 (57.0％)。

3.5对产量及其构成的影响

表2显示了不同氮肥处理下玉米籽粒产量及其构成因素的变化。从中可以看出，各处理中，籽粒产量以N-20％+新型硝化抑制剂、N-20％+拌能、N-10％+新型硝化抑制剂和N100％处理为最高，平均约为10.8t/hm

表2不同氮肥处理对玉米籽粒产量及构成因素的影响

表3显示了不同氮肥处理对玉米氮肥利用效率的影响。从中可以看出，各处理中，氮肥利用率和农学效率以N-20％+新型硝化抑制剂最高，生理效率和偏生产力以N-30％+新型硝化抑制剂最高，综合来看，以N-20％+新型硝化抑制剂的氮素利用效率最高。

3.6对氮肥利用效率的影响

表3不同氮肥处理对玉米氮肥利用效率的影响

4、结论

与正常氮处理相比，氮肥减施10％后添加新型硝化抑制剂，玉米生长后期叶片的SPAD和叶绿素叶片性能指数无显著降低，氮肥减施20％添加新型硝化抑制剂表现出较高的氮素代谢酶NR和GS活性、茎和叶干物质重、籽粒产量以及氮肥利用率，因此可推测，在本试验地区内，氮肥减施20％添加新型硝化抑制剂，能够保证玉米生育后期的氮素利用，维持中后期叶绿素含量和氮素代谢酶活性，协调玉米各器官对氮素的吸收、运转和分配，达到高产高效的目标。本次试验结果仅对供试样品负责。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。