CN113575327A - 一种适于丘陵地区水旱轮作周年轻简高效的栽培方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法，步骤是：1)确定油菜播种前稻田田间土壤含水量为饱和含水量的85％；2)套播油菜，机收水稻：A.选用油蔬两用品种；B.播种方式结合无人机免耕条带直播；C.水稻秸秆还田，留茬40‑50cm；3)免耕开沟，水分管理，穴施基肥：A.按照图1固定田间结构；B.穴施基肥；4)收获菜薹和菜籽：A.菜薹收获；B.机收油菜；5)灌水泡田，免耕直播水稻及管理：A.油菜秸秆还田；B.田间灌水泡田；C.选择中晚稻优质品种；D.播种方式结合无人机条带直播，喷施封闭草药；E.施肥管理。方法简便易行，降低了劳动力成本、充分发挥了机械化操作、提高了种植效益、增加了冬闲田种植面积。
Description
技术领域
本发明属于油稻周年轻简高效栽培技术领域，可具体涉及一种油稻双免耕双直播种植的轻简高效栽培的方法，它适合南方丘陵地区油稻两熟区。
背景技术
油稻轮作是保障中国粮油安全的重要耕作制度。广泛存在于长江流域，油稻轮作可以通过提高复种指数来增加作物的播种面积、提高作物的总产，充分利用年际间光、温、水等资源，是一种天然的种地养地相结合的种植模式。油菜是中国第一大冬季油料作物，常年种植面积约700万公顷，主要集中在长江流域冬油菜产区。油菜不与粮食作物争地，通过与水稻作物轮作，可提高土壤有机质和水稻产量。
然而，油稻种植过程中还存在一些问题：1)传统育苗移栽油菜生产方式用工量大、生产效率低；2)国内油菜主产区耕、种、收综合机械化水平低，农机农艺措施不配套；3)加之劳动力价格的上涨，使得油菜生产成本不断提高；4)随着水稻抛秧、直播、再生稻、一季晚稻等技术的普及，油菜与水稻季节矛盾问题突出。这些因素严重影响农民种植油菜的积极性。因此，实施省工、节本、高效的轻简化栽培技术，将在一定程度缓解劳动力短缺，提高农民种植油菜积极性，实现油稻双高产，对减少冬闲田面积、增加作物总产、保障中国粮油安全供给具有重要意义。
多年来经过农业科技工作者的不断研究，油稻轮作栽培技术取得长足进步，有效解决了生产中的一些实际问题，逐步形成了直播、免耕、稻草覆盖及三者互相结合的轻简化栽培技术，其以省工节本、操作简易为特点逐步被农民所接受，得到了广泛应用。但现阶段仍然存在农机农艺不相适应，丘陵地区机械化作业不通畅，高能耗、效率差等问题，因此急需引入新型高效的栽培方式，促进丘陵区域冬季种植面积的发展，减轻劳动力以获得较大的经济效益。
油稻双免耕双直播栽培技术可以优化油稻多熟制机械化种植制度，减少前后接茬中的季节矛盾，提高作物生产中的预警和应变能力，如播种季节连绵秋雨或极端干旱，播期延误时，应用因变决策方案，实现机械化密植高产。初步形成年际间可重复、技术上可操作、经济上可划算，农田资源和环境可持续的现代化、机械化、标准化生产体系。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法，方法易行，操作简便，减轻了劳动力的成本、充分发挥了机械化操作、提高了种植效益、减少了冬闲田。
为了实现上述的目的，本发明采用技术方案：
一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法，包括以下步骤：
(1)油菜播种前确定田间土壤含水量：地表层0-20cm的土壤含水量为30％，即饱和含水量的85％；
(2)油菜播种，收获水稻，水稻秸秆覆盖；
A.品种的选择：所述的油菜品种为油蔬两用选择大地199和大地95；
B.播种方式结合无人机条带直播；
C.收获水稻，稻茬高度控制40-50cm左右，秸秆粉碎长度5cm还田，喷洒秸秆腐熟剂，含枯草芽孢杆菌、米曲霉和产地衣芽孢杆菌等有效成分，乙草胺等封闭除草剂；
(3)免耕开厢沟，田间管理，油菜适期收获；
A.所述开厢沟选用免耕开沟机，厢宽1.6-1.8m，腰沟、围沟宽0.2-0.3m，沟深0.2-0.3m，做到“三沟”配套防渍；
B.防杂草：油菜4-5叶期，每亩用高效盖草能35ml兑水50kg防控单子叶禾本科杂草，双子叶杂草用50％高特克悬浮剂40ml兑50kg水防治；
C.施肥：1-2周后采用穴施基肥，以提高肥效；所述的基肥全生育期施氮肥(N)15公斤/亩、磷肥(P2O5)6公斤/亩、钾肥(K2O)10公斤/亩、硼肥(硼砂)1公斤/亩；氮肥和钾肥的60％作基肥，40％作薹肥，磷肥和硼肥作为基肥一次性施用；
D.收获：根据油菜用途确定收获期，菜薹于12月-1月2-4次收获，油菜主茎抽薹高度达到30cm(株高45cm)时，采摘长度10cm；油菜籽粒于5月上中旬成熟期机械收获。
(4)油菜秸秆还田，灌水泡田，直播水稻
A.所述油菜秸秆还田，油菜秸秆粉碎15cm左右还田，喷洒秸秆腐熟剂(宁粮牌秸秆速腐剂，南京宁粮生物工程有限公司)；
B.所述田间灌水泡田，水面超出土面5cm左右，泡土2-3天，保持土壤湿润；
C.品种选择，中晚优质稻品种，如黄华占、粤农丝苗、美香新占；
D.播种方式结合无人机条带直播，喷施封闭草药(乙草胺)；
E.施肥，优质稻氮肥用量每亩纯氮10-12kg，基肥与分蘖肥比例7:3，钾肥(氯化钾)每亩施用10kg，按5:5比例作基肥和分蘖肥，磷肥(过磷酸钙)25kg作基肥一次施用。
所述的大地95、大地199是由中国农业科学院油料作物研究所、武汉中油科技新产业有限公司、武汉中油大地希望种业有限公司的科技人员用品种中双11CA×R11选育而成的油菜品种。
通过上述四个步骤的技术措施：
最关键的是：1.确保播种前水稻田间含水量为土壤饱和含水量的85％左右，无人机等行距套播；2.水稻收获留桩高度为45cm左右，水稻秸秆粉碎长度5cm左右，油菜秸秆粉碎长度15cm左右；3.油菜季选择油蔬两用冬油菜品种，水稻季选择长生育期、优质、高产水稻品种；
主要解决了以下技术问题：
1.缓解丘陵地区冬闲田逐年增加的问题；
2.因为秋季干旱而导致油菜季播种出苗困难、接茬矛盾问题；
3.解决丘陵地区机械化作业不通畅，高能耗、效率差等问题；
4.缓解丘陵地带冬季蔬菜供需短缺问题；
5.保障粮油双高产，保障国家粮油安全。
其发明相对于现有技术的进步是：
1.确定油菜播种时期，田间含水量达到土壤饱和含水量的85％；
2.确定水稻收获最佳留桩高度为40-50cm，减少稻草还田量，保障油菜安全出苗。
3.油菜水稻均采用无人机条带直播，确定最佳行间距30cm，株距8cm，最佳播种量300g/亩。
4.选用油蔬两用冬油菜品种，有效缓解冬季时令蔬菜供应短缺的问题，增加冬闲田种植面积，确保国家粮油安全。
技术方案与现有技术的主要区别是：
1.与现有油稻移栽技术相比，该技术油稻双免耕双直播，油稻直播均采用无人机播种方式，节约劳动力成本，一定程度上节省动力消耗。
2.现有技术作物秸秆多焚烧或人工移出田，该技术油菜和水稻秸秆全部覆盖还田，喷洒秸秆腐熟剂，加速秸秆衰老、分解和腐熟，有效利用秸秆养分，培肥土壤，同时减少土壤水分散失，保证土壤墒情。
本发明与现有技术相比，具体以下优点和效果：
(1)本发明提供了丘陵地带油稻轮作的一种简化种植方式，播种方式结合无人机播种技术，有效解决了丘陵地带大型机具不易操作的困难；确定最佳田间土层0-20cm的土壤含水量为饱和含水量的85％，适时播种油菜，解决播时选择问题，油菜出苗率可达90％以上，产量增加10％-30％。
(2)本发明两季作物秸秆全部粉碎还田，且采用油稻双免耕双直播的耕作方式，水稻留桩高度40-50cm，避免因秸秆还田过多导致出苗困难的问题，每亩可节约2-3个工，油菜和水稻均可选择生育期较长品质较优的品种搭配，进一步发挥产量潜力，每亩增收500-600元，有效提高了农民种植效益。
附图说明
图1为一种水稻田采用无人机套播油菜方式模拟图。
一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法田间结构及作物种植示意图(湖北武穴)。1.表示无人机播种方式；2.表示田间水稻；3.表示田间厢面；4.表示田间俯视模拟图
图2A为一种水稻苗期田间示意图。
一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法水稻苗期田间表现(湖北武穴)。
图2B一种为油菜5叶期田间示意图。
一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法油菜5叶期田间表现(湖北武穴)
图3为2018-2020年不同水稻留茬高度对油菜平均产量的影响示意图。
采用该方法2018-2020年连续2年的试验结果表明，在丘陵地带基于油稻轮作的双免耕双直播种植方法，相比15cm的水稻留茬高度，高留茬使两个品种油菜分别增产15.4％、21.6％。
图4为一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法流程图。
具体实施方式
下面结合对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够居以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施时间：2017年-2020年，湖北省武穴市大法寺镇；
实施例1：
根据图1和图2、图4可知，一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法，包括如下步骤：
(1)确定水稻收获前田间土壤含水量。确定10cm土层的平均土壤含水量达到饱和含水量的85％左右(如表1)。
(2)油菜品种选择与播种。油菜品种选择大地199，在水稻收获前10天排水晒田，收获前2天采用无人机谷林套播油菜，播种方式为条带直播，条播播种为等行距种植，行距为30cm，每亩用种量为300g，播种时间为每年10月10日左右。出苗后于4叶期定苗，每亩25000株(如图2B)；
大地199是由中国农业科学院油料作物研究所、武汉中油科技新产业有限公司、武汉中油大地希望种业有限公司的科技人员用品种中双11CA×R11选育而成的油菜品种。
(3)水稻秸秆覆盖。机械收获水稻，稻茬高度控制45cm左右，秸秆粉碎长度5cm左右还田；采用免耕开沟机开厢沟，以1.8m为厢宽，0.3m为沟宽，机械开厢沟、围沟和腰沟，沟深0.3m左右，沟与沟之间相互连接，且围沟与腰沟略深于厢面之间的沟，以利于排水(如图1)；
(4)油菜施肥。油菜施肥方式为重施基肥，基肥选用油菜专用配方肥宜施壮缓控释肥(氮磷钾比例25:7:8，含硼)，每亩施用40kg左右，无专用肥选用相近配方复合肥40-50kg/亩，并配施硼砂(含硼11％)1kg左右；薹肥补施氮肥(尿素含N 46％)10kg/亩，钾肥(氯化钾含K2O 62％)5kg/亩；
(5)病虫草害防治。按照当地植保部门的病虫情报确定防治时间防治，油菜4叶以上，每亩用高效盖草能35ml兑水50kg防控单子叶禾本科杂草，双子叶杂草用50％高特克悬浮剂40ml兑50kg水防治；
(6)油菜收获。菜薹收获是在油菜抽薹后，菜薹高度达到35cm时，进行采摘；当油菜主轴角果90％籽粒呈褐色，分枝85％籽粒呈褐色即可收获油菜籽，采用机械收获油菜，秸秆粉碎15cm左右，喷施腐熟剂(宁粮牌秸秆速腐剂，南京宁粮生物工程有限公司)加快腐熟。
(7)播种前进行田间灌水，水面超出土面5cm左右，泡土2天，保持土壤湿润，田间施肥每亩N肥14kg，P肥6kg，K肥10kg，Zn肥(硫酸锌)6kg，N肥基追比例为5:3:2，基肥选用施澳特尔复合肥(N:P:K为15-15-15)，以N肥为计算单位，Zn肥和P肥一次施入，穗肥追施K肥；两次追肥(分蘖肥和穗肥)，N肥和K肥用量分别用尿素(含N 46％)和氯化钾(含K2O 62％)。
(8)水稻品种选用与播种。水稻采用当地推广的中熟常规品种黄华占或其它，播种时间为5月25日左右，播种方式采用无人机条带直播，播种量5kg(如图2A)。
(9)病虫草害防治。采用当地直播稻生产上常用的措施进行病虫草害管理(现有技术)，直至水稻收获；
(10)产量及效益。如表1所述，2017年至2018年，免耕套播油菜籽产量162.3kg/亩，油菜薹产量213.5kg/亩中稻黄华占产量达到537.7kg/亩，；2018年至2019年，免耕油菜籽产量达到177.5kg/亩，油菜薹产量255.6kg/亩，中稻黄华占免耕产量达到562.4kg/亩；2019年至2020年，免耕油菜籽产量为155.1kg/亩，油菜薹产量200.3kg/亩。按机械翻耕市场价100元/亩，人工80元/天，菜薹收购价2元/公斤油稻双免双直播轮作方式比传统油稻模式经济效益增收500-600元/亩。
本发明实现了油菜-水稻双免耕双直播的轮作方式。油菜种植能根据长势和市场需求进行不同功能的收获，苗期能够满足冬季蔬菜需求，收获油菜籽可压榨食用油用。同时，油稻播种方式可采用无人机播种方式，以其省工、节本、增效的特点，实现了油稻双免耕双直播周年全程机械化作业，促进了“油稻”种植模式的可持续发展，有效减少丘陵冬闲田，对保障国家粮油安全具有重要意义。
请见表1 2017-2020年油稻双免双直播丰产高效栽培的轮作方法油菜、水稻籽粒收获和菜薹采摘产量(kg/亩)。
采用该方法种植油稻对作物产量产生了显著的影响。连续3年的试验结果表明，在丘陵地带基于油稻轮作的双免耕双直播种植方法，油菜平均增产8.48％，水稻平均增产4.28％，同时平均每亩可增收菜薹223.1公斤，显著提高了农民生产效益。
表1 2017-2020年油菜、水稻籽粒收获和菜薹采摘产量(kg/亩)
请见表2 2017-2020年油稻双免耕双直播轮作收获后土壤物理特性变化。采用该方法种植油稻对土壤物理特性产生了显著的影响。连续3年的试验结果表明，在丘陵地带基于油稻轮作的双免耕双直播种植方法，显著提高了土壤表层饱和含水量、毛管最大持水量、毛管孔隙度和非毛管孔隙度，而土壤容重和总孔隙度没有显著变化。
表2 2017-2020年油稻双免耕双直播轮作收获后土壤物理特性变化
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过上述具体的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
实施例2：
根据图1和图2、图4可知，一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年丰产轻简的栽培方法，其最佳土壤含水量设定，包括如下步骤：
(1)确定播种前田间土壤含水量。设定田间保持水层(3cm)和10cm土层的平均土壤含水量为32.96％、28.21％、19.03％，即饱和含水量的100％、85％、60％四个处理(表2)；
(2)免耕开厢沟，选种播种。人工免耕开沟，小区设定以1.8m为厢宽，10m为厢长，0.3m为沟宽，沟深0.3m开厢沟；油菜品种选择大地199和大地95，播种方式为人工条播，等行距种植6行，行距为30cm，播种量1200粒，适时播种。
(3)水稻秸秆覆盖和施肥。机械收获水稻后，秸秆粉碎长度5cm左右覆盖还田。播种后采用穴施基肥，全生育期施氮肥(N)15公斤/亩、磷肥(P2O5)6公斤/亩、钾肥(K2O)10公斤/亩、硼肥(硼砂)1公斤/亩；氮肥和钾肥的60％作基肥，40％作薹肥，磷肥和硼肥作为基肥一次性施用。
(4)收获：根据油菜用途确定收获期，菜薹于12月～1月薹期多次收获后，施用薹肥，油菜主茎抽薹高度达到30cm左右(株高45cm左右)时，采摘长度10cm左右；油菜籽粒于5月上中旬成熟期人工收获。
其它实施步骤与实施例1相同。
请见表3为油稻双免双直播丰产高效栽培的轮作方法在不同土壤含水量中油菜播种后出苗率及产量。
2017-2018年采用该方法在丘陵地区种植油稻时，油菜播种期土壤水分含量对油菜产量有显著影响。如表3所述，当田间保持水层时不宜播种油菜，而当土壤含水量在28.21％时，即土壤饱和含水量的85％，出苗率最高达97％，油菜籽收获产量最高，为175.8kg/亩，相比其它处理产量分别提高23.5％、120.5％。
表3不同土壤水分含量油菜播种后出苗率
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过上述具体的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
实施例3：
根据图1和图2、图3、图4可知，一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年丰产轻简的栽培方法，其最佳稻茬高度设定，包括如下步骤：
(1)确定油菜播种前田间土壤水分。确定10cm土层的平均土壤含水量达到饱和含水量的85％左右。油菜品种选择大地199和大地95，采用无人机谷林套播油菜，播种方式为条带直播，条播播种为等行距种植，行距为30cm，设置每亩用种量为300g，适时播种。出苗后于4叶期定苗，每亩25000株(如图2B)；
所述的大地95、大地199是由中国农业科学院油料作物研究所、武汉中油科技新产业有限公司、武汉中油大地希望种业有限公司的科技人员用品种中双11CA×R11选育而成的油菜品种。
(2)水稻秸秆覆盖，机械收获水稻。设置稻茬高度15cm、30cm、45cm三个处理(图3)，秸秆粉碎长度5cm左右还田，采用免耕开沟机开厢沟，以1.8m为厢宽，0.3m为沟宽，机械开厢沟、围沟和腰沟，沟深0.3m左右，沟与沟之间相互连接，且围沟与腰沟略深于厢面之间的沟，以利于排水(如图1)；
(3)油菜施肥。油菜施肥方式为重施基肥(复合肥、硼肥)，基肥选用油菜专用配方肥宜施壮缓控释肥(氮磷钾比例25:7:8，含硼)，每亩施用40kg左右，无专用肥选用相近配方复合肥40-50kg/亩，并配施硼砂(含硼11％)1kg左右；薹肥补施氮肥(尿素含N 46％)10kg/亩，钾肥(氯化钾含K2O 62％)5kg/亩；
(4)病虫草害防治。按照当地植保部门的病虫情报确定防治时间防治，油菜4叶-5叶时，每亩用高效盖草能35ml兑水50kg防控单子叶禾本科杂草，双子叶杂草用50％高特克悬浮剂40ml兑50kg水防治；
(5)油菜收获。菜薹收获是在油菜抽薹后，菜薹高度达到35cm时，进行采摘；当油菜主轴角果90％籽粒呈褐色，分枝85％籽粒呈褐色即可收获油菜籽，采用机械收获油菜，秸秆粉碎15cm左右，喷施腐熟剂(宁粮牌秸秆速腐剂，南京宁粮生物工程有限公司)加快腐熟。
(6)水稻品种选用与播种。播种前进行田间灌水，泡土2天，水稻采用当地推广的中熟常规品种黄华占或其它，播种前摊晒2天，浸种催芽，播种时间为5月25日左右；全生育期施肥每亩氮肥(N)12kg，磷肥(P2O5)4kg，钾肥(K2O)9kg，氮肥和钾肥50％作基肥，50％作穗肥，磷肥一次施入作基肥。
其它实施步骤与实施例1相同。
采用该方法2018-2020年连续2年的试验结果表明，在丘陵地带基于油稻轮作的双免耕双直播种植方法，水稻留茬高度在45cm时，油菜籽收获产量最高，为2813.7kg/hm2，相比15cm的水稻留茬高度，高留茬使两个品种油菜分别增产15.4％、21.6％(图3)。
通过实施上述的具体技术措施，实现了油稻轮作模式农机与农艺匹配，是对免耕栽培技术、直播栽培技术、秸秆覆盖栽培技术及施肥技术的集成。该技术充分利用周年光温水资源，实现了耕地的可持续利用，体现了省工、节本、增效的相结合，对粮油高产、高效、安全生产具有重要意义。
Claims (1)
1.一种适于丘陵地区油稻双免耕双直播周年轻简高效的栽培方法，其特征在于，其步骤是：
(1)油菜播种前确定田间土壤含水量：地表层0-20cm的土壤含水量为30％，即饱和含水量的85％；
(2)油菜播种，收获水稻，水稻秸秆覆盖：
A.品种的选择：油菜品种为油蔬两用选择大地199和大地95；
B.播种方式结合无人机条带直播；
C.收获水稻，稻茬高度控制40-50cm，秸秆粉碎长度5cm还田，喷洒秸秆腐熟剂，含枯草芽孢杆菌、米曲霉和产地衣芽孢杆菌，乙草胺封闭除草剂；
(3)免耕开厢沟，田间管理，油菜适期收获；
A.开厢沟选用免耕开沟机，厢宽1.6-1.8m，腰沟、围沟宽0.2-0.3m，沟深0.2-0.3m，做到三沟配套防渍；
B.防杂草：油菜4-5叶以上，每亩用高效盖草能35ml兑水50kg防控单子叶禾本科杂草，双子叶杂草用50％高特克悬浮剂40ml兑50kg水防治；
C.施肥：播种后采用穴施基肥，所述的基肥全生育期施氮肥15公斤/亩、磷肥6公斤/亩、钾肥10公斤/亩、硼肥1公斤/亩；氮肥和钾肥的60％作基肥，40％作薹肥，磷肥和硼肥作为基肥一次性施用；
D.收获：根据油菜用途确定收获期，菜薹于12月-1月2-4次收获，油菜主茎抽薹高度达到30cm，采摘长度10cm；油菜籽粒于5月上中旬成熟期机械收获；
(4)油菜秸秆还田，灌水泡田，直播水稻；
A.油菜秸秆还田，油菜秸秆粉碎15cm还田，喷洒秸秆腐熟剂；
B.田间灌水泡田，水面超出土面5cm，泡土2-3天，保持土壤湿润；
C.选择中晚稻优质品种，如黄华占、粤农丝苗、美香新占；
D.播种方式结合无人机条带直播，喷施封闭草药：乙草胺；
E.施肥，优质稻氮肥用量每亩纯氮10-12kg，基肥与分蘖肥比例7:3，钾肥每亩施用10kg，按5:5比例作基肥和分蘖肥，过磷酸钙25kg作基肥一次施用。
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