本公开涉及冬小麦微量元素肥料高效施用方法及籽粒微量元素营养强化。
背景技术：
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的一些理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
人体锌元素缺乏是一个重要的世界性问题，以谷物为主食的地区缺锌尤其严重。小麦作为我国主要谷物粮食作物，占人均每天能量摄取量的30％，其营养品质直接影响人体健康。满足人体健康需求的小麦籽粒锌元素营养目标值为45mg/kg，而我国小麦籽粒锌含量平均仅为23.3mg/kg，远低于营养目标值，土壤中的有效锌含量低是造成我国小麦籽粒锌含量偏低的主要因素。因此，通过施用锌肥施用来补充作物锌吸收，对提高小麦锌营养具有十分重要意义。
前人研究表明，锌肥的施用可以有效提高小麦产量及籽粒锌含量等营养品质。土施锌肥可以同时保证产量和籽粒锌含量的提高而已经被广泛应用，但是，土施锌肥仅有0.5-4.0％被作物吸收，土施锌肥的利用率偏低也是目前亟待解决的研究问题。通过叶面喷锌保持叶片中大量的生理有效锌也是提高产量和籽粒锌浓度重要手段，小麦具有营养器官中储存或吸收锌在韧皮部具有较强的移动性的特点，能够有效转移到籽粒，提高籽粒锌含量。研究表明，拔节期为小麦喷施锌肥的最佳时期，拔节期、抽穗期各喷施一次0.1％～0.2％的硫酸锌溶液可使更多的锌在籽粒中累积。叶面喷锌是一种具有可操作性、高效率和低成本等优点的技术，对改善小麦籽粒锌含量起关键作用。我国叶面肥喷洒仍以传统的人力背负喷杆喷雾器喷雾为主要手段，不仅药液使用量大，而且药液污染、漏喷现象严重，叶面肥有效利用率仅30％左右，远低于发达国家，导致土壤、农作物、水污染严重。近几年逐渐发展的无人机叶面喷施技术具有较强的环境适应性、喷施均匀、雾化效果好、人工效率高、肥料利用效率高、减轻环境污染，降低施肥成本等优势，其发展前景受到越来越多的重视，与传统的背负式喷雾器相比，无人机它作为一种先进的叶面喷施技术正在被广泛推广应用。
技术实现要素：
针对以上背景技术，小麦-玉米轮作体系中冬小麦微量元素肥料高效施用方法。
具体的，本公开采用以下技术方案：
一种提高小麦籽粒产量和小麦穗粒数和/或增加小麦穗长和/或提高小麦籽粒锌含量和/提高小麦经济效益的方法，包括以下步骤：
包括土壤施锌肥和无人机叶面施锌、硒肥，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始采用无人机进行叶面喷施，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期采用无人机进行叶面喷施。
在本公开的一个或多个实施方式中，小麦的品种为济麦44。
在本公开的一个或多个实施方式中，土壤施用的锌肥作为基肥，每公顷施用硫酸锌30kg～50kg。
进一步地，土壤施用的锌肥作为基肥，每公顷施用硫酸锌30kg。在本公开的一个实施例中，施用时，质量浓度可配置为0.4％。
在本公开的一个或多个实施方式中，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施每隔8～12天喷施一次，共2～4次，每次喷施1.5～4.5kg/hm2。
进一步地，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施每隔7～10天喷施一次，共3次，每次喷施1.5～4.5kg/hm2。
在本公开的一个或多个实施方式中，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期用无人机各喷施一次，每次6～8kg/hm2。
进一步地，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期用无人机各喷施一次，每次7.5kg/hm2。硒肥采用的是富硒肥2号，硒含量1.1g/l。
经过试验验证，在本公开中，土壤施用的锌肥作为基肥，以及在特定时期-小麦灌浆期进行无人机叶面喷施锌肥、在小麦抽穗和灌浆期进行无人机叶面喷施硒肥，相比于小麦的其他生长时期，能够显著提高小麦籽粒产量和小麦穗粒数和/或增加小麦穗长和/或提高小麦籽粒锌含量，获得最大的经济效益。
在本公开的一个或多个实施方式中，在小麦玉米轮作区，建议小麦播种前将一种或多种微肥与一定量的土壤或砂等混合后，均匀撒在土壤中，然后再翻耕或旋耕。
在本公开的一个或多个实施方式中，建议小麦播种前配施商品有机肥1000kg/hm2～1500kg/hm2或农家肥4500kg/hm2～6000kg/hm2。
与本发明人知晓的相关技术相比，本公开其中的一个技术方案具有如下有益效果：
本公开通过土施锌肥与无人机叶面施锌、硒肥相结合，能够显著提高小麦穗粒数，穗数与千粒重无显著性影响，z1f3处理小麦产量增产13.29％～19.37％；z1f2处理较对照提高0.36％～37.53％籽粒锌含量；土施锌肥配合无人机叶面喷施锌肥提高小麦生产效益，经济效益增收3145.7～6994.2元/hm2。通过土施锌肥配合无人机喷施锌肥是提高潜在性缺锌土壤上小麦籽粒产量及籽粒锌等微量元素含量较为经济的方式，对改善小麦锌营养品质有较好作用。
附图说明
构成本公开一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1：不同施肥处理对小麦穗长的影响。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。
实施例
1材料与方法
1.1试验区概况
冬小麦无人机叶面喷锌肥试验于2019年10月—2020年6月在山东省菏泽市东明县马头镇麦丰收小麦种植专业合作社柳园基地(35°02′n，115°07′e，海拔60m)开展。试验点处于中纬度地带，土壤类型为壤土，属暖温带季风气候。其主要气候特征是：季风明显、四季分明、冬冷夏热、雨热同期。本试验的前茬作物为夏玉米，长势收成均较好。小麦播前耕层土壤(0-20cm)基础理化性质见表1。
表1供试土壤基础理化性质
1.2试验设计
试验于2019年10月5日播种，2020年5月29日收获。供试小麦品种为：济麦44。试验采用裂区设计，主区为2个底施锌肥水平(0kg/hm2、30kg/hm2)，副区为4个无人机叶面喷施锌肥水平(0kg/hm2、1.5kg/hm2、3kg/hm2、4.5kg/hm2)，单个试验小区面积20×10＝200m2，完全随机设置，每个处理小区重复三次。试验锌肥采用天津科密欧的zns04·7h20(优级纯)，硒肥施用的是菏泽市东明县马头镇麦丰收小麦种植专业合作社生产的富硒肥2号(硒含量1.1g/l)，硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期用无人机各喷施一次，每次7.5kg/hm2。锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施，每隔10天喷施一次，共3次，具体用量设计如表2，小麦成熟后各处理收获考种和测产样品。
表2叶面喷施试验各处理
1.3测定项目与方法
小麦收获后，进行人工考种、脱粒。脱粒后的籽粒用去离子水清洗，并于60℃-65℃烘箱中烘至恒重，测定干重。取部分烘干样品于不锈钢研磨机中研磨粉碎，粉碎样品中微量元素采用美国环保署推荐hno3-h2o2方法进行消解(epa,1996)，采用电感耦合等离子体质谱仪测定消化液中的fe、zn、se浓度。每批次消解过程中均包含一个ipe556谷物(荷兰瓦格宁根大学)作为标准物质，和两个空白样品。样品测定中，严格控制标准物质回收率在90％以上，确保数据的准确性和可靠性。以确保分析质量。
1.4数据处理与分析
采用microsoftexcel2007软件进行数据处理，用spss(18.0)软件对数据进行方差分析(anova)，并在5％水平上用最小显著性差异法比较平均值；采用双因素方差分析方法来确定年份和处理对产量、产量构成和籽粒养分含量交互作用及显著性影响。
2结果与分析
2.1无人机叶面喷施锌硒肥对产量及产量构成因素的影响
表3显示，锌硒肥喷施与土壤施用交互作用对小麦籽粒干重影响显著。其中土壤施用30kg/hm2无人机叶面喷施4.5kg/hm2锌肥处理产量最高为7926.01kg/hm2，相较于其他处理增产13.29％～19.37％；相较于对照处理，单独土壤施用锌肥能够增产1.32％～18.13％，单独喷施锌肥能够增产0.33％～14.93％，但处理间未达显著性差异。产量构成方面，锌硒肥喷施与土壤施用交互作用对小麦穗数与千粒重无显著性影响，对小麦穗粒数影响显著；处理间比较，施用锌肥增加了小麦的穗数，其中单独喷施锌肥3kg/hm2处理较对照穗数增加23.7％，达显著性差异，其他处理较对照处理穗数有所增加，但未达显著性差异；锌硒肥喷施与土壤施用共同施用能够有效提高小麦穗粒数，相较于单独喷施叶面锌硒肥穗粒数增加13.42％～24.7％；小麦籽粒的千粒重则没有受到锌肥施用的影响。
表3不同处理对小麦产量及产量构成的影响
同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(p＜0.05)。
2.2无人机叶面喷施锌硒肥对穗长的影响
图1所示，土壤施用锌肥与无人机叶面喷施锌肥处理明显优于单独喷施锌肥处理，小麦穗长增加2.38％～9.26％，达到显著性差异，其中土壤施用锌肥30kg/hm2无人机喷施1.5kg/hm2处理达到最大穗长为8.64cm；处理间比较，无人机叶面喷施锌硒肥处理较对照处理显著提高穗长，土壤不施锌处理穗长增幅3.52％～9.26％，土壤施用锌肥处理穗长增幅为2.38％～3.22％，相较于对照均达显著性差异。
2.3无人机叶面喷施锌硒肥对籽粒微量元素的影响
由表2可以看出，土壤施用锌肥、无人机叶面喷施锌肥能够有效提高小麦籽粒锌含量。相比于无人机叶面单独喷施锌硒肥，土壤施用与叶面喷施共同施用能够提升籽粒锌含量0.36％～37.53％，其中最高的是土壤施用锌肥30kg/hm2叶面喷施3kg/hm2处理，籽粒锌含量为54.23mg/kg，较对照处理达显著性差异。不同处理间籽粒铁含量随着锌肥施用量的增加呈现先降低后增加的趋势，处理间未达显著性差异。喷施硒肥能够提高籽粒硒含量，其中土壤施用锌肥30kg/hm2叶面喷施1.5kg/hm2锌肥处理籽粒硒含量最高为0.37mg/kg，较其他处理达显著性差异，其他处理相比无差异化影响。
表4不同处理对小麦籽粒zn、fe、se的影响
同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(p＜0.05)。
2.4经济效益分析
通过对土壤施锌肥及无人机喷施锌硒肥条件下小麦进行经济分析，叶面喷施锌硒肥处理的锌肥施用成本都为无人机喷施100元/hm2，由表5所示，发现土壤施锌肥及无人机叶面喷施锌硒肥有效增加小麦经济收益。其中单独喷施锌硒肥z0f1和z0f2处理的粮食收益显著高于z0f0、z0f4处理；土壤施锌肥及无人机叶面喷施锌硒肥处理间比较，z1f3处理增收效益最高为6994.2元/kg。
表5不同施肥处理小麦经济效益
注：富锌小麦收购价2.4元/kg，富硒 锌小麦收购价3元/kg。
3结论
无人机叶面喷施锌硒配合土施锌肥能够有效提高小麦亩穗数、穗粒数和籽粒产量，其中土壤施用30kg/hm2无人机叶面喷施13.5kg/hm2锌肥处理(z1f3)小麦产量达到7926.01kg/hm2，相较于对其他处理增产13.29％～19.37％；喷施锌硒肥、喷施和土施锌肥可以提高籽粒锌、硒含量，喷施锌4.5kg/hm2、9kg/hm2与硒15kg/hm2处理(z1f1、z1f2)小麦籽粒锌、硒含量达到最高分别为54.23mg/kg、0.37mg/kg，达到小麦锌硒目标营养指标。土施锌肥配合无人机叶面喷施锌肥提高小麦生产效益，较对照处理经济效益增收3145.7～6994.2元/hm2。通过土施锌肥配合无人机喷施锌肥是提高潜在性缺锌土壤上小麦籽粒产量及籽粒锌等微量元素含量较为经济的方式，对改善小麦锌营养品质有较好作用，本研究推荐的锌肥施用量(锌肥土施30kg/hm2、喷施9kg/hm2，硒喷施15kg/hm2)是实际生产中可操作的，经济上是合算的，对农田环境也是安全的。
上述实施例为本公开较佳的实施方式，但本公开的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本公开的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本公开的保护范围之内。
1.一种提高小麦籽粒产量和小麦穗粒数和/或增加小麦穗长和/或提高小麦籽粒锌含量和/提高小麦经济效益的方法，其特征是，包括以下步骤：
包括土壤施锌肥和无人机叶面施锌、硒肥，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始采用无人机进行叶面喷施，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期采用无人机进行叶面喷施。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，土壤施用的锌肥作为基肥，每公顷施用硫酸锌30kg～50kg。
3.如权利要求2所述的方法，其特征是，土壤施用的锌肥作为基肥，每公顷施用硫酸锌30kg。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施每隔8～12天喷施一次，共2～4次，每次喷施1.5～4.5kg/hm2。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是，无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施每隔7～10天喷施一次，共3次，每次喷施1.5～4.5kg/hm2。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期用无人机各喷施一次，每次6～8kg/hm2。
7.如权利要求6所述的方法，其特征是，无人机喷施的硒肥分别在小麦抽穗和灌浆期用无人机各喷施一次，每次7.5kg/hm2。
8.如权利要求1所述的方法，其特征是，锌肥土施30kg/hm2；无人机喷施的锌肥在小麦灌浆期开始无人机叶面喷施每隔10天喷施一次，共3次，每次喷施3kg/hm2；锌肥土施30kg/hm2、喷施9kg/hm2，硒喷施15kg/hm2。
9.如权利要求1所述的方法，其特征是，小麦的品种为济麦44；进一步地，在小麦玉米轮作区，小麦播种前将一种或多种微肥与土壤或砂等混合后，均匀撒在土壤中，然后再翻耕或旋耕。
10.如权利要求1所述的方法，其特征是，小麦播种前配施商品有机肥1000kg/hm2～1500kg/hm2或农家肥4500kg/hm2～6000kg/hm2。
技术总结