一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法技术

本发明专利技术属于农业技术领域，公开了一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法，包括在氮肥减量(90kghm

【技术实现步骤摘要】
一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法


[0001]本专利技术涉及一种减少稻田氨挥发的方法，具体涉及氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田土壤氨挥发的方法，有利于降低稻田土壤氨挥发和提高水稻产量。

技术介绍

[0002]水稻(OryzasativaL.)是世界上最重要的作物之一，全世界超过一半的人口以水稻为主食。水稻种植面积约为1.5
×
108公顷，约占全球耕种土地的10％。
[0003]肥料的施用是提升水稻产量的主要方法，为满足对作物产量不断增长的需求，肥料的施用量将不断的增加。由于氮素在作物生长中的特殊地位，导致氮肥是农业中使用最多的肥料。世界农业氮肥消费量从2015年到2020年增长了1187亿吨，年均增长率高达1.5％。然而，多达40
‑
70％的氮素以氨(NH3)挥发、反硝化、径流、淋溶等方式损失。短期氮肥减量能够改善稻田生态微环境，降低了系统氨的挥发、温室气体排放以及提高了水稻的品质，但是长期氮肥减量却会带来水稻产量的降低。因而，氮肥减量作为单独栽培技术在实际稻田生产无法平衡环境与产量两方面因素，通过配合其他栽培手段达到保产减氮增效减排的目的刻不容缓。
[0004]氨挥发是指NH
4+
在土壤作用下转变为NH3随后扩散到大气的过程。稻田土壤是氨挥发的重要来源，尤其在添加肥料后土壤氨挥发将迅速上升。氨挥发不仅是一种氮损失的途径，并且会增强大气氮沉降，甚至可能会破环敏感生态系统、降低空气质量。NH3进入大气后，与酸性化合物反应会产生(NH4)2SO4和其他二次污染物。NH3通过大气的迁移和沉积，转移到湿地、森林、湖泊、草原等有水分富养化风险的生态系统和土壤时，会导致水质和土壤的酸化。并且NH3与NO及其衍生物、SO2、挥发性有机物和空气中其他物质反应，生成NH4NO3和(NH4)2SO4等颗粒，这些物质作为凝结核会进一步形成PM2.5，导致雾霾天气的出现。
[0005]聚谷氨酸(γ
‑
PGA)是由500
‑
5000个谷氨酸通过α
‑
氨基和γ
‑
羧基聚合而成的氨酰键链接的高分子阴离子多肽聚合物，分子量通常在10kDa
‑
10000kDa之间。由于γ
‑
PGA由于是γ
‑
氨酰键链接而成，所以其分子链上都有大量的羧基，可以与水等含有氢键的分子形成稳定的结合，因此γ
‑
PGA分子有较好的水溶性、吸水性、保水性。由于γ
‑
PGA的独特功能，越来越多的学者将之用在肥料增效方面，施用合适浓度的γ
‑
PGA可以增强土壤肥力和植株对N、P、K的吸收，并且可提高产量。

技术实现思路

[0006]针对水稻氮肥利用率低的问题，专利技术了一种氮肥减量下施用聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法，达到减少稻田氨挥发又保持水稻的产量的效果。
[0007]本专利技术的技术方案如下所述：
[0008]一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤S1：确定γ
‑
PGA与氮肥用量配比：氮肥减量下设置多个γ
‑
PGA用量梯度；取当地典型农田土壤，过筛后充分混匀，分为大于多个梯度数量的多份试验土，所述典型农田土
壤为水田土壤时淹水5cm、所述典型农田土壤为旱地土壤时保持持水量为60％，并维持一星期；称取与试验土份数相同的氮肥，每份γ
‑
PGA只对应多个梯度中的一个，并按对应梯度比例将γ
‑
PGA溶液均匀喷于土壤表层；在施肥后的1、3、5、7(后每7天循环直到下次施肥)天内，对于水田土壤测定NH3浓度，综合预设时间的记录，以上NH3浓度最低者处理的γ
‑
PGA与氮肥的比例作为γ
‑
PGA与氮肥的用量配比。
[0010]步骤S2：确定氮肥的减量比例和氮肥追肥施用时间：氮肥的减量比例控制在当地常规用量的50％(90kghm
‑2)，氮肥涉及施用基肥(50％)、施用分蘖肥(20％)、施用穗肥(12％)和施用粒肥(18％)。
[0011]步骤S3：氮肥与γ
‑
PGA进行农田施用：根据农田面积以及步骤2中确定的氮肥的减量比例确定好农田氮肥总用量及基肥和追肥用量，在施肥前称好氮肥用量，根据步骤1中确定的γ
‑
PGA与氮肥的配比将γ
‑
PGA均匀喷晒在土壤表面；氮肥基肥在农田匀地后施用，施基肥时保持没有水层，氮肥撒施于土表，施肥后再耙平一次，使氮肥混入土层；施基肥后灌水保持约5cm水层；追肥均采用撒施，施追肥后灌水保持8cm水层。
[0012]作为进一步的技术，所述步骤S1γ
‑
PGA按照1kghm
‑2的施用量，每小区称取2.0g和4.0g聚谷氨酸粉末，分别溶解在1L水中配成肥液，平均分为四份，转移至电子喷雾器或花洒，在氮肥施用基肥、分蘖肥、穗肥和粒肥时期，同步喷施在土壤表层。
[0013]作为进一步的技术，所述步骤S1γ
‑
PGA喷施与氮肥施用保持同步，氮肥(90kghm
‑2)涉及施用基肥(50％)、施用分蘖肥(20％)、施用穗肥(12％)和施用粒肥(18％)。
[0014]作为进一步的技术，所述步骤S3在氮肥施用一个星期前，采用人工耙田，耙田深度20cm左右，后进行平田操作，每个小区内田面高低差≤5cm。
[0015]作为进一步的技术，所述步骤S3γ
‑
PGA分别于水稻分蘖盛期、拔节期、抽穗期各喷施一次，共4次。
[0016]作为进一步的技术，所述步骤S3稻田泡水一星期后，放干水分，保证稻田厢面湿润无明水。
[0017]根据所述的一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法在水稻种植中的应用。
[0018]本专利技术的工作原理及有益效果为：
[0019]1.γ
‑
PGA是一种天然的阴离子聚合物，可生物降解，对人体和环境无毒，农田用量少，施用操作简便。
[0020]2.本专利技术中的氮肥减量前提下施用γ
‑
PGA(0.5kghm
‑2和1.0kghm
‑2)，降低稻田土壤氮素的输入的同时降低氮素同化过程中NH3的产生，降低了稻田NH3的挥发，节省了氮肥的用量。
附图说明
[0021]图1氮肥减量配施不同浓度γ
‑
PGA稻田氨挥发季节性变化。
[0022]图2氮肥减量配施不同浓度γ
‑
PGA水稻实际产量。
具体实施方式
[0023]试验地点位于湖北省武穴市花桥镇华中农业大学试验基地(E:115
°
33
′
N:29
°
51
′
)。土壤类型为砂壤土，年平均温度为20.12℃，年平均日本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法，其特征在于，氮肥用量为90kg hm
‑2，聚谷氨酸(γ
‑
PGA)用量为0.5kg hm
‑2和1.0kg hm
‑2。2.根据权利要求1所述的一种氮肥减量配施聚谷氨酸减少稻田氨挥发的方法，其特征在于，所述减少稻田...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛锋，胡婉玲，杜雪竹，李诗豪，郑飞雄，柏振忠，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：