CN118058155A - 一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：向待种植地块施用复合缓控肥，然后进行深耕，整地起垄；而复合缓控肥则采用海藻酸与尿素复配，经多孔明胶负载得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris‑HCl缓冲溶液，冻干得到；将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；将包衣花生和包衣玉米进行间作种植；调控种植地块土壤含水量至65‑75％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8‑9展叶期喷施生长调节剂；当花生70‑75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5‑10d进行收获。
Description
技术领域
本发明涉及玉米种植技术领域，尤其涉及一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法。
背景技术
氮是植物所需的重要元素，其有效性通常是作物增产的主要限制因子。化学氮肥对全世界范围内作物增产有重要贡献。然而，氮肥利用效率相对较低，全世界范围内低于34％，我国约为30％。大量损失的氮造成了水体富营养化、土壤酸化、大气污染以及温室效应等一系列环境问题。如何在农业生产过程中减少化学氮肥的投入，已成为目前重点关注的问题之一。
生物固氮是一种将大气中的气态氮转化为陆地生态系统中生物有效氮的生化过程。据估计，生物固氮可满足作物生长氮素需求的30-50％。除了豆科作物与根瘤菌共生形成根瘤进行共生固氮以外，非豆科作物与固氮菌进行联合固氮的现象在自然界中也非常普遍。在自然条件下，玉米可以通过联合固氮满足自身20-25％的氮元素需求，具有巨大的固氮潜力。因此，如何促进玉米作物的生物固氮能力，对减少化学氮肥投入，降低其环境负效应具有重要意义。
合理的间套作模式能集约利用光、热、肥、水等自然资源，也是增加农田生物多样性的有效措施之一。随着耕地面积的减少，土地利用率和玉米的产量均有待于提高，因此在玉米/花生间作系统中通过玉米和花生根系互作，促进土壤中固氮菌生长繁殖，进而促进固氮菌对玉米组织的侵染定殖，提高玉米的生物固氮能力，增产增效，具有极好的研究前景。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法。
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，然后进行深耕，整地起垄；
而复合缓控肥则采用海藻酸与尿素复配，经多孔明胶负载得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液，冻干得到；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；将包衣花生和包衣玉米进行间作种植；
S3、调控种植地块土壤含水量至65-75％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
优选地，S1中，复合缓控肥的施用量为40-100kg/亩。
优选地，S1中，复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将尿素加入水中，调节温度至50-80℃搅拌10-30min，再加入海藻酸、多孔明胶继续搅拌1-2h，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液，冷冻干燥。
本发明采用尿素与海藻酸复配并经过多孔明胶负载后，对尿素缓释效果好，不仅可以使土壤和作物体内NO3-维持在一个较高的浓度，配合不同根系分泌物的相互作用，促进氮代谢酶活性的提高，而且施加至土壤后对脲酶具有极好的抑制作用，显著增强玉米花生间作尿素利用效率，但经试验发现相比于玉米，花生对氮的吸收利用率较高。
本发明又通过在尿素坯料表面包覆乙烯利后再沉积聚多巴胺层，不仅对根瘤菌黏附效果好，对花生根瘤菌的繁殖具有明显的积极作用，而且申请人发现，尿素坯料与乙烯利、聚多巴胺复配，可有效缓解玉米与花生对氮营养的竞争比率，可保证养分的均衡利用，提高玉米氮吸收量，增强玉米氮吸收间作优势。
另外，通过在乙烯利包覆层外包覆一层聚多巴胺，可有效增强乙烯利层稳定性，并在土壤中形成一定的缓释效果，增强其作用的发挥。
优选地，多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中多巴胺的质量分数为1-3g/L，多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中Tris-HCl缓冲溶液浓度为8-12mmol/L，乙烯利水溶液的质量分数为10-20％；尿素、海藻酸、多孔明胶、乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液的质量比为10-20：1-2：15-30：6-12：1-5。
优选地，多孔明胶采用如下具体步骤制取：将明胶、端氨基超支化聚酰胺胺加入至中，50-60℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入纳米碳酸钙，超声分散得到预处理明胶；将乳化剂加入至液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至50-60℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，继续搅拌，降至室温，加入戊二醛溶液继续搅拌，静置5-10h，倒掉上清液，洗涤，将产物加入至柠檬酸溶液中搅拌1-2h，低温干燥。
本发明采用明胶与端氨基超支化聚酰胺胺复配，可有效促使纳米碳酸钙在体系中均匀分散，然后采用戊二醛进行交联，使微球交联密度好，再经水洗、酸浸后内部具有大量通孔结构，有利于对尿素负载，使所得尿素坯料稳定性极高。
优选地，明胶、端氨基超支化聚酰胺胺、纳米碳酸钙、乳化剂、戊二醛的质量比为5-10：0.1-1：1-5：1-2：0.1-0.4。
优选地，超声分散时间为1-2h，超声频率为10-20kHz。
优选地，柠檬酸溶液质量分数为1-3％。
优选地，S1中，深耕深度为20-30cm。
优选地，S2中，间作种植的具体操作如下：将包衣花生和包衣玉米按5-8行花生与5-8行玉米交替设置种植区域进行间作，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距30-40cm。
优选地，S2中，包衣花生种植行距为25-35cm，穴距为15-17cm，每穴种植2粒，播种深度为3-5cm。
优选地，S2中，包衣玉米种植行距为25-35cm，穴距为18-22cm，播种深度为4-6cm。
有益效果：
本发明的玉米、花生间作种植方法，同时利用了花生和玉米之间的种间根际作用，充分利用花生根瘤固氮作用，形成新作物复合群体，不仅能通过生物固氮从大气中固定氮，而且可以通过竞争有效利用化学氮肥，促进玉米对氮的吸收，提高在单位耕地面积上的花生、玉米产量，最大限度地提高对资源的利用率。
本发明种植方式不仅使玉米生长前期可以获取足够的养分，而且配合后期生物固氮效率提高，加快玉米生长速率，积累更多干物质和氮素，促使产量增加，同时解决了连作造成土壤肥力下降的矛盾，达到培肥地力、提高土地利用率的目的，适于大规模推广应用。
附图说明
图1为实施例5组与对比例1-2组、阳性对照组、阴性对照组的玉米产量和玉米植株氮积累量对比图。
图2为实施例5组与对比例1-2组、阳性对照组、阴性对照组的玉米生物固氮能力和固氮酶活性对比图。
图3为实施例5组与对比例1-2组、阳性对照组、阴性对照组的土壤nifH丰度对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为40kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为20cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将10kg尿素加入50kg水中，调节温度至50℃搅拌10min，再加入1kg海藻酸、15kg多孔明胶继续搅拌1h，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施6kg质量分数为10％的乙烯利水溶液和1kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为1mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为8mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将5kg明胶、0.1kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至30kg水中，在温度50℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入1kg纳米碳酸钙，超声分散1h，超声频率为10kHz，得到预处理明胶；将1kg乳化剂加入至100kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至50℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1000r/min的速度继续搅拌1min，降温至室温，加入1kg质量分数为10％的戊二醛溶液继续搅拌1min，静置5h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为1％柠檬酸溶液中，以50r/min的速度搅拌1h，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按5行花生与5行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距30cm；包衣花生种植行距为25cm，穴距为15cm，每穴种植2粒，播种深度为3cm；包衣玉米种植行距为25cm，穴距为18cm，播种深度为4cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至65％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
实施例2
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为100kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为30cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将20kg尿素加入150kg水中，调节温度至80℃搅拌30min，再加入2kg海藻酸、30kg多孔明胶继续搅拌2h，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施12kg质量分数为20％的乙烯利水溶液和5kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为3mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为12mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将10kg明胶、1kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至60kg水中，在温度60℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入5kg纳米碳酸钙，超声分散2h，超声频率为20kHz，得到预处理明胶；将2kg乳化剂加入至200kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至60℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以2000r/min的速度继续搅拌10min，降温至室温，加入2kg质量分数为20％的戊二醛溶液继续搅拌10min，静置10h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为3％柠檬酸溶液中，以120r/min的速度搅拌2h，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按8行花生与8行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距40cm；包衣花生种植行距为35cm，穴距为17cm，每穴种植2粒，播种深度为5cm；包衣玉米种植行距为35cm，穴距为22cm，播种深度为6cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至75％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
实施例3
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为60kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为28cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将13kg尿素加入120kg水中，调节温度至60℃搅拌25min，再加入1.3kg海藻酸、26kg多孔明胶继续搅拌80min，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施10kg质量分数为12％的乙烯利水溶液和4kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为1.5mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为11mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将7kg明胶、0.8kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至40kg水中，在温度57℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入2kg纳米碳酸钙，超声分散100min，超声频率为12kHz，得到预处理明胶；将1.7kg乳化剂加入至120kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至57℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1200r/min的速度继续搅拌7min，降温至室温，加入1.3kg质量分数为18％的戊二醛溶液继续搅拌3min，静置9h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为1.5％柠檬酸溶液中，以100r/min的速度搅拌80min，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按7行花生与6行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距35cm；包衣花生种植行距为30±2cm，穴距为16±1cm，每穴种植2粒，播种深度为4±0.5cm；包衣玉米种植行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至72％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
实施例4
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为80kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为22cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将17kg尿素加入80kg水中，调节温度至70℃搅拌15min，再加入1.7kg海藻酸、20kg多孔明胶继续搅拌100min，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施8kg质量分数为18％的乙烯利水溶液和2kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为2.5mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为9mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将9kg明胶、0.2kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至50kg水中，在温度53℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入4kg纳米碳酸钙，超声分散80min，超声频率为18kHz，得到预处理明胶；将1.3kg乳化剂加入至180kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至53℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1800r/min的速度继续搅拌3min，降温至室温，加入1.7kg质量分数为12％的戊二醛溶液继续搅拌7min，静置7h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为2.5％柠檬酸溶液中，以60r/min的速度搅拌100min，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按6行花生与7行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距35cm；包衣花生种植行距为30±2cm，穴距为16±1cm，每穴种植2粒，播种深度为4±0.5cm；包衣玉米种植行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至68％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
实施例5
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为70kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为25cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将15kg尿素加入100kg水中，调节温度至65℃搅拌20min，再加入1.5kg海藻酸、23kg多孔明胶继续搅拌90min，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施9kg质量分数为15％的乙烯利水溶液和3kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为2mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为10mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将8kg明胶、0.5kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至45kg水中，在温度55℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入3kg纳米碳酸钙，超声分散90min，超声频率为15kHz，得到预处理明胶；将1.5kg乳化剂加入至150kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至55℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1500r/min的速度继续搅拌5min，降温至室温，加入1.5kg质量分数为15％的戊二醛溶液继续搅拌5min，静置8h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为2％柠檬酸溶液中，以80r/min的速度搅拌90min，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按8行花生与5行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距35cm；包衣花生种植行距为30±2cm，穴距为16±1cm，每穴种植2粒，播种深度为4±0.5cm；包衣玉米种植行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至70％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
所述生长调节剂为胺鲜乙烯利，购自郑州市昊泽农作物保护有限公司；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
对比例1
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为70kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为25cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将15kg尿素加入100kg水中，调节温度至65℃搅拌20min，再加入1.5kg海藻酸、23kg多孔明胶继续搅拌90min，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面喷施3kg多巴胺Tris-HCl缓冲溶液(多巴胺质量分数为2mg/mL，Tris-HCl缓冲溶液浓度为10mmol/L)，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将8kg明胶、0.5kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至45kg水中，在温度55℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入3kg纳米碳酸钙，超声分散90min，超声频率为15kHz，得到预处理明胶；将1.5kg乳化剂加入至150kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至55℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1500r/min的速度继续搅拌5min，降温至室温，加入1.5kg质量分数为15％的戊二醛溶液继续搅拌5min，静置8h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为2％柠檬酸溶液中，以80r/min的速度搅拌90min，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按8行花生与5行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距35cm；包衣花生种植行距为30±2cm，穴距为16±1cm，每穴种植2粒，播种深度为4±0.5cm；包衣玉米种植行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至70％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
所述生长调节剂为胺鲜乙烯利，购自郑州市昊泽农作物保护有限公司；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
对比例2
一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，复合缓控肥的施用量为70kg/亩；然后进行深耕，深耕深度为25cm；整地起垄；
复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将15kg尿素加入100kg水中，调节温度至65℃搅拌20min，再加入1.5kg海藻酸、23kg多孔明胶继续搅拌90min，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面喷施9kg质量分数为15％的乙烯利水溶液，冷冻干燥；
多孔明胶采用如下具体步骤制取：将8kg明胶、0.5kg端氨基超支化聚酰胺胺加入至45kg水中，在温度55℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入3kg纳米碳酸钙，超声分散90min，超声频率为15kHz，得到预处理明胶；将1.5kg乳化剂加入至150kg液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至55℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，以1500r/min的速度继续搅拌5min，降温至室温，加入1.5kg质量分数为15％的戊二醛溶液继续搅拌5min，静置8h，倒掉上清液，依次采用石油醚、去离子水洗涤，将产物加入至质量分数为2％柠檬酸溶液中，以80r/min的速度搅拌90min，低温干燥；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；
将包衣花生和包衣玉米按8行花生与5行玉米交替设置种植区域进行间作；其中，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距35cm；包衣花生种植行距为30±2cm，穴距为16±1cm，每穴种植2粒，播种深度为4±0.5cm；包衣玉米种植行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；
S3、调控种植地块土壤含水量至70％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
所述生长调节剂为胺鲜乙烯利，购自郑州市昊泽农作物保护有限公司；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
与河南上蔡县某地进行田间试验。供试玉米品种为郑单958，花生品种为花育16。本地土壤为黄潮土，质地为中壤，0～20cm耕层土壤容重1.32cm3，pH＝7.56，有机质29.35g/kg，碱解氮57.13mg/kg，速效磷6.03mg/kg，有效铁6.57mg/kg。该地属于暖温带大陆性季风型半湿润气候，年平均气温在14.9～18.6℃，年平均降雨量592.7mm，年平日照时1800～2200h。
将试验地划分小区，随机分组为阴性对照组、阳性对照组、实施例5组、对比例1组和对比例2组。其中，实施例5组、对比例1组和对比例2组分别按实施例5和对比例1-2的种植方法执行。
阴性对照组则采用向待种植地块施用尿素(施用量为25.7kg/亩)，然后进行深耕(25cm)，整地起垄；将玉米粒包衣得到包衣玉米；采用包衣玉米进行种植，行距为30±2cm，穴距为20±1cm，播种深度为5±0.5cm；其余与实施例5保持一致。
阳性对照组则采用向待种植地块施用尿素(施用量为25.7kg/亩)，然后进行深耕(25cm)，整地起垄；其余与实施例5保持一致。
各组收获后，每组各取5株玉米全株，105℃杀青30min，75℃烘至恒重，称重将样品粉碎并过60目筛，采用凯氏定氮法测定。
每组各再随机取5株玉米全株，洗净后放入信封，低温烘干，然后采用混合球磨仪磨成粉末(粒径约为5μm)，备用。采用15N自然丰度法检测各组玉米固氮能力，并采用乙炔还原法测定玉米固氮酶活性。
随后对玉米产量进行统计，计算单位面积内玉米籽粒产量。
如图1和图2所示，实施例5组的单位面积内玉米产量最高，而且植株全氮含量也是最高；同时玉米固氮能力和固氮酶活性均为最佳。
而通过图1和图2可以发现：阳性对照组的各项效果优于阴性对照组，说明采用玉米花生间作能有效促进玉米生物固氮能力；而采用实施例5组、对比例1-2组与阳性对照组进行比较，则可以看出本发明通过复合缓控肥能进一步提高玉米固氮，提高玉米产量，从而减少化学氮肥投入，降低其环境负效应。
对收获后土壤采用五点法随机取样，土样过2mm筛，去除根系、动物残体及石块等杂物，混合均匀后备用。提取土壤中DNA后，对土壤nifH丰度进行检测。
如图3所示，实施例5组土壤中的nifH基因丰度明显高于其他组，证实本发明能刺激土壤固氮菌的生长，从而增加土壤氮素输入，加速土壤氮素循环。
本申请人认为：本发明能提高玉米固氮能力和产量，增加土壤中nifH基因丰度，是由于本发明利用了花生和玉米之间的种间根际作用，充分利用花生根瘤固氮作用，形成新作物复合群体，不仅能通过生物固氮从大气中固定氮，而且可以通过竞争有效利用化学氮肥，促进玉米对氮的吸收，提高在单位耕地面积上的玉米产量；同时采用尿素与海藻酸复配并经过多孔明胶负载后，对尿素缓释效果好，不仅可以使土壤和作物体内NO3-维持在一个较高的浓度，配合不同根系分泌物的相互作用，促进氮代谢酶活性的提高，而且施加至土壤后对脲酶具有极好的抑制作用，显著增强玉米花生间作尿素利用效率；再通过在尿素坯料表面包覆乙烯利后再沉积聚多巴胺层，对根瘤菌黏附效果好，对花生根瘤菌的繁殖具有明显的积极作用，而尿素坯料与乙烯利、聚多巴胺复配，可有效缓解玉米与花生对氮营养的竞争比率，可保证养分的均衡利用，提高玉米氮吸收量，增强玉米氮吸收间作优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、向待种植地块施用复合缓控肥，然后进行深耕，整地起垄；
而复合缓控肥则采用海藻酸与尿素复配，经多孔明胶负载得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液，冻干得到；
S2、将花生仁、玉米粒分别包衣得到包衣花生和包衣玉米；将包衣花生和包衣玉米进行间作种植；
S3、调控种植地块土壤含水量至65-75％，对包衣花生种植区域覆膜，在花生四叶期至开花前及时抠出地膜下面的侧枝；在玉米8-9展叶期喷施生长调节剂；
S4、当花生70-75％以上荚果果壳硬化、果壳内壁呈青褐色斑块时进行收获；当玉米生理成熟后5-10d进行收获。
2.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S1中，复合缓控肥的施用量为40-100kg/亩。
3.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S1中，复合缓控肥采用如下具体步骤制取：将尿素加入水中，调节温度至50-80℃搅拌10-30min，再加入海藻酸、多孔明胶继续搅拌1-2h，干燥，造粒得到尿素坯料；再向尿素坯料表面依次喷施乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液，冷冻干燥。
4.根据权利要求3所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中多巴胺的质量分数为1-3g/L，多巴胺Tris-HCl缓冲溶液中Tris-HCl缓冲溶液浓度为8-12mmol/L，乙烯利水溶液的质量分数为10-20％；尿素、海藻酸、多孔明胶、乙烯利水溶液和多巴胺Tris-HCl缓冲溶液的质量比为10-20：1-2：15-30：6-12：1-5。
5.根据权利要求3或4所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，多孔明胶采用如下具体步骤制取：将明胶、端氨基超支化聚酰胺胺加入至中，50-60℃搅拌均匀，搅拌状态下向其中加入纳米碳酸钙，超声分散得到预处理明胶；将乳化剂加入至液体石蜡中搅拌均匀，调节温度至50-60℃，搅拌状态下向其中滴加预处理明胶，继续搅拌，降至室温，加入戊二醛溶液继续搅拌，静置5-10h，倒掉上清液，洗涤，将产物加入至柠檬酸溶液中搅拌1-2h，低温干燥。
6.根据权利要求5所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，明胶、端氨基超支化聚酰胺胺、纳米碳酸钙、乳化剂、戊二醛的质量比为5-10：0.1-1：1-5：1-2：0.1-0.4。
7.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S1中，深耕深度为20-30cm。
8.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S2中，间作种植的具体操作如下：将包衣花生和包衣玉米按5-8行花生与5-8行玉米交替设置种植区域进行间作，包衣花生种植区域与包衣玉米种植区域相距30-40cm。
9.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S2中，包衣花生种植行距为25-35cm，穴距为15-17cm，每穴种植2粒，播种深度为3-5cm。
10.根据权利要求1所述玉米花生间作提高玉米固氮能力的种植方法，其特征在于，S2中，包衣玉米种植行距为25-35cm，穴距为18-22cm，播种深度为4-6cm。
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-
2024
- 2024-04-10 CN CN202410429361.1A patent/CN118058155A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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