Technical Regulations for Simultaneous Sowing of Seed and Slow and Controlled Release Fertilizer for Summer Maize in North China Plain
Abstract:
Taking summer maize in the North China Plain as an example, the selection of seeds, fertilizers, fertilization machinery, and the determination of fertilization amount and fertilization position in the technology of simultaneous sowing of seed and slow and controlled release fertilizer for summer maize are standardized. The results of field experiment show that compared with conventional fertilization treatment and common compound fertilizer treatment, the yield of summer maize treated with simultaneous sowing of seed and slow and controlled release fertilizer increases by 8.99%-46.19% and 4.09%-13.52% respectively, and the income increase rates are 26.27%-99.18% and 16.22%-33.37%. The technology of simultaneous sowing of seed and fertilizer can reduce labor intensity, reduce environmental pollution, reduce production costs and increase farmers′ income. It is an organic combination of good fertilizer, good seed and good method.
华北平原是我国重要的粮食生产基地,玉米是该地区主要作物之一,种植面积大,对保障国家粮食安全至关重要[1]。华北平原夏玉米具有产量高、需肥量大、生育期短等特点,当前夏玉米生产主要施氮肥,轻磷、钾肥,肥料品种以传统复合肥为主,施肥方式粗放,大多是苗期一次性施肥模式,造成夏玉米生育后期脱肥、肥料利用率低、施肥成本高、产量和效益低等问题,合理施肥是保障玉米产量的关键。另外,随着城镇化建设加快,农村大量青壮年劳动力转移,农业种植以老龄劳动力、妇女劳动力为主,夏玉米种植亟需轻简化高效施肥技术[2]。
缓控释肥是一种利用新技术、新材料、新方法研制的新型肥料,通过某种机制措施控制养分释放来满足作物在不同时期对养分的需求,达到养分释放与养分需求二者之间供需基本平衡,该类肥料对于减少肥料淋溶、挥发,提高肥料利用率具有重要作用[3]。缓控释肥种肥同播技术是利用机械,将肥料、种子一次性作业施入土壤的轻简化施肥技术,完美地实现了良肥、良种、良法的有机结合,是现代规模化、集约化农业的重要组成部分。该技术解决了传统农业中施肥方式不合理、肥料用量把控不准、区域施肥不均匀等问题,此技术的推广应用有利于减轻劳动强度、降低环境污染、降低生产成本、增加农民收入,是一项节本增效、省工省时、农机农艺结合的新技术[4]。
笔者团队自2009年开始联合全国农业技术推广服务中心在山东、河南、河北等地开展夏玉米种肥同播技术研究,通过大量的小区试验及试验示范,明确了肥料选择、施肥量、施肥位置等指标,建立了华北平原夏玉米缓控释肥种肥同播技术规程,以期为华北平原夏玉米轻简化高效栽培提供参考。
1
技术规程的主要内容
1.1
适用范围
技术规程适用于华北地区夏玉米种植体系,播种时间通常在每年的6月中旬,收获时间在10月上旬,种植密度控制在4 000~4 500株/亩(1亩=667 m2)。其他地区可根据实际情况援引本规程。
1.2
涉及的术语
缓控释肥料:通过化学复合或物理手段,使肥料中的养分在一定时间内随着时间缓慢释放或者通过设定的释放率和释放期来控制养分释放的化学肥料。
控释掺混肥料:将常规复合肥料与缓控释肥料按照一定比例进行掺混,使部分养分具有控释效果,养分释放更符合作物养分需求的肥料。
种肥同播:通过设定的种子和肥料距离,运用播种施肥机械,将种子和肥料一次性施入土壤的技术[5]。
断条率:在一定的播种施肥长度内,排肥器(单口)排肥断条总长度占测定总长度的百分数。
目标产量:实际生产中农户期望达到的产量,一般为在近3年平均产量的基础上增加10%~15%。
1.3
种子的选择
玉米种子的选择是丰产的关键,一般应选择抗逆性强、丰产性能好的地方主推品种,种子外要有包衣处理,种子颗粒饱满,大小均匀一致,无瘪粒、破损粒。玉米种子的纯度应达到97%以上,发芽率应达到95%以上,含水质量分数不高于13%。
1.4
缓控释肥种肥同播条件的选择
1.4.1
肥料
由于常规复合肥与种子近距离接触易对种子和幼苗造成烧种、烧苗等危害,以及存在作物生长后期后劲不足、脱肥等问题,种肥同播一般不宜选用常规复合肥,应选择正规厂家生产的玉米专用控释掺混肥料。具体养分配比可根据地力情况确定,华北平原夏玉米一般推荐N-P2O5-K2O为20-8-10、26-12-12、26-10-10等的肥料。
玉米专用控释掺混肥中一般控释尿素养分释放期为2~3个月,控释氮肥占比50%~70%,速效氮肥占比30%~50%。肥料颗粒均匀光滑、无结块,适合机械化施用。
1.4.2
施肥机械
使用播种施肥机械时,应根据农户的需要,进行播种量、播种深度、行距、株距、播肥量、播肥深度、肥料与种子之间的距离等参数的调整。
1.4.3
施肥量
根据目标产量,确定单位面积施肥量,准确调整排肥器(单口)在设定距离1 m中的肥料施入量。排肥器排肥应均匀、稳定、无漏施,排肥断条率小于5%。排肥器(单口)在设定距离1 m中的肥料施入量按式(1)计算[5]:
式中:Wd——排肥器(单口)在设定距离1 m中的肥料施入量,g;
W亩——已确定的亩施肥量,kg;
H——种子与肥料行数比为1 ∶1时肥料施入的行距,m。
施肥量一般由地力情况、目标产量及当地施肥习惯来确定。根据多年试验,总结了低肥力地块、中等肥力地块、高肥力地块等不同地力水平下华北平原夏玉米的推荐施肥量,见表 1。
表 1
肥力水平 |
目标产量/(kg·亩-1) |
推荐施肥量/(kg·亩-1) |
低肥力 |
350~400 |
35~40 |
450~500 |
40~45 |
>500 |
45~50 |
中等肥力 |
450~500 |
38~42 |
500~550 |
42~46 |
>550 |
46~50 |
高肥力 |
500~550 |
40~45 |
550~600 |
45~50 |
>600 |
50~55 |
1.4.4
施肥位置
华北平原夏玉米一般种子播种深度应控制在3 cm左右,可根据土壤墒情适当调整为1~2 cm,播种深浅要基本一致。种肥同播肥料施入位置要在玉米种子侧下方5~8 cm处,距离太近易造成烧苗。种肥同播后要同步将土壤镇压密实。
1.5
其他田间管理
合理控水:夏玉米生长需要大量的水分和养分,尤其是苗期、穗期和花粒期,玉米生长过程要实时监测土壤墒情,及时进行灌溉;7—8月是华北平原多雨季节,要提前做好排涝准备,防止玉米根部被淹沤根而死秧。
病虫防治:玉米苗期是蓟马发生高峰期,每亩可用10%(质量分数)吡虫啉可湿性粉剂35~45 g兑水30 kg稀释后进行防治;可用苏云金芽孢杆菌兑水稀释后喷雾防治黏虫;另外,纹枯病、黑穗病等会影响玉米产量,要密切观察,一旦发现及时采取措施进行防治[6]。
2
技术规程应用效果
依据上述技术规程,2018—2019年项目组在山东的菏泽、泰安、邹城,河南的杞县、中牟,河北的衡水等地开展了大量试验。试验设置3个处理:T1,习惯施肥,常规复合肥,N-P2O5-K2O=15-15-15,用量50 kg/亩;T2,专用配方肥,N-P2O5-K2O=20-8-10,用量50 kg/亩;T3,种肥同播,控释掺混肥,N-P2O5-K2O=20-8-10,用量50 kg/亩。常规复合肥和专用配方肥分2次施入,基肥∶追肥为6 ∶4,控释掺混肥使用种肥同播技术一次性施入。以玉米价格2元/kg计,习惯施肥和配方肥处理投入成本340元/亩,种肥同播处理投入成本245元/亩,应用效果见表 2。
表 2
试验地点 |
试验处理 |
产量/(kg·亩-1) |
增产率/% |
经济效益/(元·亩-1) |
增收率/% |
T1 |
T2 |
T1 |
T2 |
山东菏泽 |
T1 |
517.62 |
|
|
695.24 |
|
|
T2 |
565.67 |
|
|
791.34 |
|
|
T3 |
627.95 |
21.31 |
11.01 |
1 010.9 |
45.40 |
27.75 |
山东泰安 |
T1 |
407.81 |
|
|
475.62 |
|
|
T2 |
525.16 |
|
|
710.32 |
|
|
T3 |
596.17 |
46.19 |
13.52 |
947.34 |
99.18 |
33.37 |
山东邹城 |
T1 |
550.87 |
|
|
761.74 |
|
|
T2 |
618.90 |
|
|
897.80 |
|
|
T3 |
644.21 |
16.94 |
4.09 |
1 043.42 |
36.98 |
16.22 |
河南杞县 |
T1 |
435.27 |
|
|
530.54 |
|
|
T2 |
488.61 |
|
|
637.22 |
|
|
T3 |
516.97 |
18.77 |
5.80 |
788.94 |
48.71 |
23.81 |
河南中牟 |
T1 |
509.51 |
|
|
679.02 |
|
|
T2 |
512.27 |
|
|
684.54 |
|
|
T3 |
557.20 |
9.36 |
8.77 |
869.40 |
28.04 |
27.01 |
河北衡水 |
T1 |
533.35 |
|
|
726.70 |
|
|
T2 |
552.07 |
|
|
764.14 |
|
|
T3 |
581.31 |
8.99 |
5.30 |
917.62 |
26.27 |
20.09 |
由表 2可知:与T1处理相比,T3处理可实现增产8.99%~46.19%,增收26.27%~99.18%;与T2处理相比,T3处理可实现增产4.09%~13.52%,增收16.22%~33.37%,经济效益显著。
3
结语
试验结果表明,华北平原夏玉米采用种肥同播技术,能提高玉米产量和经济效益。同时,种肥同播技术降低了劳动强度,提高了播种与施肥效率,实现了夏玉米轻简化高效栽培。