玉米中的氮肥稳定剂

玉米叶片显示出缺氮的迹象
图1。V10生长阶段玉米表现出缺氮症状(下叶尖开始倒v型黄变)。当氮供应不足时,玉米就会出现这些症状,这可能是由于多种原因,包括损失。

玉米中的氮肥稳定剂

氮是植物生长发育所必需的。平均而言,生产一蒲式耳玉米需要1.2磅氮肥,而200蒲式耳/公顷的玉米作物需要240磅氮肥。这种高需求部分是通过施用氮肥来满足的。

N (PFP)的偏要素生产率N),一种衡量每磅氮肥能生产多少磅粮食的方法,可用于反映农场层面的氮利用效率(NUE)。平均而言,内布拉斯加州的玉米农场有一个PFPN假设每磅氮肥的籽粒氮浓度为1.3%,这意味着每磅用作肥料的氮肥从籽粒中输出0.84磅氮。而亲N不区分氮的来源(如肥料、土壤有机质、矿化、残留硝态氮、肥料和以前的作物),它是氮肥利用率基准的起点。在高氮肥损失情景下,PFPN将会减少。这意味着要么1)由于氮胁迫而减少粮食产量,要么2)以高于正常的氮速率生产相同数量的粮食以弥补损失。

氮损失评估工具

生产者可以使用氮损失评估工具(N- lat, Wortmann et al., 2014),以更好地了解其氮管理实践如何受到特定县的土壤和天气数据的影响。基于这些信息,N- lat计算给定油田不同氮素管理措施下的长期平均氮素损失。

有关N-LAT的更多信息,包括下载电子表格的链接,请参阅内布拉斯加州扩展出版物,内布拉斯加州氮损失评估工具(N-LAT):背景和用户指南

在氮素损失潜力大,而防治管理不当的情况下,低氮素利用率可能是由于过量的氮素供应和氮素供应与植物氮素需求之间的不同步而造成的高氮素损失。大部分农业氮素损失是由硝态氮淋溶、氨挥发和反硝化引起的。

不同机制损失N的程度取决于

  1. 施肥管理实践,如施氮时间、氮源、施氮和施氮率等
  2. 环境条件,如土壤类型和天气模式。

虽然营养管理计划可以帮助减少氮流失的机会,但天气仍然可以发挥主要作用。减少不可预测天气影响的一种方法是使用氮肥稳定剂。然而,要决定是否使用它可能很复杂,因为你需要在知道天气在特定季节的影响之前做出决定。因此,了解您的管理实践、生产环境以及不同的稳定剂如何工作就变得非常重要,以便选择最有利可图的策略来减少N损失,提高NUE,并提高或维持产量。

氮肥稳定剂种类

氮肥稳定剂可分为三类:

  1. 硝化抑制剂,
  2. 脲酶抑制剂,
  3. 涂缓释肥料。

硝化抑制剂(NIs)化合物与形成氨的氮肥混合,以降低铵的转化速率(NH4+)转化为硝酸盐(NO3.-).两种氮形式都是植物可利用的,但硝酸盐容易淋失和反硝化。硝态氮的淋失可导致沙质土壤施用化肥氮的损失高达50%。在极端条件下,在低洼地、重质地土壤中,反硝化可造成约15%的氮流失。尽管硝态氮有很高的损失潜力,但只有当天气模式有利于损失大到N不足以满足作物需要时,NI才有望对粮食产量产生积极影响。

脲酶抑制剂(UI)是与尿素基肥料混合的化合物,通过暂时阻断脲酶的活性位点来降低尿素水解的速率。当尿素基肥料表面施用于高ph值土壤和免耕等高残留条件下时,ui可能特别重要,因为作物残渣含有高浓度的脲酶。如果不加保护,土壤表面尿素水解可导致约30%的肥氮通过氨挥发流失。ui可以防止尿素在被吸收(机械吸收或通过超过0.25英寸的降雨/灌溉)之前被快速水解和潜在挥发,并被保护在土壤中。与NI类似,UI对产量的影响取决于天气,只有在干燥土壤条件下施肥后的前五天没有降雨/灌溉时,UI对产量的影响才可能是有益的。

涂缓释肥料是涂有硫、聚合物或两者的尿素等传统肥料吗?肥料通过包衣的释放是包衣特性受土壤水分和温度影响的函数。一旦尿素通过包膜释放出来,它就会在土壤中发生与非包膜肥料相同的转变。包衣技术可以为生长中的作物提供逐步的氮素供应。土壤和气候条件会改变涂层的效果。

稳定剂,天气和产量

在Clay Center附近进行的一项28年的研究中,在粉砂壤土上对NI硝态氮和弹簧无水氨进行了评估,观察到36%的时间有正向产量响应。然而,在18%的情况下,NI对产量产生了负面影响,而剩下的46%对产量没有影响。包括施氮后6周的天气因素在内,NI对产量有正向影响(比单独施肥高8 ~ 13 bu/ac)

  1. 雨量适中,分布均匀,或
  2. 更高的降雨量加上更高的温度。
不同应用的硝酸盐损失图表
图2。累积潜在氨挥发损失(以磅N-NH为单位3./ac)在2015年的一项砂壤土研究中,在添加或不添加ui的情况下,进行不同的施氮率。处理包括0、115和144磅N/ac和4个UI处理(无,AgP=Agrotain Plus, AgU=Agrotain Ultra和L=Limus)。

过去三年,内布拉斯加州中部也对ui进行了测试。在玉米种植前后,以尿素或尿素-硝酸铵的形式面施氮肥。UI只对一个位点的产量有正向影响,UI+尿素比单独尿素增产20 bu/ac。施肥后5 ~ 10天降雨量达2.3英寸。(此外,在使用后的4天和5天,降雨量分别为0.03英寸和0.09英寸。)小于0.25的降雨量不足以将肥料移入土壤,但允许尿素在土壤表面水解,从而增加挥发潜力。在其他年份,UI对产量没有影响。在所有年份中,使用UI使潜在氨挥发损失从3.6磅N-NH减少到13.3磅N-NH3.这意味着施用氮素的3%-7%没有流失(图2).

在内布拉斯加州中南部粗质土壤上进行的为期三年的研究表明,使用聚合物包覆尿素(ESN®)的效益与年际气候变化无关。在不同的施氮率下,ESN与UAN相比均能提高玉米产量。在N速率上平均,ESN玉米产量比UAN玉米产量高49%。模拟这些现场条件的实验室研究表明,ESN在干旱年份减少了15%的氨损失,而在湿润年份,与UAN相比,它减少了60%的硝酸盐淋失。

建议

  • 只有当天气条件有利于氮素流失到与作物需求相关的氮素变得有限时,氮肥稳定剂的使用才会对产量产生积极影响。
  • 氮肥可通过在灌区单次施用氨肥提高产量。镍的施用时机应考虑到在5月和6月硝态氮浸出最多的时候能取得较高的效果。
  • 当尿素基肥料在高ph值(大于7)、低阳离子交换能力、高残留覆盖的土壤上表面施用时,UI更有可能对产量产生积极影响,在干燥土壤上施用后的前5天内没有掺入(机械或降雨)。
  • 当田间条件表现为淋失、挥发或反硝化等极端天气风险时,ESN更有可能对产量产生积极影响。

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一片玉米田。