CN113229093A - 一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棉‑粮‑绿肥作物宽带轮作的种植模式，涉及农业种植技术领域。一种棉‑粮‑绿肥作物宽带轮作的种植模式，包括以下内容：(1)幅宽设定：依据模式所有作物所使用农机作业幅宽的最小公倍数设定条带幅宽；(2)作物选择：以作物生长季首尾相接、作物共生期生长存在时空差异分布、作物资源利用差异互补为原则，建立棉‑粮‑绿肥作物宽带轮作作物组合模式；所述作物组合模式为棉花‑小麦‑玉米‑绿肥作物。本发明有益效果，解决了传统复种模式下无法机械化的问题，提高了土地利用率和肥料利用率，减低了病虫害的危害指数，实现单位面积作物增产增收。

Description

一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域，更具体的说是涉及一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式。
背景技术
棉田复种是提高棉田种植效益的重要复种手段。包括间作、套种、轮作等。
目前，以棉-麦套种为代表的棉田间作套种是解决粮棉争地、提高植棉效益的重要复种手段。棉田间作套种通过在棉花生育前期，在棉花行间种植其他作物，使棉田内多收获一季作物，不仅充分利用棉花生育前期棉行间的土地空间和光热条件，而且增加了单位面积产出，提高了土地利用效率。但是，棉田间套作涉及多种作物，栽培管理较为繁琐，且传统棉田间套作各作物均为窄行种植，不便于农机操作，劳动力投入高，无法适应规模化管理。尤其是近年来，随着农村劳动力老龄化及劳动力成本的不断上涨，这一问题愈发突出，成为限制棉田复种发展和推广的主要障碍。
粮-棉轮作是提高作物产量的重要手段。通过禾本科作物与棉花轮作，可以在一定程度上减少病害发生，提高作物产量。但与间套作相比，轮作没有边行优势，产量提升幅度受限。
因此，提供一种兼具提高作物产量和便于机械化操作的棉田复种模式是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式。该模式在原有棉田间作套种模式的基础之上，依据涉及作物的农机操作幅宽，拉大作物种植的条带宽度，使农机具不需要改装，可直接进行田间操作；同时在作物条带内实行轮作，在提高土地利用效率、增加单位面积产出的同时，可大幅降低劳动力成本，解决了棉田复种农机难以作业的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，包括以下内容：
(1)幅宽设定：依据种植模式内所有作物所使用农机作业幅宽的最小公倍数设定条带幅宽；且，所述条带幅宽为农机作业幅宽最小公倍数的倍数；
(2)作物选择：以作物生长季首尾相接、作物共生期生长存在时空差异分布、作物资源利用差异互补为原则，建立棉-粮-绿肥作物宽带轮作作物组合模式；
且，所述作物组合模式为棉花-小麦-玉米-绿肥作物。
以上技术方案的有益效果为：在原有棉田间套作基础上，通过拉大作物条带幅宽，使农机不需要做改装，即可进行田间操作，直接解决了复种模式下机械化的问题。更重要的是，该模式利用作物轮作互补及边行优势，可实现单位面积作物增产；利用单子叶与双子叶作物根系分布差异和养分需求差异，可减少肥料用量，提高养分利用效率；条带内轮作打破连作障碍，改善田间环境，减轻作物病害；选择株高较高的玉米作为禾本科轮作作物，利用空间阻隔作用，减少棉田虫害。
作为本发明优选的技术方案，(1)所述条带幅宽≤12米。
以上技术方案的有益效果为：条带内的作物可利用边行优势提高产量，当条带幅宽不超过12米时，边行比重高，作物边行效应显著。
作为本发明优选的技术方案，田间条带幅宽相等，相邻条带内作物错年种植，年际间进行轮换。
以上技术方案的有益效果为：相邻条带内作物错年种植，年际间进行轮换，同时发挥了套作的边行优势和轮作的打破连坐障碍作用，改善土壤理化性质，减少土传病害发生，提高作物产量；田间条带幅宽相等，便于作物轮换和机械化操作，增加产量的同时减少劳动力支出，提高了效益。
作为本发明优选的技术方案，所述棉花的种植模式具体为：选择中早熟棉花品种，播期4月25日～30日，采用76cm等行距种植，密度60000～90000株·hm-2；化肥用量，氮肥(以纯氮计)180～225kg·hm-2，钾肥(以K2O计)120～150kg·hm-2，不施磷肥；9月下旬喷施脱叶催熟剂，10月20日前完成棉花机采收获。更优选的，中早熟棉花品种选择抗病、广适的品种，所有化肥全部基施。
以上技术方案的有益效果为：棉花采用76cm等行距种植，便于进行机采和其他农机操作；棉花对磷肥需求量较低，相对不敏感，前茬作物残留磷肥足够满足棉花生育需求，棉花季不施用磷肥，在保证棉花正常生长的前提下，减少了磷肥使用量，提高了磷肥的利用效率；化肥全部基施，在保证肥效的同时，减少了施用次数，降低了劳动力成本。
作为本发明优选的技术方案，所述小麦的种植模式具体为：选择弱春性小麦品种，在棉花收获后播种，播期10月20日～25日，播种量不低于225kg·hm-2；底肥氮肥(以纯氮计)135～150kg·hm-2，磷肥(以P2O5计)150～180kg/·hm-2，不施钾肥；拔节期结合浇水追施氮肥(以纯氮计)105～120kg·hm-2，孕穗期追施氮肥(以纯氮计)35～45kg·hm-2，6月上旬收获。更优选的，所述弱春性小麦品种选择高产、节水的弱春性小麦品种。
以上技术方案的有益效果为：小麦对钾肥相对不敏感，前茬棉花残留的钾肥足够满足小麦生育需求，小麦季不施用钾肥，在保证小麦正常生长的前提下，减少了钾肥使用量，提高了钾肥的利用效率。
作为本发明优选的技术方案，所述玉米的种植模式具体为：选择中熟玉米品种，在小麦收获后播种，播期6月上旬，行距60cm，密度66000～69000株·hm-2；底肥施氮肥(以纯氮计)90～120kg·hm-2，磷肥(以P2O5计)30～45kg·hm-2，钾肥(以K2O计)20kg·hm-2；大喇叭口期追施氮肥(以纯氮计)105～130kg·hm-2；选用对下茬绿肥作物安全的短效除草剂，7～11片叶喷施矮壮素、多效唑等玉米矮化剂，10月上旬前完成收获。所述中熟玉米品种选择株型紧凑、高产、节水的中熟玉米品种。所述短效除草剂为对油菜安全的唑草酮等短效除草剂。
以上技术方案的有益效果为：7～11片叶时期喷施玉米矮化剂，在提高玉米抗倒伏性和抗逆性、增加产量的同时，可以降低玉米株高，减少对共生期棉花边行的遮光作用，有利于棉花边行的生长。喷施唑草酮等短效除草剂，可以免除除草剂对下茬绿肥作物的不利影响，保证油菜的出苗和正常生长。
作为本发明优选的技术方案，所述绿肥作物为油菜。
所述油菜的种植模式具体为：选择甘蓝型油菜品种，在玉米收获后播种，播期9月底～10月初，全生育期不浇水不施肥，次年4月5日～4月10日在结籽前将青苗一次性粉碎翻压入土。更优选的，所述甘蓝型油菜品种选择抗寒、抗旱的甘蓝型油菜品种。
以上技术方案的有益效果为：油菜作为冬季绿肥作物，生物量大，有机质丰富，翻压入土后能够改良土壤结构，还可为下茬棉花提供一定量的养分。在结籽前粉碎青苗，可防止掉落在土壤中的油菜籽在下茬作物季发芽，成为杂草，影响其他作物生长。
作为本发明优选的技术方案，该模式适用于长江流域一年两熟地区和黄河流域南部温度常年高于15℃、积温超过3400℃的两熟棉区。
经由上述的技术方案可知，本发明公开提供了一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)在原有棉田间套作基础上，通过拉大作物条带幅宽，使农机不需要做改装，即可进行田间操作，直接解决了复种模式下机械化的问题。
(2)利用作物轮作互补及边行优势，实现单位面积作物增产。与单作相比，宽带轮作模式下条带内，小麦增产9.8％，玉米增产16.5％，棉花增产12.9％。
(3)利用作物养分需求差异，减少肥料用量，提高养分利用效率。宽带轮作模式条带内，棉花季不施磷肥，小麦季不施钾肥。与小麦-玉米轮作和棉花单作相比，“棉-粮-绿肥作物宽带轮作”模式肥料利用效率均大幅提高。
(4)改善田间环境，减轻作物病害。与棉花单作相比，宽带轮作模式可降低棉花黄萎病和铃疫病发病率。
(5)利用作物空间阻隔作用，减少棉田蚜虫数量，使虫害危害显著降低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，所用材料均为市售可得，对其来源不做具体限定。所用方法如无特别提及，均为常规方法，在此不再一一赘述。
实施例1
试验地选择在河北省曲周县西漳头村，试验区面积0.75hm2。设置宽带轮作模式的条带幅宽6.0米，长40.0米。条带内作物轮作顺序为棉花→小麦—玉米→绿肥作物(油菜)，相邻条带作物错年种植。棉花带内种植8行棉花，品种为冀178，2018年4月24日播种，行距76cm，株距25cm，亩留苗密度4000株；小麦带内种植32行小麦，种植品种邯麦14，2018年10月25日播种，行距18cm；玉米带内种植10行玉米，品种为登海605，2019年6月8日播种，行距60cm，株距25cm，亩留苗密度4500株；油菜2019年9月23日播种，全生育期不浇水不施肥，不收获菜籽，2020年4月6日一次性粉碎翻压入土。
以小麦玉米轮作(麦-玉轮作)和棉花单作模式作为对照，考察宽带轮作模式下各作物产量和棉花黄萎病和铃疫病的发病情况。所有作物播种时间、品种、管理措施与试验区宽带轮作模式一致。
试验区和对照区每个处理设置4个样点，调查棉花、玉米和小麦产量，调查棉花黄萎病和铃疫病发生情况，所有结果为4个调查样点的算数平均值。
棉花(籽棉)产量＝单铃重(kg)×单株铃数×密度(株·hm-2)×0.85
玉米产量＝穗粒数×千粒重(kg)×总穗数(穗·hm-2)÷1000×0.85
小麦产量＝穗粒数×千粒重(kg)×总穗数(穗·hm-2)÷1000×0.85
黄萎病病株率＝发病棉株数/总调查棉株数×100％
黄萎病指数＝[∑(为害级别值×相应棉株数)]/(最大为害级别值×调查棉株总数)
烂铃率＝连续20棵棉株的总烂铃数/连续20棵棉株的棉铃总数
统计结果，不同种植模式下作物产量见表1，不同种植模式下棉花黄萎病发病情况见表2，不同种植模式下棉花铃疫病发病情况见表3。
表1产量
Figure BDA0003044838820000061
注：宽带轮作下作物产量为条带内测产结果折合成公顷产量的结果。
表1数据表明，与小麦-玉米轮作和棉花单作相比，宽带轮作模式提高了棉花、玉米和小麦的单位面积产量水平。
表2棉花黄萎病发病情况
Figure BDA0003044838820000062
表3棉花铃疫病发病情况
Figure BDA0003044838820000063
表2和表3数据表明，与小麦-玉米轮作和棉花单作相比，宽带轮作模式显著降低了棉花黄萎病和铃疫病发病情况，且对宽带模式下边行和中行棉花发病率进行统计，边行效应明显。
实施例2
试验地选择在河北省曲周县西漳头村，试验区面积0.75hm2。设置宽带轮作模式的条带幅宽6.0米，长40.0米。条带内作物轮作顺序为棉花→小麦—玉米→绿肥作物(油菜)，相邻条带作物错年种植。棉花带内种植8行棉花，品种为冀178，2018年4月24日播种，行距76cm，株距25cm，亩留苗密度4000株；小麦带内种植32行小麦，种植品种邯麦14，2018年10月25日播种，行距18cm；玉米带内种植10行玉米，品种为登海605，2019年6月8日播种，行距60cm，株距25cm，亩留苗密度4500株；油菜2019年9月23日播种，全生育期不浇水不施肥，不收获菜籽，2020年4月6日一次性粉碎翻压入土。
以小麦玉米轮作(麦-玉轮作)和棉花单作模式作为对照，考察宽带轮作模式下肥料的利用效率。所有作物播种时间、品种、管理措施与试验区宽带轮作模式一致。所有种植模式肥料利用效率计算，以不施用该种肥料的处理作为对照。
肥料利用效率＝(作物总生物产量-无该种肥料处理的作物生物产量)/该种肥料施用量
肥料农艺效率＝(作物总经济产量-无该种肥料处理的作物经济产量)/该种肥料施用量
不同模式下，田间施肥量和肥料利用效率的统计结果见4。
表4宽带轮作模式与对照模式施肥量和肥料利用效率
Figure BDA0003044838820000071
注：1、肥料利用效率以单位面积所有作物总产出计算。
2、宽带轮作种植模式下，每hm-2土地的棉花、玉米、小麦均按0.5hm-2计算。
表4数据表明，宽带轮作模式的各种肥料用量均较小麦-玉米轮作降低，钾肥用量也低于棉花单作，而不同肥料的利用效率和农艺效率较麦-玉轮作和棉花单作均显著提高。
实施例3
试验地选择在河北省曲周县西漳头村，试验区面积0.75hm2。设置宽带轮作模式的条带幅宽6.0米，长40.0米。条带内作物轮作顺序为棉花→小麦—玉米→绿肥作物(油菜)，相邻条带作物错年种植。棉花带内种植8行棉花，品种为冀178，2018年4月24日播种，行距76cm，株距25cm，亩留苗密度4000株；小麦带内种植32行小麦，种植品种邯麦14，2018年10月25日播种，行距18cm；玉米带内种植10行玉米，品种为登海605，2019年6月8日播种，行距60cm，株距25cm，亩留苗密度4500株；油菜2019年9月23日播种，全生育期不浇水不施肥，不收获菜籽，2020年4月6日一次性粉碎翻压入土。
以连作棉田作为对照，考察宽带轮作模式下蚜虫危害情况。播种时间、品种、管理措施与试验区宽带轮作模式一致。
对棉花蚜虫调查。于棉花3叶期，分别在条带和对照区内选取长势较为一致的8行棉花，每行标记10株进行调查，记录全株上的总蚜量、有蚜株及卷叶株，并换算成百株蚜量、百株有蚜株率和百株卷叶株率。
不同模式下，棉花蚜虫数量及危害统计结果见表5。
表5宽带轮作与棉花单作苗蚜数量及危害
Figure BDA0003044838820000081
表5数据表明，宽带轮作模式棉花苗期有翅蚜和无翅蚜数量较单作棉田均显著降低，棉蚜危害率也大幅下降。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，包括以下内容：
(1)幅宽设定：依据种植模式内所有作物所使用农机作业幅宽的最小公倍数设定条带幅宽；
且，所述条带幅宽为农机作业幅宽最小公倍数的倍数；
(2)作物选择：以作物生长季首尾相接、作物共生期生长存在时空差异分布、作物资源利用差异互补为原则，建立棉-粮-绿肥作物宽带轮作作物组合模式；
且，所述作物组合模式为棉花-小麦-玉米-绿肥作物。
2.根据权利要求1所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，(1)所述条带幅宽≤12米。
3.根据权利要求1所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，田间条带幅宽相等，相邻条带内作物错年种植，年际间进行轮换。
4.权利要求1-3任一所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，所述棉花的种植模式具体为：选择中早熟棉花品种，播期4月25日～30日，采用76cm等行距种植，密度60000～90000株·hm-2；化肥用量，氮肥180～225kg·hm-2，钾肥120～150kg·hm-2，不施磷肥，全部基施；9月下旬喷施脱叶催熟剂，10月20日前完成棉花机采收获。
5.权利要求1-3任一所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，所述小麦的种植模式具体为：选择弱春性小麦品种，在棉花收获后播种，播期10月20日～25日，播种量不低于225kg·hm-2；底肥氮肥135～150kg·hm-2，磷肥150～180kg/·hm-2，不施钾肥；拔节期结合浇水追施氮肥105～120kg·hm-2，孕穗期追施氮肥35～45kg·hm-2，6月上旬收获。
6.权利要求1-3任一所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，所述玉米的种植模式具体为：选择株型紧凑、高产、节水的中熟玉米品种，在小麦收获后播种，播期6月上旬，行距55～65cm，密度66000～69000株·hm-2；底施氮肥90～120kg·hm-2，磷肥30～45kg·hm-2，钾肥20kg·hm-2；大喇叭口期追施氮肥105～130kg·hm-2；选用对下茬绿肥作物安全的短效除草剂，7～11片叶喷施玉米矮化剂，10月上旬前完成收获。
7.权利要求1-3任一所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，所述绿肥作物为油菜。
8.根据权利要求7所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作的种植模式，其特征在于，所述油菜的种植模式具体为：选择抗寒、抗旱的甘蓝型油菜品种，在玉米收获后播种，播期9月底～10月初，全生育期不浇水不施肥，次年4月5日～4月10日在结籽前将青苗一次性粉碎翻压入土。
9.权利要求1-8任一所述的棉-粮-绿肥作物宽带轮作种植模式的应用，其特征在于，该模式适用于长江流域一年两熟地区和黄河流域南部温度常年高于15℃、积温超过3400℃的两熟棉区。
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