2019年玉米季内氮肥管理

配备传感器读取氮含量的无人机
图1所示。氮传感器可用于无人机、高间隙钻机或手持设备,以确定在潮湿的春天之后可能需要多少季节氮。(摄影:劳拉·汤普森)

2019年玉米季内氮肥管理

2019年春季的天气条件使氮素管理变得复杂。大量残留硝态氮和施氮可能在淋滤和反硝化过程中流失。由于春雨的缘故,其他氮肥从未施用过。

今年夏天需要比平时更多的季内施氮,田间变异性可能比平时更大。可通过晚春土壤硝酸盐测试(LSNT,也称为侧偏前土壤硝酸盐测试或PSNT)或作物冠层反射感应来估算季节施肥量。本文将介绍这些选项。

晚春土壤硝酸盐试验

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LSNT已经使用了30多年,在许多州用于玉米生产,以评估季节内施氮的需求。内布拉斯加州的研究和使用少于爱荷华州,我们建议使用爱荷华州立大学指南:晚春土壤硝酸盐试验在爱荷华州玉米生产中的应用. LSNT已经在中细质地土壤中得到了很好的验证,但预计它在砂质土壤中不起作用。按如下方式使用此测试。

  1. 从地面到玉米植株轮毂顶部的高度为6 -12英寸时,从0-12英寸的深度采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,抽样区域应根据可能影响氮有效性或损失的土壤性质确定。每个样品应由至少15个样品芯制成,如果过去注射过肥料,则样品芯应更多。避免在施氮带取样。样品应在距玉米行不同的距离处采集。例如,可以在管理区域的5个地点对距行不同的3个样本进行抽样。
  2. 将样品冷藏或在薄薄的一层纸上风干,或借助风扇进行风干。或者,提交样品,以便在三天内完成分析。
  3. 实验室分析只需要硝酸盐氮。
  4. 2019年,异常潮湿春季的临界值为20至22 ppm硝酸盐氮。在正常降雨春季,25 ppm是一个令人满意的临界值。
    • 如果硝酸盐氮高于临界水平,例如2019年的23ppm,就不要施用当季氮肥
    • 如果硝酸盐氮低于临界水平,每低于临界水平1 ppm施8磅氮。

例如,如果LSNT结果为13 ppm硝酸盐-N,则N速率=(23-13)x 8=80 lb/ac N。

有关LSNT注意事项的更多讨论,如使用肥料的田地,请参阅ISU出版物。

传感器引导的季节施氮

如果植物足够大,遥感作物冠层反射率是量化季节氮需求的最佳选择。遥感技术可以与

  • 一个手持传感器,如林肯制造快速扫描
  • 配备用于空中传感的传感器(无人机、飞机、卫星),或
  • 传感器安装在高间隙N应用设备上。

这种遥感需要良好的冠层发展,如8th叶期(V8;或具有10片水平/下垂叶)或更高。遥感最好使用反射率指数,如NDVI(归一化差异植被指数);然而,对于玉米,NDRE指数(标准化差值红边)是首选。

田间任何给定部分的作物N状态通过将该部分田间的NDRE与田间的高NDRE读数关联来确定。NDR高读数通常来自现场确定的“高N参考”区域或条带。这些区域可能很小,例如20 x 20英尺的区域,用手施用额外的肥料-N,例如,以每100平方英尺1磅尿素的速率。然后将现场其他部分传感器读数的数据与高N参考值进行比较,现场传感器读数除以高N参考值传感器读数的比率等于“充分性指数”

充分性指数(SI)=(目标区域NDRE/参考NDRE)

内布拉斯加州为玉米开发的数学算法被用来将SI值转换为氮速率。

  1. 索拉里算法相对简单,只需要SI值:

季节N率= 317 ×根号(0.97 - SI)。

  1. 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建立的产量目标的最佳氮产量来确定氮产量。除非有经济上的最优氮量,否则生产者提供这个“最优氮量”。Holland-Schepers算法还计算了由于以前的作物、肥料施用和灌溉水中施用硝态氮等原因造成的氮积分。

季节氮肥施用中的传感器通常在玉米的12叶期(V12或13.5水平或下垂叶)附近进行,以对应较高的氮肥吸收率。计算季内氮排放率的算法最好针对这一生长阶段进行校准。早期使用更有可能低估N的需求;然而,2019年,油田通常需要提前申请。

施肥

在内布拉斯加州,施肥是一种常见的、经济的季节性氮肥施肥方法。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通过施肥施用氮肥,也就是说,如果充分性指数(SI)小于0.95。如果需要,可以统一施加30至40磅/ac N。两周后,可以利用传感器信息重新评估氮需求,以确定是否需要额外添加30至40 lb/ac的氮。这个过程可以在R3(牛奶)生长阶段之前的最后一次应用中重复。

应季氮肥应用是否合理?可变费率应用是否合理?

如上所述,LSNT或冠层感知,通过计算SI,用来确定是否需要以及需要多少季节施氮。如果结果表明整个农田对氮的需求有很大的变化,那么氮的利用率可能会有所变化。可变汇率应用可以考虑三个选项。

  1. 这在管理区域的基础上使用LSNT或遥感是最容易做到的。
  2. 航空图像可用于开发处方图,以便与高清除率可变设备一起应用。
  3. 作物冠层反射可在移动中感应并确定N速率,使用适当配备的高间隙设备连续调整N速率。

总结

今年将需要更多的氮肥应季施用,而且需求可能比正常情况更多变。利用LSNT土壤样品分析可以确定年轻玉米的当季肥料氮含量。一旦作物的冠层足够大,就可以利用冠层反射率遥感来确定氮需求。遥感信息也可用于可变速率应用。周期遥感还可以用来确定是否需要额外的肥料氮。

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一片玉米地。