CN110178513A - 一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，通过有机肥氮替代化肥氮质量的30％～40％，其中有机肥、磷肥、钾肥全部作基肥施用，氮肥施用总量的60％～70％作追肥施用，其中玉米大喇叭口期追施总施氮量的35％～40％，抽雄期追施总施氮量的25％～30％，以提升坡耕地水土保持能力，提高土壤的肥力，保证玉米作物高产优质。

Description

一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法

技术领域

本发明属于农作物施肥技术领域，涉及一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法。

背景技术

坡耕地是水土流失的主要源地，我国拥有大量的坡耕地，占国土总面积的66％，且坡耕地水土流失占全国水土流失总面积的8.1％。云南省尤其以坡耕地极具代表，全省8.02万km²耕地中有坡耕地6.61万km²，占耕地面积的80.61％，坡耕地水土流失面积为4.53万km²，占坡耕地面积的68.53％，全省坡耕地水土流失面积占全省水土流失面积的43.29％。水土流失剥蚀肥沃的表土层，土壤团粒结构遭到破坏，土壤地力较差，降低农业生产条件，流失土壤中携带大量的氮、磷养分，使地下水及河湖水体遭受污染，当地和河流下游的生态环境、社会经济发展都造成巨大危害。因此，进行坡耕地水土流失综合治理对云南山地资源的可持续利用具有重要意义。

长期以来为保证农作物的经济效益过度投入化学肥料，尤其是氮肥的大幅添加，对土壤物理性能、生物性能造成了极大的忽视，很大程度上加剧了坡耕地的水土流失。有机肥能够促进土壤中微生物的繁殖，改善土壤营养结构，更好的调节土壤中的氮、磷供应能力，从而达到增产的目的。大量研究表明，有机肥配施化肥能够显著提高土壤有机质，通过功能基、范德华力、氢键等作用机制可改变土壤分散无结构和粘结大块结构，促进团粒的形成，提高土壤水稳定性及抗侵蚀能力。有机肥配施化肥能够改善长期施用化肥导致土壤微生物群落结构下降等问题。有机肥带入氮源的同时携带大量碳源，既能作为微生物的能源物质，同时土壤调节合适的碳氮比，促进土壤微生物繁殖代谢，增加微生物群落结构多样性，同时微生物通过直接改造或物理缠绕、分泌多糖、酶类等有机物和改变土壤疏水性等机制，促进土壤团聚体的形成和稳定。土壤有机质含量随着有机物料的施加而显著增加。有机肥配施不仅可以减少氮盈余，同时有机肥富含的氨基酸和一些生理活性物质能够促进根系伸长，增加根系分泌物对团聚体的胶结，其胶结作用随有机肥配施比例的增加而增强，土壤肥力随之提高。研究表明，有机肥合适的配施能够增强土壤肥力，提高水土保持能力，进而保证作物高产和获得优质的农产品品质。

以往对坡耕地红壤区种植玉米的施肥技术，主要强调玉米的喜肥特性，强施氮肥，其次是重视玉米不同生育时期肥料施肥比例及施用量，以满足玉米各生育时期内的营养需求，只考虑当季玉米的经济效益，往往以单施氮肥及辅以少量的复混肥作为底肥，追肥均为氮肥，施肥较为单一，长期过量氮肥的投入造成土壤结构和质量严重下降；部分地区或农户会考虑有机肥的施用，但大多都介于未降低化学肥料施用量的前提下进行培肥，且配施量较低、配施比例不合理，并没有达到精准培肥、科学管理的目的。

本发明综合考虑当地的施肥状况和土地质量情况，进行有机肥精准化部分替代，目的是得出提高坡耕地红壤土物理、化学、生物性能的玉米施肥技术。本发明在减少氮肥施用量的前提下进行，降低了农户成本投入以及化学肥料给生态环境带来的风险，同时利用有机肥带入的磷、钾及微量元素，改善单一施肥造成的养分供给不平衡现状，借助有机肥促进土壤微生物繁殖和活动的功能性，培肥土壤，提高土壤结构的稳定性，改善红壤坡耕地水土流失状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，以提升坡耕地水土保持能力，增强土壤肥力，保证玉米作物高产优质。

本发明所采用的技术方案是，一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，按照以下步骤实施：

步骤S1，肥料的选择

化肥：氮磷钾肥；

有机肥：新鲜、无杂质、堆肥腐熟过的猪粪厩肥；

步骤S2，施用量的确定

220-250kg·hm^-2N，70-90kg·hm^-2P₂O₅，70-90kg·hm^-2K₂O，其中有机肥氮替代化肥氮质量的30％～40％；

步骤S3，施肥

开沟播种，总施氮量的30％～40％作基肥施用，其中有机肥、磷肥、钾肥全部作基肥施用，穴施于种子下方；总施氮量的60％～70％作追肥施用，其中玉米大喇叭口期追施总施氮量的35％～40％，抽雄期追施总施氮量的25％～30％。

进一步的，猪粪厩肥含水率为38％，氮含量为3.33％，磷含量为1.74％，钾含量为1.4％。

进一步的，猪粪厩肥在施用前过2mm筛孔。

进一步的，玉米播种的株行距为25×60cm。

进一步的，玉米播种的播深为4～5cm。

进一步的，所施磷肥、钾肥的施用量应扣除有机肥带入的磷钾含量。

本发明的有益效果是：

(1)通过有机肥精准化部分替代化肥，改善坡耕地土壤结构，提升坡耕地水土保持能力，对坡耕地水土流失综合治理起到一定的促进作用。

(2)利用有机肥带入的磷、钾及微量元素，改善单一施肥造成的养分供给不平衡现状，借助有机肥促进土壤微生物繁殖和活动的功能性，培肥土壤，提升了土壤肥力，进而提高了玉米品质与产量。

(3)本发明有机肥氮部分替代化肥氮30％～40％，与单施化肥相比，玉米产量每公顷提高达656kg-1052kg，直接增加农户收入在1705.6-2419.6元，以有机肥替代化肥的30％经济效益最佳，且维持较高的土壤肥力。

(4)通过有机肥替代化肥，减少了化肥施用量，降低了氮肥淋洗和挥发给生态环境带来的风险。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，在红壤地区相同坡度大小条件下，对有机肥部分替代化肥的施用进行定量化，调控坡耕地红壤微生物群落结构，提升土壤水土保持能力，防治土壤养分大量流失，进而达到提高土壤肥力的效果。

本发明有机肥选择猪粪厩肥，所述猪粪厩肥以南方常规农户养殖中所产生的猪粪为原料，添加少量秸秆(玉米秸秆)堆肥腐熟而成，其含水率为38％，氮含量为3.33％，磷含量为1.74％，钾含量为1.4％。南方地区畜禽粪尿中猪粪占较高，分别占畜禽粪尿总生产量的36.80％和总养分量的28.20％，故本发明选择猪粪作为有机肥。

通过玉米大田试验确定有机肥氮替代化肥氮的比例，包括如下内容：

(1)选择肥料

化学肥料：氮磷钾肥；

有机肥：有机肥选择猪粪厩肥，其含水率为38％，氮含量为3.33％，磷含量为1.74％，钾含量为1.4％，施用前过2mm筛孔；

(2)确定施用量

a.设置6个处理：

处理1：CK组，不施肥；处理2：M0组，单施氮磷钾肥；处理3：M10组，有机肥氮替代10％化肥氮；处理4：M20组，有机肥氮替代20％化肥氮；处理5：M30组，有机肥氮替代30％化肥氮；处理6：M40组，有机肥氮替代40％化肥氮。

b.确定每组施用量：

M0组单施氮磷钾肥：240kg·hm^-2N，75kg·hm^-2P₂O₅，75kg·hm^-2K₂O；

有机肥按照等氮量进行替代，按照下式计算各组有机肥的施用量：

计算可得各组有机肥施用量为：

(3)设置试验田

试验于2018年5月在云南省昆明市寻甸县大河桥云南农业大学实践教学基地进行，土壤类型为红壤，以坡耕地红壤区为试验地，上述6个处理每组下分别设置4小区试验田，共计24个小区，每个小区试验田面积为4m×7m，试验小区采用随机区组排列。

(4)播种、施肥

选择优质玉米种，按株行距25×60cm，播深4～5cm，开沟播种；总施氮量的30％～40％作基肥施用，有机肥全部作基肥施用，磷、钾肥(扣除有机肥带入的磷钾含量)全部作基肥施用，穴施于种子下方；总施氮量的60％～70％作追肥施用，玉米大喇叭口期追施总氮的35％～40％，抽雄期追施总氮的25％～30％。

(5)测定玉米土壤性能

玉米生长旺盛期(抽雄期)测定土壤性能，包括土壤物理性能、化学性能、生物性能，其指标及测定方法如下：

土壤物理性能测定：包括>0.25mm水稳性团聚体(R_0.25)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GWD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D)。土壤样品在室内风干后，置于套筛(孔径依次为5mm，2mm，1mm，0.5mm，0.25mm)顶部，安装底盒和筛盖后，以左右振幅10cm，频率150次/min，震荡2min。对各粒级机械稳定性团聚体称重后计算其质量百分含量，并按各粒级质量比收集100g混合土样。将100g混合土样放置于团聚体分析仪中，保证水没过5mm筛底部，且振动时不没过其顶部，以上下振幅3cm，频率30次/min，分析20min后将各粒级水稳性团聚体冲入铝盒中，105℃烘干12h后计算各粒级水稳性团聚体质量。

土壤化学性能测定：即土壤养分测定，包括有机质、全氮、碱解氮、速效磷、有效钾。土壤有机质采用浓硫酸-重铬酸钾外加热法，土壤全氮采用凯氏定氮法测定，土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法测定，土壤有效钾采用原子吸收分光光度计法测定。

土壤生物性能测定：即土壤酶活性测定，包括土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶。土壤蔗糖酶(Invertase INV)采用3，5-二硝基水杨酸比色法，脲酶(Urease URE)采用靛酚蓝比色法，过氧化氢酶(Catalaese CAT)采用高锰酸钾滴定法。

上述土壤物理性能各指标(土壤水稳定性团聚体R_0.25、平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D))均反映坡耕地水土保持能力，土壤化学性能各指标(有机质、全氮、碱解氮、速效磷、有效钾)与土壤生物性能各指标(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶)均反映土壤肥力情况。

在玉米生长旺盛期(抽雄期)分别对M10-M40各组小区试验田土壤分别取样，进行土壤性能测定，与M0组单施氮磷钾肥相比，土壤性能各指标增量如表1-4所示：

表1有机肥氮替代化肥氮10％土壤性能

表2有机肥氮替代化肥氮20％土壤性能

表3有机肥氮替代化肥氮30％土壤性能

表4有机肥氮替代化肥氮40％土壤性能

通过试验结果可以看出，有机肥部分替代化肥可以改善坡耕地红壤土的物理、化学、生物性能，其中有机肥氮部分替代化肥氮30％～40％效果明显，可以有效改善土壤团粒结构与微生物群落结构，提升土壤水土保持能力，增强土壤肥力。

实施例1

氮肥选择尿素(46.3％N)，磷肥选择过磷酸钙(16％P₂O₅)，钾肥选择硫酸钾(51％K₂O)，有机肥选择新鲜、无杂质、堆肥腐熟过的猪粪厩肥，施用量选择230kg·hm^-2N，80kg·hm^-2P₂O₅，80kg·hm^-2K₂O，有机肥氮替代化肥氮质量的30％，则有机肥施用量为3342kg·hm^-2，尿素施用量为348kg·hm^-2，过磷酸钙施用量为138kg·hm^-2，硫酸钾施用量为64kg·hm^-2，有机肥施用前过2mm筛孔。选择优质玉米种，按株行距25×60cm，播深4～5cm，开沟播种。总施氮量的30％作基肥施用，有机肥、磷肥、钾肥全部作基肥施用，部分穴施于种子下方；总施氮量的70％作追肥施用，玉米大喇叭口期追施总氮的40％，抽雄期追施总氮的30％。

实施例2

氮肥选择尿素(46.3％N)，磷肥选择过磷酸钙(16％P₂O₅)，钾肥选择硫酸钾(51％K₂O)，有机肥选择新鲜、无杂质、堆肥腐熟过的猪粪厩肥，施用量选择220kg·hm^-2N，70kg·hm^-2P₂O₅，70kg·hm^-2K₂O，有机肥氮替代化肥氮质量的35％，则有机肥施用量为3730kg·hm^-2，尿素施用量为309kg·hm^-2，过磷酸钙施用量为31kg·hm^-2，硫酸钾施用量为35kg·hm^-2，有机肥施用前过2mm筛孔。选择优质玉米种，按株行距25×60cm，播深4～5cm，开沟播种。总施氮量的40％作基肥施用，有机肥、磷、钾肥全部作基肥施用，穴施于种子下方；总施氮量的60％作追肥施用，玉米大喇叭口期追施总氮的35％，抽雄期追施总氮的25％。

实施例3

氮肥选择尿素(46.3％N)，磷肥选择过磷酸钙(16％P₂O₅)，钾肥选择硫酸钾(51％K₂O)，有机肥选择新鲜、无杂质、堆肥腐熟过的猪粪厩肥，施用量选择250kg·hm^-2N，90kg·hm^-2P₂O₅，90kg·hm^-2K₂O，有机肥氮替代化肥氮质量的40％，则有机肥施用量为4844kg·hm^-2，尿素施用量为324kg·hm^-2，过磷酸钙施用量为38kg·hm^-2，硫酸钾施用量为43kg·hm^-2，有机肥施用前过2mm筛孔。选择优质玉米种，按株行距25×60cm，播深4～5cm，开沟播种。总施氮量的40％作基肥施用，有机肥、磷肥、钾肥全部作基肥施用，部分穴施于种子下方；总施氮量的60％作追肥施用，玉米大喇叭口期追施总氮的35％，抽雄期追施总氮的25％。

本发明有机肥氮部分替代化肥氮30％～40％，与单施化肥相比，玉米产量每公顷提高达656kg-1052kg，直接增加农户收入在1705.6-2419.6元。按照推广面积10万hm²计算，农户每季玉米可增产6.56-10.52万t，增加农户收入高达15088-24196万元(单施化肥玉米产量6808kg，有机肥氮部分替代化肥氮30％、40％每公顷产量分别为7860kg、7464kg，按照每千克玉米2.3元计算)，以有机肥替代化肥的30％经济效益最佳，并且显著提高了土壤团聚体稳定性、微生物量碳酶活性及主要养分含量，维持了较高的土壤肥力，有利于坡耕地红壤的高效生产。

本发明有机肥氮替代化肥氮的30％～40％，提高坡耕地红壤区土壤肥力的玉米施肥技术效果较好，限于该区域常规氮磷钾的施用量为N 220-250kg·hm^-2，P₂O₅ 70-90kg·hm^-2，K₂O 70-90kg·hm^-2。实际生产中应因地制宜考虑其替代量，部分坡耕地红壤区水土流失现象不严重，其土壤本身养分含量不低，但土壤结构较差，应适当加大有机肥的替代比例，该地区有机肥替代化学氮肥量可高达40％，此施肥比例并不会造成玉米旺盛期养分供应不足，即能够大幅度降低氮肥的施用量，而且可以很好的改善土壤团粒结构，增强土壤的蓄水保肥能力；而当水土流失较为严重，表土层较薄，土壤本身养分含量较低时，应适当降低有机肥替代氮肥的比例，为有机肥替代化肥量的可调整为30％，提升土壤肥力的同时保证玉米旺盛生长期养分的需求，保证粮食产量。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤S1，肥料的选择

化肥：氮磷钾肥；

有机肥：新鲜、无杂质、堆肥腐熟过的猪粪厩肥；

步骤S2，施用量的确定

220-250kg·hm^-2N，70-90kg·hm^-2P₂O₅，70-90kg·hm^-2K₂O，其中有机肥氮替代化肥氮质量的30％～40％；

步骤S3，施肥

开沟播种，总施氮量的30％～40％作基肥施用，其中有机肥、磷肥、钾肥全部作基肥施用，穴施于种子下方；总施氮量的60％～70％作追肥施用，其中玉米大喇叭口期追施总施氮量的35％～40％，抽雄期追施总施氮量的25％～30％。

2.根据权利要求1所述一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于所述猪粪厩肥含水率为38％，氮含量为3.33％，磷含量为1.74％，钾含量为1.4％。

3.根据权利要求1所述一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于所述猪粪厩肥在施用前过2mm筛孔。

4.根据权利要求1所述一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于玉米播种的株行距为25×60cm。

5.根据权利要求1所述一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于玉米播种的播深为4～5cm。

6.根据权利要求1所述一种提高坡耕地红壤肥力的玉米施肥方法，其特征在于所施磷肥、钾肥的施用量应扣除有机肥带入的磷钾含量。