CN113785743A - 一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法 - Google Patents

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张正
王建国
郭峰
张佳蕾
李新国
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Abstract

本发明提出了一种减量施氮的玉米/花生‑小麦轮作种植方法，包括如下步骤：1）将田地划分为条状区域，每个条状区域宽120‑150cm，将所述条状区域交替地设置为玉米种植区和花生种植区，所述玉米种植区和花生种植区交替地设置；2）玉米花生间作：每年6月在玉米种植区播种玉米，在花生种植区种植花生；玉米花生间作过程中施用氮肥N 90‑180kg/ha；3）小麦种植：10月初收获玉米花生，10月中旬在全部田地上种植小麦，小麦过程中施用氮肥110‑120kg/ha；第二年6月收获小麦；4）小麦收获后，将玉米种植区和花生种植区互换，再按照步骤2）和步骤3）地方法进行种植。

Description

一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法。
背景技术
化肥在粮食增产中的作用可以占到50%左右，为保证粮食供应充足，大量的化肥被投入到农作物生产中，尤其是氮肥。氮肥过量施用会影响氮素的正常循环、降低农田土壤的pH；未被利用的氮素随水进入河流会污染水体，挥发进入大气会引起氮沉降增加，或与大气中的硫酸与硝酸等物质中和，形成危害人体健康、降低大气能见度的细颗粒物质（PM 2.5等），如硫酸铵等。因此，减少氮肥投入，加强氮肥综合管理，是实现农业绿色发展的必然要求。
研究表明，目前华北平原夏玉米-冬小麦轮作体系的年均氮肥投入量约550 -600kg/ha，远远高于其需求量的200 -300kg/ha。玉米/花生间作体系可以充分发挥光、热、水、养分等资源利用上的优势，该体系中玉米是高需氮作物，花生是低需氮作物，两者结合可以增强体系内的氮素互补，减少氮投入。以玉米/花生间作体系替换夏玉米种植，形成玉米/花生间作-小麦轮作种植体系，在充分发挥玉米边行优势保证粮食作物不减产的前提下降低氮肥施用量，同时增收油料作物，对于实现作物高产高效和环境友好的生产目标，具有重要的理论指导意义。
发明内容
为解决现有种植方式的缺陷，本申请提出了一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法。
本发明具体采用如下技术方案实现：
一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将田地划分为条状区域，每个条状区域宽120-150cm，将所述条状区域交替地设置为玉米种植区和花生种植区，所述玉米种植区和花生种植区交替地设置；
2）玉米花生间作：每年6月在玉米种植区播种玉米，在花生种植区种植花生；玉米花生间作过程中施用氮肥90-180kg/ha；
3）小麦种植：10月初收获玉米花生，10月中旬在全部田地上种植小麦，小麦过程中施用氮肥110-120kg/ha；第二年6月收获小麦；
4）小麦收获后，将玉米种植区和花生种植区互换，再按照步骤2）和步骤3）地方法进行种植。
进一步的，所述步骤2）中每个玉米种植区种植2行玉米，每个花生种植区种植4行花生。
进一步的，所述玉米种植区内种植两行玉米；所述花生种植区内起两垄种植花生，每垄上种植2行；相邻玉米和花生之间的距离为40-50cm。
进一步的，玉米行距为50-75cm，株距为25-30cm，花生种植的行距为25cm，株距为10cm，两垄相邻边行花生相距55cm。
进一步的，玉米花生间作过程中施用氮肥180kg/ha。
进一步的，所述步骤2）中氮肥N的60%作为基肥使用，40%在喇叭口期作为玉米的追肥使用。
进一步的，所述步骤2）中还施用磷肥P2O5120kg/ha，以及钾肥K2O120 kg/ha，；磷肥和钾肥全部采用基施。
进一步的，所述步骤3）中还施用磷肥P2O5120kg/ha，以及钾肥K2O120kg/ha。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
将玉米/花生间作与小麦作为一个整体的体系来进行华北平原玉米/花生-小麦轮作体系氮肥用量管理。玉米花生季氮肥施用量为180 kg/ha：
（1）保证了间作优势，玉米/花生间作体系只在低氮肥投入时具有间作优势，当氮肥施用量高于180 kg/ha时，间作优势消失；（2）实现了产量的稳定，在保证粮食生产的前提下降低氮肥用量当前华北平原农业生产中亟待解决的问题，由于玉米/花生间作体系中两种作物产量互补，氮肥施用量较农户习惯（270-360kg/ha）减少33-50%，与玉米单作和花生单作体系相比，玉米/花生间作体系产量损失最小；（3）由于每增加单位千克的氮肥施用量，玉米/花生间作体系损失氮肥量0.11kg/ha，远远高于单作玉米体系的0.05 kg/ ha和单作花生体系的0.07 kg/ha，因此减量施肥有效降低了氮损失（4）提高了经济收益，适量降低氮肥施用量，间作体系经济收益增加，在氮肥施用量为180kg/ha时达到最高，此时远远高于玉米单作体系。小麦季氮肥施用量为120 kg/ha：（1）提高了氮肥利用率，与小麦轮作时，玉米/花生间作后种植的小麦对土壤残留氮的吸收量远小于前茬为玉米单作和花生单作的处理，小麦季氮肥施用量较农户习惯（150-160kg/ha）降低20-25%，提高了氮肥的当季利用率；（2）提升了土壤地力，一周年轮作后，三种体系中（玉米/花生-小麦轮作、玉米-小麦轮作、花生-小麦轮作）玉米/花生-小麦轮作体系的化肥氮土壤残留量最高，该部分氮盈余可在土壤-作物体系中被循环利用。
附图说明
图1为间作体系不同氮肥施用量条件下土地当量比；
图2为玉米和花生不同氮肥施用量条件下的产量；
图3为单作和间作体系在不同氮肥施用量条件下纯收入值；
图4为玉米（或花生）季后三种体系化肥15N的去向；其中SM：玉米单作，SP：花生单作，MP：玉米花生间作；
图5为周年轮作后三种体系化肥15N的去向；其中SM：玉米单作，SP：花生单作，MP：玉米花生间作。
具体实施方式
实施例1
一种减量施施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，包括如下步骤：
1）将田地划分为条状区域，将所述条状区域交替地设置为玉米种植区和花生种植区，所述玉米种植区和花生种植区交替地设置；每个玉米种植区种植2行玉米，每个花生种植区种植4行花生。
所述玉米种植区内两行玉米；所述花生种植区内起两垄种植花生，每垄上种植2行；相邻玉米和花生之间的距离为40-50cm。玉米行距为65cm，株距为25-30cm，花生种植的行距为25cm，株距为10cm，两垄相邻边行花生相距55cm。
2）玉米花生间作：每年6月在玉米种植区播种玉米，在花生种植区种植花生；玉米花生间作过程中以氮肥施用量设置五个处理，分别为0、90、180、270、360kg/ha；氮肥的60%作为基肥使用，40%在喇叭口期作为玉米的追肥使用，同时施用磷肥P2O5,120kg/ha和钾肥K2O120kg/ha，磷肥和钾肥全部采用基施。
3）小麦种植：10月初收获玉米花生，10月中旬在全部田地上种植小麦，小麦过程中施用氮肥120kg/ha、磷肥P2O5120kg/ha和钾肥K2O120kg/ha；第二年6月收获小麦；
4）小麦收获后，将玉米种植区和花生种植区互换，再按照步骤2）和步骤3）地方法进行种植。
按照上述方法，连续种植两年。
对比例1
分别按照实施例1中的种植行距、株距和施肥量种植单作玉米和单作花生，与对比文件1中的产量进行对比。
如图1所示，玉米/花生间作体系的间作优势（LER＞1时，体系具有间作优势）随着氮肥施用量的增加而降低，当氮肥施用量超过180kg/ha时，间作优势消失。
如图2所示，氮肥施用量显著影响玉米产量。从2016年和2017年两年的平均数可以看出，较N0处理，单作玉米在N90处理产量增加11%，N180处理增加20%，N270处理增加23%，N360处理增加32%，大于间作体系相应处理下的6%，6%，16%和20%；在间作体系中，氮肥施用量对于花生产量具有负效应，花生产量在N360时最低，2016 年和 2017年分别为1.4 t/ ha和1.2 t /ha；与单作体系相比，间作总产量随氮肥用量变化幅度较小。增加氮肥施用量从0kg/ha到360 kg/ha，玉米/花生间作体系在减少氮肥投入时表现出最小的产量损失，较不施氮处理，产量减少3-11%。
如图3所示，玉米/花生间作体系的纯收入值在施肥量小于180kg/ha时在三种体系中（玉米单作体系，花生单作体系，玉米/花生间作体系）处于居中水平，氮肥施用量超过180kg/ha时，经济收益开始减少，因此，玉米/花生间作体系在氮肥施用量为180kg/ha时，经济收益最高。
实施例2
按照实施例1和对比例中的方法进行玉米花生间作、单作玉米和单作花生的种植，但是将第一年步骤（2）中所用氮肥替换为15N同位素的氮肥，通过氮肥施用量设置90 kg/ha和270 kg/ha两个处理。第二年步骤（2）中使用普通氮肥。
如图4所示，玉米/花生间作模式在第一季玉米（或花生）收获后的化肥15N土壤残留量处于居中的位置，但是小麦收获后，如图5所示，玉米/花生-小麦轮作处理的化肥15N土壤残留量最高，N90处理为35.3 kg/ha，N270处理为103.5 kg/ha。
上述实施例只是本发明较佳的方案，并非对于本发明的限制，对于上述技术方案的等效变化，也在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将田地划分为条状区域，每个条状区域宽120-150cm，将所述条状区域交替地设置为玉米种植区和花生种植区，所述玉米种植区和花生种植区交替地设置；
2）玉米花生间作：每年6月在玉米种植区播种玉米，在花生种植区种植花生；玉米花生间作过程中施用氮肥N 90-180kg/ha；
3）小麦种植：10月初收获玉米花生，10月中旬在全部田地上种植小麦，小麦过程中施用氮肥110-120kg/ha；第二年6月收获小麦；
4）小麦收获后，将玉米种植区和花生种植区互换，再按照步骤2）和步骤3）地方法进行种植。
2.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，所述步骤2）中每个玉米种植区种植2行玉米，每个花生种植区种植4行花生。
3.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，所述玉米种植区内种植两行玉米；所述花生种植区内起两垄种植花生，每垄上种植2行；相邻玉米和花生之间的距离为40-50cm。
4.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，玉米行距为50-75cm，株距为25-30cm，花生种植的行距为20-30cm，株距为8-12cm，两垄相邻边行花生相距50-60cm。
5.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，玉米花生间作过程中施用氮肥180kg/ha。
6.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，所述步骤2）中氮肥N的60%作为基肥使用，40%在喇叭口期作为玉米的追肥使用。
7.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，所述步骤2）中还施用磷肥P2O5120kg/ha，以及钾肥K2O120kg/ha，磷肥和钾肥全部采用基施。
8.根据权利要求1所述的一种减量施氮的玉米/花生-小麦轮作种植方法，其特征在于，所述步骤3）中还施用磷肥P2O5120kg/ha，以及钾肥K2O120kg/ha。
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