CN109601295A - 稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种秸秆还田后降低负效应的调控方法，特别是涉及一种秸秆还田后通过水肥调控降低负效应的方法，更为具体的说是涉及稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法。通过对水稻设置不同泡田时间以及分阶段、分量施用化肥的方式实现了对麦秸还田这一特殊土壤田的水肥调控。可以降低麦秸还田腐解后产生的酚酸。从而有效避免由于酚酸产生的化感作用，进而避免了残留在土壤中酚酸引起的抑制下茬作物生长的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸秆还田后降低负效应的调控方法，特别是涉及一种秸秆还田后通过水肥调控降低负效应的方法，更为具体的说是涉及稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法。
背景技术
秸秆是粮食丰收后产生的农业副产品，以前秸秆通常是通过焚烧的方式处理，但是秸秆焚烧不仅会对空气造成严重污染，而且对于附近一定范围内的居民都会产生影响,因此国家开始提倡推广秸秆还田。我国每年产生的秸秆约7×108t，肥量相当于350多万吨氮肥，800多万吨钾肥，80多万吨磷肥。秸秆还田对于保持农田土壤肥力及实现农业的可持续发展起着十分重要的作用。秸秆还田有提高土壤有机质含量，增加土壤中氮磷钾等养分含量，改善土壤理化性质，降低农药残留等对土壤的污染，促进作物产量等有点，推广意义十分深远。
但是其带来的负面影响也是不可忽视的。有研究表明秸秆腐熟过程中分解产生的毒害物质(酚酸)可引起水稻的化感效应等问题。同时，秸秆腐熟降解产生的各种酚酸类物质抑制会抑制水稻生长发育，最终导致作物减产。为了追求高产，近年来农户普遍盲目大量施用肥料，使得氮、磷积累导致的负面生态效应远远大于作物的产量增益，加上不合理的大水灌溉等因素，导致稻田成为农业面源污染的重要源头。
水肥调控是农业领域常用的技术手段，但是针对不同的作物种类，针对不同高度植株生长期，水肥调控的方式和方法是不同的。这既是水肥调控的重点问题，同时也是针对不同的调控目的，合理设计水肥调控方案的难点问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对目前麦秸还田过程中产生的一系列负效应的问题，提供一种高效安全节能的水肥技术。该方式能够利于在农业生产中实际应用，简便操作，同时能够具有保护环境，改良土壤理化性质，提高作物产量的目的，易于推广。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-10天；
(4)然后施用基肥；
(5)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
进一步优选的是，在步骤(3)中泡田5-10天。
进一步优选的是，在步骤(3)中泡田7天。
更为优选的是，在本发明中，所述步骤(1)中小麦秸秆按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间。
进一步优选的是，所述小麦秸秆长度为8-12cm；其中更为优选的是小麦秸秆长度为10cm。
进一步的，在本发明中还公开所述基肥为N、P、K复合肥，和尿素的混合肥。其中复合肥中N、P、K的含量均为15％。复合肥的用量为40kg/亩；尿素的用量为4kg/亩。
进一步的，在本发明中还公开所述步骤(7)中，所述步骤(7)中，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
所述的充足的水分是指保持饱和水量70％-90％的水量。所述的饱和水量是指10-15cm的水层。
所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。
并且进一步优选的水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用。
进一步优选的，所述第一次分蘖肥为尿素。
同时，进一步优选的，所述第二次分蘖肥为尿素。
其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩。
第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩。
进一步优选的，所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥。
进一步优选的，所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩。
更进一步优选的是，所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
同时，在本发明中还进一步公开了另外两种可以水肥调控方法，具体包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后施用基肥；
(3)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(4)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(5)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-10天；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
也就是说，先将秸秆和基肥共同施用，之后再进行泡田等操作。之后各工艺优化同第一种方式。
另外，本发明还公开了一种稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，包括步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-3天；
(4)将泡田水排干至无积水，然后重新灌水；
(5)然后施用基肥；
(6)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(7)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(8)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
本发明通过对水稻设置不同泡田时间以及分阶段、分量施用化肥的方式实现了对麦秸还田这一特殊土壤田的调理，从而可以降低麦秸还田腐解后产生的酚酸。有效避免由于酚酸造成的化感作用，进而避免了残留在土壤中酚酸引起的抑制下茬作物生长的问题。
同时，本发明无需大量施用肥料，只需要按照水稻正常的生长、培植进行施肥即可，相比于目前现有技术中大量施肥的措施来说更加环保。利用本发明公开的技术方案，可以有效利用秸秆提高土壤有效养分含量。利用水肥调节，不仅达到降低麦秸分解产生有毒物质，同时还能够储存提高养分供应，调控植株对氮磷钾等元素的吸收。
充分发挥秸秆的保肥能力，抑制秸秆还田中稻田土壤养分的流失，满足水稻正常的生理、生长需求，促进植株对养分的吸收，从而提高产量。
附图说明
图1为不同处理方式下酚酸含量随时间的变化曲线图。
图2为不同处理方式下田面水总氮含量随时间的变化曲线图。
图3为不同处理方式下田面水总磷含量随时间的变化曲线图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
实验地点选自江苏省仪征市陈集镇进行。试验设置4个处理，每个处理3个重复，小区面积为60m2。水稻品种选自当地农民主推品种南粳9108。
然后分别按照以下方式进行处理。
实施例1
该实施例的处理方式标记为(FS+IP+FP)
具体包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎至长度为10cm，然后按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田7天；
(4)然后施用基肥，所述基肥为N、P、K复合肥，和尿素的混合肥。其中复合肥中N、P、K的含量均为15％。复合肥的用量为40kg/亩；尿素的用量为4kg/亩。
(5)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用。第一次分蘖肥为尿素。所述第二次分蘖肥为尿素。其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩。第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩。所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥。所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩。所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
实施例2
该实施例的处理方式标记为(FS+IP)
具体包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎至长度为10cm，然后按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间；
(2)然后施用基肥，所述基肥为N、P、K复合肥，和尿素的混合肥。其中复合肥中N、P、K的含量均为15％。复合肥的用量为40kg/亩；尿素的用量为4kg/亩。
(3)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(4)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(5)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田7天；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用。所述第一次分蘖肥为尿素。所述第二次分蘖肥为尿素。其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩。第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩。所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥。所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩。所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
实施例3
该实施例的处理方式标记为(FS+WR)
具体包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎至长度为10cm，然后按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2天；
(4)然后将泡田水排干至无积水，然后重新灌水；
(4)然后施用基肥，所述基肥为N、P、K复合肥，和尿素的混合肥。其中复合肥中N、P、K的含量均为15％。复合肥的用量为40kg/亩；尿素的用量为4kg/亩。
(5)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用。所述第一次分蘖肥为尿素。所述第二次分蘖肥为尿素。其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩。第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩。所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥。所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩。所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
实施例4
该实施例的处理方式标记为FS
具体包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎至长度为10cm，然后按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间；
(2)然后施用基肥，所述基肥为N、P、K复合肥，和尿素的混合肥。其中复合肥中N、P、K的含量均为15％。复合肥的用量为40kg/亩；尿素的用量为4kg/亩。
(3)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(4)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(5)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用。所述第一次分蘖肥为尿素。所述第二次分蘖肥为尿素。其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩。第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩。所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥。所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩。所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
实施例5
分别考察实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中水稻的产量，以及田间土壤中酚酸的含量及田面水中总氮、总磷含量，结果参考图1-图3及表1。
表1：
由图1可以看到，采用实施例1、2、3的方式后，酚酸的含量可以显著降低，从而有效避免由酚酸造成的化感作用，进而避免了残留在土壤中酚酸引起的抑制下茬作物生长的问题。
由图2可以看到，采用采用实施例1、2、3的方式后，对田面水总氮含量的影响较小，不会因此产生额外的N肥需求，从而无需大量施用肥料，只需要按照水稻正常的生长、培植进行施肥即可，相比于目前现有技术中大量施肥的措施来说更加环保。
由图3可以看到，采用实施例1、2、3的方式后，对田面水总磷含量的影响较小，因此无需大量施用肥料，只需要按照水稻正常的生长、培植进行施肥即可，相比于目前现有技术中大量施肥的措施来说更加环保。
同时，本实施例中还对各实施例处理后的水稻产量进行统计，实施例1中的水稻产量为10048.25kg/hm2，实施例3中的产量为10871.41kg/hm2，实施例4中的产量为9551.06kg/hm2。因此，相较于传统的方式来说，本发明公开的方式产量更高。
通过上述实例，本发明通过对稻麦轮作地区采取水肥调控，降低了田面水酚酸值，提高了田面水氮磷含量，可明显的提高水稻产量，提高经济效益，还可保水保肥，改良土壤结构，保护环境，促进农业可持续发展。
以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-10天；
(4)然后施用基肥；
(5)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
2.根据权利要求1所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：在步骤(3)中泡田5-10天。
3.根据权利要求2所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：在步骤(3)中泡田7天。
4.根据权利要求1所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：所述步骤(1)中小麦秸秆按照400kg/亩的用量均匀撒布在田间。
5.根据权利要求1所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：所述小麦秸秆长度为8-12cm；其中更为优选的是小麦秸秆长度为10cm。
6.根据权利要求1所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：所述步骤(7)中，所述的按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理中，所述的灌溉是指分蘖期水层为不高于5cm的浅水层；孕穗期保持充足的水分；抽穗期水量为饱和水量。
7.根据权利要求6所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：所述的后期追肥管理是指水稻分蘖期和孕穗期要单独追肥。
8.根据权利要求7所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于：水稻分蘖期追肥分为两次，第一次分蘖肥在插秧后5-7天施用，第二次分蘖肥在第一次分蘖肥施用后的7-10天施用；
进一步优选的，所述第一次分蘖肥为尿素。
同时，进一步优选的，所述第二次分蘖肥为尿素；
其中第一次分蘖肥的施用量为尿素5kg/亩；
第二次分蘖肥的施用量为尿素7.5kg/亩；
进一步优选的，所述孕穗期追肥为复合肥和尿素的混合肥，其中复合肥是指N、P、K的含量均为15％的复合肥；
进一步优选的，所述孕穗期肥料的施用量为复合肥15kg/亩，尿素10kg/亩；
更进一步优选的是，所述孕穗期肥料在倒3.5叶时施用。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于，包括步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后施用基肥；
(3)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(4)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(5)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-10天；
(6)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(7)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的稻麦轮作地区麦秸还田的水肥调控方法，其特征在于，包括步骤：
(1)先将小麦秸秆切碎，然后均匀撒布在田间；
(2)然后向田间灌水，用以浸泡耕作层土壤，其中泡田定额用以下公式确定：
M1＝10(h1+S1+e2t1-P1)，
式中：M1为泡田定额，单位为立方米每公顷；h1为插秧时要求的田面水层深度，单位为mm；S1为泡田期间田间总的入渗量，包块犁底层以上土壤达到保护所需的水量和渗透量，单位为mm；e1为泡田期水田田面的平均蒸发强度，单位为mm/d；t1为泡田的天数，单位为d；P1为泡田期的降雨量，单位为mm；
(3)按照上述公式确定的泡田定额向田间灌水后，泡田2-3天；
(4)将泡田水排干至无积水，然后重新灌水；
(5)然后施用基肥；
(6)施用基肥后耙地至秸秆与肥料均匀分布于耕作层；
(7)待泥浆沉实后进行水稻插秧；
(8)按照水稻培育方式，进行灌溉和后期追肥管理。
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