CN102550258A - 小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小麦的耕作、播种和施肥方法，特别涉及一种小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法。该方法包括下述的步骤：选择小麦品种适期播种；选用小麦免耕播种机播种，设置苗带间区和苗带区；播种，肥料与小麦种子均匀分布在12厘米宽的苗带区；小麦收割时对苗带区进行位置标记，来年播种时其苗带区与第一年错开；使同一位置土壤3-4年旋耕一次。本发明解决了完全免耕条件下由于秸秆阻碍而造成的小麦播种质量差、苗期生长弱等不足；克服了传统耕作下肥料漫施的弊端，提高了养分利用效率；提高水分利用效率；加大了土壤-水分-秸秆-微生物之间的作用面积与作用力度，促进秸秆腐解与营养矿质化；提高肥料利用效率。

Description

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法

技术领域

本发明涉及一种小麦的耕作、播种和施肥方法，特别涉及一种小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法。

背景技术

面对传统集约式耕作对土壤团粒结构等理化特性以及对土壤生物群落等方面造成的负面影响，保护性耕作被视为能促进作物生长发育及农业可持续发展的环境友好性一种重要技术（Anyanzwa等，2010）。国际上，规范的保护性耕作一般包括三个基本要素，即对土壤进行尽可能小的扰动、地表秸秆覆盖以及合理的作物轮作体系。根据我国农业部的定义，“保护性耕作是以秸秆覆盖地表、少（免）耕播种、深松及病虫草害综合控制为主要内容的现代耕作技术体系”。与传统耕作相比保护性耕作不仅可以节约成本，还可减少由于秸秆焚烧而产生的环境污染等一系列问题，是一种环境友好性种植方式。例如，保护性耕作方式下的土壤具有较高的水分渗透能力，从而可以减少地表径流、降低土壤的侵蚀率；土壤表层的秸秆覆盖物还可以提高土壤的有机质含量。具有防止水土流失、蓄水保墒、培肥地力、节本增效、减少温室气体排放等作用。农作物的秸秆既含有相当数量的作物必需的碳、氮、磷、钾等营养元素，又具有改善土壤的理化性状和生物学性状、提高土壤肥力，优化农田生态环境，增加作物产量等作用，所以它是重要的有机肥源之一。

然而，调查发现，由于存在着不少弊端，采用保护性耕作的种植面积很少，其主要的缺点是：

（1）以往采用的保护性耕作方法是将大部分秸秆遗留于地表，秸秆与土壤、水分接触面小，难以腐解，影响下季作物的播种与生长；

（2）完全免耕播种机，是利用土壤圆形滚动切割盘将土壤切开一条狭窄的播种沟进行播种，然而由于土壤受到切割圆盘挤压，特别是在土壤含水量较大的情况下，种子周围土壤紧实度大幅度增加，影响作物种子发芽、出苗与生长发育；

（3）在完全免耕条件下，土壤受机械的多年碾压，土壤紧实度、土壤容重、通透性等物理特性逐渐恶化；

（4）完全免耕保护性耕作采用线性条播，造成种子拥挤，植株分布不合理，光热资源、水分、养分利用效率降低；

（5）由于玉米秸秆还田，土壤C/N比明显提高，甚至达到50:1以上，抑制土壤微生物的繁殖与生长（Abro等，2011）。

小麦-玉米轮作是我国北方主要的种植体系。其中，小麦秸秆纤细、生物量小，加之收割时秸秆已基本干枯，容易被联合收割机粉碎，因而在传统上玉米种植直接采用标准的保护性耕作技术。近年来，随着农村主要劳动力的逐渐转移以及联合收割机的普及，玉米在很大比例上也采用机械收获，秸秆直接还田。然而，由于玉米秸秆生物量较大，茎秆粗壮，联合收割机粉碎不彻底，采用完全免耕播种会严重影响小麦的播种质量、植株生长与籽粒产量；而传统的连年土壤深翻、旋耕则会严重破坏土壤理化结构及生物特性，降低生物多样性。山东省农业科学院研究并试验推广的在小麦-玉米轮作体系下小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥技术，可以实现全年、连年保护性耕作技术应用，保护土壤物理结构、化学特性与土壤生物多样性，显著提高小麦水分利用效率、生物资源利用效率与籽粒产量。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法。

本发明的交替型保护性耕作条件下小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法是通过下述的技术方案来解决以上的技术问题的：

小麦保护性耕作栽培方法，采用宽幅苗带（旋耕区）+宽行（免耕区）、秸秆还田+翻土覆盖的栽培方法。该方法可有效地提高小麦抗低温冻害与抗干旱能力，较完全免耕保护性耕作或传统全耕栽培方法可提高小麦产量10%左右。

适合小麦-玉米或小麦-高粱等轮作体系下的保护性耕作方法，是采用逐年耕作+免耕交替型小麦播种与施肥技术，是在上茬作物，例如玉米，秸秆还田后的地块中利用免耕施肥播种机对地块只进行苗带旋耕播种，从而一次性完成对小麦的播种及施肥的机械化作业方法。

具体应用如下：

选用有高产潜力、分蘖力强、成穗率高、高抗广适性、适合本地生态环境条件的小麦品种；

适期播种：日平均温度在14-18℃范围内；适宜播量：8-10公斤/亩；

肥料准备：选用粒状氮、磷、钾复合肥，其磷有效成分（以P2O5计）7-9公斤/亩，钾有效成分（以K₂O计）5-7公斤/亩，纯氮（以N计）8-10公斤/亩（基施N肥占全季用量的50%-60%，其余40%-50%在翌年春季追施）；肥料养分以纯氮含量为基准，如氮含量不足，可用适量粒状尿素调节；

选用小麦免耕播种机，其装置包括施肥箱、种箱、施肥齿、宽幅排种器；利用免耕施肥播种机进行苗带区秸秆再粉碎、苗带旋耕、施肥、播种一次性作业；根据不同土壤肥力设置苗带间区（免耕区）：28-35厘米（传统耕作下一般为18-22厘米），土壤肥力高，苗带间区宽，反之亦然；苗带区为12厘米，旋耕（深20-25厘米）（附图说明）；

播种时，利用旋耕刀具切碎苗带秸秆，以利于施肥与播种；将肥料与小麦种子均匀分布在12厘米宽的苗带区，深度分别为8-12厘米、3-5厘米；以上操作可将苗带旋耕区的部分土壤向两侧分移到苗带间区，以压覆秸秆，同时由机械附带的镇压轮进行镇压；

小麦收割时对苗带区进行位置标记，第二年播种时，其苗带区与第一年错开，第三年、第四年苗带区顺延；总之，调整年际间土壤旋耕区位置，使同一位置土壤3-4年旋耕一次，以达到保护性耕作要求；

其他田间管理如冬灌，春季灌溉、追肥、除草、杀虫等与传统耕作一样。

本发明的有益效果在于，主要适用于各麦区麦田，在一年两熟耕作制度小麦-玉米、小麦-高粱等轮作体系下优势更为明显。

本发明遵循保护性耕作要求的土壤少（免）耕的基本原则，同时使耕地3-4年翻耕一遍；与传统全耕栽培方法与全免耕保护性耕作相比较，交替型保护性耕作下苗带区限耕减少了土壤扰动，最大限度地保持了土壤物理结构与生物特性，促进了土壤生物多样性发展，充分协调了传统全耕栽培与全免耕保护性耕作下土壤理化特性与生物特性之间难以兼顾之间的矛盾；

本发明解决了完全免耕条件下由于秸秆阻碍而造成的小麦播种质量差、苗期生长弱等不足；

采用苗带区集中施肥，克服了完全免耕保护性耕作下难以在土壤中施肥的问题，同时克服了传统耕作下肥料漫施的弊端，提高了养分利用效率；

旋耕带部分土壤分移到免耕区，压覆秸秆，与全免耕保护性耕作相比较，具有更好的保水效果；由于苗带区形成播种沟，易于灌溉；另外，可将降雨集中于苗带区，提高水分利用效率；同时，加大了土壤-水分-秸秆-微生物之间的作用面积与作用力度，促进秸秆腐解与营养矿质化；

秸秆还田条件下，土壤中C/N比率一般在50:1以上；本发明提高了基施氮肥用量，调节土壤C/N比至土壤微生物适宜繁殖范围（18-25:1），满足微生物降解对氮素的需求，维持和增加微生物活性和数量，促进秸秆腐解，改善土壤−作物间营养转化，提高肥料利用效率；

宽幅宽行播种，使种子分散均匀，无缺苗断垄现象，克服了传统密集播种造成的苗间水分与养分竞争，促进小麦生长发育；宽行播种改善田间小气候环境，株间透风透光条件好，减少病虫害的发生，促进植株健壮发育；

采用苗带区秸秆粉碎、旋耕、施肥、播种一次性作业，降低了生产成本；

与传统全耕栽培方法相比，减少了作业时间，降低了轮作制度下两种作物之间的休闲时间，能够充分利用光热资源。

附图说明

图1为本发明的交替型保护性耕作逐年操作说明图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。

实施例1

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法，具体操作如下：

选用小麦品种济麦22；

适期灌溉造墒，适墒时播种，播种日期为10月3-12日，播量为8-10公斤/亩，根据土壤墒情及日平均气温调节；

肥料：粒状氮、磷、钾复合肥，含纯氮8-10公斤/亩，钾6公斤/亩，磷8公斤/亩；

采用免耕播种机来播种，苗带间区为30厘米；苗带区12厘米（旋耕22厘米深），同时利用旋耕刀具切碎苗区秸秆；将肥料施于与小麦种子均匀分布在12厘米宽的苗带区上，深度分别为10厘米、3厘米；

每年播种时，使苗带区/苗带间免耕区与上年错开，以调整年际间旋耕土壤位置；

其他田间管理与传统耕作一样。

小麦宽幅宽行播种与施肥交替型保护性耕作条件下与免耕保护性耕作条件下小麦生长生物性状对比，见表1。

表1

处理	拔节前总分蘖数（万/亩）	越冬率（%）	穗数（万/亩）	成穗率（%）	穗粒数	千粒重（g）	产量（kg）
								交替型保护性耕作	69.7	95.5	44.3	63.6	36.2	38.3	517.9
全免耕保护性耕作	68.6	91.2	42.7	62.2	34.1	36.9	469.8

从上表中可以看出，本发明采用交替型保护性耕作的方法，小麦拔节前总分蘖数、越冬率、穗数、成穗率、穗粒数、千粒重、产量均大于全免耕保护性耕作的方法。

实施例2

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法，具体操作如下：

选用小麦品种烟农19或济麦20；

适期灌溉造墒，适墒时播种，播种日期在10月1-10日，播量为10公斤/亩；

肥料：粒状氮、磷、钾复合肥，与适量粒状尿素混匀，使纯氮达到每亩10公斤；

利用免耕播种机进行旋耕、施肥、播种一次性作业；苗带间区为32厘米；苗带区12厘米（旋耕23厘米深），同时利用旋耕刀具切碎苗区秸秆；采用免耕播种机，将肥料施于与小麦种子均匀播在12厘米宽的苗带区上，深度分别为9厘米、4厘米；保持镇压轮清洁，避免黏结土块，影响镇压效果；

小麦收割时对苗区进行标记，调整年际间旋耕土壤位置，使同一位置土壤3-4年旋耕一次；

其他管理与传统耕作一样。

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥技术条件下与传统耕作条件下小麦生长生物性状对比，见表2。

表2

处理	土壤含水量（%）	越冬率（%）	光合作用（μmol CO2/m2/s）	穗数（万/亩）	穗粒数	千粒重（g）	产量（kg/亩）
								交替型保护性耕作	21.6	93.8	20.7	45.6	34.5	38.8	505.7
全免耕保护性耕作	19.6	92.2	18.5	43.7	33.1	37.2	457.5

实施例3

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法，具体操作如下：

选用小麦品种济麦22或泰农18；

适期灌溉造墒，适墒时播种，播种日期为10月4-15日，播量为9公斤/亩；

肥料：粒状氮、磷、钾复合肥，与适量粒状尿素混匀，使纯氮达到每亩10公斤；

利用免耕播种机进行旋耕、施肥、播种一次性作业；苗带间区为32-34厘米；对12厘米苗带区进行旋耕（22厘米深），同时利用旋耕刀具切碎苗区秸秆；采用免耕播种机，将肥料与小麦种子均匀播在12厘米宽的苗带区上，深度分别为10厘米、3厘米；

小麦收割时对苗带区进行标记，调整年际间旋耕土壤位置，使同一位置土壤3-4年旋耕一次；

其他管理与传统耕作一样。

小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥技术条件下与免耕保护性耕作条件下小麦生长生物性状与土壤特性对比，见表3。

表3

处理	根系呼吸 CO2 μmol/m3/S）	根系活力（µg/g FW/h）	土壤容重（g cm-3）	微生物量碳（mg/g）	旗叶光合作用（µmol CO2/m2/s1）	地上部干物质积累（g/m2）	产量kg/亩）
								交替型保护性耕作	38.1	54.4	1.16	0.324	20.9	878.5	521.7
传统全耕栽培	34.5	50.6	1.24	0.294	18.3	857.4	477.3

Claims (2)

1.小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法，包括下述的步骤：

（1）选择小麦品种适期播种并准备肥料；

（2）选用小麦免耕播种机进行播种，设置苗带间区：28-35厘米，苗带区为12厘米，旋耕，深20-25厘米；

（3）播种时，利用旋耕刀具切碎苗带秸秆，将肥料与小麦种子均匀分布在12厘米宽的苗带区，深度分别为8-12厘米、3-5厘米；以上操作将苗带旋耕区的部分土壤向两侧分移到苗带间区，以压覆秸秆，同时由机械附带的镇压轮进行镇压；

（4）小麦收割时对苗带区进行位置标记，来年播种时，其苗带区与第一年错开，第三年、第四年苗带区顺延；调整年际间土壤旋耕区位置，使同一位置土壤3-4年旋耕一次。

2.如权利要求1所述的一种小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种与施肥方法，包括下述的步骤：

（1）选择小麦品种适期播种，播种时间：日平均温度在14-18℃范围内；播种量：8-10公斤/亩；

（2）肥料准备：选用氮、磷、钾复合肥，其磷有效成分以P₂O₅计为7-9公斤/亩，钾有效成分以K₂O计为5-7公斤/亩，纯氮以N计为8-10公斤/亩，基施N肥占全季用量的50%-60%，其余40%-50%在翌年春季追施；肥料养分以纯氮含量为基准，如氮含量不足，可用适量粒状尿素调节；

（3）选用小麦免耕播种机来播种；利用免耕施肥播种机进行苗带区秸秆再粉碎、苗带旋耕、施肥、播种一次性作业；根据不同土壤肥力设置苗带间区即免耕区：28-35厘米；苗带区为12厘米，旋耕，深20-25厘米；

播种时，利用旋耕刀具切碎苗带秸秆，以利于施肥与播种；将肥料与小麦种子均匀分布在12厘米宽的苗带区，深度分别为8-12厘米、3-5厘米；以上操作可将苗带旋耕区的部分土壤向两侧分移到苗带间区，以压覆秸秆，同时由机械附带的镇压轮进行镇压；

（4）小麦收割时对苗带区进行位置标记，来年播种时，其苗带区与第一年错开，第三年、第四年苗带区顺延；调整年际间土壤旋耕区位置，使同一位置土壤3-4年旋耕一次。