CN102918980B - 冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法，氮肥采用60％～100％大田专用缓控释尿素配合普通尿素，将上述肥料作基肥于小麦播前整地时均匀撒施于地表，后通过耕作将其翻入30cm深的土层中；夏玉米季于5叶期在距播种行10-15cm开10cm深的沟施入作追肥。该方法为冬小麦/夏玉米轮作高产体系实施高产简化施肥技术提供科学依据。

Description

冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素在一基一追运筹模式下的施用方法。

背景技术

冬小麦、夏玉米是我国两大主要粮食作物，施用氮肥是提高其单产水平的重要措施。为满足高产冬小麦、夏玉米需肥规律的要求，目前在冬小麦/夏玉米轮作中，氮肥施用模式通常采用一基三追，即施用一次基肥加三次追肥，该模式虽可增加作物产量和提高氮肥利用率，但却增加了施肥的劳动强度和成本，与当前我国农村劳动力短缺的现实情况极不相适应。另一方面，缓控释肥料正成为氮肥发展的方向，因此针对粮食主产区冬小麦/夏玉米轮作中农业经济与技术发展现状，结合新型肥料研究冬小麦/夏玉米轮作简化施肥技术对持续提高冬小麦和夏玉米作物的产量，降低生产成本，保障国家的粮食安全具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了冬小麦夏玉米轮作肥料一基一追运筹模式下大田专用缓控释尿素的施用方法，该方法为冬小麦/夏玉米轮作高产体系实施高产简化施肥技术提供科学依据。其技术方案如下：

一种冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法，氮肥采用60％～100％大田专用缓控释尿素配合普通尿素，将上述肥料作基肥于小麦播前整地时均匀撒施于地表，后通过耕作将其翻入20-30cm深的土层中；夏玉米季于5叶期在距播种行10-15cm开10cm深的沟施入作追肥。

进一步优选，氮肥采用80％大田专用缓控释尿素配合20％普通尿素。

所述大田专用缓控释尿素由下述重量分数的原料组成：

尿素30-45、磷酸一铵10-45、包裹材料20-45；

粘结剂10-15；

密封剂3-5；

包裹材料为氧化钙和氧化镁的混合物；氧化钙和氧化镁的重量比为：

氧化钙∶氧化镁＝1.1-1.4；

粘结剂为磷酸与硫酸混合物；磷酸浓度为70％，硫酸浓度为20％；磷酸和硫酸的重量比为：

磷酸∶硫酸＝1∶1-1.2；

尿素中N≥46％，包裹材料的粒度≥100目、磷酸一铵中：N≥46％P₂O₅≥44％。

所述大田专用缓控释尿素的制备方法包括以下步骤：

1)将配方中尿素和磷酸一铵置入造粒圆盘中造粒，颗粒直径为2-4mm；

2)向造粒圆盘中喷粘结剂和包裹材料；

3)当成球达到80％以上时，进入干燥筒自然干燥，经过冷却、分筛；

4)用密闭剂对颗粒进行喷涂，经过计量、包装。

本发明的有益效果：本发明冬小麦-夏玉米轮作氮肥施用采用60％～100％缓控释尿素配施普通尿素一基一追模式其产量均显著高于冬小麦-夏玉米轮作氮肥施用采用100％尿素一基三追模式或与之持平，其中80％缓控释尿素+20％普通尿素和100％缓控释尿素处理两季总产量超过吨半粮，并与传统应用普通尿素一基三追相比，显著提高了氮肥利用率和农学效率，从而可实现高产高效简化施肥的目标。

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作进一步详细地说明。

试验时间、地点

本研究田间试验于2008.10-2010.10安排在河南省鹤壁市浚县农科所科技园区(35.17°N，114.14°E)冬小麦/夏玉米轮作超高产攻关田。该试验点位于河南省北部太行山东麓和华北平原的过渡地带，地下水资源丰富，属暖温带半湿润型季风气候，年太阳辐射总量110.8kJ·cm^-2，年日照时数2311.8h，农田灌排便利，土壤类型为潮土，土壤质地为粘壤质，土壤基础肥力见表1，试验期间降雨量量表2。

表1供试土壤0-40cm基础肥力状况

Table 1Basic fertility status of the tested soil in 0-40cm

表2试验期间降雨分布

Table 2Precipitation in crop growth season(mm)

试验方法

试验设计试验共设5个处理，即CK：2008.6-201.10冬小麦/夏玉米轮作周期中不施氮肥；CK1：氮肥供应全部采用普通尿素(以下简称100％普通尿素)，轮作周期不同时期氮肥运筹采用一基三追的常规施肥模式，即以轮作周期施氮量(N)540kg·hm^-2为基础，小麦基施25％+小麦拔节期施25％+玉米5叶期施25％+玉米10叶期施25％；T1-T3为缓控释尿素与普通尿素不同配合处理，轮作周期不同时期氮肥运筹采用一基一追施肥模式，即小麦基施50％，玉米基施50％，其中T1为100％缓控释尿素一基一追施肥处理(以下简称100％缓控释尿素)；T2为80％缓控释尿素+20％普通尿素一基一追施肥处理(以下简称80％缓控释尿素)；T3为60％缓控释尿素+40％普通尿素(以下简称60％缓控释尿素)。上述施氮处理中，轮作周期施氮量总量为540N kg·hm^-2，施肥时期及施用量见表2。各处理均另施用相同数量的磷肥和钾肥，其中P₂O₅、K₂O施用量均为每季120kg·hm^-2。

供试缓控释尿素品种采用河南农业大学自主研制的大田专用缓控释肥。磷肥品种为过磷酸钙，钾肥品种为氯化钾。肥料施用方法是：小麦基肥于播前整地时均匀撒施于地表，后通过耕作将其翻入30cm深的土层中，其中小麦季磷钾肥作基肥一次施入。小麦拔节期仅追施氮肥，方法是用精量施肥器开沟条施，施后灌水；夏玉米追肥均在距播种行10-15cm开10cm深的沟施入，其中玉米季应施用的磷肥和钾肥全部于第一次追肥时施入。试验小区面积为10×4m²，4次重复，随机区组排列。2008-2009、2009-2010冬小麦/夏玉米两个轮作周期中所采用的小麦/玉米品种组合及其种植密度分别为矮抗58(225万苗·hm^-2)/郑单958(75000株·hm^-2)。田间其它管理如灌水、病虫草害防治等均采用超高产攻关田推荐的管理措施进行。

表3试验设计

Table 3Experimental design

样品采集

土壤样品：分别于试验前以及冬小麦、夏玉米每季收获后在试验小区采用5点采样法采集0-200cm的土样，每20cm为一层。新鲜土壤样品混匀后经低温保存，快速运回实验室，放入-12℃的冰柜冷冻保存待分析。

植株样品：在冬小麦及夏玉米收获期收每个小区采集有代表性的植株样品，在105℃条件下杀青15min，再在65℃下烘干至恒重，粉碎后分析植株全氮含量。

样品分析

土壤样品NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N的含量测定：称取解冻后的土壤样品12g样品放入250ml的塑料瓶中，加入0.01mol/L的氯化钙溶液100ml，在震荡机上震荡1h(25℃，150r·min^-1)，取过滤后的溶液，用德国生产的AAA-3型流动注射分析仪测定NO₃-N、NH₄ ⁺-N的含量；同时，用烘干法测定新鲜土壤样品的含水量；根据土壤各层容重计算出土壤NO₃N、NH₄ ⁺-N的积累量。

植株全氮和基础土壤样品的养分含量的测定均采用常规分析方法^[23]。

收获和计产

冬小麦成熟后，每个小区收获4m²计产，并按照国家小麦安全储藏的13％含水量折算产量，另取1米双行，进行考种，调查穗长、穗粒数和千粒重等；夏玉米成熟后，每个小区收获中间两行夏玉米的籽粒计产(小区共种植6行)，按照国家玉米安全储藏的14％含水量折算产量。每小区另取20穗进行考种，调查穗长、穗粒数和百粒重等。

有关指标的计算

增产率(％)＝(施氮处理作物产量-不施氮处理作物产量)×100/不施氮处理作物产量；

籽粒粗蛋白含量(protein content，％)＝籽粒全氮含量×6.25；

氮肥利用率(recovery efficiency of applied N，％)＝(施氮处理作物地上部植株氮素积累量-对照处理作物地上部植株氮素积累量)×100/氮肥施用量；

氮肥农学效率(agronomic efficiency of applied N，％)＝(施氮处理作物产量-对照处理作物产量)×100/氮肥施用量；

土壤无机氮积累量(soil mineral N accumulation，kg·hm^-2)＝土壤容重(g·cm^-3)×土壤无机氮含量(mg·kg^-1)×土层厚度(cm)/10；

统计分析试验数据用Excel和DPS统计软件进行数据处理与统计分析。

结果与分析

一基一追模式下普通尿素与缓控释尿素配施对冬小麦、夏玉米产量的影响从表3可以看出，2008-2010轮作周期，冬小麦和夏玉米施氮均有显著增产效果，其中2季冬小麦施氮分别增产12.25％～18.33％、19.78％～27.76％；2季夏玉米施氮分别增产32.94％～43.48％、46.00％～66.76％；2个轮作周期施氮冬小麦/夏玉米分别增产23.70％～29.82％、35.34％～44.64％。

与100％普通尿素分次施用(CK1)相比，在小麦上，100％缓/控释氮肥一次施用(T1)产量与前者无显著差异，而80％缓/控释尿素或60％控释尿素一次施用处理(T2、T3)的产量却显著低于前者；在玉米上，缓控释尿素与普通尿素配合一次施用各处理的产量与100％普通尿素分次施用(CK1)相比均显著增加或持平，其中以80％缓控释尿素处理(T2)产量最高，两年试验中产量均显著高于100％普通尿素(CK1)，100％缓控释尿素处理位于其次，在第二年的试验中显著高于100％普通尿素(CK1)，60％缓控释肥处理产量最低。

从轮作周期总产量考虑，缓控释肥与普通尿素配合各处理其产量均显著高于100％普通尿素或与其持平，两年均实现了亩产吨半粮。其中以80％缓控释尿素处理(T2)产量最高，两年试验中产量均显著高于100％普通尿素处理(CK1)，100％缓控释尿素处理(T1)位于其次，在第二个轮作期中产量亦显著高于100％普通尿素处理(CK1)。

表4不同处理对冬小麦、夏玉米产量的影响

Table 3Effect of different treatments on yield of winter wheat and summer maize

注：同列数值后不同小写字母表示差异达到5％的显著水平。

一基一追模式下普通尿素与缓控释尿素配合对冬小麦、夏玉米籽粒粗蛋白含量的影响

从表4可以看出，2008-2010轮作周期，施用氮肥显著增加了冬小麦和夏玉米籽粒中粗蛋白含量，其中2季冬小麦100％尿素分次施用处理籽粒中粗蛋白含量分别提高5.72％和4.23％，两季夏玉米分别提高5.08％和4.19％。与100％普通尿素(CK1)相比，两年试验中，缓控释尿素与尿素配施各处理冬小麦和夏玉米籽粒蛋白质含量与其无显著差异。

表5不同处理对冬小麦、夏玉米籽粒蛋白含量的影响(％)

Table 4Effect of different treatments on crude protein content of winter wheat andsummer maize grain(％)

注：同列数值后不同小写字母表示差异达到5％的显著水平。

一基一追模式下普通尿素与缓控释尿素配合对氮肥利用率和农学利用率的影响

与普通尿素分次施用(CK1)相比，在冬小麦上，除100％缓控释尿素处理(T1)与100％普通尿素处理(CK1)无显著差异外，80％缓控释尿素或60％缓控释尿素处理(T2、T3)其氮肥利用率和氮肥农学效率均显著低于普通尿素处理(CK1)；而在夏玉米上，缓控释尿素与普通尿素配合一次施用各处理其氮肥利用率和氮肥农效率均显著高于或不低于100％普通尿素处理(CK1)，其中两年试验中100％或80％缓控释肥一次施用(T1、T2)其上述指标均显著高于100％普通尿素处理(CK1)，60％缓控释肥一次施用(T3)其上述指标于第2季也显著高于100％普通尿素处理(CK1)。从冬小麦/夏玉米轮作周期考虑，缓控释尿素与普通尿素配合一次施用各处理其氮肥利用率和氮肥农学效率均显著高于或不低于100％普通尿素处理(CK1)。其中以100％和80％缓控释尿素与普通尿素配合一次施用(T1)其氮肥的利用率和氮肥农学效率最高，在两年试验中均显著高于100％普通尿素处理(CK1)。

表6不同处理对冬小麦、夏玉米氮肥利用率和农学利用率的影响

Table 5Effect of different treatments on N fertilizer recovery efficiency and agronomic efficiency of winterwheat and summer maize

注：同列数值后不同小写字母表示差异达到5％的显著水平。一基一追模式下普通尿素与缓控释尿素配合对冬小麦/夏玉米轮作土壤无机氮动态的影响

从2008-2009冬小麦夏玉米轮作周期对土壤无机氮的测定结果表明，各施氮处理0-20cm无机氮含量均高于不施氮的处理。100％普通尿素处理(CK1)土壤无机氮水平在整个轮作周期变化较大，其含量高低受采样前是否施肥以及作物生育时期影响很大。小麦季，苗期和拔节期土壤无机氮含量分别受基肥施入和拔节期追肥施入的影响其含量处于较高水平；但小麦灌浆与收获期，由于取样时作物经历了作物吸氮高峰期，土壤无机氮则至较低水平。夏玉米季，拔节期和吐丝期，由于受到拔节前和吐丝前施肥的影响，该处理无机氮也保持较高的水平，但10叶期和吐丝后35天，该处理无机氮含量均已降至较低水平。与该处理相比，缓控释尿素配合普通尿素各处理土壤无机氮在整个轮作周期变化相对较为平稳，其中施用100％缓控释尿素处理土壤无机氮是各缓控释尿素处理中变化最小的，而80％缓控释尿素以及60％缓控释尿素处理土壤无机氮的变化介于两者之间。100％缓控释尿素处理前期供氮水平较低，在小麦拔节期土壤无机氮水平虽不及100％尿素分次施用处理，但相对最高，而开花后则保持了相对较高的氮素供应；80％缓控释尿素处理以及60％缓控释尿素处理因肥料中有一定比例的速效氮肥，虽前期供氮水平较高，但在小麦拔节期及以后土壤无机氮水平则均不及100％普通尿素分次施用处理，反映该处理中后期供氮不足。夏玉米季，100％缓控释尿素处理拔节期和吐丝期土壤无机氮水平显著低于施用普通尿素处理，但后期则保持相对较高的供氮水平；60％缓控释尿素处理虽前期供氮较高但后期无机氮供应水平则较低；80％缓控释尿素处理与夏玉米各关键生育期对氮素的需求则有比较好的吻合。

以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法，其特征在于，氮肥采用60％～100％大田专用缓控释尿素配合普通尿素，将上述氮肥作基肥于小麦播前整地时均匀撒施于地表，后通过耕作将其翻入20-30cm深的土层中；夏玉米季于5叶期在距播种行10-15cm开10cm深的沟施入作追肥，氮肥采用80％大田专用缓控释尿素配合20％普通尿素， 

所述大田专用缓控释尿素由下述重量分数的原料组成： 

尿素30-45、磷酸一铵10-45、包裹材料20-45； 

粘结剂10-15； 

密封剂3-5； 

包裹材料为氧化钙和氧化镁的混合物；氧化钙和氧化镁的重量比为： 

氧化钙：氧化镁=1.1—1.4； 

粘结剂为磷酸与硫酸混合物；磷酸浓度为70％，硫酸浓度为20％；磷酸和硫酸的重量比为： 

磷酸：硫酸=1：1-1.2； 

尿素中N≥46％，包裹材料的粒度≥100目、磷酸一铵中：N≥46％，P₂O₅≥44％。 

2.根据权利要求1所述的冬小麦夏玉米轮作大田专用缓控释尿素一基一追施肥方法，其特征在于，所述大田专用缓控释尿素的制备方法包括以下步骤： 

1)将配方中尿素和磷酸一铵置入造粒圆盘中造粒，颗粒直径为2-4mm； 

2)向造粒圆盘中喷粘结剂和包裹材料； 

3)当成球达到80％以上时，进入干燥筒自然干燥，经过冷却、分筛； 

4)用密闭剂对颗粒进行喷涂，经过计量、包装。