玉米机械追肥技术研究现状与分析_姚蕾.pdf

文章编号：1673-887X(2023)01-0080-03玉米机械追肥技术研究现状与分析姚蕾，陶振水，袁志明，鲍永军，周辉（宁夏回族自治区农垦平吉堡农场有限公司，宁夏回族自治区银川750024）摘要玉米实际生长过程中呈现出较为显著的高产耐肥特征，仅靠底肥以及种肥难以有效满足玉米实际生长需求。而传统人工施肥手段存在成本高和效率低等缺陷，由此机械化施肥技术开始逐渐取代人工施肥。文章通过梳理机械施肥技术发展现状总结出其优势所在，同时结合实际案例对该技术应用成效进行分析，得出机械化施肥在经济效益以及社会效益均优由于人工施肥。关键词玉米作物；机械施肥；效益中图分类号S224.2文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.01.028Research Status and Analysis of Maize Mechanical Topdressing Fertilization TechnologyYao Lei,Tao Zhenshui,Yuan Zhiming,Bao Yongjun,Zhou Hui(Ningxia Hui Autonomous Region Agricultural Reclamation Pingjibao Farm Co.,Ltd.,Yinchuan 750024,Ningxia Hui Autonomous Region,China)AbstractAbstract：In the actual growth process of maize,it shows obvious characteristics of high yield and fertilizer tolerance.It is difficultto effectively meet the actual growth demand of maize only by base fertilizer and seed fertilizer.However,the traditional artificial fertilization methods have some disadvantages,such as high cost and low efficiency.Therefore,mechanized fertilization technology hasgradually replaced artificial fertilization.By combing the development status of mechanical fertilization technology,it can be summarized its advantages.At the same time,by analyzing the application results of this technology combined with practical cases,it can beconcluded that mechanical fertilization is superior to artificial fertilization in both economic and social benefits.Key words：maize,mechanical fertilization,benefit玉米生长所需养分主要来源于土壤中的贮藏养分以及肥料。两种营养吸收比例受自然界各种因素影响较大，进而对玉米产量造成直接影响。玉米施肥是在吸收土壤贮藏养分基础上，结合生产经验判断玉米生产所需养分差额并进行合理施肥的活动，科学施肥是提升玉米生长质量以及产量的重要手段。为实现玉米高产目标就需要依照科学比例将养分散布在玉米种子和根系周围，确保玉米可以及时吸收养分又不至于因施肥过多产生烧苗现象。然而传统人工施肥技术主要依托于种植者的经验，且受人工精准性不足等情况影响，施肥工作实际投入与收获之间存在一定不对等的情况，而机械化技术的出现有效改善了这一缺陷，由此对玉米机械施肥技术进行研究成为当前农业科研人员的重要研究内容之一。1玉米需肥特点概述从玉米生长实际角度分析，充足的营养物质供给是玉米生长的重要保障因素。玉米生长所需养分涵盖氮、磷和钾等10余种矿物元素以及碳等非矿物元素，其中氮、磷和钙等元素需求量极大，其他元素虽然需求量较少，但供给缺失也会对玉米长势以及产量造成影响。土壤中贮藏微量元素可以供给一部分玉米生长所需养分，然而氮、磷和钾等元素难以通过自然渠道补充，需要通过施肥途径进行补充1。玉米不同生长阶段对氮、磷和钾元素需求量以及吸收率存在较大差异。玉米幼苗期植株相对矮小，生长速度较慢，此阶段对养分需求量相对较低。到玉米快速生长期后，其生长需要大量水分以及营养物质，在进入玉米生长后期阶段其营养物质需求量会进一步提升，但吸收效率会出现一定程度的下降，此时期要求种植者对肥料氮、磷和钾元素比例进行合理控制，以满足作物后期生长养分需求2。2中国机械施肥技术发展现状2.1基肥机械施肥技术玉米施用肥料主要为袋装固体颗粒复合肥或复混肥料。考虑到玉米种植区域分布在东北、华北、西南和西北等多个区域，不同区域土壤、气候及栽培管理条件存在显著差异，由此在养分管理中需要结合区域实际情况进行科学控制，具体工作中需要依照“总量控制，分析调控”原则开展氮肥施用，同时对磷和钾元素进行恒量监控3。依据中国玉米产量实际情况且在有所增产的条件要求下，各地区氮肥施用标准如下：东北春玉米以及黄淮海夏玉米施氮量应控制在150180 kg/hm2；西南地区施氮量应控制在210270 kg/hm2；东北地区及西北地区雨养区施氮量应控制在150180 kg/hm2；灌溉施氮量应收稿日期2022-10-14作者简介姚蕾（1993-），女，陕西人，助理政工师，研究方向：农业技术推广。第1期（总第397期）理论研究80控制在210240 kg/hm2。在机械化生产条件下，结合发达国家经验以及中国实际土壤条件与种植特点，夏玉米机械施肥模式为以配方复合肥和种肥同播进行基肥施用，同时在苗期至大口期阶段进行1次氮肥机械追肥；春玉米机械施肥模式为以配方复合肥进行基肥施用，以专用种肥或磷酸二铵进行种肥施用，同时在苗期中进行1次氮肥机械追肥。传统施肥方式为将基肥施撒于地表，随后通过整地使肥料埋入土壤中。为解决播种前施底肥抢农时需求，各地区均在小型撒肥设备研究上投入较大精力与资源，如2FL-10离心式撒肥机，其具备功效高和施肥均匀等优势，该设备施肥效率可达人工方式的50倍以上4。垄作地区则在联合整地机设备上架设施肥箱，使得灭茬、旋耕、施肥和起垄等作业内容有机融合，基肥则在起垄过程中播撒于与条垄下方。随着科学技术发展速度不断提升，种肥同播技术逐渐成熟，播种和施肥等过程中可一次性完成。如2BJG型穴播机运行中，播种深度在35 cm，基肥施用位置则在种下37 cm处，种肥及种子混施得以实现。2.2种肥机械施用技术在中国的北方地区，由于春季气候较冷，所以在春季进行播种施肥是非常必要的。试验结果显示，以磷酸二铵和硫酸铵+过磷酸钙为起始肥料，对玉米幼苗地面生物量及根的生长发育均有较好的促进作用，但对早期壮苗作用不大，吉林省梨树县农民的调研结果显示：农民普遍采用磷酸盐作种子肥料，或掺入有机肥和硫酸锌等肥料。使用磷酸盐作种肥时，应控制在37.575 kg/hm2，不要使用过多，并应将其与种苗分开，防止烧种5。多数情况下，种肥和播种都是由播种机械同时完成，其优势在于可以一次性完成播种、基肥和播种施用作业，其生产效率相对较高，然而，受制于施肥机械性能不稳因素，施肥位置精准性不足。在玉米种植上，许多播种器都装有2套施肥装置，在播种过程中，把底肥条撒到种子的侧下方，距种子距离5 cm，种边35 cm。施肥部位可分为深施、侧深施和种肥混合施。因种肥间隔35 cm，采用正位深施或侧位深施可有效防止烧种。混合施用要注意肥料的配比，如果是种肥混合施用，建议施用磷肥50 kg/hm2。在农业生产中，许多农户都是一次性施用化肥，将整个生长期所需化肥随播种进行施入，使得烧苗情况发生概率提升。近年来，中国也研制成功了小型免耕播种施肥一体机，吉林四平生产的康达2BMZF系列免耕播种机能够在有全部秸秆覆盖的情况下作业，一次性完成侧深施肥、清理种床秸秆、整理种床、单粒播种、覆土和重镇压等工序；其施肥器也采用了国际先进的圆盘式开沟技术，基肥施肥深度812 cm，距离播种行7 cm左右，施肥准确度得到很大提高，受到农民欢迎6。2.3中耕追肥机械施用技术在生长期进行追肥是确保作物养分供应和提高养分利用率的一种重要农业技术。通常情况下追肥作业会与中耕作业同时进行，在施肥同时进行土壤深翻和除草。近年来，在中国北方地区玉米带中，种植户追肥比例呈下降趋势，进行追肥的种植户通常提前一段时间进行追肥。目前，中国已开发和制造的中耕和施肥机有行间中耕机、全面中耕机和通用中耕机等，而后悬式行间耕机是当前在农业生产上使用最多的一种，它具有结构简便和可按各种要求设置工作零件的优点，对行间距有较好的适应性，在行间作中可以减少对幼苗的伤害。然而该设备的问题在于后悬式中耕机械依靠自身的质量将松土机械压入土壤，如果悬挂质量小，土壤埋得浅，并且其悬垂接头容易磨损和抖动，从而降低工作品质；目前中国大部分耕地的土壤空隙都比较小，仅在苗期进行，且工作时间短，难以适应后期追施和大规模生产的需要；工作范围较窄且速度较慢，实际效能较差7。后悬式中耕机械的犁铲、凿式犁铲和圆盘犁头等都是开沟育肥设备。铧式犁刀：耕耘机制造技术简便，对动力需求较低，耕种时犁头在前面进行松土，肥料通过施肥管道输送到犁头下面，随后被下落土块掩埋，但是此类中耕机普遍未设置合土装置，其在犁地时会将土壤翻转至垄侧，即使挖深10 cm以上，土壤覆盖也相对较浅；凿式犁：其工作方式类似于铧式犁，但其槽口较小，施肥深度较深，较大的中耕深松机械大多使用凿式犁，其深松深度可达3540 cm，施肥深度15 cm，凿式施肥铲运行中易产生残膜和作物残茬（杆），伤害幼苗概率相对较大，同时凿式施肥铲碎土能力差，易掀起大的土块，不仅会对农作物的幼苗造成损害，而且容易失水；圆盘型犁沟机：其波浪形的叶面在操作过程中形成一道狭窄的沟槽，在狭窄的沟槽中施用化肥，施肥深度710 cm。圆盘式犁沟机对钢结构和生产技术的需求很高，主要是从国外进口的，因此在中国还没有大规模推广。中国农科院基于当前中耕和追肥设备以及美国农机发展经验开发出2FZ-2995-4系列高原间隙玉米追肥机，将土壤间隙扩大至70 cm，可在1.2 m以上的土壤上施肥而不会出现任何损伤；美国Yetter公司生产的2995型圆盘型开沟机运行中会沿垄侧20 cm处进行施肥，施肥深度在710 cm，其定位准确并配有电控式肥箱和速度耦合器，可以确保肥料施用均匀。3玉米机械施肥技术方案3.1案例概述中国主要玉米产区，其长期发展中始终采用传统方式进行施肥，种植户为增加，不得不逐年增加化肥使用量，导致当地生态环境受到严重破坏，种植户生产成本不断提升，增产目标也难以达成。由此，农业科研部门研究并开发出适合实际情况的玉米机械化深施肥技术。该技术主要是在拖拉机牵引挂灭茬、施肥和起垄装置，使得播种施肥作业可以一次性完成，其施肥深度较常规方式深35 cm，底肥以及口肥施肥深度分别深1518 cm及68 cm。该技术投入使用后使得化肥使用量大幅降低，同时化肥利用率提升约15.5%，作物增长率达到 10%左右，有效提升劳动效率的同时降低劳动农业技术与装备第1期（总第397期）81量，农业面源污染程度也得到有效控制，农业生态环境不断优化。3.2技术方案3.2.1底肥该技术主要在每年4月中下旬土壤化冻程度达到1518 cm时开展整地施底肥作业。具体工作中依托于耕地面积选择相应施肥方式，大面积耕地在拖拉机上加挂灭茬施肥设备，随后进行灭茬、施肥和起垄等工作；小面积耕地则利用专用小型施肥机对完成整地作业的耕地进行施底肥以及起垄作业，随后进行播种。种植户在实际作业中依照测土配方施肥卡建议控制施肥量，通常情况下是依照500 kg/hm2的标准施用玉米专用肥，或依照（26-10-12）550 kg/hm2的标准施用缓释肥，其施肥深度一般保持在1518 cm。3.2.2种肥通常情况下，种肥与玉米播种工作一次性完成，具体工作中需要利用牵引式播种机或手推式播种施肥器完成作业。在施肥量以及施肥深度方面，依照测土配方施肥卡建议，种植户可以找（15-15-15）100150 kg/hm2的标准施用三元素复合肥，或依照75 kg/hm2+75 kg/hm2的标准对二铵及玉根菌进行配合施放，施肥深度应控制在68 cm，即种下35 cm处。3.2.3追肥6月下旬玉米达到大喇叭口期，全展叶数量达1112片叶时即可追肥，实际作业过程中可利用小型滚动式或手提式施肥器开展追肥作业。具体施肥量应依照150200 kg/hm2的标准施用尿素，施肥深度应距苗根部58 cm。机械化追肥作业可以有效提升作业效率同时降低成本，为印证这一观点，文章选取某地机械追肥与人工追肥情况进行对比，见表1。由表1可知，利用机械追肥可有效解放劳动力，同时其工作效率及肥料利用效率均可得到有效提升，也降低了种植成本。4玉米机械施肥方案效益4.1经济效益一是玉米机械化深施，效果比传统的施肥方法提高10%左右，玉米产量增加700 kg/hm2，产值增加900 元/hm2，种子饱满，早熟10 d；二是采用机械化深施技术，比传统的施肥方法节约了大量化肥。基肥可以节约250 kg/hm2的玉米专用肥，可以节约尿素100 kg/hm2，累计节约化肥795元/hm2（玉米专用肥2.46元/kg，尿素1.80元/kg）；三是玉米机械化深施技术，比常规施肥方法省力，节约机械操作费用700元/hm2（机械化深施肥作业费800元/hm2，常规施肥作业费1 500元/hm2）。4.2社会效益玉米深施机械化技术能显著提高劳动生产率，降低劳动强度，促进农民劳动力的迁移，推进实施化肥施用量零增长的各项措施，减少农业面源污染，改善生态环境，促进农业的可持续发展。5结语综上所述，在当前农业现代化建设背景下，加强对机械施肥方案研究具有重要意义，可以有效提升玉米作业产量，同时积极开发与推广相关技术也可以使得农民机械化生产意识以及能力不断提升，为农业现代化建设提供有力保障。参考文献1龚雪.玉米如何施肥能获得高产J.农民致富之友,2020(1):93.2靳凤霞.玉米施肥技术与施肥机械研究J.种子科技,2022,40(5):70-72.3李保辉.夏玉米机械化栽培技术要点J.现代农村科技,2020(9):20.4牛军,谷利敏,张美微,等.粒收夏玉米全程机械化栽培技术J.种业导刊,2020(6):24-26.5张洪斌,齐金香,禚洪林.玉米缓控释肥种肥同播机械化技术浅析J.农民致富之友,2020(29):138.6陶德清.秸秆粉碎覆盖玉米免耕施肥播种机应用与设计分析J.南方农机,2022,53(9):99-101.7王囡囡.黑龙江省玉米化肥深施机械化技术J.新农业,2021(14):66.表1人工追肥及机械追肥成效对比Tab.1 Comparison of the results of artificial topdressingand mechanical topdressing追肥方式用工效率劳动强度成本追肥均匀度追肥深度玉米整齐度增产效果人工追肥2人0.135 hm2/人d高15元/0.067 hm2不均匀中中中机械追肥1人0.81 hm2/人d中1213元/0.067 hm2均匀深好高姚蕾，陶振水，袁志明，等：玉米机械追肥技术研究现状与分析理论研究82