CN106242928A - 含定量dcd配比的小麦用无机肥料及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是涉及无机肥料以及施肥方法技术领域，具体公开了含定量DCD配比的小麦用无机肥料，该肥料组分包括氮肥、磷肥和钾肥，分别以N、P2O5和K2O计量，其质量配比满足N:P2O5:K2O=225:120:150，所述氮肥中还包括DCD，其添加量为N质量的5%，所述DCD为双氰胺；所述磷肥、钾肥和部分的氮肥为基肥，剩余的氮肥为追肥，且基肥中含总N的50%wt，追肥中含总N的50%wt，所述DCD在基肥和追肥中的质量比为5:5。本发明小麦用无机肥料施用后能够提高小麦产量、降低施肥成本、提高氮肥利用率并减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是涉及无机肥料以及施肥方法技术领域。
背景技术
华北平原是我国粮食主产区，粮食总产量占全国1/7，粮食增产方式主要以农民增加化肥投入来实现，华北小麦季平均施纯氮量达301.5kg/hm2。目前，施用最广的氮肥有普通尿素、碳酸氢铵和复合肥等。
普通尿素价格便宜、适用性广，可做基肥、追肥，是目前我国用量最大的氮肥。碳酸氢铵虽然适用各种类型土壤，但其稳定性差、易分解挥发产生刺激性气味，施用方法繁琐，目前已被大多数农民弃用。
含氮复合肥种类繁多，施用方便，但效果良莠不齐，且不能方便的调整各种养分比例以适应不同作物需要。此类氮肥是非常活跃的氮肥品种，其施入土壤后，在硝化细菌的作用下，很快从正电荷的铵态氮形态转化成为负电荷的硝态氮形态，而土壤本身带有负电荷，因此铵态氮会与土壤相互吸附而不易流失，硝态氮则与土壤电性相斥，在灌溉水和雨水的冲刷下就很容易造成淋溶流失，氮肥利用率降低。同时，硝态氮在反硝化细菌和反硝化细菌的作用下，可以形成温室气体N2O。N2O对全球气候变暖增温贡献达2%～4%，其增温潜势是CO2的298倍。
已有的氮肥品种和过量的施肥方式导致我国目前的氮肥利用率仅为30%～35%，大部分氮肥通过径流、淋失和挥发等方式进入土壤、水体和大气。这一方面造成了资源和财富的浪费，另一方面也导致了土壤环境、水体环境和大气环境的污染。
双氰胺，缩写DICY或DCD，白色结晶粉末，化学式C2H4N4，可溶于水、醇等，其挥发性弱、不易吸湿、用量小，在土壤中没有毒性残留。DCD属于硝化抑制剂又称氮肥增效剂，能够提高氮肥稳定性，增加氮肥肥效。它主要是通过抑制土壤中的亚硝化单胞菌属的数量与种群结构，减少微生物分泌氨单加氧酶和羟胺还原酶的数量或降低其活性，抑制土壤中NH4 +被氧化为NO2 −，抑制土壤硝化作用和优化控制土壤中一定铵硝 (NH4 +/ NO3 −)比例，且不影响土壤中其他异养微生物活性。在一定时间内，双氰胺可以抑制或降低亚硝化细菌的活性，加入双氰胺后，肥料中的铵可被稳定6～8周，稳定时间的长短取决于施用的氮总量和相应加入双氰胺的比例，此外还受土壤温度和湿度等影响。
因此，有必要研发一种适于在华北平原施用的含DCD的小麦用无机复合肥料，以提高氮肥利用率，降低氮肥使用量以及施肥成本，减少氮肥流失对土壤环境、水体环境和大气环境的污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供含定量DCD配比的小麦用无机肥料及其使用方法，该肥料为复合肥，其所含氮肥的稳定性高，氮素在施用过程中的硝化损失低，氮肥的利用率较高，同时，该肥料施用量低，施肥成本低，能够显著使小麦增产，降低对环境的污染。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：含定量DCD配比的小麦用无机肥料，该肥料组分包括氮肥、磷肥和钾肥，分别以N、P2O5和K2O计量，其质量配比满足N:P2O5:K2O=225:120:150,所述氮肥中还包括DCD,其添加量为N质量的5%，所述DCD为双氰胺；
所述磷肥、钾肥和部分的氮肥为基肥，剩余的氮肥为追肥，且基肥中含总N的50%wt，追肥中含总N的50%wt，所述DCD在基肥和追肥中的质量比为5:5。
所述磷肥和钾肥分别为过磷酸钙和氯化钾，所述氮肥为尿素、硫酸铵、硝硫酸铵或硝铵尿素。作为优选，所述氮肥为尿素。
如上所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，包括： 将所述基肥在小麦播种期一次性施入土壤，将所述追肥在在小麦返青期随灌水追施。
作为优选，所述小麦用无机肥料中氮、磷、钾的每公顷施用量，以N、P2O5、K2O计量，分别为225 kg、120 kg、150kg。
进一步地，该使用方法用于冬小麦-夏玉米轮作系统中处于小麦种植期的小麦/玉米田。
进一步地，所述冬小麦-夏玉米轮作系统中的小麦/玉米田在玉米种植期施用含定量DCD配比的玉米用无机肥料，所述玉米用无机肥料包括添加DCD的氮肥，所述玉米用无机肥料中DCD的添加量为其氮肥中N质量的5%。
进一步地，所述玉米用无机肥料中N的每公顷施用量为300kg。
进一步地，所述玉米用无机肥料中的氮肥和DCD分两次施用于小麦/玉米田，一次在玉米播种期一次性施入土壤，占所述玉米用无机肥料中的氮肥总N的40%wt，另一次在玉米大喇叭口期结合降雨或灌水追施，占所述玉米用无机肥料中的氮肥总N的60%wt，所述玉米用无机肥料中的DCD在两次施肥中的质量比进一步地，所述玉米用无机肥料还包括磷肥和钾肥，其磷肥和钾肥在玉米播种期一次性施入土壤；所述玉米用无机肥料中的氮肥、磷肥和钾肥分别以N、P2O5和K2O计量，其质量配比满足N:P2O5:K2O=300:90:150。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明小麦用无机肥料通过氮总量和相应加入双氰胺（DCD）的比例控制以及磷肥、钾肥的配比，能够配合华北地区冬小麦-夏玉米轮作系统的土壤环境，利用双氰胺抑制或降低亚硝化细菌的活性，使肥料中的铵被稳定较长时间，能够起到长效施肥的效果，显著降低氮肥的流失。本发明小麦用无机肥料施用于小麦农田后，与传统肥料配方相比，小麦产量增加明显，肥料施用量降低，施肥成本降低，N2O排放总量显著减少，能够降低对环境的污染。
具体实施方式
为了解决华北小麦田使的无机肥料氮肥流失率高导致的肥效低、施肥成本高、施肥用量大，以及严重污染环境等问题，本发明提供了一种含定量DCD配比的小麦用无机肥料，通过氮总量和加入DCD比例的控制，以及其与磷肥、钾肥的配比优化，能够提高小麦产量、降低施肥成本、提高氮肥利用率并减少环境污染。
本发明小麦用无机肥料为小麦配方肥，含氮、磷、钾养分以及硝化抑制剂双氰胺（DCD），DCD的添加比例为纯氮用量的5%，氮、磷、钾的每公顷施用量，以N、P2O5、K2O计量，分别为225kg、120 kg、150kg。氮、磷、钾养分分别由尿素（含N 46%）、DCD(含N 66.5%)、过磷酸钙（含P2O5 16%）和氯化钾（含K2O 57%）提供。磷、钾肥均全部做基肥一次性施入土壤。小麦季氮肥处理总氮量的50%作基肥，50%的氮肥在返青期结合降雨或灌水追施, DCD基追比均为5:5。
华北地区玉米种植农田多属于冬小麦-夏玉米轮作系统，作物轮作，亦叫作物换茬，是指在同一块田地上有顺序地轮换种植不同作物的种植方式。作物轮作除能够充分利用自然土地资源外，还能够促进作为生长发育、提高作物产量、改善产品品质、改善土壤理化性状、增加土壤生物多样性、减少病、虫、杂草危害等。
因此，冬小麦-夏玉米轮作系统中玉米施肥和小麦施肥统筹配合施用，能够起到事半功倍的效果，能够进一步提高肥效、增加作物产量，降低肥料尤其是氮肥对环境的污染。基于此，本发明还公开了一种含定量DCD配比的玉米用无机肥料，能够与小麦配方肥配合使用，适用于冬小麦-夏玉米轮作系统。
该玉米用无机肥料为玉米配方肥，含氮、磷、钾养分以及硝化抑制剂双氰胺（DCD），DCD的添加比例为纯氮用量的5%，氮、磷、钾的每公顷施用量，以N、P2O5、K2O计量，分别为300kg、90 kg、150kg。氮、磷、钾养分分别由尿素（含N 46%）、DCD(含N 66.5%)、过磷酸钙（含P2O5 16%）和氯化钾（含K2O 57%）提供。磷、钾肥均全部做基肥一次性施入土壤。玉米季氮肥处理总氮量的40%作基肥，60%的氮肥在大喇叭口期结合降雨或灌水追施, DCD基追比均为4:6。
下面举试验例对本发明配方肥料及其效果作进一步说明。
本试验从夏玉米开始，2013年6月12日播种，9月30日收获；10月1日播种下茬冬小麦，2014年6月12日收获。玉米、小麦试验均设3个处理，包括农民传统肥料配方（a）、新型肥料配方无添加DCD（b）、新型肥料配方添加DCD（c）三个处理，见表1。每个处理重复3次，随机排列。三个处理磷、钾肥用量完全一致；小麦肥传统配方纯氮用量为285kg·hm-2，新型肥料配方处理纯氮量均为225kg·hm-2；玉米肥传统配方纯氮用量为392kg·hm-2，新型肥料配方处理纯氮量均为300kg·hm-2。
其中硝化抑制剂DCD用量为纯N用量的5.0%。各处理中的磷、钾肥均全部做基肥一次性施入土壤。玉米季氮肥处理总氮量的40%作基肥，60%的氮肥在大喇叭口期结合降雨或灌水追施,DCD基追比为4:6；小麦季氮肥处理总氮量的50%作基肥，50%在返青期随灌水追施，DCD基追比为5:5。两季各小区坐落位置相同，小区面积8.5×6=51（m2）。各处理除施肥量不同外，其他田间管理措施均按照当地高产田措施进行。
试验结果如下。
产量及经济效益
从表2不同配方肥处理的产量及经济效益可以看出，与农民传统肥料配方相比，小麦新型肥料配方处理产量分别增加了117.7和337.3 kg·hm-2；等氮量条件下，添加DCD后，产量增加了219.6 kg·hm-2。玉米季，新型肥料配方处理产量较农民传统肥料处理分别增加了1069和1250.1 kg·hm-2；等氮量条件下，添加DCD后，产量增加了181.1 kg·hm-2。
与传统肥料配方相比，小麦季b、c处理肥料成本分别下降234.0和9.0元·hm-2，纯收益分别增加469.4和683.5元·hm-2。等氮量条件下，与处理b比，处理c纯收益增加214.1元·hm-2。玉米季b、c处理肥料成本分别下降356.9和56.9元·hm-2，纯收益分别增加2708.7和2807.2元·hm-2。等氮量条件下，与处理b比，处理c纯收益增加98.5元·hm-2。
关于表2的说明：夏玉米/冬小麦各处理的作物籽粒获得的总收入减去肥料成本减去其他田间管理成本定为纯收益。各处理除氮肥用量、种类和施肥用工不同外，其余田间管理措施均一致。试验年份玉米、小麦籽粒收购价分别为2.2元·kg-1和2元·kg-1。施用化肥价格分别为：纯N 3.9元·kg-1，P2O5 5.65元·kg-1，K2O 6.5元·kg-1，DCD 20元·kg-1。其他田间管理成本包括种子、机耕、农药、灌溉、各种农艺措施用工等费用。玉米和小麦种子分别为600和750元·hm-2。施肥用工费每次1500元·hm-2，各处理肥料分基肥、追肥2次施用。玉米和小麦季其他田间管理措施的成本分别为2656.5和2672.25元·hm-2。
温室气体N2O排放总量
表3玉米-小麦季N2O排放总量表明，与农民传统配方处理相比，玉米季和小麦季各新型肥料配方处理的N2O排放总量均明显降低。在玉米季，与农民传统肥料配方相比，新型肥料配方无添加DCD和新型肥料配方添加DCD处理的N2O排放总量分别减少44.2%和69.9%。小麦季，与农民传统肥料配方相比，新型肥料配方无添加DCD和新型肥料配方添加DCD处理的N2O排放总量分别降低47.1%和73.7%。新型肥料配方添加DCD较无添加DCD处理，玉米季和小麦季 N2O排放总量分别降低了46.2%和50.4%。因此，新型肥料配方较农民传统肥料配方可显著降低N2O排放总量；同等施氮量条件下，施用DCD亦可显著降低轮作系统N2O的排放。
以上对本发明进行了详细介绍，本发明中应用具体个例对本发明的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.含定量DCD配比的小麦用无机肥料，其特征在于：该肥料组分包括氮肥、磷肥和钾肥，分别以N、P2O5和K2O计量，其质量配比满足N:P2O5:K2O=225:120:150,所述氮肥中还包括DCD,其添加量为N质量的5%，所述DCD为双氰胺；
所述磷肥、钾肥和部分的氮肥为基肥，剩余的氮肥为追肥，且基肥中含总N的50%wt，追肥中含总N的50%wt，所述DCD在基肥和追肥中的质量比为5:5。
2.根据权利要求１所述的含定量DCD配比的小麦用无机肥料，其特征在于所述磷肥和钾肥分别为过磷酸钙和氯化钾，所述氮肥为尿素、硫酸铵、硝硫酸铵或硝铵尿素。
3.如权利要求1所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，包括：将所述基肥在小麦播种期一次性施入土壤，将所述追肥在在小麦返青期随灌水追施。
4.根据权利要求3所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，所述小麦用无机肥料中氮、磷、钾的每公顷施用量，以N、P2O5、K2O计量，分别为225 kg、120 kg、150kg。
5.根据权利要求3或4所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，该使用方法用于冬小麦-夏玉米轮作系统中处于小麦种植期的小麦/玉米田。
6.根据权利要求5所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，所述冬小麦-夏玉米轮作系统中的小麦/玉米田在玉米种植期施用含定量DCD配比的玉米用无机肥料，所述玉米用无机肥料包括添加DCD的氮肥，所述玉米用无机肥料中DCD的添加量为其氮肥中N质量的5%。
7.根据权利要求6所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，所述玉米用无机肥料中N的每公顷施用量为300kg。
8.根据权利要求6所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，所述玉米用无机肥料中的氮肥和DCD分两次施用于小麦/玉米田，一次在玉米播种期一次性施入土壤，占所述玉米用无机肥料中的氮肥总N的40%wt，另一次在玉米大喇叭口期结合降雨或灌水追施，占所述玉米用无机肥料中的氮肥总N的60%wt，所述玉米用无机肥料中的DCD在两次施肥中的质量比为4:6。
9.根据权利要求8所述含定量DCD配比的小麦用无机肥料的使用方法，其特征在于，所述玉米用无机肥料还包括磷肥和钾肥，其磷肥和钾肥在玉米播种期一次性施入土壤；所述玉米用无机肥料中的氮肥、磷肥和钾肥分别以N、P2O5和K2O计量，其质量配比满足N:P2O5:K2O=300:90:150。
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