CN104186056B

CN104186056B - 一种沟秆垄作的栽培方法

Info

Publication number: CN104186056B
Application number: CN201410382039.4A
Authority: CN
Inventors: 高贤彪; 赵秋; 张丽华
Original assignee: TIANJIN AGRICULTURAL RESOURCE AND ENVIRONMENT INST
Current assignee: TIANJIN AGRICULTURAL RESOURCE AND ENVIRONMENT INST
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-08-06
Also published as: CN104186056A

Abstract

本发明公开了一种沟秆垄作的栽培方法，该方法是在夏秋季和冬春季作物实行垄上宽窄行周年交替种植，各自秸秆在种植行内交替犁沟掩埋；宽窄行设置为行距30~40cm窄行和50~90cm宽行；降水通过径流和入渗大部分流入沟内，沟内灌溉和施肥。采用该沟秆垄作的栽培方法，解决了秸秆覆盖在地表或者腐解不完全而导致的出苗差、易生病虫害等问题，完全实现了周年秸秆完全腐解并高效还田，培肥地力；同时，由于实行沟内灌溉和施肥，利于蓄水保墒，提高水肥利用效率。本发明适应地域广，一年两茬作物轮作提供了一种科学的种植方法。

Description

一种沟秆垄作的栽培方法

技术领域

本发明涉及一年两茬作物的种植方法，具体为一种夏秋季/冬春季作物沟秆垄作栽培方法。

背景技术

农作物秸秆数量大、分布广，是农业生产的副产品，也是一项重要的肥料资源。农作物在生长过程中从土壤中带走大量营养元素。秸秆还田能有效补充有机质。通过秸秆还田可维持土壤有机质积累与矿化的动态平衡：①增强土壤保肥、保水性能。②促进土壤团粒结构形成，改善物理性质。③促进植物和微生物的生理活性，具有保墒和抑制杂草生长作用。(即秸秆分解时产生的有机酸可以中和土壤碱性，具有改良土壤的功效。⑤能降解土壤中残留的农药及重金属。⑥提供作物及微生物所需营养。

现有的夏秋/冬春作物轮作体系主要采用均垄栽培，秸秆还田有几种方式：

1、秸秆粉碎翻压还田就是把作物秸秆通过机械化粉碎，均撒田间后进行耕地翻压，大部分露在地表。比如专利采用小麦/玉米垄作免耕直播栽培方法(CN1774983A)。这样存在的问题为（1）还田量有限，由于秸秆量过大或不均匀导致土壤微生物与作物幼苗争夺养分的矛盾，甚至出现黄苗、死苗、减产等现象；(2)秸秆在旱土翻压还田后，上下茬作物种植时间间隔短，使土壤变得过松，影响下茬种子发芽生长，甚至出现吊根；(3)秸秆中的虫卵、带菌体等一些病虫害，在秸秆直接粉碎过程中无法杀死，没有充足的腐熟时间，还田后留在土壤里，造成虫害。

2、秸秆粉碎直接覆盖在地表（比如专利CN102550258A和专利CN101347077）。这种方式可以减少土壤水分的蒸发。达到保墒的目的，但是这样秸秆腐解和作物出苗同时进行，争夺养分，秸秆腐解不完全，严重影响下茬作物出苗；同时给灌溉带来不便，造成水资源的浪费。

3、将秸秆从地里移出费工、费时、占地，已经很少被农民所采纳。

4、秸秆焚烧造成资源浪费、环境污染、生态破坏，同时影响交通及百姓生活，已成为一大公害。

土壤水分和养分作为作物产量的主要限制因子之一，对作物发育和产量具有很大影响。我国华北地区和东北区域气候干旱，降雨量少，地下水位不断下降，水土流失严重，且水资源缺乏；随着城市化建设和经济的快速发展，城市对水资源的需求不断上升，农业用水日趋紧张。因此迫切需要合理措施来解决周年秸秆还田的问题，同时有助于解决农田节水节肥的问题，节能减排，同时保证粮食生产和生态环境的可持续发展。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种沟秆垄作的栽培方法。该方法一是实现周年秸秆全部还田和高效腐解，提高秸秆资源化利用效率；二是提高土壤的保水增容能力，减少水土流失；三是有利于高效利用光热资源，充分发挥气候生产潜力，实现两作生产；四是改善土壤结构和理化性质，提高土壤保水保肥能力，优化农田生态环境；五是有利于出苗齐全、节水、节肥、增温，提高作物产量。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术内容：

一种沟秆垄作的栽培方法，其特征在于夏秋季和冬春季作物实行宽窄行周年交替种植，各自秸秆在种植行内交替犁沟掩埋。宽窄行设置为行距30~40cm窄行和50~90cm宽行；降水通过径流和入渗大部分流入沟内，实行沟灌的灌溉方式。

本发明更加详细的描述如下：

一种沟秆垄作的栽培方法，包括下述的步骤:

（1）春季，冬春季作物成熟果实收获后，均垄栽培田上设置宽窄行，宽行为50~90cm，窄行为30~40cm，在宽行上犁沟，沟深35cm左右，将冬春季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，沟内大约可放置2.1~3.6吨秸秆。在埋入秸秆后回土前沟内一次性施肥，施肥量为（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥45公斤/亩；沟土回填；沟内灌水，灌水量为60m³/亩；由于灌溉这期间的降雨较多，径流和入渗降雨大部分会流入垄沟内，加上氮磷养分的施入会加速垄沟内秸秆的腐解，释放矿质营养元素，并向周围扩散，同时秸秆还能够保蓄水分。

（2）在犁沟两侧（窄行）上播种2行或多行夏秋季作物，株距10～15cm；作物的关键生长期（拔节期和灌浆期）灌水2~3次，每次亩灌水量为60m³；常规除草、打药。夏秋季作物的根系与犁沟较近，根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。夏秋季作物的品种采用高产、抗性强、株型紧凑、耐密植的中早熟品种。

（3）秋季9~10月份间，夏秋季成熟果实收获后，在窄行（30~40cm）上犁沟，沟深35cm左右，将夏秋季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，在埋入秸秆后回土前沟内一次性施肥，亩施肥量为（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥45公斤；沟土回填；沟内亩灌水量为60m³。目的也是加速垄沟内秸秆的腐解，释放矿质营养元素，并向周围扩散，同时保蓄水分和养分，提高土壤温度。

（4）在犁沟两侧（宽行）上播种4~6行冬春季作物，行距10～15cm；作物的关键生长期（拔节期和灌浆期）灌水2~3次，每次亩灌水量为60m³；常规除草、打药。冬春季作物通过根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。冬春作物的品种采用耐密植、抗性强的品种，例如中麦415，西农979，沧6001。

（5）周而复始年复一年循环。

本发明所述的复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。复合肥有市售。

本发明重点解决了一年两茬轮作作物秸秆实现全部还田并能完全腐解，秸秆的营养物质完全保留在土壤里，供给作物生长发育，培肥地力，改良土壤结构，减少病虫害；同时实现水肥的高效利用。通过实践证实，本发明确实能够解决传统秸秆还田方式下秸秆覆盖在地表或者腐解不完全而导致的养分释放不完全，耕性差，出苗差、易生病虫害以及水肥利用率低等问题。

列表加以说明（以玉米/小麦轮作为例）

从上面的比较说明：试验点全程采用机械作业，提高了水肥利用效率，降低了生产成本并实现了秸秆“完全”还田的目的。试验点考虑到边际效应，小麦和玉米合计亩产范围为720~850kg之间，与传统方式产量持平。试验点秸秆年亩产生量（还田量）为1600~2000kg，对比传统方式减少约23.8%；试验点秸秆腐解率为95~100%，而传统方式的仅为30~45%之间。因此，试验点每年有1520~2000kg秸秆完全腐解并提供作物养分，对比传统方式（630~1125kg）提高了约50.14%，产生的差异主要是因为试验点采取了沟埋秸秆，量小，腐解期长，同时添加了氮磷等营养，加速微生物的繁殖，促进了秸秆快速彻底分解。试验点出苗为90~95%，病虫害发生率为5~10%，而传统方式下由于秸秆量大，集中翻压腐解不完全致下茬作物出苗率仅达70~75%，病虫害发生率达40~65%。试验点由于实施了沟内有效施肥和灌水，水分利用率为2.95~3.04kg/m³，肥料利用率为7.89~9.11kg/kg，对比传统方式分别提高约47.90%和44.80%。总的看来本发明栽培方式能够较全面的考虑上下茬作物生育特性，利用边际效应错开种植区，为各自产生的秸秆提供了腐解的场所，同时为下茬作物的生长提供了完全的、缓释的养分；同时在该种模式下水肥的沟施不仅为秸秆的快速发酵提供合适的C/N、水分和养分之需，还为无机肥料提供的暂存的物质和场所，同时提高水、肥的利用效率。

本发明公开的沟秆垄作栽培方法与传统技术相比所具有的积极效果在于：

（1）采用该沟秆垄作的栽培方法，腐解期长，解决了秸秆覆盖在地表或者腐解不完全而导致的出苗差、易生病虫害等问题，完全实现了周年秸秆完全腐解并高效还田，培肥地力；同时，由于实行沟内灌溉和施肥，为秸秆快速腐解提供必要条件，利于蓄水保墒，提高水肥利用效率。

（2）本发明适应地域广，一年两茬作物轮作提供了一种科学的种植方法（3）本发明能增加土壤活性有机质，改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，容量减轻，促进微生物活力和作物根系的发育。

附图说明

图1为本发明的沟秆垄作栽培方式图。

具体实施方式

为了能更加清楚的说明本发明的方法，下面对本发明的试验方法作以详细的说明，在此需加以说明的是：本发明所用到的种子和肥料均有市售。其中的中麦415，西农979，沧6001均有市售。

实施例1

一种沟秆垄作的栽培方法，包括下述的步骤:

（1）春季，冬春季作物成熟果实收获后，均垄栽培田上设置宽窄行，宽行为50~90cm，窄行为30~40cm，在宽行上犁沟，沟深35cm，将冬春季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，沟内大约可放置2.1吨秸秆。在埋入秸秆后回土前沟内一次性施肥，施肥量为（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥45公斤/亩；沟土回填。沟内亩灌水量为60m³；由于这期间的降雨较多，径流和入渗降雨大部分会流入垄沟内，这样会加速垄沟内秸秆的腐解，释放矿质营养元素，并向周围扩散，同时秸秆还能够保蓄水分和养分。

（2）在犁沟两侧（窄行）上播种2行或多行夏秋季作物，株距10～15cm；在冬春季作物生长季，需要浇灌2~3次水，全部灌入垄沟内（窄行），每次灌水量为60m³/亩；常规除草、打药。冬春季作物的根系与犁沟较近，根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。夏秋季作物的品种采用高产、抗性强、株型紧凑、耐密植的中早熟品种。

（3）秋季9~10月份间，夏秋季成熟果实收获后，在窄行（30~40cm）上犁沟，沟深35cm左右，将夏秋季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，在埋入秸秆后回土前沟内一次性施肥，施肥量为（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥45公斤/亩；沟土回填。沟内亩灌水60m³。目的也是加速垄沟内秸秆的腐解，释放矿质营养元素，并向周围扩散，同时保蓄水分，提高土壤温度。

（4）在犁沟两侧（宽行）上播种4~6行冬春季作物，行距10～15cm；在冬春季作物生长季，需要浇灌2~3次水，全部灌入垄沟内（窄行），每次灌水量为60m³/亩。常规除草、打药。冬春季作物通过根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。冬春作物的品种采用耐密植、抗性强的品种，例如中麦415，西农979，沧6001。

实施例2

玉米/小麦轮作

1）春季6月份初，小麦成熟果实收获后，均垄栽培田上设置宽窄行，宽行为90cm，窄行为40cm，在宽行上犁沟，沟深35cm，将小麦秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，沟内亩施（N-P₂O₅-K₂O=20-10-15）复合肥为45公斤；沟土回填；沟内亩灌水60m³。

2）在窄行上靠近犁沟位置播种2行玉米，株距10～15cm。在玉米拔节期和灌浆期需要浇灌2次水，全部灌入垄沟内，每次灌水量为60m³/亩。常规除草、打药。玉米的根系与犁沟较近，根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。玉米的品种为精品郑单958。

3）秋季10月份玉米收获后，在窄行（40cm）上犁沟，沟深35cm左右，将玉米秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，沟内亩施（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥为45公斤；沟土回填；沟内亩灌水60m³。

4）在犁沟两侧（宽行）上小麦播种机播种4行冬小麦，行距10～15cm，在小麦越冬期和灌浆期，需要沟灌2次水，亩灌水60m³。常规除草、打药。冬小麦通过根系伸展能够吸收到犁沟内水分和秸秆腐解释放的养分。冬小麦的品种为沧6001。具体指标见下表：

结果：本发明试验点的小麦和玉米亩总产量为780kg，与传统方式总产量785kg基本持平；试验点出苗率、秸秆腐解率、肥料利用率和水分利用率对比传统方式分别提高18%、52.8%、2.6kg/kg和1.03kg/m³。而试验点的病虫害发生率比传统方式下降低39.5%。

实施例3

玉米/二月兰轮作

玉米作为主茬夏秋季作物，二月兰作为一种冬绿肥，在冬春季栽培，在翌年6月份种子收获。设置宽窄行，垄面（窄行）宽40cm，垄沟（宽行）宽60cm，垄沟深35cm，掩埋冬绿肥二月兰秸秆，沟内亩施（复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15。）复合肥为45公斤；沟土回填；沟内亩灌水60m³。5月初，玉米播种机在垄上种2行玉米，株距10～15cm；在玉米出苗前使用除草剂杀灭田里杂草；在垄沟内适期浇水，每次亩灌水60m³。9月末至10月初使用玉米联合收割机适期收获，收获后用犁沟机垄面（窄行）进行挖沟，垄沟深35cm，宽40cm，秸秆破碎沟内掩埋，沟内亩施（N-P₂O₅-K₂O=20-10-15）复合肥为45公斤；回填沟土；然后采用起垄机在宽行起垄，垄作或者撒播二月兰，行距15cm，种植6行二月兰，适期灌水；翌年6月初，二月兰种子收获，将其在种植行上（宽行）犁沟，翻压二月兰植株，施肥，沟土回填，灌水，如此周年循环。具体指标见下表：

结果：本发明试验点的二月兰和玉米亩总产量为620kg，低于传统方式总产量(785kg)，但经济效益要明显高于传统方式：试验点总收益为二月兰60kg/亩×50元+玉米560kg×2.4元=4344元，而传统方式总收益为小麦235kg/亩×3.0元+玉米550kg×2.4元=2664元；试验点出苗率、秸秆腐解率、肥料利用率和水分利用率对比传统方式分别提高16%、49.8%、2.0kg/kg和0.85kg/m³。而试验点的病虫害发生率比传统方式下降低37.5%。

实施例4

设施温室西红柿/黄瓜轮作

秋冬茬西红柿与冬春茬黄瓜轮作。棚内设置宽窄行，垄面（窄行）宽40cm，垄沟（宽行）宽60cm，9月份，在种植黄瓜垄上犁沟，沟深35cm，掩埋黄瓜秸秆，沟内亩施（N-P₂O₅-K₂O=20-10-15）复合肥为45公斤；沟土回填，沟内亩灌水60m³。在窄行上靠近犁沟移栽西红柿苗2行，株距30cm，行距15cm，生育期间沟内灌水3~5次，每次60m³。沟内常规施用（N-P₂O₅-K₂O=15-2-13）水溶肥1~2次；11月份开花并进入结果期，1月中旬左右收获完毕，用犁沟机垄面（窄行）进行挖沟，垄沟深35cm，宽40cm，西红柿秸秆破碎沟内掩埋，沟内亩施（N-P₂O₅-K₂O=20-10-15）复合肥为45公斤；沟土回填，沟内亩灌水60m³。然后宽行上起垄，移栽黄瓜苗3行，株距30cm，行距15cm，生育期间沟内灌水3~5次，每次60m³。沟内常规施用（N-P₂O₅-K₂O=15-2-13）水溶肥1~2次；2月末开花结果期，5月末收获完毕，如此周年循环。具体指标见下表：

结果：本发明试验点的西红柿和黄瓜亩总产量为20800kg，明显高于传统方式（秸秆移除）总产量18410kg；试验点保苗率和病虫害发生率基本相同，试验点肥料利用率和水分利用率对比传统方式分别提高2.7kg/kg和0.54kg/m³。

Claims

1.一种沟秆垄作的栽培方法，其特征在于夏秋季和冬春季作物实行垄上宽窄行周年交替种植，各自秸秆在种植行内交替犁沟掩埋；宽窄行设置为行距30~40cm窄行和50~90cm宽行；在埋入秸秆后沟内一次性施复合肥45公斤/亩；部分沟土回填；沟内亩灌水60m³；每茬作物关键生育期沟内灌水2~3次，每次亩灌水为60m³；降水通过径流和入渗大部分流入沟内；所述的复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15并按如下的步骤进行:

（1）冬春季作物成熟果实收获后，均垄栽培田上设置宽窄行，宽行为50~90cm，窄行为30~40cm，在宽行上犁沟，沟深35-40cm，将冬春季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，每亩垄沟内可放置2.1~3.6吨秸秆；沟内施肥，施肥量为复合肥45公斤/亩，部分沟土回填；所述的复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15；

（2）在窄行犁沟两侧上播种2行或多行夏秋季作物，株距15～30cm；沟土回填后灌一次水，水量为60m³/亩；在作物的拔节期或者开花期、灌浆期于沟内灌水，每次灌水量60m³/亩；常规除草、打药；所述的夏秋季作物指的是主要在夏秋季节完成作物整个生长发育进程的作物；

（3）秋季9~10月份间，夏秋季成熟果实收获后，在窄行30~40cm上犁沟，沟深35-40cm，将夏秋季作物秸秆掩埋或者粉碎填入沟内，沟内施肥，施复合肥45公斤/亩；部分沟土回填；沟内亩灌水60m³；和作物生长季，需要浇灌2~3次水，每次亩灌水量60m³；所述的复合肥指的是：氮、磷、钾复合肥，其纯氮以N计，磷有效成分以P₂O₅计，钾有效成分以K₂O计，其有效成分比为：20︰10︰15；

（4）在宽行犁沟两侧上播种4~6行冬春季作物，行距10～15cm，常规除草、打药；所述的冬春季作物指的是在冬春季节完成作物整个生长发育进程的作物；

（5）周而复始年复一年循环。