玉米应季氮素管理的思考

玉米应季氮素管理的思考

对于内布拉斯加州的大部分地区,2021年秋季至2022年春季的降水低于正常水平(图1),为种植前施氮肥提供了一些良好的田间条件。良好的田间条件是值得赞赏的,但仍然需要考虑将更多的氮肥施用在季中而不是种植前。

一个值得关注的问题是不施肥时氮素的流失。含有尿素的肥料(如干尿素和液体尿素)需要注入土壤,或有半英寸的降水或灌溉,将它们移到土壤中,以阻止氨挥发。虽然脲酶抑制剂可以帮助防止挥发,但最终需要水来阻止表面施氮的损失。

你可能想知道表面施用氮肥会造成多少氨挥发损失。不幸的是,通过氨挥发损失的氮很难预测或容易量化,但在以下条件下损失更大:土壤pH高、阳离子交换能力低、地表作物残茬多、土壤潮湿、降雨不足、高温和高氮率。

除挥发外,由于强降水导致的硝态氮淋溶和土壤渍水导致的反硝化也可能发生N的损失,这可能在今年春季局部发生。施全氮植前的另一个缺点是我们不能根据实际氮有效性的差异进行调整。例如,如果肥料氮的释放低于预期,或者覆盖作物吸收的氮和覆盖作物残茬固定的氮超过预期,那么实际的氮可用性也可能低于预期。

为了考虑到这种变化并减少损失,可以考虑在当季施用更多的氮肥。可以通过晚春土壤硝态氮试验(LSNT,又称前侧边土壤硝态氮试验或PSNT)或利用作物冠层反射率测量来估计应季施肥量。本文介绍了这些选择以及施肥和可变利率的应用。除了LSNT和作物冠层反射率传感,还有一些模型可以预测N需求,但本文没有讨论这些模型。

降水地图
图。1。内布拉斯加州降水量偏离正常(10/1/2021-3/22/202)。

晚春土壤硝态氮试验

LSNT已经使用了30多年,用于玉米生产,以评估当季施氮的需求。内布拉斯加州的研究和使用比爱荷华州少,我们建议使用爱荷华州立大学的指导方针:春末土壤硝态氮试验在爱荷华州玉米生产中的应用.LSNT在中等和细质地土壤中得到了很好的验证,但在沙质土壤中并不理想。按照以下方法使用此测试。

  1. 当从地面到玉米植株轮盘顶部的高度为6 -12英寸时,从0-12英寸的深度收集具有代表性的土壤样本。样本所代表的面积不应超过40英亩,并根据可能影响氮的有效性或流失的土壤性质确定取样区。每个样品应该从至少15个核心和更多的情况下,过去的肥料注入。避免在施肥带取样。样品应在距玉米行不同距离处采集。例如,可以在管理区域的五个地点对行进行三个距离不同的抽样。
  2. 将样品放入冰箱冷藏,或在纸上薄层风干,或借助风扇。或者,提交样本,这样分析可以在三天内完成。
  3. 实验室分析只需要硝酸氮。
  4. 假设在2022年,一个普通弹簧的临界值是25 ppm的硝酸盐- n。
    • 如果硝态氮高于临界水平,例如2022年为27 ppm,则不施用应季氮肥。
    • 如果硝态氮低于临界值,每低于临界值ppm施8磅氮。

例如,如果LSNT的结果是15ppm硝酸盐-N, N速率= (25 - 15)x 8 = 80 lb/ac N。

参见ISU出版物“春末土壤硝态氮试验在爱荷华州玉米生产中的应用”,以了解更多有关施用粪肥的农田的LSNT考虑。

传感器引导的当季N应用

如果植物足够大,作物冠层反射率遥感是量化当季氮需求的最佳选择。遥感可以是:

  • 手持传感器,比如林肯制造快速扫描
  • 与航空传感(无人机,飞机,卫星),或
  • 传感器安装在高间隙氮应用设备上。

这样的遥感需要良好的冠层发育,例如第八叶阶段(V8;或有10个水平/下垂的叶子)或更晚。最好使用NDVI(归一化差异植被指数)等反射率指数进行遥感;然而,对于玉米,NDRE指数(归一化差红边)是首选。

通过将该区域的n德瑞值与该区域的高n德瑞值相关联,确定该区域的作物氮素状况。高NDRE读数通常来自已建立的“高N参考”区域或现场条带。这些区域可以很小,如20乘20英尺,手动施用额外的氮肥,例如每100平方英尺施用1磅尿素。然后将其他区域传感器读数的数据与高氮参考值进行比较,田间传感器读数除以高氮参考值的比率等于“充分性指数”。

充分性指数(SI) =(目标区ndrc /参考ndrc)

内布拉斯加州为玉米开发的数学算法被用来将SI值转换为N速率。

  1. 索拉里算法相对简单,只需要SI值:

    应季氮率= 317 ×平方根(0.97 - SI)

  2. Holland-Schepers算法需要额外的信息,并根据典型产量响应函数的形状和生产者制定的产量目标的最佳氮率来确定氮率。生产者提供这种“最优氮速率”,除非有经济最优氮速率。Holland-Schepers算法还考虑了N的信用,如由于以前的作物,肥料的使用和灌溉水中的硝酸盐-N的使用。

传感器定向当季施氮通常在玉米12叶期(V12或13.5水平叶或下垂叶)附近进行,以对应较高的氮吸收率。计算当季氮速率的算法是最适合这个生长阶段的。早期使用更容易低估N的需要。

灌溉施肥

在内布拉斯加州,施肥是一种常见的、经济有效的应季施氮方法。如上所述,使用LSNT、用手持传感器对农田进行抽查或使用图像(来自无人机、飞机或卫星)可以帮助确定是否应该通过施肥施用N -即,如果充分性指数(SI)小于0.95。如果需要,30 ~ 40 lb/ac N可以均匀施用。两周后,可以利用传感器信息重新评估施氮需求,以确定是否需要额外施30 ~ 40磅/ac施氮。在不迟于R3(牛奶)生长阶段的情况下,可以重复此过程。

应否使用季节性氮肥,是否合理使用可变汇率?

如前所述,利用LSNT或冠层感应,加上SI的计算,来确定是否需要以及应季施氮量。如果结果表明整个田对氮的需求量变化很大,那么施氮率可能会发生变化。对于可变利率的应用,可以考虑三种选择。

  1. 在管理区域的基础上,使用LSNT或遥感最容易做到这一点。
  2. 航空图像可用于开发高间隙可变速率设备的处方地图。
  3. 通过配备适当的高间隙设备,可以连续调整作物冠层反射,并实时测定氮含量。

总结

考虑到2021年秋季至2022年春季的降水量低于正常水平,内布拉斯加州的大部分地区很可能没有显著的氮流失,但如果施氮时土壤条件不佳,或如果未来几周发生强降水事件,则有可能发生氮流失。施用当季氮肥可以减少氮素的流失,促进氮素的高效利用。利用LSNT土壤样品分析幼龄玉米,可以确定当季氮肥用量。一旦作物冠层足够饱满,就可以利用遥感来确定氮素需求。遥感信息还可用于平费率和可变费率的应用。周期遥感也可用于确定是否需要额外施肥N。

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一片玉米田。