CN113841570A - 一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤有机质技术领域，尤其一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：原料准备，每亩施肥料N21kg、肥料K3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦12kg和玉米季玉米4500株；每年6月底到7月初之间播种玉米，每年10月播种小麦，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田；本发明有利于夏季玉米保水抗旱作用和微生物的繁殖，避免一次性大量氮肥施用带来的N损失，简化了施肥流程，节约了施肥成本，能有效减少化肥和秸秆的过量施用带来的养分淋溶损失和地表径流造成的富营养化，改善土壤结构，提高肥料利用效率，促进农业生产的可持续。

Description

一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法

技术领域

本发明涉及土壤有机质技术领域，尤其涉及一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法。

背景技术

现在麦玉轮作体系中以秸秆还田培育有机质的研究中，存在着秸秆收获后直接还田等单一还田模式、还田量大，有机和无机养分总量营养偏多等问题。多是以平衡施肥或测土施肥基础上添加秸秆进行还田的研究为主，或者秸秆还田和配施固定比例化肥基础上对单一肥料进行研究，秸秆还田玉米多以全量、小麦多以全量还田、留茬为主，秸秆施用时间多以收获后直接粉碎还田为主，很少涉及秸秆、化肥和种植密度因子与土壤有机质的耦合关系研究。综上，本申请中提出一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 21kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦12kg和玉米季玉米4500株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

优选地，步骤S1中，采用小麦为济麦22、玉米为金海5号玉米季品种进行种植，试验土壤为棕壤。

优选地，步骤S3中，氮肥采用含N 46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾。

优选地，步骤S3中，小麦播期提前的小麦季用氮量和密度略微减少。

优选地，所述S1中，原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4400株；

优选地，所述S1中，原料准备，每亩施肥料N19kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4500株。

优选地，所述田间管理对小麦季锈病和玉米季粗缩病的防治，可采用喷洒农药进行防治。

优选地，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、肥料P 1kg、小麦秸秆430kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4000株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

优选地，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N18kg、肥料K 3kg、肥料P 2kg、小麦秸秆400kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4200株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明的秸秆施用避开播种期，选择玉米季小喇叭口期地表覆盖，避免了因秸秆施用影响下季作物幼苗群体发育从而影响作物产量的问题，有利于夏季玉米保水抗旱作用和微生物的繁殖；除50％N用于追肥外，其余化肥全部混匀撒施后旋耕基施，避免一次性大量氮肥施用带来的N损失，简化了施肥流程，节约了施肥成本；采用N、P、K、秸秆、密度与土壤有机质耦合研究得出的配比用量组合，有利于麦玉轮作土壤有机质的培育，N、P、K、秸秆的高效利用和作物的合理密植，能有效减少化肥和秸秆的过量施用带来的养分淋溶损失和地表径流造成的富营养化，从而造成的地下水和环境污染问题，有利于土壤团粒结构的形成，改善土壤结构，提高肥料利用效率，促进农业生产的可持续。

本发明有利于夏季玉米保水抗旱作用和微生物的繁殖，避免一次性大量氮肥施用带来的 N损失，简化了施肥流程，节约了施肥成本，能有效减少化肥和秸秆的过量施用带来的养分淋溶损失和地表径流造成的富营养化，改善土壤结构，提高肥料利用效率，促进农业生产的可持续。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一

本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 21kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦12kg和玉米季玉米4500株，采用小麦为济麦22、玉米为金海5号玉米季品种进行种植，试验土壤为棕壤；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施，氮肥采用含N46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾，小麦播期提前的小麦季用氮量和密度略微减少；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，田间管理对小麦季锈病和玉米季粗缩病的防治，可采用喷洒农药进行防治，得到高含量有机质土壤。

实施例二

本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、肥料P 1kg、小麦秸秆430kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4000株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

实施例三

本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N18kg、肥料K 3kg、肥料P 2kg、小麦秸秆400kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4200株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

实施例四

本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4400株，采用小麦为济麦22、玉米为金海5号玉米季品种进行种植，试验土壤为棕壤；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施，氮肥采用含N46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾，小麦播期提前的小麦季用氮量和密度略微减少；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，田间管理对小麦季锈病和玉米季粗缩病的防治，可采用喷洒农药进行防治，得到高含量有机质土壤。

实施例五

本发明提供了一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N19kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4500株，采用小麦为济麦22、玉米为金海5号玉米季品种进行种植，试验土壤为棕壤；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N 用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施，氮肥采用含N46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾，小麦播期提前的小麦季用氮量和密度略微减少；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，田间管理对小麦季锈病和玉米季粗缩病的防治，可采用喷洒农药进行防治，得到高含量有机质土壤。

为了验证本发明技术特征的优选性，对本发明进行试验测试。

本发明形成过程中采用条件和措施如下：

试验品种：小麦季品种为济麦22、玉米季品种为金海5号。试验场地为青岛市农业科学研究院城阳试验场，试验土壤为棕壤。试验采用5个因素，4个水平的正交设计(L16，4⁵)(见表一、表二)。16个处理，重复2次。小区面积为20m²,小区宽3.0m，长6.67m；小麦季小麦行距0.30m，10行；玉米季玉米行距0.6m，5行；小区一头留走道1.5m。共占地约1.176 亩(合784m²)。定位试验时间跨度8年(2006-2014年)，小麦季播种于每年10月，收获于每年6月，玉米季播种于每年6月底或7月初，收获于每年9月底或10月初。

50％氮肥、磷肥、钾肥一次性混匀撒施于地表旋耕基施；50％氮肥为追施：小麦季在小麦拔节后，玉米季在大喇叭口期。试验所用化肥，氮肥采用含N 46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾。小麦秸秆粉碎1cm左右在夏玉米达7-8叶期(小喇叭口期)行间覆盖还田。田间管理按照常规管理，注重小麦季锈病等、玉米季粗缩病等的防治，以及水分管理。

本发明试验结果阐述及形成的技术方案：

表1：麦玉轮作定位正交试验因素处理设计

备注：表中提供本发明正交试验的处理因素和试验水平情况，小麦秸秆只在玉米季施用。

表2麦玉轮作定位正交试验8年后2014玉米栽培收获后土壤有机质结构矩阵

备注：表中提供正交试验因素各处理的安排情况，提供结果矩阵便于DPS软件分析。

表3小麦-玉米轮作定位正交试验8年后土壤有机质分析结果

备注：LSD法多重比较，表中大小写字母分别表示p＝0.01、0.05差异显著性。

分析结果表明(见表3)，将变异来源P、K(F值很小)作为空闲因子，增加试验误差自由度，减少试验误差的方差，提高了假设检验的灵敏度后，秸秆、氮的F值达到显著水平，随着秸秆用量增加，有机质含量显著增加，秸秆最大用量比不用秸秆处理达到极显著差异；施氮显著有利于土壤有机质提升，但各施氮水平间差异不明显；随着种植密度增加有利于有机质含量的增加，但种植密度和磷、钾因子一样，水平间差异并不显著。从极差分析结果看出，因素秸秆极差R最大，是影响有机质的关键因子，氮肥次之、密度再次之，磷肥、钾肥的极差R较小，对有机质的影响相对较小。

水平和组合优选：根据各试验因子平均数可以看出，N取水平4，P取水平1，K取水平2，秸秆取水平4，密度取水平4，即有机质最大的因素组合方式为：N4P1K2秸秆4密度4。

从以上内容可以得出以下结论：

1、氮肥、秸秆的使用和密度增加明显提高了土壤有机质积累，以秸秆施用提高有机质幅度最大，设计最大用量比不施秸秆处理达到极显著性差异，磷钾肥施用对有机质增加没有作用。

2、施N能明显提高土壤有机质的含量，但施N水平间差异不明显。

3、施P明显降低土壤有机质含量，但施P与不施P间差异不大。

4、施K对土壤有机质有降低趋势，但影响不大。

5、随着秸秆用量增加，土壤有机质含量逐步增加，设计最大用量比不施秸秆的处理土壤有机质有极显著增加。

6、随着种植密度的增加，土壤有机质含量逐步增加，但各密度水平间差异不大。

7、水平和组合优选N4P1K2秸秆4密度4。根据分析结果来看，生产中各因素组合方式可适当调整，N可选择2-4水平，P选择1-2水平，密度因素方面，特别是在小麦季，如果播种期提前，适当降低播量，在2-4水平中选择，以合理密植为主。

本发明的秸秆施用避开播种期，选择玉米季小喇叭口期地表覆盖，避免了因秸秆施用影响下季作物幼苗群体发育从而影响作物产量的问题，有利于夏季玉米保水抗旱作用和微生物的繁殖；除50％N用于追肥外，其余化肥全部混匀撒施后旋耕基施，避免一次性大量氮肥施用带来的N损失，简化了施肥流程，节约了施肥成本；采用N、P、K、秸秆、密度与土壤有机质耦合研究得出的配比用量组合，有利于麦玉轮作土壤有机质的培育，N、P、K、秸秆的高效利用和作物的合理密植，能有效减少化肥和秸秆的过量施用带来的养分淋溶损失和地表径流造成的富营养化，从而造成的地下水和环境污染问题，有利于土壤团粒结构的形成，改善土壤结构，提高肥料利用效率，促进农业生产的可持续。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 21kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦12kg和玉米季玉米4500株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

2.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，步骤S1中，采用小麦为济麦22、玉米为金海5号玉米季品种进行种植，试验土壤为棕壤。

3.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，步骤S3中，氮肥采用含N 46％的尿素，磷肥采用含P₂O₅ 12％的过磷酸钙，钾肥采用含K₂O 50％的硫酸钾。

4.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，步骤S3中，小麦播期提前的小麦季用氮量和密度略微减少。

5.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，所述S1中，原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4400株。

6.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，所述S1中，原料准备，每亩施肥料N 19kg、肥料K 3kg、小麦秸秆450kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4500株。

7.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，所述田间管理对小麦季锈病和玉米季粗缩病的防治，可采用喷洒农药进行防治。

8.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 20kg、肥料K 3kg、肥料P 1kg、小麦秸秆430kg、小麦季小麦11kg和玉米季玉米4000株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。

9.根据权利要求1所述的基于提升麦玉轮作土壤有机质的方法，其特征在于，包括以下方法步骤：

S1、原料准备，每亩施肥料N 18kg、肥料K 3kg、肥料P 2kg、小麦秸秆400kg、小麦季小麦10kg和玉米季玉米4200株；

S2、每年6月底到7月初之间播种玉米，小麦秸秆采用粉碎至1cm的小麦秸秆于玉米季小喇叭口期覆盖还田，玉米收获于每年9月底或10月初，每年10月播种小麦，收获于次年6月；

S3、在小麦季在拔节期、玉米季在小喇叭口期施肥，施加氮肥、磷肥和钾肥，采用50％N用于行间5cm覆土追肥，其余50％N、P、K肥混匀撒于土表旋耕基施；

S4、在种植小麦和玉米时进行水分管理和田间管理，得到高含量有机质土壤。