一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法

技术领域

本发明涉及农作物栽培方法技术领域，具体涉及一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法。

背景技术

自然降水是我国北方旱作区农业生产可利用的唯一水资源。但降水总量不足且时空分布不匀，降水时期与作物需水期错位，无效降雨和小雨次数多利用率低，作物收获后的秋季到次年春播多达5个月土壤裸露，60～70%的降水以地表径流和无效蒸发方式的损失，致使作物产量长期低而不稳，春播作物玉米播种保全苗难。因此，降水高效蓄保防旱是长期的战略及重大技术需求。

气候干暖化加剧了干旱发生和危害程度，土壤蓄墒御旱技术更成为抗旱减灾和高效用水的迫切需求。20世纪70年代以来，黄土高原干旱呈现逐年递增的趋势发展。如甘肃省20世纪60年代干旱主要以冬春旱和春末夏初旱为主要，70 年代发展到以冬春连旱和伏秋连旱为主，80 年代除冬春旱和伏秋连旱外，还表现为春末夏初旱，90 年代在冬春旱和伏秋连旱基础上，1995 年还呈现秋冬春夏四季连旱的极端干旱。2000～2007年干旱多样化发生趋势更加明显，2001年四季连旱严重成灾，2005年特大干旱，夏收作物大面积绝收。干旱成灾的多样化和加重趋势，不仅增大了作物生产的风险，而且对抗旱技术的要求逐步提高，传统的蓄水保墒方法已不能抵御当前干旱发生的趋势。

经过20多年农业种植的调整，玉米已取代稻谷成为我国第一大粮食作物，成为粮食增产的主体。以西北黄土高原、内蒙古高原、东北西部为主的旱作春玉米约1亿亩，占我国北方春玉米播种面积的一半以上。特别是黄土高原地区旱地玉米播种面积超过了200万hm²，占粮食作物面积的25%、总产的30%左右，居于粮食作物之首，挖掘土壤蓄墒防旱技术成为持续提高其单产的关键。目前已公布的有关这方面的专利技术很鲜见，公布号为CN101715684的发明专利“玉米栽培方法”只解决了降水条件较好或有灌溉水源保证地区夏玉米种植群体与个体的矛盾，实现了密植增产，公布号为CN101843194的发明专利“玉米种植方法”提供了一种抗倒伏、根系发达的玉米种植方法，公布号为CN102150553的发明专利“一种玉米栽培方法”提供了便于作业、可缩短生育期且节约成本的一种玉米栽培方法，公布号为CN102227985和CN101147448的发明专利“一种粮饲兼用玉米节水栽培方法”和“采用沟播、沟灌技术节水种植玉米的方法”提供了灌区玉米节水灌溉的方法。因此，现有专利技术均未涉及解决旱作春玉米区降水保蓄及其跨季利用等问题，探索和推广新的玉米抗旱栽培方式十分必要。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种能够增强土壤蓄水保墒能力，改善土壤水分环境，保证旱地玉米适期播种抓全苗，增强玉米抗逆能力，提高玉米产量和水分利用效率的旱作春玉米区蓄墒御旱的方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，是在秋作物收获后，于当年秋末冬初按下一年春播地膜玉米的要求，施肥、深翻、耙磨、喷施化学除草剂，并及时覆盖地膜，到次年春播时直接在膜上穴播，到秋季收获为止。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的施肥是根据土壤测试结果，进行有机肥、氮、磷的合理配施，农家肥60000-75000kg/hm²、纯磷90-120 kg/hm2和纯氮75-112.5 kg/hm2一次性基施，玉米拔节期追施纯氮75-112.5 kg/hm²。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的深翻是用大马力拖拉机深耕30-35cm。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的耙磨是要将土地平整至无土块、无根茬。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的喷施化学除草剂为玉米田专用除草剂，覆膜前喷施于地表。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的地膜为普通农用白色塑料薄膜，地膜宽度为120cm，厚度为0.008-0.01mm。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的覆盖地膜是秋作物收获后，于当年秋末冬初按照权利要求2-5所述整理好土地后，人工或机械进行半膜条带平铺或全膜双垄沟集雨覆盖。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的半膜条带平铺为净膜面宽100cm，膜间留20cm的空隙，膜边用土压实，全膜双垄沟覆盖为地膜带宽110cm，每带起底宽40cm、高15～20cm的小垄和底宽70cm、高10～15cm的大垄，两垄中间为播种沟，边起垄边覆膜，膜与膜间无空隙，地膜在大垄相接处用土压实，每隔200cm横压一土腰带。

进一步的，上述的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，所述的膜上穴播是覆膜后次年春播时，选用抗旱丰产品种，用玉米手提式穴播器或手推式轮式播种器进行播种，每条地膜带播种2行，密度根据玉米品种特性及当地降水条件、肥力水平进行调整，达到适密种植。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种旱作春玉米区蓄墒御旱的方法，能增强土壤蓄水保墒能力，改善土壤水分环境，保证旱地玉米适期播种抓全苗，增强玉米抗逆能力，提高玉米产量和水分利用效率。地膜平覆或双垄沟覆盖土壤越冬，减少秋末、冬季、初春大风造成的土壤风蚀，大幅度减少土壤水分蒸发损失，还起到垄面集雨入渗增加蓄水有效性的作用，实现降水保蓄及其跨季利用，提高水分利用效率。通过调整作物行间距，宽行增加通风透光，发挥作物的边行效应，窄行增加地表覆盖度，降低地表温度，防止玉米根系早衰，使田间小气候环境得到改善，提高玉米产量。本发明的应用提高了我国北方旱作春玉米适应气候干暖化的能力，对确保旱地玉米稳定增产和高产具有十分重要的意义。

具体实施方式

以下结合实例，对本发明技术与常规覆膜技术进行效果比较。

本实例于1999-2010年在甘肃省镇原县梧桐村实施，海拔1254m，年均温度8.3℃，年日照时数2449.2h，≥0℃积温3435℃，≥10℃积温2722℃，无霜期165 d。多年平均降水量为540mm，降水主要分布在7、8、9三个月。土壤为黑垆土，有机质含量11.3g/kg，全氮0.94 mg/kg，碱解氮89mg/kg，速效磷12mg/kg，速效钾231mg/kg，肥力中等。

试验方案：试验设2个处理。其中处理1为常规覆膜方法（播前覆膜），处理2为本发明方法。2个处理均3次重复，同一地块进行，每个处理占地1亩。

处理1常规覆膜方法主要包括：前茬作物收获后，选择土层深厚，土质蔬松，肥力中等，增产潜力大的平地，用拖拉机翻耕30-35cm，越冬前耙磨，做到土地平整、无土块、无根茬。次年播前（4月中下旬）结合旋耕整地基施农家肥75000kg/hm²，纯氮112.5 kg/hm²，纯磷112.5 kg/hm²。用机械进行条带地膜平铺，净膜面宽100cm，膜间留20cm的空隙，每隔200cm横压一条土腰带。覆膜前喷施33%施田补乳油以防止次年春季杂草顶膜。每条地膜带播种2行，采用等行距播种方式，行距60cm，株距28cm。用玉米手提式穴播器膜内穴播，每穴播2粒，播种深度3-4cm。供试品种：沈单16。

处理2为本发明方法，1.精细整地，施足基肥。前茬作物收获后，选择土层深厚，土质蔬松，肥力中等，增产潜力大的平地，在秋季作物收获后及时施肥、深翻、耙磨。肥料结合整地施入。其中：1）施肥是农家肥75000 kg/hm²，纯氮112.5 kg/hm²，纯磷112.5 kg/hm²一次性基施；2）深翻是用拖拉机深耕30-35cm；3）耙磨是要做到土地平整、无土块、无根茬。2.覆膜。采用宽幅为120cm、厚度0.008mm的白色地膜，于上年度秋末冬初（10月下旬）用机械进行条带地膜平铺，净膜面宽100cm，膜间留20cm的空隙，每隔200cm横压一条土腰带（防止冬春风大吹走地膜）。覆膜前喷施33%施田补乳油以防止次年春季杂草顶膜。覆膜时地膜一定要拉紧、拉展、铺平、铺匀。3.播种。次年春播时（4月中下旬），用玉米手提式穴播器在地膜上直接穴播。每条地膜带播种2行，采用宽窄行播种方式，宽行80cm，窄行40cm，膜内播种，株距28cm，每穴播2粒，播种深度3-4cm。供试品种：沈单16。

田间管理两种方法相同，主要包括检查地膜有无破损、及时放苗避免高温烧苗、适时间定苗和及时除蘖。合理追肥、病虫草害统防统治、适时收获和清除废膜。

测定项目及方法：

土壤水分测定和水分利用效率计算：玉米播种前和收获时分别用土钻法测定土壤含水率，转换为以mm为单位的播前和收获时的土壤贮水量。生育期降雨量通过MM-950自动气象站获得。利用土壤水分平衡方程计算每小区作物耗水量(ET)。成熟后，实收计产，计算作物水分利用效率（WUE）。

播前土壤蓄水量增加（mm）=本发明技术0-2m土层土壤播前土壤含水量－常规覆膜栽培技术0-2m土层土壤播前土壤含水量

耗水量ET(mm)=播前2m土层土壤贮水量－收获时2m土层土壤贮水量+生育期降水量。

作物水分利用效率WUE（kg/mm·hm²）=玉米籽粒产量/耗水量。

试验结果：

1.本发明技术与常规覆膜栽培技术相比，提高了玉米田播前0-2m土层土壤贮水量。如表1所示为本发明技术和常规覆膜栽培技术玉米田播前土壤含水量比较，连续12年（1999-2010年）的试验结果分析表明，本发明技术玉米播前0-2m土层土壤平均多贮水27.4mm，约每亩增加18.3m³土壤有效水分。尤其冬春连旱年贮水效果非常明显，如2000年，贮水量增加61.3mm。

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2.    本发明技术与常规覆膜栽培技术相比显著提高了玉米的产量和水分利用效率。如表2所示为本发明技术和常规覆膜栽培技术玉米的产量和水分利用效率，连续12年（1999-2010年）试验结果表明，本发明技术产量和水分利用效率分别为11148.9 kg/hm²和30.55 kg/mm·hm²，较常规覆膜栽培技术分别提高14.0%和18.8%。尤其是2000年大旱之年，常规覆膜栽培技术玉米无法正常播种，加之关键需水期持续高温，常规覆膜栽培技术玉米产量仅为4770.1kg/hm²，而本发明技术产量分别为8260.5kg/hm²，增产73.2%。2000年本发明技术水分利用效率分别为22.98 kg/mm·hm²，较常规覆膜栽培技术分别提高51.7%。

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本发明的主要效果：

1.本发明较现有技术显著增加玉米播前0-2m土层土壤水分。本发明通过地膜覆盖土壤越冬，减少秋末、冬季、初春大风造成的土壤风蚀，土壤蓄水保墒效果显著，增强了对不均匀降水的时空调配利用，播前土壤蓄水量增幅15-60mm，平均增加27mm，为适期播种创造了有利条件。有效解决了长期因春季干旱少雨而使玉米等春播作物无法如期播种或播种后难以保全苗的生产实际问题，为充分利用后期集中性降雨奠定了基础。

2.本发明显著提高旱地玉米产量和水分利用效率，干旱年份抗旱增产效果突出。在常年生产条件下较常规覆膜栽培技术产量和水分利用效率可提高14%和18%以上。在大旱年份（2000年）产量和水分利用效率可提高73.2%和51.7%，显著增强了玉米抗逆能力，抗旱增产效果明显。

3. 本发明通过调整作物行间距，宽行增加通风透光，发挥作物的边行效应，窄行增加地表覆盖度，降低地表温度，防止玉米根系早衰，使田间小气候环境得到改善。

4. 本发明技术实现了覆盖保墒与秋施肥结合、农机与农艺结合，操作简单，实用性强，显著提高了玉米产量和水分利用效率。

5. 适宜应用范围广。本发明技术广泛适用于年降水量在350-600mm的我国北方旱作春玉米种植区，特别是黄土高原地区。

实施例1

2011年在甘肃省镇原县郭塬乡唐洼行政村示范本发明技术（秋覆膜春播玉米栽培技术），示范区750亩。示范区2010年9月20日-10月15日秋作物收获后，基施农家肥75000kg/hm²，纯氮112.5 kg/hm²，纯磷112.5 kg/hm²，用大马力拖拉机深耕35cm，然后耙磨，做到土地平整、无土块、无根茬。用机械进行条带地膜平铺，净膜面宽100cm，膜间留20cm的空隙，每隔200cm横压一条土腰带。覆膜前喷施50%乙草胺乳油。2011年4月18-25日用手推式轮式播种器播种。每条地膜带播种2行，采用宽窄行播种方式，宽行80cm，窄行40cm，膜内播种，播种密度4000株/亩，每穴播2粒，播种深度3-4cm。供试品种：甘鑫2818。覆膜后，加强田间管理。在大喇叭口期，用追肥枪深施纯氮112.5kg/hm²。2011年9月15日玉米成熟时，随机选定5亩连片示范田测定产量为11802 kg/hm²，较当地常规覆膜玉米栽培方法增产15.8%。

实施例2

2012年在甘肃省灵台县朝那镇马寨村示范秋覆膜春播玉米栽培技术（本发明技术），示范区5000亩。示范区2011年9月15-28日秋作物收获后，基施农家肥75000kg/hm²，纯氮112.5 kg/hm²，纯磷112.5 kg/hm²，用大马力拖拉机深耕35cm，然后耙磨，做到土地平整、无土块、无根茬。用机械进行全膜双垄沟播方式覆盖，每隔200cm横压一条土腰带。覆膜前喷施33%施田补。2012年4月12-20日用手推式轮式播种器在沟内播种，播种密度5000株/亩，每穴播2粒，播种深度3-4cm。供试品种：先玉335。在大喇叭口期，用追肥枪深施纯氮112.5kg/hm²。覆膜后，加强田间管理。2012年9月18日玉米成熟时，测定玉米平均产量为13042.5 kg/hm²，较当地常规覆膜栽培技术增产19.5%。应用本发明技术创建的15亩玉米高产田产量达16011 kg/hm²，较当地常规覆膜栽培技术增产30.1%。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。