提高肥料氮素利用效率
内布拉斯加州土壤管理中有机材料的土地应用是重要的。
- 内布拉斯加州农田每年施用的有机氮相当于在130万至160万英亩玉米上施用150磅/立方厘米的氮肥。
- 牛粪、其他畜禽粪便、城市生活垃圾和有机工业垃圾是有机氮的重要应用来源。
- 以施用有机氮的肥料氮当量来衡量的有效性，用每施用一磅有机氮的肥料氮当量来表示，并没有很好地预测。
- 施用有机氮时肥料氮当量的不确定性导致肥料氮过量施用，导致氮利用效率低下。
- 考虑到有机材料的性质和田间条件，可以改进预估的肥料氮当量。
- 冠层传感器定向施氮措施已在未施肥玉米上得到验证，可大大提高肥料氮的利用效率。
研究目标
- 验证或适应在施用有机肥或其他有机材料的农田中采用冠层传感器指导的季节施氮实践。
- 改进了有机物料肥料氮当量的预测。
针对这些目标，在六个地点进行了为期三年的研究，在两个地点进行了为期两年的研究。这项研究包括四种牲畜粪便、三种城市生物固体产品和一种工业副产品。解读传感器读数的算法为:
施肥农田作物冠层传感器定向施氮结果
利用作物冠层传感器对施氮量进行季节定向，以提高玉米籽粒产量对肥料氮的利用效率，并进行了验证。
与传感器定向季节施氮相关的好处包括:
- 施用有机肥比不施用有机肥的季节施氮量减少43%，施用后第二年和第三年分别减少17%。
- 与第一作物播种前施用178磅/ac肥料氮相比，施用有机肥加肥料氮增产10%。
- 旱地平均施氮量为70 lb/ac，灌溉地为80 lb/ac。
- 施氮量随施氮量的增加而降低。
- 当季施氮增加了植物生物量对籽粒的分配(较高的收获指数)。
- 作物在施氮10天内对季节氮素有反应，但抽雄对缺氮胁迫的恢复往往不完全
- 每施一磅当季氮，平均增产30.5磅籽粒。
- 82%的当季氮素被作物回收。
施肥农田中传感器定向施氮的最佳实践
- 在种植前施用60 lb/ac氮肥时，传感器对季节氮的定向最准确，原因如下:
- 如果预施氮量小于60 lb/ac，缺氮胁迫的恢复有时会延迟到抽雄以后
- 施氮量超过60磅/ac往往掩盖了缺氮的差异，降低了传感器评估的敏感性。
- 季节施氮最佳时间为V12 ~ V14。
- 如果缺氮胁迫严重，则应在V12前施氮，以给予抽雄从胁迫中恢复的时间。
- 即使在传感器信息显示低季氮或季氮为0时，也应至少施用30lb /ac的季氮。
- Solari算法略低估了季节N率，应修正为N率= 317。
- 由V8、V10和V12的感知确定的季节氮速率具有良好的相关性，这表明早期的感知，如无人机，可以帮助确定:
- 不需要季节氮肥;
- 季节需要氮肥，但不合理;
- 可变速率的应用是必要的，但它可以通过使用从早期感知图像开发的处方地图来完成;或
- 在应用过程中，可变速率的应用应该由动态传感来指导。
有机材料肥料氮当量预测的改进结果
- 有机肥施氮后，第一茬为44%，第二茬为21%，第三茬为10%。
- 肥料氮当量为:
- 雨养和灌溉也类似;
- 类似于所有有机材料;
- 土壤有机质含量较低(小于3%)的土壤有机质含量高于较高(大于6%)的土壤有机质含量;
- 不受C:N比和有机物中半纤维素、纤维素和木质素含量的影响;和
- 随施用肥料后的后续作物而减少。
- 然而，不同地点的肥料氮当量差异较大，表明可预测性较低。
结论
结果验证了利用传感器引导的季节施氮是一种有效利用粪便和其他有机材料中有效氮的手段。结果表明，土壤有机质含量低的土壤与有机质含量高的土壤相比，肥料氮当量较高，但未为提高有机肥氮当量预测提供依据。在施肥的土地上，需要通过权衡过度施用氮肥的风险以保护产量潜力和施用氮肥不足以保护环境的风险来决定氮肥的种植前使用。
更多的信息
更详细的信息将很快在这些期刊出版物中公布:
Garcia-Montealegre et al.， 2019。施用有机氮:玉米氮素吸收量的预估及季节估算。作物研究领域。
Garcia-Montealegre et al. 2019。施肥农田玉米冠层反射率引导的氮素侧量。农学期刊。
Garcia-Montealegre, J. p .， C. Wortmann, R. Ferguson, T. Shaver, J. Schepers. 2019。肉牛粪中施用有机氮的肥料当量。农业生态系统的养分循环。