CN105103848A - 一种节水控盐的玉米高产种植方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节水控盐的玉米高产种植方法，根据半干旱地区水资源的匮乏为提高水分利用效率，粮食作物玉米的可食用性增加产量以及盐渍化土壤的盐碱障碍消减，将盐渍化土壤平整土地，机械耕翻，起垄；向盐渍化土壤施入化学肥料增加土壤有效养分；化学肥料施入土壤后，玉米播种，均匀覆土；玉米播种镇压后，清除田间植物残体，机械铺设滴灌带和覆膜；玉米拔节期揭膜，同步完成灌溉与追施尿素；土壤干旱时，定额适时滴灌，确保玉米产量形成；玉米收获后，将根茬粉碎原位归还土壤。本发明具有提高水分利用效率，节省水资源；增加玉米的产量；提升营养品质；加速盐渍化土壤的地力培育；土壤盐渍化程度降低的优点。

Description

一种节水控盐的玉米高产种植方法

技术领域

本发明属于盐渍化土地利用与粮食作物栽培技术领域，具体涉及一种节水控盐的玉米高产种植方法。

背景技术

土壤盐渍化与次生盐渍化是当今世界土壤退化的主要问题之一，目前全球有8.31×10⁸hm²土地受到盐渍化的胁迫，干旱和半干旱地区尤其严重。我国属于水资源相对短缺的国家，其人均占有水资源量2210m³，仅为世界人均占有量的1/4，在我国盐渍土区表现的尤为突出。当前我国水、土资源拥有量，仅能保证5亿吨粮食生产能力，远远不能满足人口日益增长的巨大需求。同时，我国能源紧缺矛盾日趋尖锐，而生物质能源发展必需保障“粮食安全”的前提。

玉米是我国和世界广泛种植的农作物，它不仅可作为人类生存所需要的粮食作物，也是重要的饲料作物，又是食品、化工、燃料、医药等领域的重要原料。随着我国耕地面积的迅速减少，盐渍化土壤作为潜在的土地资源，为保证18亿亩耕地“红线”，实现耕地总面积的动态平衡，盐渍化土壤的开放与利用将成为重要的农业经济增长点。因此，实现盐渍化土壤种植玉米的高产技术体系，为保证我国粮食产量安全具有重要的战略意义。

玉米在我国播种面积很大，分布也很广，是中国北方和西南山区及其它旱谷地区的主要粮食之一。玉米喜温，短日照作物，在砂壤土、壤土、粘土上均可生长，耐盐碱能力和耐旱能力均较差。然而，我国盐渍土区水资源缺乏、土壤养分低、盐渍化现象突出，难以实现玉米高产的目标。

发明内容

本发明的目的是，针对目前半干旱地区水资源匮乏与土壤盐渍化导致的种植业发展滞后、作物产量低、盐渍化土地使用进程缓慢、盐渍化土地利用率低、地力培育进程慢等一系列现实问题，提出一种节水控盐的玉米高产种植方法。

本发明的技术方案：一种节水控盐的玉米高产种植方法，盐渍化土壤：全盐量为2.0-3.5g/kg、土壤pH＝8.0-9.0、土壤质地为粘壤土；盐渍化土壤所处半干旱地区，年平均降雨量＜500mm，将盐渍化土壤平整土地，起平台大垄，增大垄台的表面积，玉米播种期播种并覆盖塑料薄膜，施用化学肥料增加土壤有效养分，在玉米拔节期，揭掉膜塑料薄膜，将尿素溶于灌溉水中，氮肥伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤，同步完成灌溉与追肥，追肥量为氮素总质量的40％，灌水量为30吨/hm²；土壤干旱时，定点测定土壤含水量，耕层土壤含水量＜18％时，采用定额适时滴灌，每次灌水量为30吨/hm²。

本发明还具有如下技术特征：

1、平台大垄，垄宽110cm，垄深20cm。

2、施用化学肥料包括：尿素施用量为460kg/hm²、过磷酸钙P₂O₅施用量为750kg/hm²、硫酸钾K₂O：施用量为150kg/hm²；磷钾肥作为基肥一次性全部施入，氮肥用量的60％作为基肥，其余40％作为追肥，基肥结合整地施入土壤，在玉米拔节期追施氮肥。

3、玉米播种期播种在110cm平台大垄上进行玉米双行播种，播种量为55kg/hm²，每穴2-3粒，垄上小行距40cm，垄间大行距70cm，播深3cm，均匀覆土；种植密度为80000株/hm²。4、玉米拔节期揭掉膜塑料薄膜，玉米种植区域内50％以上植株的第一茎节露出地面1.5-2.5cm、植株生长达到7-9片叶为标志，揭掉塑料薄膜。

本发明有益效果：

(1)提高水分利用效率，节省水资源。常言道“有收无收在于水，收多收少在于肥”，可见水对于农业生产的重要性。然而，半干旱地区水资源匮乏，严重制约着种植业的发展，极大限度地影响着作物产量的形成。玉米拔节期揭掉塑料薄膜，可以有效协调盐渍化土壤的水、气、热状况，为玉米生长创造良好的环境条件；干旱时，采用定额适时滴灌的方式可以提高水分利用效率，起到节省水资源的作用。

(2)增加玉米的产量、提升营养品质。盐渍化土壤有机质含量低，养分缺乏，土壤理化性状差、盐渍化现象严重等因素很多程度上限制了玉米产量的形成与营养品质状况。在施入化学肥料后，提高盐渍化土壤氮、磷、钾有效养分的含量，保证了玉米生长过程中养分均衡与对养分的有效利用；在玉米生长旺盛期对氮素营养需求量较大的时期，尿素伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤可促进玉米对氮素的快速吸收，肥效快，并提高玉米对肥料的高效吸收，增加肥料的利用率，确保营养需求；同时时刻关注土壤水分状况，保证玉米对水分的需求，尤其是玉米的关键生育时期，可促进产量与营养品质提升。

(3)加速盐渍化土壤的地力培育。施入化学肥料后，可增加土壤有效养分含量，具有培肥土壤的作用，玉米地上部生物量及根系数量均得到显著增加，枯枝落叶与根茬归还土壤可增加土壤有机质的含量，有机质的矿化能够释放各种养分，使土壤养分均衡，可起到地力培育的作用。

(4)土壤盐渍化程度降低。土壤盐渍化的形成主要是由于交换性钠离子在土壤中的富集，导致土壤可溶性盐分增加、pH升高、土壤结构变差、使植物的渗透压升高造成生理干旱，甚至出现植物死亡。向土壤中施入过磷酸钙后，钙离子取代土壤胶体上的钠离子，改善了土壤结构；播种前耕翻土壤也可疏松土壤改善土壤结构；化学肥料的施入增加土壤有效养分，促进玉米地上部生物量及根系的生长，可有效增加土壤的孔隙。同时，季节性降水和灌溉水作为溶剂可携带可溶性盐分，土壤结构的改善有利于盐分的淋溶，可促使土壤盐渍化程度的明显降低。

(5)原材料来源广泛，易于获取。选用农资产品中最为常用的肥料(尿素、过磷酸钙、硫酸钾)、滴灌带、塑料薄膜，这些肥料作为提升玉米产量与营养品质的养分供给，铺设于地表的滴灌带和塑料薄膜及化学肥料等来源极其广泛，渠道多样，货源充足。

(6)促进盐渍土区种植业的发展，改善生态环境，增加经济效益。人类对土地不合理的利用使我国盐渍化土壤的面积呈现出增长的趋势，土壤盐渍化很大程度上制约着种植业的开展，因此长期以来，盐渍土区作物产量低下。种植玉米可增加地表覆盖，一方面营造好的区域农田小气候改善生态环境；另一方面，可以促进当地的经济发展。

(7)推广前景广阔。盐渍化土壤是我国重要的后备土地资源，为保证我国粮食战略的持续发展，该技术体系利用潜力巨大。这套节水控盐的玉米高产种植方法的技术体系具有轻简、材料易得、低成本、高产出、操作简便等特点，是我国盐渍土区种植业发展的必要途径，同时也是盐渍化土壤开发过程中的必要环节。该技术体系适用于盐渍化土壤地区、水资源缺乏地区、对高效开发利用我国亿亩盐碱地具有十分广阔的推广应用前景。

附图说明

图1为节水控盐的玉米高产种植方法的技术体系流程示意框图；

图2为土壤盐分的比较图；

图3为土壤pH的比较图；

图4为土壤容重的比较图；

图5为土壤孔隙度的比较图。

具体实施方式

下面举例对本发明做进一步说明：

实施例1

所述的盐渍化土壤，即：全盐量为2.0-3.5g/kg、土壤pH为8.0-9.0、土壤质地为粘壤土；盐渍化土壤所属区域为大陆性季风气候，无霜期138天；半干旱地区，地表水匮乏，年平均降雨量＜500mm。

将盐渍化土壤平整土地，机械耕翻，起垄的步骤为：采用机械翻耕表层土壤，耕翻深度为20cm，将土块耙碎疏松表土，使地表平整无明显凸凹起伏，做到无漏耕、无坷垃，增加土壤墒情，创造良好的耕层土壤结构；机械起平台大垄，垄宽110cm，垄深20cm。

向盐渍化土壤施入化学肥料增加土壤有效养分的步骤为：选用化学肥料尿素、过磷酸钙和硫酸钾增加土壤有效养分；尿素(N：46％)施用量为460kg/hm²、过磷酸钙(P₂O₅：15％)施用量为750kg/hm²、硫酸钾(K₂O：50％)施用量为150kg/hm²；磷钾肥作为基肥一次性全部施入，氮肥用量的60％作为基肥，40％作为追肥，基肥结合整地施入土壤，在玉米拔节期追施氮肥。

化学肥料施入土壤后，玉米播种，均匀覆土的步骤为：待有化学肥料施入土壤后，在110cm平台大垄上进行玉米双行播种，播种量为55kg/hm²，每穴2-3粒，垄上小行距40cm，垄间大行距70cm，播深3cm，均匀覆土；种植密度为80000株/hm²。

玉米播种镇压后，清除田间植物残体，机械铺设滴灌带和覆膜的步骤为：玉米播种镇压后，清除田间植物残体，以免刺破塑料薄膜；机械铺设滴灌带，选用塑膜宽度为140cm、厚度为0.8mm的塑料薄膜进行机械铺设，将塑料薄膜完全覆盖于垄台之上。

玉米拔节期揭膜，灌溉并追施氮素肥料的步骤为：玉米种植区域内50％以上植株的第一茎节露出地面1.5-2.5cm、植株生长达到7-9片叶为标志，揭掉塑料薄膜，将尿素溶于灌溉水中，氮肥伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤，追肥量为氮素总量的40％，灌水量为30吨/hm²，可增加肥料利用率，保证玉米生育期内水肥状况适宜，确保玉米产量形成。

土壤干旱时，定额适时滴灌，确保玉米产量形成的步骤为：定点测定土壤含水量，玉米生育期内遇到干旱，耕层土壤含水量＜18％时，采用定额适时滴灌，每次灌水量为30吨/hm²，保证玉米对水分的需求，尤其是在大喇叭口期到开花期，需要密切关注土壤水分状况，适时灌溉。

实施例2：

黑龙江省大庆市肇州县二井子镇，盐渍化土壤0-20cm耕层土壤含盐量为2.2g/kg-3.5g/kg；pH为8.02-9.0；土壤质地为粘壤土；有机质含量为17.8g/kg；碱解氮为85.37mg/kg；有效磷为15.2mg/kg；速效钾102.1mg/kg，每试验区选10条垄、20延长米，设3次重复。种植作物种类为玉米，播种期为2013年5月初，收获期为2013年10月初。对照为当地常规玉米种植方式。地点：黑龙江省大庆市肇州县二井子镇；试验区地理位置为东经125°26′878"，北纬45°49′458"，海拔150m；试验区位于松嫩平原腹地，地势平坦，属于大陆性季风气候，无霜期138天；属于半干旱地区，地表水匮乏，年平均降水量463.2mm，境内无河流，地表水十分匮乏，是黑龙江省西部的重点干旱县之一。

本发明其核心在于耕翻土壤后，做110cm大垄增大垄台的表面积，使土壤吸收更多太阳辐射，可有效提升土壤温度，也可以保证土壤墒情，抑制土壤春季返盐；播种期覆盖塑料薄膜，可明显增加土壤温度，促进种子萌发，同时也可以降低土壤水分蒸发使土壤墒情处于良好状态，另外有效抑制土壤春季返盐，这些均为种子萌发与玉米生长提供良好的环境；施用各种化学肥料增加土壤有效养分，保证玉米生育期内养分供给充足、养分齐全；拔节期揭膜，促进土壤空气与大气交换，有效协调盐渍化土壤的水、气、热状况，也可以充分利用大气降水，有利于土壤盐分的淋溶；追施化学肥料氮素时，尿素伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤，使植物细胞吸水，增加肥料利用率，促进产量形成与营养品质提升；土壤干旱时采用适时定额滴灌，能够增加水分利用率。通过水、气、热、肥、盐的综合耦合效应，实现节水控盐的玉米高产种植的栽培模式。

(1)将盐渍化土壤平整土地，机械耕翻，起垄

采用机械耕翻表层土壤，耕翻深度为20cm，将较大的土块耙碎疏松耕层土壤，使地表平整无明显凹凸，做到无漏耕、无坷垃，目的在于切断耕层与深层土壤毛细管以及地下水盐分的水力联系，减缓或抑制春季土壤返盐，保证土壤墒情，创造良好的耕层土壤结构；机械起平台大垄，垄宽110cm，垄深20cm。

(2)向盐渍化土壤施入化学肥料增加土壤有效养分

选用化学肥料尿素、过磷酸钙和硫酸钾增加土壤有效养分；尿素(N：46％)施用量为460kg/hm²、过磷酸钙(P₂O₅：15％)施用量为750kg/hm²、硫酸钾(K₂O：50％)施用量为150kg/hm²；磷钾肥作为基肥一次性全部施入，氮肥用量的60％作为基肥，40％作为追肥，基肥结合整地施入土壤；在玉米拔节期追施氮素肥料。

(3)化学肥料施入土壤后，玉米播种，均匀覆土

待有化学肥料施入土壤后，在110cm平台大垄上进行玉米双行播种，播种量为55kg/hm²，每穴2-3粒，垄上小行距40cm，垄间大行距70cm，播深3cm，均匀覆土；种植密度为80000株/hm²，确保玉米生育期内阳光与通气状况良好。

(4)玉米播种镇压后，清除田间植物残体，机械铺设滴灌带和覆膜

玉米播种镇压后，清除田间植物残体，以免刺破塑料薄膜；机械铺设滴灌带，选用塑膜宽度为140cm、厚度为0.8mm的塑料薄膜进行机械铺设，将塑料薄膜完全覆盖于垄台之上，保证种子萌发、幼苗生长所需的温度，同时防止土壤水分过多损失，抑制土壤春季返盐。

(5)拔节期揭膜，追施氮素肥料

玉米拔节期揭膜，确保土壤空气与大气良好交换、充分有效利用大气降水，玉米种植区域内50％以上植株的第一茎节露出地面1.5-2.5cm、植株生长达到7-9片叶为标志，揭掉塑料薄膜，将尿素溶于灌溉水中，氮肥伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤，追肥量为氮素总量的40％，灌水量为30吨/hm²，可增加肥料利用率，保证玉米生育期内水肥状况适宜，确保玉米产量形成。

(6)土壤干旱时，适时定额滴灌，确保玉米产量形成

定点测定土壤含水量，玉米生育期内遇到干旱，耕层土壤含水量＜18％时，采用适时定额滴灌，保证玉米对水分的需求，尤其是在大喇叭口期到开花期，需要密切关注土壤水分状况，适时灌溉。玉米生育期内共灌溉3次，每次灌水量为30吨/hm²，保证玉米生育期内水肥状况适宜，确保玉米产量形成。

(7)玉米收获

玉米完熟后及时收获，将试验区内玉米全部进行收获，测产。玉米收获后，及时清除秸秆，捡净剩余地膜，采用旋耕机进行根茬粉碎还田。

表1为利用本发明技术与对照玉米的产量的比较。利用本发明技术的各重复玉米产量均高于对照，玉米每公顷可增产2073kg，增幅为18.6％，经统计分析表明：利用本发明技术后玉米产量与对照相比，达到显著性差异水平。

表1.玉米产量的比较

表2为利用本发明技术与对照玉米水分利用效率的比较。水分利用效率的提升表明玉米生产过程中真正做到了节水。利用本发明技术的各重复玉米水分利用效率均高于对照，水分利用效率提升幅度为5.15kg/(hm².mm)，经统计分析表明：利用本发明技术后玉米水分利用效率与对照相比，达到显著性差异水平。研究结果表明：利用本发明技术在盐渍化土壤玉米生产过程中能够实现节水、控盐、增产的目的。

表2.玉米水分利用效率的比较

如图2所示，玉米生育期内对土壤盐分进行了动态监测。结果表明：利用本发明技术后，从玉米播种到收获，土壤盐分均低于同时期的对照处理，尤其是玉米苗期表现的最为突出，说明土壤经过耕翻、覆盖塑料薄膜和灌溉后有效抑制苗期土壤返盐情况，保证玉米出苗，生长、灌浆等。本发明技术为玉米的生长创造了良好的环境。

如图3所示，玉米生育期内土壤pH的变化与土壤盐分具有相似的变化规律。利用本发明技术后，玉米生育期内土壤pH均低于同时期的对照，在6-8月份期间土壤pH的降幅比较明显；待玉米进入成熟期时，土壤pH有所上升。

如图4所示，利用本发明技术后，各重复的土壤容重均低于对照。经统计分析表明：本发明技术能够有效降低容重，与对照相比达到显著性差异水平，具有改善土壤物理性质的作用。

如图5所示，各重复土壤孔隙度的变化情况与土壤容重相比具有相反的变化趋势，容重降低，土壤结构性得到改善，更为疏松多孔。利用本发明技术后，各重复的土壤孔隙度均高于对照。统计分析表明：本发明技术可增加土壤孔隙度，增幅为8％，与对照相比达到显著性差异水平。

Claims (5)

1.一种节水控盐的玉米高产种植方法，盐渍化土壤：全盐量为2.0-3.5g/kg、土壤pH＝8.0-9.0、土壤质地为粘壤土；盐渍化土壤所处半干旱地区，年平均降雨量＜500mm，方法如下，将盐渍化土壤平整土地，起平台大垄，增大垄台的表面积，清除田间植物残体，铺设滴灌带，玉米播种期播种并覆盖塑料薄膜，施用化学肥料增加土壤有效养分，其特征在于：在玉米拔节期，揭掉膜塑料薄膜，将尿素溶于灌溉水中，氮肥伴随灌溉水以滴灌的方式施入土壤，同步完成灌溉与追肥，追肥量为氮素总质量的40％，灌水量为30吨/hm²；土壤干旱时，定点测定土壤含水量，耕层土壤含水量＜18％时，采用定额适时滴灌，每次灌水量为30吨/hm²。

2.根据权利要求1所述的一种节水控盐的玉米高产种植方法，其特征在于：平台大垄，垄宽110cm，垄深20cm。

3.根据权利要求1所述的一种节水控盐的玉米高产种植方法，其特征在于：施用化学肥料包括：尿素施用量为460kg/hm²、过磷酸钙P₂O₅施用量为750kg/hm²、硫酸钾K₂O：施用量为150kg/hm²；磷钾肥作为基肥一次性全部施入，氮肥用量的60％作为基肥，其余40％作为追肥，基肥结合整地施入土壤，在玉米拔节期追施氮肥。

4.根据权利要求1所述的一种节水控盐的玉米高产种植方法，其特征在于：玉米播种期播种在110cm平台大垄上进行玉米双行播种，播种量为55kg/hm²，每穴2-3粒，垄上小行距40cm，垄间大行距70cm，播深3cm，均匀覆土；种植密度为80000株/hm²。

5.根据权利要求1所述的一种节水控盐的玉米高产种植方法，其特征在于：玉米拔节期揭掉膜塑料薄膜，玉米种植区域内50％以上植株的第一茎节露出地面1.5-2.5cm、植株生长达到7-9片叶为标志，揭掉塑料薄膜。