CN112931121A

CN112931121A - 一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法

Info

Publication number: CN112931121A
Application number: CN202110165394.6A
Authority: CN
Inventors: 樊志龙; 柴强; 殷文; 胡发龙; 于爱忠; 赵财; 谢军红; 范虹
Original assignee: Gansu Agricultural University
Current assignee: Gansu Agricultural University
Priority date: 2021-02-06
Filing date: 2021-02-06
Publication date: 2021-06-11

Abstract

本发明提供了一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，属于作物种植技术领域。本发明提供的方法将玉米种子和豆科种子同时播种，铺设地膜和滴灌带，在作物不同生长阶段进行膜下滴灌和施肥作业，在收获期同时收获豆科绿肥和饲用玉米。本发明能够有效解决传统玉米间作豆科绿肥受制于两种作物播期不同而无法实现机械化作业、费时费工的问题，避免在间作豆科绿肥播种时增加额外劳动力，通过应用实现复合作物同种、同管理、同收获，且通过种植豆科绿肥提升饲用玉米品质，同时实现节水节肥、农田土壤用养结合的效果。

Description

一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法

技术领域

本发明属于作物种植技术领域，具体涉及一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法。

背景技术

现代集约化农业使饲用玉米生产效率得到了显著提升，为我国西北特色草食畜牧业的发展提供有力支撑，但也存在作物种类单一、长期连作普遍、系统稳定性不高，过渡依赖化肥、农药等化工能源投入，土壤健康受损、产量及产品品质下降、环境压力增大等突出问题。亟需研发适应现代化生产方式的绿色种植技术，为持续保障相关产业高质量发展提供有力支撑。

豆科绿肥是一种清洁无污染的绿色有机肥源，具有生物固氮替代部分化肥、改善土壤肥力、植株蛋白含量高等诸多优势，将其合理纳入饲用玉米种植系统，在减少化肥施用、提升耕地质量、提高青贮品质等方面的巨大潜力。然而，传统玉米插种豆科绿肥一般采用间套作种植模式，即玉米和豆科作物分带种植，具有以下特点：一是播种时期不同，在西北灌溉农业区，豆科绿肥在3月底至4月初播种，而玉米在4月底至5月初播种；二是播种方式不同，一般豆科作物采用露地条播，而玉米采用覆膜穴播的方式；三是收获时期不同，豆科绿肥一般在7月中旬左右，于盛花期压青还田或刈割饲用，因带宽较窄无配套的微小型机械，均需人工操作，而饲用玉米收获在9月底，采用青贮收割机收获。因此，传统间套作模式因组合作物播期、播种方式、收获期等作业环节不同，无法适应现代农业机械化轻简作业。由此可见，人工投入量大、作业效率低是限制玉米插种豆科绿肥这一清洁模式推广应用的主要瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，不仅符合种植效率高，而且实现节肥节水、饲料品质提升的绿色轻简种植效果。

本发明提供了一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，包括以下步骤：

将玉米种子和豆科种子同时播种，铺设地膜和滴灌带，在作物不同生长阶段进行膜下滴灌和施肥作业，在收获期同时收获豆科绿肥和饲用玉米。

优选的，所述播种为每穴播种1粒玉米种子和2～3粒豆科种子。

优选的，所述豆科种子包括攀缘型或缠绕型的蔓生豆科种子。

优选的，所述攀缘型或缠绕型的蔓生豆科种子包括拉巴豆、扁豆或甜豆。

优选的，所述播种的时间为每月4月底至5月初。

优选的，所述播种时使作物播种行形成宽窄相间的布局；宽行的宽度为50～70cm；窄行的宽度为30～50cm；播种的穴距为18～37cm。

优选的，所述滴灌带的铺设位置为在所述窄行中间铺设。

优选的，在土壤含水量达到田间持水量的70％～80％的地区，所述滴灌在玉米或豆科植物出苗后进行第一次灌水；

在土壤含水量在田间持水量的60％以下时，在所述播种后进行第一次灌水；

所述第一次灌水的灌水量以浸湿土壤表层深度10～20cm为准；

在所述第一次灌水后根据土壤水分情况，每隔10～20d灌水一次；在玉米吐丝期前13～16d时进行一次灌水，灌水量为580～620m³/hm²。

优选的，玉米和豆科植物的总灌水量为4000～4200m³/hm²。

优选的，玉米和豆科植物的施肥包括一次性施加基肥和在不同生长时期追肥；

优选的，所述基肥的施肥量包括87～90kg N/hm²、180～225kg P₂O₅/hm²和90～108kg K₂O/hm²；

优选的，所述追肥是追施化学氮肥；所述化学氮肥的总施加量优选为193～210kgN/hm²；所述化学氮肥在大喇叭口期追肥、吐丝期追肥阶段按质量比为5:2分施；

所述收获期为每年的9月中下旬。

本发明提供了一种基于所述轻简绿色种植方法获得的青贮饲料。

本发明提供了所述青贮饲料在动物饲养中的应用。

本发明提供的适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，采用一穴二苗的方式将饲用玉米和豆科绿肥同穴播种，同收作业，可将豆科绿肥纳入饲用玉米种植系统中，利用豆科作物植株中蛋白质含量高的特点，提高饲料的营养品质，还可以利用豆科绿肥根瘤固氮的特点，减少化肥氮的施用；另外，豆科绿肥最终攀援在玉米植株上，可以利用玉米青贮收割机实现一次性收获，最终实现节肥节水、饲料品质提升的绿色轻简种植效果。由此可见，本发明提供的方法能有效解决饲用玉米间作豆科绿肥农艺技术受制于间作中两种作物播期不同，而无法实现机械化作业、费时费工的问题，通过应用实现复合作物同种、同管理、同收获，节约机械投入26％以上、人工投入48％以上。

同时，本发明提供的方法相对于单作玉米种植模式，可增加作物丰富度、提高系统稳定性，使化学氮肥减量20％以上，且通过混作豆科绿肥提高产量和提升饲料的营养品质，其中使饲料产量提高59.9％以上，氮肥利用率提高15.4％，饲料粗蛋白、粗脂肪和全氮含量分别平均提高32.8％、20.7％和30.6％；同时实现农田土壤用养结合的效果，4年实施使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾分别提高4.6％、32.5％、5.7％、4.7％和8.7％，土壤pH降低3.1％。可见，本发明提供的种植方法收获的绿肥不仅具有营养丰富，品质佳的特点，而且还能有效种植土壤的肥力，最终有效提高种植作物的产量和品质，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明提供的豆科绿肥和饲用玉米同种同收示意图。

具体实施方式

在本发明中，所述豆科种子优选根瘤固氮效果好(固氮量60kg/hm²以上)、植株蛋白质含量高(14％以上)、地上部生物量大(鲜草产量20000kg/hm²以上)，具有攀缘型或缠绕型的蔓生豆科绿肥种类。所述攀缘型或缠绕型的蔓生豆科种子优选包括拉巴豆、扁豆或甜豆等。所述播种优选为每穴播种1粒玉米种子和2～3粒豆科种子。所述播种的时间优选为每月4月底至5月初。所述播种时使作物播种行形成宽窄相间的布局；宽行的宽度优选为50～70cm，更优选为60cm；窄行的宽度优选为30～50cm，更优选为40cm；播种的穴距优选为18～37cm，更优选为22～34cm，最优选为28cm。所述播种、铺设地膜和滴灌带均优选采用玉米播种、覆膜、滴灌带铺设一体机进行。所述滴灌带的铺设位置优选为在所述窄行中间铺设。所述地膜的宽度没有特殊限制，采用本领域所熟知的地膜宽度即可。

在本发明中，在水资源充足，在秋末冬初进行冬储灌的地区，春季土壤水分条件良好(土壤含水量达到田间持水量的70％～80％)的条件下，一般采用玉米覆膜播种一体机完成播种，播种后不立即进行灌水，直至出苗。而在水资源有限，未进行秋冬季灌水的地区，土壤含水量在田间持水量的60％以下时，为避免干旱造成缺苗断垄以及传统地面漫灌造成土壤板结影响出苗的问题，保证出苗质量并进一步提高水肥利用效率，推荐采用“干播湿出”种植技术，使用膜下滴灌水肥一体化管理，在作物播种的同时，采用玉米播种覆膜滴灌带铺设一体机进行地膜和滴灌带铺设作业，其中在宽窄行的窄行中间铺设一条滴灌带。通过滴灌带进行第一次灌水。所述第一次灌水的灌水量以浸湿土壤表层深度10～20cm为准，更优选为14～18cm，最优选为16cm。在所述第一次灌水后根据土壤水分情况，每隔10～20d灌水一次；在玉米吐丝期前13～16d时进行一次灌水，灌水量优选为580～620m³/hm²，优选在玉米吐丝期前15d进行一次灌水，灌水量更优选为600m³/hm²。玉米和豆科植物的总灌水量优选为4000～4200m³/hm²；更优选为4100m³/hm²。相对传统地面漫灌的灌水方式，本发明采用滴管方式进行灌水有利于节省用水，同时减少灌溉次数，降低种植工作量。

在本发明中，玉米和豆科植物的施肥优选包括一次性施加基肥和在不同生长时期追肥。所述基肥的施肥量优选包括87～90kgN/hm²、180～225kgP₂O₅/hm²和90～108kgK₂O/hm²。所述追肥优选是追施化学氮肥；所述化学氮肥的总施加量优选为193～210kgN/hm²；所述化学氮肥优选在大喇叭口期追肥、吐丝期追肥阶段按质量比为5:2分施。在滴灌条件下追肥可利用施肥罐和滴灌带进行溶施。

在本发明中，所述收获期为青贮玉米乳熟末期至蜡熟初期。所述收获期优选为每年的9月中下旬。本发明优选采用玉米青储收割机将饲用玉米和豆科绿肥地上部分一次性收割、粉碎、青贮。收割后作物根茬还田。

本发明，与西北地区常种植的绿肥品种(箭筈豌豆和毛叶苕子)相比，本发明将饲用玉米和拉巴豆为代表的固氮、攀缘型豆科绿肥进行同播同收，收获的绿肥不仅具有营养丰富的特点，而且还能改善种植土壤的肥力，调节土壤pH值，具有较高的推广价值。

本发明提供了一种基于所述轻简绿色种植方法获得的青贮饲料。所述青贮饲料较与其他绿肥植物同种或与其他植物间套种模式获得的青贮饲料相比，具有更丰富的营养成分，更高的营养价值。因此，本发明提供了所述青贮饲粮在动物饲养中的应用。

下面结合实施例对本发明提供的一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

1试验方案及实施描述

1.1试区概况

本发明于2017～2020年在甘肃省金昌市永昌县六坝镇进行，该区属于典型的干旱内陆灌区，土壤类型为灌漠土，土层厚约110cm。平均降雨量为124mm，年蒸发量2000.6mm，无霜期145d，年平均日照2884.2h。试区土壤为典型灌漠土，土壤有机质含量为17.9g/kg、全氮含量为0.78g/kg、碱解氮含量为97.5mg/kg、速效磷含量为32.2mg/kg、速效钾含量为126.2mg/kg，pH为8.46。

1.2试验材料

供试地膜：无色0.01mm聚乙烯地膜，符合GB13735-92规定。

供试作物：饲用玉米为豫青贮23，绿肥种类为拉巴豆、箭筈豌豆、毛叶苕子。饲用玉米种子一般采用包衣处理。

滴灌带：采用内镶贴片滴灌带，工作压力0.1MPa，工作流量2～3L/h，出水口间距10～50cm，灌带壁厚0.2～0.4mm。

1.3试验方案

以种植模式、绿肥种类、施氮水平为试验因素，采用裂区实验设计，种植模式为主区，绿肥种类为裂区，施氮水平为裂裂区，共组成21个处理，每处理3次重复。其中种植模式为饲用玉米混作豆科绿肥同种同收、饲用玉米间作豆科绿肥、饲用玉米单作；绿肥种类为拉巴豆、箭筈豌豆、毛叶苕子；施氮水平分别为0、360、450kg N/hm²，其中450kg N/hm²为地方推荐施氮量，氮肥分别按基肥：大喇叭口期追肥：吐丝期追肥的质量比为3：5：2分施，磷、钾肥均在播前整地时一次性施入作为基肥，施肥量分别为225kg P₂O₅/hm²、108kg K₂O/hm²。

饲用玉米混作豆科绿肥同种同收模式中，饲用玉米与豆科绿肥均采用穴播，每穴播种一粒饲用玉米种子和2～3粒豆科绿肥种子，宽窄行布局，其中宽行50cm，窄行30cm，穴距为28cm。

饲用玉米间作豆科绿肥模式中，2行玉米间作2行豆科绿肥，玉米行距30cm，穴距28cm，豆科绿肥行距20cm。

单作饲用玉米为宽窄行种植，宽行50cm，窄行30cm，穴距为28cm。

采用膜下滴灌水肥一体化灌溉技术，上年秋冬季不进行冬储灌，作物播种后立即进行第一次灌水——干播湿出，之后根据土壤水分条件，每隔10～20d灌一次水，总灌水量4200m³/hm²为宜，玉米吐丝期前15d左右的灌水量为600m³/hm²。青贮玉米乳熟末期至蜡熟初期收获，采用玉米青储收割机将饲用玉米和豆科绿肥地上部分一次性收割、粉碎、青贮。收割后作物根茬还田。

试验处理及代码见表1。

表1试验处理及代码

2试验结果分析比较

通过4年度田间试验发现，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式可显著提高产量(见表2)。方差分析结果表明，与饲用玉米单作相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式在地方推荐施氮量(450kg N/hm²)条件下增产43.6％，在施氮量减量20％(360kgN/hm²)条件下增产59.9％，并且在施氮量减量20％(360kg N/hm²)条件下较饲用玉米单作地方推荐施氮量(450kgN/hm²)处理增产49.2％。饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式与饲用玉米间作豆科绿肥相比产量差异不显著。与其他绿肥种类相比，饲用玉米与拉巴豆混作、间作分别较饲用玉米与箭筈豌豆搭配增产38.8％和33.6％，较饲用玉米与毛叶苕子搭配分别增产41.7％和40.1％。

就氮肥利用率而言，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式可减少化学氮肥投入，并显著提高氮肥利用率(见表2)。饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式施氮量减量20％(360kgN/hm²)处理，较饲用玉米单作地方推荐施氮量(450kgN/hm²)处理氮肥利用率显著提高27.6％，较饲用玉米单作施氮量减量20％(360kgN/hm²)处理氮肥利用率显著提高15.4％。与饲用玉米间作拉巴豆相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式氮肥利用率在施氮量减量20％(360kgN/hm²)条件下显著提高11.0％，在地方地方推荐施氮量(450kgN/hm²)条件下差异不显著。就不同绿肥种类而言，饲用玉米混作豆科绿肥同种同收轻简模式中，混作拉巴豆分别较混作箭筈豌豆、毛叶苕子氮肥利用率显著提高33.0％和69.9％。

表2不同处理产量及氮肥利用率的表现

注：不同小写字母表示数据之间在0.05水平下差异显著，下同。

饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式可显著提高饲料粗蛋白、粗脂肪和全氮等品质(表3)。与饲用玉米单作相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式分别使饲料粗蛋白、粗脂肪和全氮含量显著提高32.8％、20.7％和30.6％。与饲用玉米间作拉巴豆相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式在氮肥减量20％条件下，使饲料粗蛋白和全氮含量分别显著提高6.6％和15.2％，而粗脂肪含量差异不显著。饲用玉米与不同豆科绿肥混作相比较，无论施氮水平，饲用玉米混作拉巴豆较混作箭筈豌豆饲料粗蛋白、粗脂肪和全氮含量分别显著提高22.6％、13.3％和13.9％，较混作毛叶苕子饲料粗蛋白、粗脂肪和全氮含量分别显著提高27.8％、18.6％和17.7％。

表3饲料品质表现

通过4年试验结果分析发现，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式可显著提高土壤肥力(见表4)。统计分析结果表明，与饲用玉米单作相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式在施氮量减量20％条件下，使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾分别提高4.6％、32.5％、5.7％、4.7％和8.7％，差异均显著；土壤pH差异不显著，但具有降低趋势，降低了3.1％。与饲用玉米间作拉巴豆相比，饲用玉米混作拉巴豆同种同收轻简模式在施氮量减量20％条件下使土壤全氮、速效钾含量显著提高6.3％和4.5％，土壤有机质、碱解氮、速效磷含量之间差异不显著，但有提高趋势，分别提高0.9％、1.8％和1.7％，土壤pH之间差异不显著，但呈现降低趋势，降低了1.2％。饲用玉米混作不同豆科绿肥之间相比，在施氮量减量20％条件下混作拉巴豆较混作箭筈豌豆土壤全氮和速效钾显著提高21.4％和5.6％，土壤有机质、碱解氮、速效磷含量呈提高趋势，分别提高了2.4％、3.9％和2.7％，土壤pH值降低1.8％，但差异不显著；较混作毛叶苕子土壤全氮、碱解氮、速效钾分别显著提高25.9％、4.8％和6.6％，土壤有机质、速效磷分别提高2.9％和3.2％，土壤pH值降低1.9％，但差异不显著。

表4不同处理土壤肥力(2020年)

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，所述播种为每穴播种1粒玉米种子和2～3粒豆科种子。

3.根据权利要求1或2所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，所述豆科种子包括攀缘型或缠绕型的蔓生豆科种子。

4.根据权利要求3所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，所述攀缘型或缠绕型的蔓生豆科种子包括拉巴豆种子、扁豆种子或甜豆种子。

5.根据权利要求1所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，所述播种的时间为每月4月底至5月初。

6.根据权利要求1、2和5任意一项所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，所述播种时使作物播种行形成宽窄相间的布局；宽行的宽度为50～70cm；窄行的宽度为30～50cm；播种的穴距为18～37cm。

7.根据权利要求6所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，在土壤含水量达到田间持水量的70％～80％的地区，所述滴灌在玉米或豆科植物出苗后进行第一次灌水；

在土壤含水量达到田间持水量的60％以下时，在所述播种后进行第一次灌水；

所述第一次灌水的灌水量以浸湿表层土壤深度10～20cm为准；

在所述第一次灌水后根据土壤水分情况，每隔10～20d灌水一次；在玉米吐丝期前13～16d时进行一次灌水，灌水量为580～620m³/hm²；

玉米和豆科植物的总灌水量为4000～4200m³/hm²。

8.根据权利要求7所述适用于豆科绿肥和饲用玉米同种同收的轻简绿色种植方法，其特征在于，玉米和豆科植物的施肥包括一次性施加基肥和在不同生长时期追肥；

优选的，所述基肥的施肥量包括87～90kg N/hm²、180～225kg P₂O₅/hm²和90～108kgK₂O/hm²；

优选的，所述追肥是追施化学氮肥；所述化学氮肥的总施加量为193～210kg N/hm²；所述化学氮肥在大喇叭口期追肥、吐丝期追肥阶段按质量比为5:2分施；

所述收获期为每年的9月中下旬。

9.一种基于权利要求1～9所述轻简绿色种植方法获得的青贮饲料。

10.权利要求书9所述青贮饲料在动物饲养中的应用。