CN113853903A

CN113853903A - 一种提升苜蓿水肥利用效率的方法

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Publication number: CN113853903A
Application number: CN202110924692.9A
Authority: CN
Inventors: 田德龙
Original assignee: China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Current assignee: China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Priority date: 2021-08-12
Filing date: 2021-08-12
Publication date: 2021-12-31

Abstract

本发明公开了一种提升苜蓿水肥利用效率的方法。属于农业技术领域。将保水剂按45kg/hm²、土壤结构调理剂按30kg/hm²复配适用于人工紫花苜蓿草地；其中，若土壤为粘性土壤选用粒径0.18mm小粒型保水剂；若土壤为壤土选用2mm>粒径>0.18mm中粒型保水剂；若土壤为沙性选用3.75mm>粒径>2mm大粒型保水剂；若土壤黏粒含量低于12％，选用分子量1200万的高分子土壤结构调理剂；若土壤黏粒含量大于20％，选用分子量500万的低分子土壤结构调理剂。本发明可以良好的改善土壤容重和孔隙度，促进紫花苜蓿生长。

Description

一种提升苜蓿水肥利用效率的方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，更具体的说是涉及一种提升苜蓿水肥利用效率的方法。

背景技术

内蒙古牧区多干旱少雨(降水量多不足300mm)、水资源匮乏、土壤沙化严重，天然草地不足以支撑草原畜牧业发展，建设灌溉人工草地的需求较大。近年，依托喷、滴灌等高效节水技术应用，以种植苜蓿、青贮玉米为代表的牧区草地灌溉发展迅猛，处于国内领先水平。然而，灌溉人工草地发展迫切需要解决两大问题：(1)进一步提高田间水资源利用率，减少浪费；(2) 有效增加牧草产量。

与农田灌溉相比，牧区草地灌溉起步较晚，节水增效主要以喷、滴灌技术的应用，化控节水等牧草种植配套技术的研究和示范相对薄弱，导致一些地区虽然采用了先进的节水灌溉措施，但仍存在田间水利用率不高和“节水” 不“增产”等问题。究其原因，除管理因素外，干旱沙化牧区土壤特性、牧草生长特点也是重要影响因素之一。我区的草原多位于干旱区或沙区(如毛乌素沙地、乌兰布和沙地、浑善达克沙地)内，三大因素影响人工牧草节水和增产。(1)降雨少、蒸发大、土壤沙化，保水性差，渗漏大，田间水利用率低；(2)土壤养分低，肥力差，易板结，影响牧草出苗和后期生长；(3) 多年生牧草刈割后地表裸露，土壤蒸发加剧。因此，在沙区采用喷、滴灌灌溉方式，在一定程度上提高了田间水分利用率以及牧草产量。

虽然通过滴灌、喷灌等技术可以在作物关键生育期补充水分、养分，从而达到增产的目的。但由于沙区土壤结构自身特点，保水、保肥性较差，养分会随着水分向土壤深处迁移。土壤结构不改善，水分下渗、养分淋失，不能从根本上解决土壤水分、养分不足问题。

因此，如何提供一种提升苜蓿水肥利用效率的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了人工紫花苜蓿草地施肥方法。

土壤保水剂(SAP)与调理剂(PAM)具有较好的保水、保肥性，可降低土壤容重，改善土壤结构。通过施用SAP、PAM，结合灌溉，一方面可改善土壤水肥环境，减少灌溉次数或延长灌溉周期；另一方面通过对土壤容重的改变，进而改善土壤结构，从根本上改善或解决沙地土壤不保水、不保肥的特性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，包括：将保水剂按45kg/hm²、土壤结构调理剂按30kg/hm²复配适用于人工紫花苜蓿草地；

其中，若土壤为粘性土壤选用粒径0.18mm小粒型保水剂；若土壤为壤土选用2mm>粒径>0.18mm中粒型保水剂；

若土壤为沙性选用3.75mm>粒径>2mm大粒型保水剂；

若土壤黏粒含量低于12％，选用分子量1200万的高分子土壤结构调理剂；

若土壤黏粒含量大于20％，选用分子量500万的低分子土壤结构调理剂。

优选的：人工紫花苜蓿草地为新种植草地。

优选的：保水剂采用混施。

优选的：人工紫花苜蓿草地已种值三年。

优选的：保水剂采用穴施。

优选的：土壤结构调理剂采用撒施。

本发明还提供了上述方法在降低土壤容重、提高孔隙度中的应用。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了人工紫花苜蓿草地施肥方法，相较于现有技术，针对牧区干旱少雨、蒸发量大、土壤沙化、易板结容重和孔隙度不佳的现状，以灌溉人工草地为研究对象，研究土壤保水剂、结构调理剂复配及具体选择标准对沙性土壤理化性质、多年生牧草生长、蒸发蒸腾的影响，形成适宜干旱牧区典型人工牧草生产的综合节水增效方式，水分利用率提高15％以上，牧草增产10％以上。

具体实施方式

下面将结合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人工紫花苜蓿草地施肥方法。

实施例中，试验区与示范区均位于巴彦淖尔市磴口县。其中试验区位于磴口县三海子(10亩)，灌溉方式为地下滴灌。示范区位于磴口县内蒙古晶烨农业科技发展有限公司养殖场(300亩)，灌溉方式为喷灌。

采用田间试验结合室内试验进行研究，田间试验主要进行作物生长性状和产量等研究，室内试验主要进行土壤物理、化学以及品质指标的测定。

试验区参照灌溉试验规范要求，采用小区对比试验，以不施SAP、PAM 为对照(CK)处理，分别设置保水剂即SAP、土壤结构调理剂即PAM单施及其复配8个处理(见表1)，每个处理3次重复，共27个试验小区，单个小区面积240m²(6m×40m)。供试苜蓿品种为阿尔冈金，采用人工条播，播深2cm，行距20cm，播种量为22.5kg/hm²。播种时施尿素150kg/hm²，过磷酸钙600kg/hm²，试验区作物生育期灌溉采用地下滴灌，滴灌带采用普通滴灌带，滴灌带埋深为15cm，间距为80cm，灌溉水源为淖尔水(矿化度约为0.82g/L)，用水表控制水量灌溉量为常规灌溉用量。紫花苜蓿在每茬开花初期刈割，其他农艺措施参照当地习惯。

表1

气象数据

通过田间小气候观测站进行测定，包括温度、降雨量、风速、相对湿度、气压、风向等。

地下水位

利用HOBO自动水位计进行地下水位变化情况监测，每2h记录一次。

土壤数据

土壤物理指标

容重：收获后利用环刀按0～10cm、10～20cm、20～40cm土层取原状土进行测定。

作物指标

产量：每个生育期每小区选取三个样方(1m×1m)，割取植株地上部分，然后放在105℃的烘箱中杀青1h，之后置于55℃恒温下烘48h，冷却后取出称重。

小粒型保水剂、中粒型保水剂、大粒型保水剂、高分子土壤结构调理剂 (分子量1200万)、低分子土壤结构调理剂(分子量500万)均购自胜利油田公司。

实施例1

示范区紫花苜蓿包括新种植地块和已建植三年地块，采用品种为农宝，示范区仅进行SAP、PAM复配方式示范，具体复配施用量与试验区设计相同。复配中，SAP施用方式：

新种植地块采用混施；

已建植三年地块采用穴施，由紫花苜蓿播种机施入土壤；

PAM采用撒施，由人工施入土壤。

结果表明：

SAP、PAM单施及复配施用不同程度降低了0～40cm土壤容重，增大了土壤孔隙度，较好的改善了土壤结构，但总体上复配较单施效果更佳。其中，对于土壤容重及孔隙度而言，单施条件下，一定施用量SAP施用效果优于 PAM，且45kg/hm² SAP施用效果最佳，容重降低0.89％，孔隙度增大1.22％；复配条件下，SAP施用量一定，PAM施用量越大，其对土壤容重的降低效果越佳。而SAP施用量不同，复配效果则表现为SAP施用量大的处理复配效果较佳。因而，45kg/hm² SAP复配30kg/hm² PAM效果最佳，容重降低1.46％，孔隙度增大1.99％。无论单施还是复配，对不同深度土壤容重、孔隙度影响程度大小表现为0～10cm>10～20cm>20～40cm。

SAP、PAM单施及复配施用改善了土壤结构，同时生育期适宜的水肥环境促进了紫花苜蓿的生长，提高了紫花苜蓿的产量，复配较单施效果更佳。其中，单施条件下，45kg/hm² SAP增产效果最佳，增幅为11.51％～22.52％，复配条件下，45kg/hm² SAP复配30kg/hm² PAM增产效果最佳，增幅为 19.93％～34.50％。因此，在干旱沙化牧区紫花苜蓿种植中应用SAP及PAM时，应SAP、PAM复配施用。

实施例2

保水剂施用：

(1)保水剂粒径选择

保水剂粒径大小分为：小粒(粒径0.18mm)、中粒(2mm>粒径>0.18mm) 和大粒型(3.75mm>粒径>2mm)。黏性土壤选用小粒型保水剂，壤土选用中粒型保水剂，沙性土壤选用大粒型保水剂。

保水剂施用量确定

保水剂施用前确定土壤质地，土壤质地分类参考《中国土壤分类与代码》 (GB/T17296-2009)执行。根据土壤条件，确定施用量。

(3)保水剂施用方法

由于牧草为多年生植物，同时干旱沙化牧区气温高，降水少，结合土壤及种植作物情况。

因此，若为新种植苜蓿，则采用用混施方式。在播种前，利用农具开沟，开沟深度为10cm左右，沟宽与农机具一致，将一定量的保水剂撒于覆土上，然后将覆土填入沟内铺平；

若为已建植苜蓿，为不破坏苜蓿根系，保水剂采用穴施方式，在苜蓿返青前，利用播种机将保水剂穴施于苜蓿地。

(4)配套农艺措施

保水剂施用后可改变土壤墒情，每次灌水定额不变，微灌的灌水周期延长1～2d，喷灌延长2～4d，灌溉定额减少10％～20％。同时，保水剂施用后也可降低土壤中水溶肥的深层渗漏，具有保肥作用，肥料施用量减少8％～15％。

(5)配套农机措施

保水剂的施用方式一般为混施。可单独施用，也可与肥料混施。需配合农机具为旋耕机、犁、耙、带施肥的播种机、中耕机或施肥机。

土壤结构改良剂施用：

(1)土壤结构改良剂技术参数选择

分子量：根据不同的土壤条件，选择低分子PAM、高分子PAM或高、低分子混合施用。若土壤黏粒含量低于12％，宜选用高分子PAM；若黏粒含量大于20％，宜选用低分子PAM；若鉴于两者之间，则可高、低分子PAM 混合施用。

(2)土壤结构改良剂施用量确定

PAM为粉末状，遇水极易水解。水解后能够增加土壤水入渗，抑制土壤水分蒸发。但若施用量过大，水解后其分子链会堵塞土壤孔隙，起不到相应效果，因而，PAM适宜施用量为1～2kg/亩。

(3)土壤结构改良剂施用方法

PAM撒施一方面能够起到与其他施用方式相同的效果，另一方面其操作简单，方便，便于大面积施用。因此，选用撒施法。一般于返青前或刈割后的降水前或灌溉前施用。

(4)经济效益：

利用原有喷、滴灌系统进行试验示范，新增费用仅为购置种子、SAP以及PAM，具体经济效益计算见下表。

由表2可知，2017年试验区紫花苜蓿建植第一年，紫花苜蓿仅收获两茬，因此干草总产量较低，相较CK，试验区不同处理紫花苜蓿增产值均为负增长，说明第一年由于种子、保水剂以及土壤改良剂的前期投入，并未收回成本。2018 年为紫花苜蓿为建植第二年，全生育期收获三茬，且长势较第一年好，因而干草产量较第一年高，相较CK，均有不同程度增幅，因而，较对照产值增加。各处理中，45kg/hm²SAP复配30kg/hm²PAM增产值最大，为5184元/hm²，综合第一年，净增产值为4212.72元/hm²。

2017年为示范区紫花苜蓿建植第三年，紫花苜蓿处于生长旺盛期，不同处理均能达到一年收获三茬，且施用SAP、PAM的处理干草总产量较CK均有不同程度的增幅，增产值均为正增长。2018年，各处理产量较CK同样有不同程度增加，增产值同样为正增长。2017～2018年45kg/hm²SAP复配30 kg/hm²PAM产量最高，增产值最大，为2544.24-4448.16元/hm²。

通过两年示范，SAP、PAM不同复配量不同程度增加了紫花苜蓿产量，进而增加了产值。其中，SAP(30kg/hm²)+PAM(15kg/hm²)、SAP(30 kg/hm²)+PAM(30kg/hm²)、SAP(45kg/hm²)+PAM(15kg/hm²)、SA P(45kg/hm²)+PAM(30kg/hm²)相较不施用SAP、PAM平均增产率分别为19.03％、26.39％、21.81％、30.04％，平均增产值分别为2252.88元/hm²、3 160.44元/hm²、2454.12元/hm²、3496.20元/hm²。

综上可知，无论紫花苜蓿采用地下滴灌还是喷灌，SAP、PAM复配最佳施用量为45kg/hm²SAP复配30kg/hm²PAM。

表2

注：处理中SAP、PAM括号内数字为具体施用量，单位为kg/hm²。

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

1.一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，包括：将保水剂按45kg/hm²、土壤结构调理剂按30kg/hm²复配适用于所述人工紫花苜蓿草地；其中，若土壤为粘性土壤选用粒径0.18mm小粒型保水剂；若土壤为壤土选用2mm>粒径>0.18mm中粒型保水剂；

若土壤为沙性选用3.75mm>粒径>2mm大粒型保水剂；

2.根据权利要求1所述的一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，所述人工紫花苜蓿草地为新种植草地。

3.根据权利要求2所述的一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，所述保水剂采用混施。

4.根据权利要求1所述的一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，所述人工紫花苜蓿草地已种值三年。

5.根据权利要求4所述的一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，所述保水剂采用穴施。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种提升苜蓿水肥利用效率的方法，其特征在于，所述土壤结构调理剂采用撒施。

7.权利要求1～6任一所述方法在降低土壤容重、提高孔隙度中的应用。