CN110122218A - 一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法 - Google Patents

一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，包括以下步骤：S1、按照2～3:4的行数比进行玉米和豌豆间作种植，玉米带与豌豆带的行宽为8～11：8；向玉米带和豌豆带施加基础纯氮，并配合施加纯磷，施肥后进行翻耕，将玉米带覆盖地膜；S2、于玉米拔节期分别向玉米带和豌豆带第一次追施纯氮；S3、于玉米大喇叭口期向玉米带第二次追施纯氮，豌豆带不施肥；S4、于玉米花后10天向玉米带第三次追施纯氮，豌豆带不施肥。本发明按玉米和豌豆的需氮规律分期、分带供应，对玉米和豌豆的种间进行调控，有效解决了玉米间作豌豆传统生产中氮素供需失衡问题；同时通过对间作系统种间竞争与互补的调控，促进氮素的协同利用，提高氮肥利用率，增加产量。

Description

一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法
技术领域
本发明涉及玉米和豌豆间作过程中的施氮方法，具体为一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法。
背景技术
间作是我国农业精髓，对于提高土地利用率、提升作物生产力和优化农业资源利用等众多方面有着明显优势，特别是将禾本科作物和豆科作物结合在一起组成的禾/豆间作，能显著促进种间互补效应的发挥，提高作物生产的可持续性。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。
然而传统的生产理念和管理经验多重视主产组分，即产量贡献较大的作物，因而间作系统的栽培管理多按主产组分的实施环节进行，但这阻碍了间作效应的发挥，导致间作组分间协同和互补利用氮素的优势不能充分发挥，还有可能增加土壤中氮素的残留、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。
在河西绿洲灌区，玉米间作豌豆具有较大种植面积，生产中其管理过程按单作玉米执行，特别是施氮制度方面，在施用量、施用时期以及施用方法上都严格参照单作玉米来施行。然而，间作中两种作物具有明显的生物学特性差异，不同组分作物对氮素的需求量不同，需求时间更有别于彼此，“一刀切”的管理方式并不适用该系统，加之现有玉米生产中施氮多“重前期，轻后期”，导致所用施氮制度使玉米间作豌豆氮素供需关系失衡，不仅严重阻碍两种作物种间互补效应的发挥，还造成了氮素的浪费，增加了环境压力。因此，如何提高间作系统中不同组分作物的氮素供需平衡成为限制间作优势发挥的主要技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，该方法采用单作研究中成熟的氮肥后移技术并结合分带供氮，也就是按作物种植带分别供应氮肥，构建“管理供”和“调控需”两个方面共同着手的思路，即根据玉米和豌豆的需氮特性和种间关系，借助有效的农艺措施，一方面按玉米和豌豆的需氮规律分期、分带供应，另一方面对玉米和豌豆的种间互作进行调控，增强对供应氮素的吸收利用，有效提高氮素供给与需求的吻合度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，具体为对玉米带和豌豆带进行分带施氮，包括以下步骤：
S1、按照2～3:4的行数比进行玉米和豌豆的间作种植，玉米带与豌豆带的行宽为8～11：8；然后分别向玉米带和豌豆带进行基础纯氮的施加，并配合施加纯磷，施肥后进行翻耕，并将玉米带覆盖地膜；
S2、于玉米拔节期分别向玉米带和豌豆带进行纯氮的第一次追肥；
S3、于玉米大喇叭口期向玉米带进行纯氮的第二次追肥，豌豆带不施肥；
S4、于玉米花后10天向玉米带进行纯氮的第三次追肥，豌豆带不施肥；
玉米带的纯氮施加总量为207～212kg/hm2，纯磷施加质量为104～106kg/hm2；豌豆带的纯氮施加总量为36～40kg/hm2，纯磷施加质量为18～20kg/hm2；玉米带中基础纯氮、第一次追施的纯氮、第二次追施的纯氮和第三次追施的纯氮的质量比为2：1～2：4：2～3；豌豆带中基础纯氮和第一次追施的纯氮的质量比为6:4。
优选的，S1中，玉米带和豌豆带施加基础纯氮时均配合施加纯磷，基础氮肥和纯磷的施加方式为撒施。
优选的，S2、S3和S4中，玉米带追施纯氮的施加方式为于玉米植株4～5cm外穴施；
S2中，豌豆带第一次追肥的方式为撒施。
优选的，S2、S3和S4中，玉米带和豌豆带追施纯氮后于施肥次日进行用于溶肥入土的灌溉。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明根据玉米和豌豆的需氮特性和种间关系，提供一种能提高玉米间作豌豆氮素供给与需求平衡关系的高效施氮方法，一方面按玉米和豌豆的需氮规律分期、分带供应，另一方面对玉米和豌豆的种间互作进行调控，有效解决了玉米间作豌豆传统生产中氮素供需失衡的问题，并通过对间作系统种间竞争与互补的调控，明显促进了氮素的协同利用，从而提高了氮肥利用率，增加了产量；
2、本发明摒弃了玉米和豌豆的传统间作中完全按照单作玉米施氮的方法，也就是在传统间作中单位面积上玉米和氮肥施氮量相同的方法，根据玉米和豌豆的竞争和互补的关系，也就是玉米拔节期由于受到豌豆的强烈竞争使生长受到抑制从而不需要大量施氮以及在玉米花后10天由于恢复生长旺盛而需要足量的氮肥的特性，同时豌豆由于自身的生物固氮特性，在与玉米施加相同的氮肥时会加重豌豆的“氮阻遏”从而抑制豌豆固氮潜力发挥的现象，本发明利用成熟的氮肥后移技术，在不同时期按照不同的比例分别向玉米带和豌豆带施氮，把玉米带原来拔节期追肥量的20％后移至花后10d施用，有效解决了传统施氮制度存在严重的供需失衡问题，保证了玉米的氮素供需要求又满足了豌豆的氮素供需要求，达到间作氮素供需平衡、促进组分作物间氮素协同利用的目的。
3、利用本发明的高效施氮方法可年产玉米籽粒11200kg/hm2、豌豆籽粒2550kg/hm2，生物固氮量年均75kg/hm2，玉米氮肥利用率达32.2％，豌豆氮肥利用率达49.0％；同时，氮肥利用率的提高可减少碳排放25.6％、降低N2O排放27.5％，利于农作物的可持续生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式例对本发明进行详细描述。本发明的范围并不受限于该具体实施方式。
本发明将平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法于武威绿洲农业综合试验站进行研发，武威绿洲农业综合试验站地处河西走廊东端(37°30′N,103°5′E；1,776m a.s.l)，属典型的温带干旱区。该区多年太阳辐射5.67kJ m-2，平均气温7.2℃，>0℃积温3513℃，>10℃积温2985℃，无霜期156d。该区光、热资源丰富，属典型的一熟有余、两熟不足的生态农业区，适宜间作套种等多熟种植。
本发明使用的化肥为：磷酸二铵(18-46-0)、尿素(46-0-0)；使用的地膜为：白色0.01mm聚乙烯地膜，符合GB13735-92规定；使用的植物为：陇豌1号豌豆和先玉335玉米。
实施例1
本实施例提供一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，该方法的种植模式为：玉米间作豌豆，玉米带宽110cm、豌豆带宽80cm；玉米带种3行，豌豆带种4行；玉米行距40cm、株距27cm，豌豆行距20cm；玉米播种密度5.2万株/hm2，豌豆播种密度38万株/hm2。
本实施例具体为对玉米带和豌豆带进行分带施氮，包括以下步骤：
S1、播前先平整土地，后按玉米带110cm施纯氮42kg/hm2配合纯磷105kg/hm2、豌豆带80cm施纯氮22.8kg/hm2配合纯磷19kg/hm2，全部均匀撒施，再用圆盘耙和地耱平行于间作自然带翻肥入土、耱平地表；平地后玉米带覆膜，形成玉米带+豌豆带＝190cm的间作自然带；
S2、于玉米拔节期(即豌豆开花期)进行第一次纯氮的追肥，追肥时玉米带用铁质滚筒式追肥器于玉米植株4-5cm外穴施，施氮量21kg/hm2；豌豆带撒施于地表，施氮量15.2kg/hm2；
次日进行灌溉，定额为600m3/hm2，促进溶肥入土；
S3、于玉米大喇叭口期进行第二次追肥，用铁质滚筒式追肥器进行玉米带追肥，施氮量84kg/hm2；豌豆带因收获终止施肥；
次日进行灌溉，定额为600m3/hm2；
S4、于玉米花后10d进行第三次追肥，用铁质滚筒式追肥器进行玉米带追肥，施氮量63kg/hm2；
次日进行灌溉，定额为750m3/hm2；
同时，除施肥次日的灌溉外，在玉米苗期、抽雄期和灌浆期分别灌水450、900和750m3/hm2。
实施例2
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是玉米带的纯氮施加总量为207kg/hm2，其中玉米带中基础纯氮、第一次追施的纯氮、第二次追施的纯氮和第三次追施的纯氮的质量分别为46kg/hm2、23kg/hm2、92kg/hm2、46kg/hm2。
实施例3
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是玉米带的纯氮施加总量为209kg/hm2，其中玉米带中基础纯氮、第一次追施的纯氮、第二次追施的纯氮和第三次追施的纯氮的质量分别为38kg/hm2、38kg/hm2、76kg/hm2、57kg/hm2。
实施例4
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是玉米带的纯氮施加总量为212kg/hm2，其中玉米带中基础纯氮、第一次追施的纯氮、第二次追施的纯氮和第三次追施的纯氮的质量分别为47kg/hm2、24kg/hm2、94kg/hm2、47kg/hm2。
实施例5
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是豌豆带的纯氮施加总量为36kg/hm2，其中豌豆带中基础纯氮、第一次追施的纯氮的质量分别为22kg/hm2、14kg/hm2。
实施例6
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是豌豆带的纯氮施加总量为40kg/hm2，其中豌豆带中基础纯氮、第一次追施的纯氮的质量分别为24kg/hm2、16kg/hm2。
实施例7
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是玉米带施加基础纯氮时配合的纯磷施加质量为104kg/hm2，豌豆带配合的纯磷施加质量为18kg/hm2。
实施例8
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是玉米带施加基础纯氮时配合的纯磷施加质量为106kg/hm2，豌豆带配合的纯磷施加质量为20kg/hm2。
实施例9
本实施例与实施例1的施氮方法相同，不同的是种植模式为：玉米间作豌豆，玉米带宽80cm、豌豆带宽80cm；玉米带种2行，豌豆带种4行；玉米行距40cm、株距27cm，豌豆行距20cm；玉米播种密度4.5万株/hm2，豌豆播种密度45万株/hm2。
对比例
本对比例的实施区域、使用材料和种植模式均与实施例1相同，具体施氮制度为：
S1、播前基施纯氮72kg/hm2配合纯磷180kg/hm2不进行分带全部均匀撒施，随后整地耙耱，整平地表后利用覆膜机对玉米带进行覆膜，玉米带宽110cm、豌豆带宽80cm。
S2、于玉米拔节期(即豌豆开花期)进行第一次追肥，追肥时不进行分带全部撒施于地表，施氮量108kg/hm2；
S3、于玉米大喇叭口期进行第二次追肥，追肥时将肥料全部撒施于玉米带地表，施氮量144kg/hm2；豌豆带因收获终止施肥；
S4、于玉米花后10d进行第三次追肥，追肥时将肥料全部撒施于玉米带地表，施氮量36kg/hm2。
本对比例与实施例1采用相同的灌水制度。
本发明中实施例1-实施例9均具有较高的产量和氮肥利用率，本发明以实施例1为例，与对比例进行了对比；我们对实施例1-实施例9和对比例的豌豆和玉米进行了收割，实施例1年产玉米籽粒11200kg/hm2、豌豆籽粒2550kg/hm2，生物固氮量年均75kg/hm2，玉米氮肥利用率达32.2％，豌豆氮肥利用率达49.0％；对比例中年产玉米籽粒9800kg/hm2、豌豆籽粒2400kg/hm2，生物固氮量年均54kg/hm2，玉米氮肥利用率20.9％，豌豆氮肥利用率20.7％；表1为实施例和对比例的玉米、豌豆年产籽粒对比数据表，从表1可以看出，实施例1-实施例9的玉米、豌豆年产籽粒量均大于对比例。
表1不同施氮方法下玉米和豌豆的年产籽粒数据
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，其特征在于，对间作种植的玉米带和豌豆带进行分带施氮，包括以下步骤：
S1、按照2～3:4的行数比进行玉米和豌豆的间作种植，玉米带与豌豆带的行宽为8～11：8；然后分别向玉米带和豌豆带进行基础纯氮的施加，并配合施加纯磷，施肥后进行翻耕，并将玉米带覆盖地膜；
S2、于玉米拔节期分别向玉米带和豌豆带进行纯氮的第一次追肥；
S3、于玉米大喇叭口期向玉米带进行纯氮的第二次追肥，豌豆带不施肥；
S4、于玉米花后10天向玉米带进行纯氮的第三次追肥，豌豆带不施肥；
所述玉米带的纯氮施加总量为207～212kg/hm2，纯磷施加质量为104～106kg/hm2；所述豌豆带的纯氮施加总量为36～40kg/hm2，纯磷施加质量为18～20kg/hm2；所述玉米带中基础纯氮、第一次追施的纯氮、第二次追施的纯氮和第三次追施的纯氮的质量比为2：1～2：4：2～3；所述豌豆带中基础纯氮和第一次追施的纯氮的质量比为6：4。
2.根据权利要求1所述的一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，其特征在于，所述S1中，玉米带和豌豆带中基础氮肥和纯磷的施加方式均为撒施。
3.根据权利要求1所述的一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，其特征在于，所述S2、S3和S4中，玉米带追施纯氮的施加方式为于玉米植株4～5cm外穴施；
所述S2中，豌豆带第一次追肥纯氮的方式为撒施。
4.根据权利要求3所述的一种平衡玉米间作豌豆氮素供给与需求关系的施氮方法，其特征在于，所述S2、S3和S4中，玉米带和豌豆带追施纯氮后于施肥次日进行用于溶肥入土的灌溉。
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