CN106856958A - 一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法 - Google Patents

一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，该方法包括以下步骤：播种与出苗水的灌溉及除草剂的滴施：苗期和小喇叭口期采用合理的作物系数0.7～0.8，通过滴灌系统施整个生育期施肥量的20％，苗期防虫剂的滴施；在生育中期水肥药一体的调控；在生育后期水肥药一体的调控：乳熟期至成熟期作物系数采用0.65～0.7，苞叶90％全黄停止灌水，乳熟期通过滴灌系统施整个生育期施肥量的10％；选择合理的收获期收获，玉米茎秆通过秸秆打包机回收喂畜。本发明方法实现了滴灌—水肥药一体化下玉米生产的高产、优质、节水、节肥、节药以及水肥药高效利用的目的。

Description

一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，具体地说，涉及一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法。
背景技术
玉米是我国三大主要粮食作物之一，种植面积仅次于小麦和水稻居第三位，我国玉米的年产量占世界第二位，我国也是全球第二大消费国，可见，保障玉米高产、稳产、优质是应对粮食安全挑战的有效途径。玉米膜下滴灌技术进行的是管道输水灌溉，可以高效的利用水资源，灌溉水的利用系数达95％以上，玉米膜下滴灌技术的运用不但可以大幅度提高产量，更达到高产增收的效果。
通过群体结构调整和株行距配置实现了滴灌玉米光热资源的高效利用；通过滴灌玉米铺管精量播种机研制和玉米收获机的引进有效解决了滴灌玉米生产规程中机械化作业以及定苗的问题；通过品种选育和引进解决了滴灌玉米的品种问题。
但是，在目前玉米滴灌技术中，存在水肥药利用率低，灌溉管理不科学，农药人工喷洒，水肥药协同管理缺乏技术支撑，这对于增加玉米产量，提高水肥药资源利用率非常不利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法。
其具体技术方案为：
一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，包括以下步骤：
步骤1、播种与出苗水灌溉及除草剂的滴施：选择一个合理的播种日期，采用宽窄行种植，窄行35±5cm，宽行85±5cm，窄行中间铺设一条滴灌带，以滴灌带为中心，铺设宽为120～140cm的地膜，玉米株距为20～25cm，一穴单粒玉米种子；播种结束后，于播后1～2天灌出苗水，灌水量为15～20mm；灌水量占总灌水量70％以后，采用适合滴灌的除草剂滴施，除草剂用量为指定用量的50％～60％，滴药结束后，剩余灌水量冲洗管道。
步骤2、生育前期水肥药一体的调控：玉米出苗后25天开始灌第一水，每8～10天灌一次水，灌水量为0.7～0.8倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量；灌第一水的同时随水滴肥，且当滴水量占总灌水量50％以后，开始施肥，每公顷随水施肥N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占生育期总施肥量的10％；施肥结束后，滴施防虫剂，防虫剂用量为指定用量的55％～65％，滴药结束后，剩余灌水量冲洗管道；与第一次施肥间隔时间16～20天滴施第二次肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占总施肥量的10％。
步骤3、生育中期水肥药一体的调控：在小喇叭至灌浆期，每5～7天灌一次水，灌水量为1.05～1.10倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量；小喇叭口期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为36-18-18kg，占总施肥量的20％；孕穗期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为36-18-18kg，占总施肥量的20％；灌浆期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为54-27-27kg，占总施肥量的30％；开花吐丝期杀虫剂的滴施，滴施量为杀虫剂指定用量的60％～70％；
步骤4、在生育后期水肥药一体的调控：乳熟期至成熟期作物系数采用0.65～0.7，每8～10天灌一次水，苞叶90％全黄停止灌水，乳熟期随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占生育期总施肥量的10％；
步骤5、玉米收获前机械回收滴灌带，进行再利用；当苞叶发白，松散，籽粒变硬，选择适宜的日期大型收获机收获；玉米茎秆通过秸秆打包机回收喂畜；塑料残膜采用残膜回收机回收再利用处理。
优选的，步骤1中所述的合理的播种日期为土壤地表下5cm温度达到10℃；除草剂指定用量为230-270毫升/亩。除草剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，再将施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
优选地，步骤2和步骤3中所述的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量是指：上次灌水日期至本次灌水日期的日均参考作物蒸发蒸腾量之和。
优选地，步骤2中的防虫剂指定用量为40-80毫升/亩，防虫剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，比例施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
优选地，步骤3中的杀虫剂指定用量为100-150毫升/亩，杀虫剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，比例施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明管理方法选择合理的播种日期增加玉米的孕穗—灌浆时间；通过宽窄行种植减少湿润体范围；通过不同生育期采用不同作物系数解决常规滴灌水分利用效率不高问题；通过播种滴水增加出苗率；通过随水滴药解决农药用量过大问题；通过及时灌第一水(出苗水除外)，促进玉米叶片生长，提高光能利用率；采用比例滴灌施肥解决肥料利用率不高问题；通过生育期施肥量比重控制，解决玉米不同生长阶段养分需求不同的问题；通过灌水施肥滴药的时间分配，解决养分、农药淋失的问题；最终实现滴灌—水肥药一体化条件下玉米高产、优质、节水、节肥、节药的水肥药高效利用目的。
本发明选择合理的播种日期，能够增加孕穗—灌浆时间。常规播种方式的孕穗—灌浆时间为50～54天，本发明的孕穗—灌浆时间为57～61天。
本发明的水肥药管理方法采用宽窄行种植及作物系数法灌水，能够提高灌溉水分利用效率。漫灌种植方式灌溉水利用效率为1.3～2.0，常规滴灌种植方式灌溉水利用效率为2.5～3.0，本发明的灌溉水分利用效率为3.7～4.0。
本发明的水肥药管理方法采用比例滴灌施肥及生育期施肥量比重控制，提高养分利用率。漫灌种植方式每公顷N-P2O5-K2O的量为510-270-120～540-300-150kg，常规滴灌种植方式每公顷N-P2O5-K2O的量为330-150-90～360-180-120kg，而本发明的水肥药管理方法每公顷N-P2O5-K2O的量为180-90-90kg。
本发明的水肥药管理方法采用滴施农药，减少农药用量，降低空气污染。常规农民种植方式喷洒农药量为指定用量的120％～130％，而本发明的水肥药管理方法滴药量仅为指定用量的50％～70％。
本发明的水肥药管理方法采用合理灌水施肥滴药的时间分配，提高肥料农药利用率。常规滴灌方式在灌水初始开始施肥，而本发明的水肥药管理方法在灌水量达到50％开始施肥，灌水量达到70％开始滴药。
本发明的水肥管理方法实现玉米全过程水肥一体化，省工、节水、节肥、节药、高产、稳产、优质的目的。
附图说明
图1为本发明实施方式的灌溉系统示意图；
图2为本发明实施方式的种植示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
灌溉系统示意图详细表明了本发明灌溉系统首部及管道布置方式，种植示意图表明了本发明玉米种植栽培方式，本发明的灌溉系统布置及作物栽培方式是本发明顺利实施的前提。
本发明的灌溉系统示意图表明：灌溉系统主要由水泵、压力表、比例施肥器、过滤器、水表和输配水管道系统组成。各组成部分从来水方向起，依次为水泵、压力表、比例施肥器、过滤器、水表和输配水管道系统，比例施肥器之间为并列连接，其他组成部分均为串联连接，以滴灌带相连接的为PE管件，系统其他管道均为PVC管件。
本发明的种植示意图表明：作物宽窄行种植，窄行40cm，宽行80cm，窄行中间铺设一条滴灌带，以滴灌带为中心，铺设宽为120cm的地膜，滴灌带之间的间距为120cm，作物行距为20cm。
本发明的玉米水肥药一体化的管理方法于2015年和2016年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水实验站(37°50′N,102°51′E)进行了生产试验，实验站位于甘肃省武威市凉州区，地处腾格里沙漠边缘，海拔1581m，为大陆性温带干旱气候，该地区多年平均气温8℃,多年平均降水量约164.4mm,年均蒸发量2000mm。试验地土壤类型为灰钙质轻砂壤土,耕层土壤体积质量为1.25g/cm3，田间持水量21.3％(质量含水率)。土壤碱解氮含量50.3mg/kg，有效磷含量3.82mg/kg，有机质含量8.9g/kg，土壤PH值约8.2。灌溉水源为矿化度0.71g/L的地下水，地下水埋深40m以上，为灌溉农业，适合本发明方法的实施。
本实施例所用材料选择如下：
玉米品种：强盛51号。
地膜：选用宽度为120cm，厚度为0.012mm的普通聚乙烯薄膜。
滴灌带：选用内镶贴片式滴灌带，内径16mm；壁厚0.2mm；滴头间距200mm；公称流量2.3L/h。
支管：选择32#的PVC管件和PE管件。
干管：选择63#的PVC管件。
施肥设备：选用液压比例施肥器装置控制，设备主要由水源、水泵、旋翼式水表、比例施肥泵和输配水管道系统等组成。
肥料：选用当地农民普遍用肥：尿素(N的比重为46％)；磷酸二铵(N和P2O5的比重为18％和46％)；硫酸钾(K2O的比重为52％)。
农药：选用当地常用农药：除草剂(51％乙莠滴丁酯)；防虫剂(1.8％阿维菌素)；杀虫剂(40％水胺硫磷)。
灌水施肥滴药方法：灌50％当次灌水量后，随水滴施肥料，施肥泵的添加剂比例为2％，肥液浓度分别为52.45g/L(尿素)、32.6g/L(磷酸二铵)、28.85g/L(硫酸钾)；灌70％当次灌水量后，随水滴施农药，施肥器的添加剂比例为4％，药液浓度为10ml/L，滴药结束后，剩余灌水量冲洗管道；
实施例1
步骤1，播种与出苗水灌溉及除草剂的滴施：2015年4月8日(土壤地表下5cm温度为11.2℃)播种，采用宽窄行种植，窄行40cm，宽行80cm，窄行中间铺设一条滴灌带，以滴灌带为中心，铺设宽为120cm的地膜，玉米株距为20cm，一穴单粒玉米种子；播种结束后，于播后第2天灌出苗水，每667m2灌水10m3，滴除草剂120ml，2015年4月18日出苗。
步骤2，生育前期水肥药一体的调控：2015年5月13日开始灌水滴药，每667m2灌水20.05m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg，滴防虫剂20ml；2015年5月23日每667m2灌水19.44m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年6月2日每667m2滴水20.03m3；苗期至拔节期灌水量均为0.7倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水59.52m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg，滴防虫剂20ml。
步骤3，生育中期水肥药一体的调控：2015年6月12日每667m2滴水36.07m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年6月19日每667m2滴水20.36m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；小喇叭口期至大喇叭口期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水56.43m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg。2015年6月26日每667m2滴水16.27m3；2015年7月3日每667m2滴水17.08m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年7月10日每667m2滴水11.09m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg，滴杀虫剂60ml；孕穗期至吐丝期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水44.44m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg滴杀虫剂60ml。2015年7月17日每667m2滴水16.15m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年7月24日每667m2滴水20.95m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年7月31日每667m2滴水23.67m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2015年8月7日每667m2滴水21.78m3；灌浆期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水82.55m3，施尿素6.294kg，施磷酸二铵3.912kg，施硫酸钾3.462kg。
步骤4，在生育后期水肥药一体的调控：2015年8月17日每667m2滴水13.69m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg；2015年8月27日每667m2滴水16.12m3；乳熟期灌水量均为0.6倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水31.13m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg。
步骤5，2015年9月10日滴灌带回收机回收滴灌带；2015年9月14日苞叶发白，松散，籽粒变硬，玉米收获机收获，晾晒3天，玉米籽粒含水率低于13％，得到亩产1186kg；玉米茎秆通过秸秆打包机回收喂畜；塑料残膜采用残膜回收机回收再利用处理。
实施例2
步骤1，播种与出苗水灌溉及除草剂的滴施：2016年4月2日(土壤地表下5cm温度为11.8℃)播种，采用宽窄行种植，窄行40cm，宽行80cm，窄行中间铺设一条滴灌带，以滴灌带为中心，铺设宽为140cm的地膜，玉米株距为20cm，一穴单粒玉米种子；播种结束后，于播后第2天灌出苗水，每667m2灌水20m3，滴除草剂120ml，2016年4月12日出苗。
步骤2，生育前期水肥药一体的调控：2016年5月7日开始灌水滴药，每667m2灌水17.5m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg，滴防虫剂20ml；2016年5月17日每667m2灌水20.69m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年5月27日每667m2滴水17.24m3；苗期至拔节期灌水量均为0.7倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水55.43m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg，滴防虫剂20ml。
步骤3，生育中期水肥药一体的调控：2016年6月2日每667m2滴水22.12m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年6月9日每667m2滴水26.58m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；小喇叭口期至大喇叭口期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水48.7m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg。2016年6月16日每667m2滴水26.55m3；2016年6月23日每667m2滴水22.19m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年6月30日每667m2滴水11.09m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg，滴杀虫剂60ml；孕穗期至吐丝期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水73.13.44m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg滴杀虫剂60ml。2016年7月7日每667m2滴水25.59m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年7月14日每667m2滴水16.36m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年7月21日每667m2滴水19.00m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg；2016年7月28日每667m2滴水19.68m3；灌浆期灌水量均为1.05倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水80.63m3，施尿素6.294kg，施磷酸二铵3.912kg，施硫酸钾3.462kg。
步骤4，在生育后期水肥药一体的调控：2016年8月7日每667m2滴水20.11m3，施尿素4.196kg，施磷酸二铵2.608kg，施硫酸钾2.308kg；2016年8月17日每667m2滴水13.60m3；乳熟期灌水量均为0.6倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量，每667m2共灌水33.71m3，施尿素2.098kg，磷酸二铵1.304kg，硫酸钾1.154kg。
步骤5，2016年8月28日滴灌带回收机回收滴灌带；2016年9月1日苞叶发白，松散，籽粒变硬，玉米收获机收获，晾晒3天，玉米籽粒含水率低于13％，得到亩产1204kg；玉米茎秆通过秸秆打包机回收喂畜；塑料残膜采用残膜回收机回收再利用处理。
采用实施例中的水肥药一体化栽培方法，选择合理的播种日期增加玉米的孕穗—灌浆时间，增加产量；通过宽窄行种植减少湿润体范围；通过不同生育期采用不同作物系数解决常规滴灌水分利用效率不高问题；通过播种滴水增加出苗率；通过随水滴药解决农药用量过大问题；通过及时灌第一水(出苗水除外)，促进玉米叶片生长，提高光能利用率；采用比例滴灌施肥解决肥料利用率不高问题；通过生育期施肥量比重控制，解决玉米不同生长阶段养分需求不同的问题；另外通过灌水施肥滴药的时间分配，解决养分、农药淋失的问题；最终实现滴灌—水肥药一体化条件下玉米高产、优质、节水、节肥、节药的水肥药高效利用目的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、播种与出苗水灌溉及除草剂的滴施：选择一个合理的播种日期，采用宽窄行种植，窄行35±5cm，宽行85±5cm，窄行中间铺设一条滴灌带，以滴灌带为中心，铺设宽为120～140cm的地膜，玉米株距为20～25cm，一穴单粒玉米种子；播种结束后，于播后1～2天灌出苗水，灌水量为15～20mm；灌水量占总灌水量70％以后，采用适合滴灌的除草剂滴施，除草剂用量为指定用量的50％～60％，滴药结束后，剩余灌水量冲洗管道；
步骤2、生育前期水肥药一体的调控：玉米出苗后25天开始灌第一水，每8～10天灌一次水，灌水量为0.7～0.8倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量；灌第一水的同时随水滴肥，且当滴水量占总灌水量50％以后，开始施肥，每公顷随水施肥N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占生育期总施肥量的10％；施肥结束后，滴施防虫剂，防虫剂用量为指定用量的55％～65％，滴药结束后，剩余灌水量冲洗管道；与第一次施肥间隔时间16～20天滴施第二次肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占总施肥量的10％；
步骤3、生育中期水肥药一体的调控：在小喇叭至灌浆期，每5～7天灌一次水，灌水量为1.05～1.10倍的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量；小喇叭口期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为36-18-18kg，占总施肥量的20％；孕穗期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为36-18-18kg，占总施肥量的20％；灌浆期随水施肥，每公顷随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为54-27-27kg，占总施肥量的30％；开花吐丝期杀虫剂的滴施，滴施量为杀虫剂指定用量的60％～70％；
步骤4、在生育后期水肥药一体的调控：乳熟期至成熟期作物系数采用0.65～0.7，每8～10天灌一次水，苞叶90％全黄停止灌水，乳熟期随水滴施N-P2O5-K2O的量分别为18-9-9kg，占生育期总施肥量的10％；
步骤5、玉米收获前机械回收滴灌带，进行再利用；当苞叶发白，松散，籽粒变硬，选择适宜的日期大型收获机收获；玉米茎秆通过秸秆打包机回收喂畜；塑料残膜采用残膜回收机回收再利用处理。
2.根据权利要求1所述的玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，其特征在于，步骤1中所述的合理的播种日期为土壤地表下5cm温度达到10℃；除草剂指定用量：除草剂指定用量为230-270毫升/亩；除草剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，再将施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
3.根据权利要求1所述的玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，其特征在于，步骤2和步骤3中所述的2次灌水时间间隔的参考作物蒸发蒸腾量是指：上次灌水日期至本次灌水日期的日均参考作物蒸发蒸腾量之和。
4.根据权利要求1所述的玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，其特征在于，步骤2中的防虫剂指定用量为40-80毫升/亩，防虫剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，比例施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
5.根据权利要求1所述的玉米膜下滴灌水肥药一体化栽培方法，其特征在于，步骤3中的杀虫剂指定用量为100-150毫升/亩，杀虫剂滴施方法为：先将农药配成浓度为10毫升/升的药液，比例施肥器添加剂比例设定为4％，在比例施肥器的均匀吸药的作用下，药液按比例吸入水流中。
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