CN108575239A - 一种提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法 - Google Patents

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刘卫星
王晨阳
马耕
郭晴
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Abstract

本发明公开了一种提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，1）根据地块的历史种植情况、所在区域的总体情况确定产量水平：2）确定地块地力水平：在冬小麦播种地块，采集耕层土壤样品；随后进行土壤检测，检测有机质、全氮和硝态氮，得到土壤养分检测值，确定土壤地力水平；3）施肥：播种前深耕施基肥，高、中等地力麦田每亩施尿素25‑30斤、低产麦田每亩施尿素30‑40斤，磷肥、钾肥各25‑30斤均匀撒施于麦田；在起身‑拔节期追肥，高、中等地力麦田每亩施尿素25‑30斤、低产麦田每亩施尿素30‑40斤；4）灌水：在起身‑拔节期，施肥时每亩灌水50‑60 m3；若遇到降雨较少年份，在孕穗‑开花期增加1次灌水。

Description

一种提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法
技术领域
本发明涉及小麦生产过程中的氮素化肥养分管理，尤其是涉及一种提高冬小麦氮肥利用效率的施肥方法。
背景技术
氮素在作物生长发育中是必需的营养元素，在粮食增产中的贡献率高达45％左右。小麦是我国重要的粮食作物，在我国的国民经济生产中占有重要的地位。尽管小面积的高产创建不断提高了冬小麦的单产记录，但其产量的提高主要依赖于大量的氮肥、人工及其他资源的投入。2015年我国氮肥施用量达3300万吨，占全世界的30%以上。近10年来，全球氮肥用量增加11M吨，中国占54%。氮肥施用量从1990年的37 M吨增加到2010年的57 M吨，增长了55%，而粮食产量仅增加28%。
农业生产中过量的氮肥投入既提高了生产成本，亦增加了土壤中氮素的残留、淋洗和氧化亚氮（N2O）等温室气体的挥发，导致土壤和地下水污染、大气污染、气候变暖、农副产品残留量过高等一系列生态和安全问题。在保持粮食产量的情况下，提高氮肥利用效率是保障资源可持续利用的有效途径。为此，农业科研工作者研发了一系列旨在提高小麦氮素利用效率的技术。例如，土壤肥力指标法、目标产量配方法和氮素诊断精量施用技术等等，上述背景技术或者仍然停留在依靠传统生产经验、或者依靠复杂的土壤、作物检测进行氮肥管理指导，要么局限在同一地力条件下推荐施肥量，因此生产实际中不能有效指导农民利用相关技术科学施肥。黄淮平原是我国小麦主产区，该区土壤的地力、质地多变，多数农田中的氮肥管理还比较粗放，氮肥投入过量、不足或施入时期偏离等多个氮肥管理问题，造成氮肥利用率比较低。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供了一种根据冬小麦产量指导不同地力土壤水平冬小麦氮肥施用的方法，可快速、方便、有效对小麦施肥量提供科学技术指导，有效减少氮肥施用量、提高氮肥利用效率，降低小麦生产成本。
本发明所采用的技术方案：
一种提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，包括以下步骤：
1）根据地块的历史种植情况、所在区域的总体情况确定产量水平：
以近2-3年内一个地域内小麦产量的平均值作为该区域的产量水平，将产量分为3个等级，
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于500kg/亩时，为高产麦田；
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于300kg/亩、小于500kg/亩时，为中产麦田；
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值小于300kg/亩时，为低产麦田；
2）通过下述步骤，确定地块地力水平：
a，取样：在冬小麦播种前选择能代替当地小麦产量地块，沿 S 型路线，按照“随机” 、“等量”、“多点混合”的原则，每个样品的采样点15-20个，采集耕层土壤样品，按照四分法留取1 kg样品；
b，土壤养分检测：自然通风处风干土样，剔除石块及杂质，随后进行土壤检测，检测有机质、全氮和硝态氮，得到土壤养分检测值，确定土壤肥力水平：有机质小于10 g﹒kg-1、全氮小于0.5 g﹒kg-1，为低地力麦田；有机质10-18 g﹒kg-1、全氮量为0.5-1.0 g﹒kg-1，为中等地力水平麦田；有机质大于18 g﹒kg-1、含氮高于1.0 g﹒kg-1，为高地力麦田；
3）施肥：
a，基肥：播种前深耕，高、中等地力麦田每亩施尿素25-30斤、低产麦田每亩施尿素30-40斤，磷肥、钾肥各25-30斤均匀撒施于犁过麦田，而后耙、磨麦田，以达到混匀肥料的目的；
b，追肥：在起身-拔节期，高、中地力麦田每亩追施尿素25-30斤、低产麦田每亩追施尿素30-40斤；
4）灌水：
在起身-拔节期，施肥时或施肥后每亩灌水50-60 m3；若遇到降雨较少年份，在孕穗-开花期增加1次灌水，每亩灌水40-50 m3。
施基肥时，由于施用单纯的氮、磷、钾肥比较费工、费时，因此可在播前施用氮、磷、钾含量比为15-15-15的复合肥。基肥和拔节期追肥最佳比例为5:5。
本发明的有益效果：
1、本发明提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，克服了传统测土施肥周期长、费用高等不利因素，通过一次测定土壤养分含量，具有易操作、易推广、费用低的特点。同时有助于农民摆脱经验施肥的缺陷，应用科学施肥方法。
2、本发明提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，通过合理地块养分测定，以及采用合理的施肥量，有效的保证了不同地力麦田小麦生长的需要量，最大程度减少了浪费，降低生产成本，实现了冬小麦氮素按需投放，氮素化肥利用效率显著提升。
3、本发明提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，采用根据冬小麦不同产量水平推荐施肥量，无需测定土壤养分的情况下，通过往年产量进行施肥推荐，具有易推广、费用低的特点。在保证产量的同时，产量仅减少1-3%的情况下，氮肥偏生产力可提高35%-49%。
附图说明
图1：氮肥基追比对小麦产量的影响示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本发明提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，包括以下步骤：
1）根据地块的历史种植情况、所在区域的总体情况确定产量水平：
以近2-3年内一个地域内小麦产量的平均值作为该区域的产量水平，将产量分为3个等级，当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于500kg/亩时，为高产麦田；当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于300kg/亩、小于500kg/亩时，为中产麦田；当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值小于300kg/亩时，为低产麦田；
2）通过下述步骤，确定地块地力水平：
a，取样：在冬小麦播种前选择能代替当地小麦产量地块，沿 S 型路线，按照“随机” 、“等量”、“多点混合”的原则，每个样品的采样点15-20个，采集耕层土壤（0-20 cm）样品，按照四分法留取1 kg样品；
b，土壤养分检测：自然通风处风干土样，剔除石块及杂质，随后进行土壤检测，检测有机质、全氮和硝态氮，得到土壤养分检测值，确定土壤地力水平：
有机质小于10 g﹒kg-1、全氮小于0.5 g﹒kg-1，为低地力水平麦田；有机质10-18 g﹒kg-1、全氮量为0.5-1.0 g﹒kg-1，为中等地力水平麦田；有机质大于18 g﹒kg-1、含氮高于1.0 g﹒kg-1，为高地力水平麦田；
3）施肥：
a，基肥：播种前深耕（耕层25-30cm），高、中等地力水平麦田每亩施尿素25-30斤、低产麦田每亩施尿素30-40斤，磷肥（重过磷酸钙）、钾肥（硫酸钾）各25-30斤均匀撒施于犁过麦田，而后耙、磨麦田，以达到混匀肥料的目的；
b，追肥：在起身-拔节期（3月10日-20日），高、中等地力水平麦田每亩追施尿素25-30斤、低产麦田每亩追施尿素30-40斤。尿素直接撒施，施肥后每亩灌水50-60 m3；
4）灌水：
在降雨较多的年份，在起身-拔节期施肥时每亩灌水50-60 m3即可；若遇到降雨较少年份，在孕穗-开花期（4月15日-30日）增加1次灌水，每亩灌水40-50 m3。
实施例2
本实施例提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，与实施例1的不同之处在于：基肥和拔节期追肥比例为5:5，施基肥时，由于施用单纯的氮、磷、钾肥比较费工、费时，因此可在播前施用氮、磷、钾含量比为15-15-15的复合肥。
正常年份拔节期灌1水，干旱年份在开花期增加1次灌水。
下述各实施例为本发明提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法的试验实施。
实施例3
试验于2010—2016年在河南温县赵堡镇进行，随机区组设计，3次重复，小区面积2.5 m×6 m。选用小麦品种豫麦49-198为供试材料。麦田土壤质地为粘质壤土，0~20 cm耕层含有机质含量18.12 g﹒kg-1、全氮1.12 g﹒kg-1、硝态氮含量19.97 mg﹒kg-1、速效磷22.07 mg﹒kg-1、速效钾157.07 mg﹒kg-1、土壤容重为1.23 g﹒cm3。共设置4个施氮水平0、180、240和300kg﹒hm2。施肥方法是氮肥1/2作基肥在播前撒施后耕翻入土中，1/2在拔节期撒施后灌水。除氮肥外，每处理还施用磷肥（P2O5）120 kg﹒hm2和钾肥（K2O）120 kg﹒hm2全部作基肥施入。供试氮肥品种为尿素，磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。在拔节期和开花期分别灌水1次，每次灌水750 m3/hm2，水表控制灌水量。于每年的10月12日-20日播种，次年的5月30日-6月8日收获，生育期的田间管理按高产小麦生产技术规程进行。
表1 不同施氮水平对小麦产量的影响（kg﹒hm2）
上述高氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2010-2016年产量分别增加1.7%和5.5%、0.5%和3.9%、1.0%和3.2%、2.1%和7.5%、1.4%和-0.6%、1.4%和8.8%。
上述的小麦不同年份产量测定结果见表1。
表2 不同施氮水平对氮肥偏生产力的影响
上述高氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2010-2016年氮肥偏生产力分别下降38.1%和58.0%、32.7%和60.5%、32.0%和61.6%、30.7%和55.0%、31.5%和67.7%、31.5%和53.2%。
上述的小麦不同年份氮肥偏生产力测定结果见表2。
实施例4
试验于2010—2016年在河南郑州市进行，随机区组设计，3次重复，小区面积2.9 m×7m。选用小麦品种豫麦49-198为供试材料。麦田土壤质地为砂质壤土，0~20 cm耕层含有机质含量17.40 g﹒kg-1、全氮0.89 g﹒kg-1、硝态氮含量14.74 mg﹒kg-1、速效磷18.83 mg﹒kg-1、速效钾140.28 mg﹒kg-1、土壤容重为1.28 g﹒cm3。共设置4个施氮水平0、180、240和300 kg﹒hm2。施肥方法是氮肥1/2作基肥在播前撒施后耕翻入土中，1/2在拔节期撒施后灌水。除氮肥外，每处理还施用磷肥（P2O5）120 kg﹒hm2和钾肥（K2O）120 kg﹒hm2全部作基肥施入。供试氮肥品种为尿素，磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。在拔节期和开花期分别灌水1次，每次灌水750 m3/hm2，水表控制灌水量。于每年的10月12日-20日播种，次年的5月30日-6月8日收获，生育期的田间管理按高产小麦生产技术规程进行。
表3 不同施氮水平对小麦产量的影响（kg﹒hm2）
上述高氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2010-2016年产量分别增加-1.9%和-6.5%、3.4%和2.4%、9.3%和-6.0%、13.5%和0.7%、3.1%和-3.3%、2.2%和0.1%。
上述的小麦不同年份产量测定结果见表3。
表4 不同施氮水平对氮肥偏生产力的影响
上述高氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2010-2016年氮肥偏生产力分别下降26.4%和43.9%、22.4%和38.5%、18.0%和43.6%、14.9%和39.6%、22.7%和42.0%、23.4%和40.0%。
上述的小麦不同年份氮肥偏生产力测定结果见表4。
实施例5
试验于2014—2017年在河南开封市进行，随机区组设计，3次重复，小区面积15 m×6m。选用小麦品种豫麦49-198为供试材料。试验田土壤质地为砂土，0~20 cm耕层含有机质含量8.30 g﹒kg-1、全氮0.53 g﹒kg-1、硝态氮含量8.20 mg﹒kg-1、速效磷7.43 mg﹒kg-1、速效钾98.21 mg﹒kg-1、土壤容重为1.57 g﹒cm3。共设置4个施氮水平0、180、240和300 kg﹒hm2。施肥方法是氮肥1/2作基肥在播前撒施后耕翻入土中，1/2在拔节期撒施后灌水。除氮肥外，每处理还施用磷肥（P2O5）120 kg﹒hm2和钾肥（K2O）120 kg﹒hm2全部作基肥施入。供试氮肥品种为尿素，磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。在拔节期和开花期分别灌水1次，每次灌水750m3/hm2，水表控制灌水量。于每年的10月12日-20日播种，次年的5月30日-6月8日收获，生育期的田间管理按高产小麦生产技术规程进行。
表5 不同施氮水平对小麦产量的影响
上述氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2014-2017年产量分别增加32.6%和28.1%、8.0%和3.3%、3.8%和-1.4%。
上述的小麦不同年份产量测定结果见表5。
表6 不同施氮水平对氮肥偏生产力的影响
上述高氮处理（N240和N300）分别与施氮处理（N180）比较，结果为：2014-2017年氮肥偏生产力分别下降0.5%和23.1%、19.0%和38.0%、22.2%和40.8%。
上述的小麦不同年份氮肥偏生产力测定结果见表6。
实施例6
试验于2016—2017年在河南郑州市进行，随机区组设计，3次重复，小区面积2.9 m×7m。选用小麦品种豫麦49-198为供试材料。麦田土壤质地为砂质壤土，0~20 cm耕层含有机质含量17.66 g﹒kg-1、全氮0.91 g﹒kg-1、硝态氮含量14.47 mg﹒kg-1、速效磷18.58 mg﹒kg-1、速效钾144.86 mg﹒kg-1、土壤容重为1.27 g﹒cm3。全生育期施氮180 kg﹒hm2，共设置10:0、7:3、5:5、3:7、0:10 五个基追比例处理。除氮肥外，每处理还施用磷肥（ P2O5）120 kg﹒hm2和钾肥（K2O）120 kg﹒hm2全部作基肥施入。供试氮肥品种为尿素，磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。在拔节期和开花期分别灌水1次，每次灌水750 m3/hm2，水表控制灌水量。2016年10月12日播种，2017年5月30日收获，生育期的田间管理按高产小麦生产技术规程进行。
上述基追比5:5处理（N 5:5）分别与基追比10:0、7:3、3:7和0:10（N 10:0、N 7:3、N3:7和N 0:10）比较，结果为：产量分别增加36.5%、13.0%、9.5%、和23.7%。
上述的小麦不同年份产量测定结果见图1。
实施例7
试验于2012—2016年在河南温县赵堡镇、郑州市和开封市三点进行，随机区组设计，3次重复。选用小麦品种全部以豫麦49-198为供试材料。土壤基本理化性状同实施例1、实施例2和实施例3，河南温县和郑州每小区施氮肥180 kg﹒hm2，开封每小区施氮肥240 kg﹒hm2，施肥方法是氮肥1/2作基肥在播前撒施后耕翻入土中，1/2在拔节期追施。除氮肥外，每处理还施用磷肥（P2O5）120 kg﹒hm2和钾肥（K2O）120 kg﹒hm2全部作基肥施入。供试氮肥品种为尿素，磷肥为重过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。共设置3个灌水处理：全生育期不灌水（W0）、拔节期灌1水（W1）和拔节期和成熟期各灌1水（W2），每次灌水750 m3/hm2，水表控制灌水量。于每年的10月12日-20日播种，次年的5月30日-6月8日收获，生育期的田间管理按高产小麦生产技术规程进行。
表7 不同灌水次数对小麦产量的影响
在降雨较少的干旱年份（2012-2013和2015-2016），上述灌2水处理（W2）与灌1水处理（W1）比较，结果为：2012-2013年温县、郑州和开封产量分别增加16.1%和33.5%，2015-2016年分别增加12.4%、29.8%和18.0%；在降雨较多的正常年份（2013-2014和2014-2015），上述灌2水处理（W2）与灌1水处理（W1）比较，结果为：2013-2014年温县和郑州产量分别增加1.1%和5.2%，2014-2015年分别增加5.3%、0.0%和3.9%。
上述的小麦不同年份产量测定结果见表7。
本发明根据冬小麦不同产量水平推荐施肥量，无需测定土壤养分的情况下，通过往年产量进行施肥推荐，具有易推广、费用低的特点。在保证产量的同时，产量仅减少1-3%的情况下，氮肥偏生产力可提高35%-49%。有效的保证了不同地力麦田小麦生长的需要量，最大程度减少了浪费，降低生产成本，实现了冬小麦氮素按需投放，氮素化肥利用效率显著提升。

Claims (2)

1.一种提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，包括：
1）根据地块的历史种植情况、所在区域的总体情况确定产量水平：
以近2-3年内一个地域内小麦产量的平均值作为该区域的产量水平，将产量分为3个等级，
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于500kg/亩时，为高产麦田；
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值大于300kg/亩、小于500kg/亩时，为中产麦田；
当2-3年内一个地域内小麦产量的平均值小于300kg/亩时，为低产麦田；
2）通过下述步骤，确定地块地力水平：
a，取样：在冬小麦播种前选择能代替当地小麦产量地块，沿 S 型路线，按照“随机” 、“等量”、“多点混合”的原则，每个样品的采样点15-20个，采集耕层土壤样品，按照四分法留取1 kg样品；
b，土壤养分检测：自然通风处风干土样，剔除石块及杂质，随后进行土壤检测，检测有机质、全氮和硝态氮，得到土壤养分检测值，确定土壤地力水平：有机质小于10 g﹒kg-1、全氮小于0.5 g﹒kg-1，为低地力麦田；有机质10-18 g﹒kg-1、全氮量为0.5-1.0 g﹒kg-1，为中等地力麦田；有机质大于18 g﹒kg-1、含氮高于1.0 g﹒kg-1，为高地力麦田；
3）施肥：
a，基肥：播种前深耕，高、中等地力麦田每亩施尿素25-30斤、低产麦田每亩施尿素30-40斤，磷肥、钾肥各25-30斤均匀撒施于犁过麦田，而后耙、磨麦田，以达到混匀肥料的目的；
b，追肥：在起身-拔节期，高、中等地力麦田每亩追施尿素25-30斤、低产麦田每亩追施尿素30-40斤；
4）灌水：
在起身-拔节期，施肥时或施肥后每亩灌水50-60 m3；若遇到降雨较少年份，在孕穗-开花期增加1次灌水，每亩灌水40-50 m3。
2.根据权利要求1所述的提高冬小麦氮肥利用效率的氮肥施用方法，其特征在于：基肥和拔节期追肥比例为5:5，施基肥时，由于施用单纯的氮、磷、钾肥比较费工、费时，因此可在播前施用氮、磷、钾含量比为15-15-15的复合肥。
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