CN113906966A - 一种基于华北冬小麦-夏玉米轮作系统的轻简化节水栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于华北冬小麦‑夏玉米轮作种植制度的轻简化节水栽培方法。本发明主要针对华北地下水漏斗区，根据周年降水的季节性分配不均及两种作物根系分布和吸水深度不同的特性，提出了小麦播前一次性灌溉贮水、配合一次性施肥，夏玉米播后一次性灌溉补墒、配合一次性施肥，全年灌溉量约100方，全年亩产量达1000kg(吨粮田)，与现行小麦春浇两水模式相比，周年粮食产量相当，而灌溉量减少了约100方，施氮量减少了20‑25％，大大减少每年对地下水的开采，可缓解水资源短缺。同时随着灌溉和施肥减少，劳动力、电力等相关投入大大降低，节本减耗增效显著。

Description

一种基于华北冬小麦-夏玉米轮作系统的轻简化节水栽培 方法

技术领域

本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种华北地下水资源短缺地区冬小麦-夏玉米轮作系统的轻简化的节水栽培方法。

背景技术

华北平原水资源紧缺，农田灌溉主要依靠地下水，冬小麦-夏玉米一年两熟常规生产田水肥投入量大，冬小麦灌溉3～4次或更多，夏玉米灌溉1～2次或以上，全年亩灌溉量230～300m³，亩施氮量32～36kg，水肥高投入导致地下水严重超采和土壤氮素淋洗损失，高污染、高排放问题突出，生态环境恶化。同时，随着农村大量劳力外出，农户种植规模扩大，人工多次灌溉已成为农民重大负担，投入成本增加严重影响种植效益。近年来，国家实施地下水超采区综合治理，要求大幅度压减灌溉用水，实现地下水采补平衡。因此，为协调粮食安全、生态保护和农民收益，迫切需要节水、节肥、减排、省力、高效的粮田绿色丰产技术。

发明内容

针对华北平原地下水严重超采的问题，本发明提供了一种华北平原冬小麦-夏玉米轮作系统节水栽培新方法。

本发明提供的华北冬小麦-夏玉米轮作系统的轻简化节水栽培方法，包括：

1)对冬小麦一次性灌溉以贮足底墒，并进行一次性施肥以施足底肥；

2)冬小麦选用抗旱耐寒、穗数多、后期叶片保绿性好的节水品种；

3)冬小麦采用“晚、密、匀、压”配套播种方法，即播前准备，适当晚播，配合增密，窄行匀播、播后镇压；

4)在出苗后进行灾害防治；

5)在冬小麦收割后，铁茬早播种玉米，选用抗旱性强、持绿性好的耐密品种，精量匀播，播后镇压，保证适宜密度；

6)夏玉米采用一次性施肥、一次性补水。

具体的，上述方法所述步骤1)中，所述一次性灌溉的时机为在前茬夏玉米收获后或在玉米收获前1周内；

灌水量为使得播前2米土体贮水量达田间最大持水量85％-90％；

若前茬夏玉米收获过晚，所述一次性灌溉的时机为在玉米收获前1周内；

所述一次性施肥步骤，即施足底肥，在中上等地力(耕层有机质含量＞1％)下，冬小麦-夏玉米全年亩施纯氮量24-26kg，其中，小麦施氮量占60％-70％，全部作基肥(底肥)施用；

小麦基肥亩施氮量15-17kg，配施磷肥(P₂O₅)7～8kg、钾肥(K₂O)7～8kg、硫酸锌1kg；小麦出苗后不再施肥、不再浇水。

所述步骤2)中，所述品种为通过审定的抗旱性强的节水抗逆型品种；具体在河北可选用石麦22、衡4399和冀麦415中至少一种；要求种子质量好、大小均匀，种衣剂严格包衣或播前严格药剂拌种。

所述步骤3)播前准备包括做好前茬秸秆粉碎还田和精细整地；

所述秸秆粉碎还田包括将秸秆粉碎成＜5厘米的碎丝状，均匀铺撒还田；

所述精细整地包括在适耕期内旋耕整地2遍，耕深13～15厘米，并适当耙压，使耕层上虚下实，土面细平；

所述适当晚播是以冬前主茎能长出4～5.5片叶为标准确定播期，一般播期为10月10日-18日；

所述配合增密为增加播种量，使每亩基本苗达到40-45万苗；

所述窄行匀播为小行距均匀播种；

具体的，所述小行距为行距13～15厘米；

所述均匀播种为行距一致，播深一致，播深3-5厘米，落籽均匀；

所述播后镇压为播后表土现干时用自走式镇压机均匀镇压一遍。

所述步骤4)灾害防治包括茎基腐的防治；防治措施为拔节前喷药。

所述步骤5)中，冬小麦由于生育期不浇水而提早成熟收获，夏玉米可早播3-5天；

所述早播步骤中，在麦收后及时免耕铁茬直播夏玉米；所用夏玉米品种为紧凑耐密、抗逆性强的品种；具体为郑单958；适宜密度为每亩基本苗4800-5000株，等行等深播种。

所述窄行匀播为小行距均匀播种；

具体的，所述小行距为行距13～15厘米；

所述均匀播种为行距一致，播深一致，播深3-5厘米，落籽均匀；

所述播后镇压为播后表土现干时用自走式镇压机均匀镇压一遍。

所述步骤6)中，一次性施肥为施种肥，播种时种子与肥料异位同播，减量施肥；

具体的，施氮量为全年施氮总量的30％-40％，一般为亩施氮量8-10kg，配施磷肥(P₂O₅)5～6kg、钾肥(K₂O)7～8kg，作种肥一次性施用；

所述一次性补水为在播后及时补浇出苗水，每亩浇水量40-50方，出苗后到成熟期免灌水、免追肥，出苗后进行灾害防治，在籽粒充分成熟后收获。

所述步骤6)灾害防治中，在14叶展开时混合喷施矮化剂与磷酸二氢钾水溶液，所述矮化剂与磷酸二氢钾水溶液的体积比为1：5；所述磷酸二氢钾水溶液的质量百分浓度为1％；

所述在籽粒充分成熟后收获，成熟标准为：苞叶变黄，籽粒乳线消失、黑层出现。

本发明根据近年气候变化特点，在水资源严重紧缺地区研究建立了“冬小麦-夏玉米轻简化节水栽培技术”。该方法根据降水的季节分布及小麦和玉米根系分布差异特征，发展了冬小麦-夏玉米两种作物均一次性灌溉和一次性施肥相结合、两茬一体化的轮作节水栽培方法，伏雨春用，可以减少抽取地下水的次数及数量，减少雨季水肥淋失，缓解地下水短缺及劳动力缺乏的现状，减少资源投入，同时增加净收入效益。该方法可保证小麦底墒水和玉米出苗水，两作生育期内免除灌溉，充分利用自然降水和土壤贮水；控制全年氮肥用量，冬小麦旱季集中施氮、夏玉米雨季减氮减耗，实现周年亩灌水100m³、亩施氮25kg、年产量1000kg的目标，使全年水分生产率、氮肥生产率、劳动生产率、固碳减排率协同提升，适应气候智慧型农作和粮田节简化生产要求。

附图说明

图1为实施例1的冬小麦-夏玉米轮作种植系统的节水方法的时间轴示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

实施例1

2016-2017年在中国农业大学吴桥实验站姚庄实验基地(37°69′N,116°62′E)开展试验，时间顺序如图1所示。

2016年10月3日，夏玉米成熟后，及时粉碎夏玉米秸秆，以碎丝状(＜5厘米)均匀铺撒还田。同时进行土壤测墒，根据2米土体实际储水量与90％田间持水量的差值计算底墒水补灌量，进行贮墒灌溉。

2016年10月12日，整地前撒施肥料，分畦撒施，保证均匀，小麦基肥中氮肥用量为每亩15kg纯氮(类型为磷酸二铵和尿素)，亩配施磷肥(P₂O₅)7～8kg(类型为磷酸二铵)、钾肥(K₂O)7～8kg(硫酸钾)、硫酸锌1kg。整地时旋耕2遍，耕深13～15厘米，并适当耙压，使耕层上虚下实，土面细平。

整地后播种小麦，用种量为亩18kg，品种为“石麦22”，窄行匀播，行距15厘米，播深一致(3～5厘米)，落籽均匀，避免机械下种管堵塞、漏播、跳播。播种时先横播地头，再播大田中间，确保播种质量。播后第2天，表土现干时，利用吴桥琪业机械有限公司生产的自走式镇压机镇压一遍，镇压均匀。

2017年早春返青期，再用自走式镇压机适时镇压(带锄划装置)一遍，提墒保墒，促根健苗。

2017年5月6日实施一喷多防：采用杀虫剂啶虫脒50ml/亩(山东惠邦生物科技有限公司)，杀菌剂苯甲丙环唑10g/亩(天津市华宇农药有限公司)，混合喷施；5月15日采用啶虫脒50ml/亩(山东惠邦生物科技有限公司)和多菌灵62.5g/亩(山东省烟台市金峰化工有限公司)，每亩兑15公斤水喷施。

2017年6月10日冬小麦收获，当天铁茬播种夏玉米，选用抗旱性强、持绿性好的耐密品种“郑单958”，精量匀播，亩基本苗5000株。播种时亩施10kg纯氮、7kg磷肥(P₂O₅)、7kg钾肥(K₂O)。播后及时补墒，亩灌溉出苗水50m³。

2017年7月25日：玉米14叶展开，喷施矮化剂“金得乐”(河北京宁化工有限公司)，每亩30毫升，兑水15-20公斤，叶面喷施。

2017年10月2日，夏玉米收获。

表1、播前贮水灌溉与传统春浇2水两种模式的冬小麦、夏玉米及周年的产量、耗水及水分利用效率

注：不同字母表示灌溉模式之间具有显著性的差异(p<0.05).

由表1可知，相对于常规春浇2水，小麦播前一次性灌底墒加玉米化控技术可获得较高夏玉米产量，补偿了略减的小麦产量，最终使周年产量特别是周年水分利用效率明显提高，具有简化且节水高产的效果。

Claims (8)

1.一种华北冬小麦-夏玉米轮作系统的轻简化节水栽培方法，包括：

1)对冬小麦一次性灌溉，并进行一次性施肥；

2)冬小麦选用抗旱耐寒、穗数多、后期叶片保绿性好的节水品种；

3)冬小麦采用“晚、密、匀、压”配套播种方法，即播前准备，适当晚播，配合增密，窄行匀播、播后镇压；

4)在出苗后进行灾害防治；

5)在冬小麦收割后，铁茬早播种玉米，选用抗旱性强、持绿性好的耐密品种，窄行匀播，播后镇压；

6)夏玉米采用一次性施肥、一次性补水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述一次性灌溉的时机为在前茬夏玉米收获后或在玉米收获前1周内；

灌水量为使得播前2米土体贮水量达田间最大持水量85％-90％；

若前茬夏玉米收获过晚，所述一次性灌溉的时机为在玉米收获前1周内；

所述一次性施肥步骤，冬小麦-夏玉米全年亩施纯氮量24-26kg，其中，小麦施氮量占60％-70％，全部作基肥施用；

小麦基肥亩施氮量15-17kg，配施磷肥7～8kg、钾肥7～8kg、硫酸锌1kg。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述品种为抗旱性强的节水抗逆型品种；具体选用石麦22、衡4399和冀麦415中至少一种。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)播前准备包括做好前茬秸秆粉碎还田和精细整地；

所述秸秆粉碎还田包括将秸秆粉碎成＜5厘米的碎丝状，均匀铺撒还田；

所述精细整地包括在适耕期内旋耕整地2遍，耕深13～15厘米，耙压，使耕层上虚下实，土面细平；

所述适当晚播是以冬前主茎能长出4～5.5片叶为标准确定播期；

所述配合增密为使每亩基本苗达到40-45万苗；

所述窄行匀播为小行距均匀播种；

具体的，所述小行距为行距13～15厘米；

所述均匀播种为行距一致，播深一致，播深3-5厘米，落籽均匀；

所述播后镇压为播后表土现干时用自走式镇压机均匀镇压一遍。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤4)灾害防治包括茎基腐的防治；防治措施为拔节前喷药。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：所述步骤5)中，夏玉米早播3-5天；

所述早播步骤中，在麦收后及时免耕铁茬直播夏玉米；所用夏玉米品种为紧凑耐密、抗逆性强的品种；具体为郑单958；适宜密度为每亩基本苗4800-5000株，等行等深播种；

所述窄行匀播为小行距均匀播种；

具体的，所述小行距为行距13～15厘米；

所述均匀播种为行距一致，播深一致，播深3-5厘米，落籽均匀；

所述播后镇压为播后表土现干时用自走式镇压机均匀镇压一遍。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述步骤6)中，一次性施肥为施种肥，播种时种子与肥料异位同播，减量施肥；

具体的，施氮量为全年施氮总量的30％-40％，一般为亩施氮量8-10kg，配施磷肥5～6kg、钾肥7～8kg，作种肥一次性施用；

所述一次性补水为在播后及时补浇出苗水，每亩浇水量40-50方，出苗后到成熟期免灌水、免追肥，出苗后进行灾害防治，在籽粒充分成熟后收获。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤6)灾害防治中，在14叶展开时混合喷施矮化剂与磷酸二氢钾水溶液，所述矮化剂与磷酸二氢钾水溶液的体积比为1：5；所述磷酸二氢钾水溶液的质量百分浓度为1％。

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