本技术提供了一种提高玉米固氮能力的种植方法,属于农业生产技术领域。本发明通过一系列技术手段,能够增强玉米植株对氮元素的吸收和利用效率,从而使其在生长过程中能够更有效地利用土壤中的氮资源。这种改进不仅有助于减少化学肥料的使用量,降低农业生产成本,还能显著提升玉米的产量和营养价值。通过这种方式,本发明不仅提高了玉米作物的经济价值,还对环境保护和可持续农业发展具有积极的推动作用。
背景技术
氮(N)是植物所需的重要元素,其有效性通常是作物增产的主要限制因子。为满足持续增长的食物需求,需要大幅增加农业生产中氮的投入。化学氮肥对全世界范围内作物增产有重要贡献。然而,氮肥利用效率相对较低,全世界范围内低于34%。大量损失的氮造成了水体富营养化、土壤酸化、大气污染以及温室效应等一系列环境问题。如何在农业生产过程中减少化学氮肥的投入,已成为重点关注的问题之一。
生物固氮(biological nitrogen fixation)是一种将大气中的气态氮转化为陆地生态系统中生物有效氮的生化过程。据估计,生物固氮可满足作物生长氮素需求的30% ~50%。除了豆科作物与根瘤菌(rhizobium)共生形成根瘤进行共生固氮以外,非豆科作物与固氮菌进行联合固氮的现象在自然界中也非常普遍。在自然条件下,谷类作物(例如玉米)可以通过联合固氮满足自身20% ~ 25%的氮素需求,具有巨大的固氮潜力。因此,如何促进谷类作物的生物固氮能力,对减少化学氮肥投入,降低其环境负效应具有重要意义。
在现有技术中,提高玉米固氮能力的种植方法包括以下几种:
间作种植:通过将玉米和花生间作种植,可以提高玉米的固氮能力。具体方法包括向待种植地块施用复合缓控肥,然后进行深耕、整地起垄。复合缓控肥采用海藻酸与尿素复配,经过多孔明胶负载得到尿素坯料,再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺TrisHCl缓冲溶液,冻干得到。将花生仁和玉米粒分别包衣后进行间作种植,调控土壤含水量至65-75%,并对包衣花生种植区域覆膜,在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝。在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂,当花生70-75%以上荚果果壳硬化且内壁呈青褐色斑块时进行收获,玉米生理成熟后5-10天进行收获。
使用氮肥增效剂:通过使用氮肥增效剂与有机质肥料一次性施用,可以减少氮肥用量并提高土壤有效氮含量。具体方法是将氮肥增效剂(15公斤/亩)与有机肥混匀后进行种肥同播,腐殖酸肥料按照50公斤/亩施用。此外,实施水肥一体化管理,根据玉米生长需求在播种后和拔节期分别按照30m³/亩和40m³/亩进行灌溉,提高土壤水分含量,增加土壤氮素有效性。
生物固氮:玉米可以利用气生根与固氮菌互作进行生物固氮。研究表明,玉米的黏液菌群能够将空气中的氮转化成植株可以利用的形式,这种固氮能力在田间试验中显示,玉米所需氮素营养的29%至82%是依靠这种固氮能力获得的。
这些方法通过不同的方式提高了玉米的固氮能力,从而减少了对化学氮肥的依赖,有助于提高土壤地力和玉米的产量及质量。
但是还具有某些缺点,例如:
1.间作种植方法需要额外的作物管理,增加了种植的复杂性和劳动强度。
2.使用氮肥增效剂虽然可以提高氮肥的利用效率,但其成本较高,且对环境的长期影响尚不明确。
3.生物固氮虽然是一种自然且环保的方法,但其固氮效率受环境因素影响较大,且在实际应用中难以控制和优化。
中国专利CN118058155A公开了一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法,包括如下步骤:向待种植地块施用复合缓控肥,然后进行深耕,整地起垄;而复合缓控肥则采用海藻酸与尿素复配,经多孔明胶负载得到尿素坯料;再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液,冻干得到;将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米;将包衣花生和包衣玉米进行间作种植;调控种植地块土壤含水量至65-75%,对包衣花生种植区域覆膜,在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝;在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂;当花生70-75%以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获;当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
中国专利CN106242826A公开了一种抗旱、全营养型玉米专用长效肥料及其制备方法,其属于农业作物专用肥领域。它主要包括如下重量份的原料组分:尿素410-510份、硫酸铵0-250份、磷酸一铵150-275份、氯化钾100-200份、硫酸锌5-30份、黄腐酸10-50份、高分子保水剂2-15份、硝化抑制剂1-5份、肥料增效剂2-10份。本发明降低了干旱对玉米种植的影响,提高玉米出苗率,促生根,提高玉米抗旱能力,固氮活磷,同时延长养分释放期,实现玉米种植的免追肥生产,达到稳产、省工、增效的目的。本发明主要用于玉米的一次性基肥使用。
然而,上述提到的专利方案在实际应用中并未能有效地提升玉米的固氮能力,效果并不理想。
实现思路