CN108307954B - 一种提高作物周年产量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高作物周年产量的方法，采用玉米—中稻轮作技术，包括春玉米适时早播，同时春玉米于6月底、7月初收获，下茬配套种植中稻品种。本发明针对一季中稻播种面积增加、双季稻面积减少、进而导致农田周年综合产量下降，同时基于我国人口数量持续增长对粮食需求不断增加的现实问题，在长江流域以南实现了玉米与中稻周年轮作；该发明方法材料极易获得，操作过程简单，施用方法简便，成本较低，利于推广，具有良好的应用前景；本发明显著提高了作物籽粒的周年产量，与传统双季稻连作模式相比玉米中稻籽粒周年总产量提高20％以上，符合我国可持续发展的需要。

Description

一种提高作物周年产量的方法
技术领域
本发明属于土壤耕作制度技术领域，具体涉及一种玉米—水稻轮作体系中提高作物周年产量的方法。
背景技术
随着我国人口生育政策的改变，我国人口总数继续增长仍将保持一段时间，增加农田粮食作物产量在今后相当长一段时间内仍将我国农业面临的主要任务。当前，我国三大粮食作物总产量中玉米稳居第一，水稻第二。2016年玉米播种面积3600多万公顷，水稻播种面积3000多万公顷。
鉴于我国人口老龄化加剧、农业人口城镇化提高导致农业生产上投入的劳动力逐步减少、其次，我国中稻单产产量(如超级稻)不断刷新历史新高等原因，种植一季中稻面积稳步增加，以湖南省为例，据统计年鉴数据显示从2006年到2015年十年间中稻播种面积由91.67万公顷增加到117.9万公顷，增加面积为26.23万公顷，而早稻、晚稻的总播种面积则在逐年减少。即使一季中稻单季产量在增加，但与双季稻产量相比，一季中稻的周年单产的产量仍低于双季稻周年产量，这与继续增加我国粮食产量以满足我国人口对粮食需求相矛盾。
相应的，一季中稻种植方式使得我国南方农田出现在一年中较长的休闲期。这为机械化作业程度较高的玉米种植提供了可能。根据当地气候条件，选用生育期较短的玉米和生育期适中的中稻种植，适当延长周年作物生育期，实现玉米中稻周年连作，提高周年作物产量是解决我国人口数量增加对粮食产量需求增加的重要举措。
此外，长期水稻的种植使得土壤始终处于淹水状态，再加上长期的湿耕湿整，破坏土壤中的团粒结构，使得土质密实、容重增大、通气透水不良，恶化土壤性状，进一步形成亚铁离子和硫化物等有毒物质、以及潜育层与犁低层，不利于作物根系的发育，影响农作物的生长。
相反，玉米水稻周年连作是典型的水旱轮作体系，水旱两季土壤的理化特性存在着明显的差异。其中一个显著的特征就是由于土壤季节性的不同的水分管理，引起土壤各种多价态矿质元素发生氧化还原变化，进一步导致土壤中不同物质的存在形态和有效性的变化。其次，由于土壤水热条件的强烈转换，也会引起土壤的理化特性以及生物学特性在不同作物季节间的交替变化，改变土壤中各样分的转化、迁移与积累，增加作物根系活性，尤其是水稻季水稻根系的活性，增加水稻产量。
发明内容
本发明针对我国人口数量继续增加对粮食需求增加，而一季中稻产量增加导致的双季稻播种面积减少的现实问题，依据生产实际情况提出玉米—中稻轮作体系中一种提高作物周年产量的方法。该方法依据我国南方水热条件丰富特点，设计了玉米中稻轮作以适当延长周年作物生育期生长的模式，这种新方法能够显著提高作物周年产量，并且操作简单，便于推广。
本发明所述一种提高作物周年产量的方法，为一种玉米—中稻轮作技术，包括春玉米适时早播，中稻适时晚收，玉米于6月底、7月初收获，下茬配套种植中稻品种。与双季稻相比，春玉米比早稻提早播种7-10天，中稻播种比晚稻提早5-7天，收获期晚7-15天，综合全年作物生育期比较，玉米中稻轮作体系比双季稻体系全生育期可增加19-32天。
适用范围：本方法适用于我国双季稻种植区以及双季稻种植区以南地区，例如长江流域以南。
本发明所述一种提高作物周年产量的方法具体操作步骤包括：
步骤1)：玉米季土地起垄，垄面宽60公分左右，垄高15-20公分，垄间距50公分左右。平整垄面后施用基肥，3月初直播春玉米，采取宽窄行种植(宽行间距60-70公分；窄行间距30-40公分)垄面覆膜，4月下旬、5月下旬分两次追肥，6月底、7月初收获玉米。
步骤2)：水稻季在6月上旬中晚稻育秧，玉米收获后土地灌水旋耕，施用基肥，7月中旬移栽水稻，8月初、九月上旬分二次追肥，11月上旬收获水稻。
或者，优选地还包括步骤3)：水稻收获后在农闲季(12月初或上旬)翻地晒田，开挖排水沟。
步骤1)所述的玉米季基肥用量硝酸钙：45-60kg N/hm2；尿素：30-45kg N/hm2；钙镁磷肥：100-180kg P2O5/hm2；氯化钾：90-150kg K2O/hm2。基肥撒施到玉米窄行上(即垄面上)，基肥施用硝态氮主要防止玉米苗期根系较小不能接触到足够的氮肥，适量的硝态氮能够在水分驱动下迁移到根系附近，促进玉米生长；又能使硝态氮像信号物质一样，诱导根系生长，较大的根系能够接触到较多的氮肥，而铵态氮在土壤中较难迁移，硝态氮配施一定量的铵态氮既能保证玉米对氮素的需求，又能减少硝态氮在水分驱动下向下淋洗损失。和/或，第一次追肥为尿素60-90kg N/hm2，氯化钾：30-90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素45-75kgN/hm2。
进一步地优选地，步骤1)玉米季基肥用量标准为硝酸钙：45kg N/hm2；尿素：45kgN/hm2；钙镁磷肥：180kg P2O5/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2；和/或，第一次追肥尿素：90kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素45kg N/hm2。
步骤1)所述的玉米季垄面覆膜在玉米直播后覆盖，宽度在1米左右，其主要作用在于提升地温促进种子萌发。4月初气温逐步升高可开始揭开覆膜，但是若气温仍较低则暂缓揭膜。玉米出苗后，在地膜上开一个小口以利于玉米正常生长发育，确保玉米苗不被地膜覆盖。
步骤2)所述的水稻季基肥用量标准为尿素60-90kg N/hm2；氯化钾：90-150kg K2O/hm2；和/或，第一次追肥为尿素60-90kg N/hm2；氯化钾：30-90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素60-90kg N/hm2。
进一步优选地，步骤2)所述的水稻季基肥用量标准为尿素90kg N/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2；和/或，第一次追肥为尿素67.5kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素67.5kg N/hm2。
步骤1)所述玉米季第一次追肥在玉米拔节期，第二次追肥在玉米孕穗期，如果追肥时田间杂草较多则需要施肥操作前进行除草以确保肥料的高效利用。和/或，步骤2)所述水稻季第一次追肥在水稻分蘗期，第二次追肥在水稻抽穗期。
进一步地，所用玉米品种为登海605，生育期约105天；中稻品种为晶两优华占，生育期约127天。
本发明在长江流域以南实现了玉米与中稻周年轮作。该发明方法材料极易获得，操作过程简单，施用方法简便，成本较低，利于推广，具有良好的应用前景，符合我国可持续发展的需要。
有益效果：
1)本发明显著提高了作物籽粒周年产量，该方法与传统双季稻连作模式相比籽粒可显著增产20％以上，符合农业增产增收要求；
2)本发明中玉米—中稻轮作体系操作过程简单，成本较低，利于推广，具有良好的应用前景。
附图说明
图1：实施例1第四纪红壤发育水田土壤一季中稻与双季稻连作周年产量比较(2016年产量)。
图2：实施例2河流沉积土壤发育水田土壤一季中稻与双季稻连作周年产量比较(2016年产量)。
图3：实施例1第四纪红壤发育水田土壤玉米水稻轮作与双季稻连作周年产量比较(2017年产量)。
图4：实施例2河流沉积土壤发育水田土壤玉米水稻轮作与双季稻连作周年产量比较(2017年产量)。
具体实施方式
以下实施方式是用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
步骤1)玉米季土地起垄，垄面宽60公分左右，垄高15-20公分，垄间距50公分左右。平整垄面后施用基肥，3月初直播春玉米，采取宽窄行种植(宽行为70公分；窄行为40公分)，株距为24厘米，垄面覆膜。基肥用量硝酸钙：45kg N/hm2；尿素：45kg N/hm2；钙镁磷肥：180kgP2O5/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2。4月下旬、5月下旬分两次追肥(施肥前如果杂草较多需先除草)，第一次追肥为尿素90kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素45kg N/hm2，7月初收获玉米。
步骤2)水稻季在6月上旬中稻育秧，玉米收获后土地灌水旋耕，施用基肥用量标准为尿素90kg N/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2，7月中旬移栽水稻，行间距为25×20厘米。8月初、九月上旬分二次追肥，第一次追肥为尿素67.5kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素67.5kg N/hm2，11月上旬收获水稻。
步骤3)以双季稻连作为对照，采取相同的管理措施，早稻3月中旬育秧，4月中旬移栽，4月下旬、5月下旬分两次追肥，7月中旬收获。晚稻6月中旬育秧，7月中下旬移栽，8月初、九月上旬分二次追肥，10月下旬收获。
步骤4冬季在水稻收获后晒田，农闲季节(12月初)开挖排水沟。
在第四纪红壤发育水田土壤上进行玉米—水稻轮作(玉米品种为登海605，生育期约105天；水稻品种为晶两优华占，生育期约127天)，在同等管理情况下与传统双季稻种植进行对比(早稻品种为中早25，生育期约106天；晚稻品种为玖两优黄华占，生育期约118天)。
实施例1试验点选择在湖南省长沙市长沙县高桥镇湖南省农科院试验基地内(N28°28′33.73″；E 113°20′50.03″)。
2016年一季中稻与双季稻对比结果表明：一季中稻单季产量虽然较当年晚稻产量增产22.3％，但是其较双季稻连作周年总产量则减少25.9％(详见图1)。
2017年玉米水稻轮作与双季稻连作对比结果表明：春茬作物玉米籽粒烘干产量较双季早稻增产16.8％，秋茬作物中稻谷烘干产量较双季晚稻谷增产26.0％，全年总产量玉米—水稻轮作处理较传统双季稻种植籽粒干产量增产达22.2％(P<0.05)(详见图3)。试验结果表明：在第四纪红壤发育水田土壤中本发明能够有效增加作物的周年产量，周年玉米水稻轮作较双季稻增产20％以上。
实施例2
步骤1)玉米季土地起垄，垄面宽60公分左右，垄高15-20公分，垄间距50公分左右。平整垄面后施用基肥，3月初直播春玉米，采取宽窄行种植(宽行为70公分；窄行为40公分)，株距为24厘米，垄面覆膜。基肥用量硝酸钙：45kg N/hm2；尿素：45kg N/hm2；钙镁磷肥：180kgP2O5/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2。4月下旬、5月下旬分两次追肥(施肥前如果杂草较多需先除草)，第一次追肥为尿素90kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素45kg N/hm2，7月初收获玉米。
步骤2)水稻季在6月上旬中稻育秧，玉米收获后土地灌水旋耕，施用基肥用量标准为尿素90kg N/hm2；氯化钾：90kg K2O/hm2，7月中旬移栽水稻，行间距为25×20厘米。8月初、九月上旬分二次追肥，第一次追肥为尿素67.5kg N/hm2，氯化钾：90kg K2O/hm2；第二次追肥为尿素67.5kg N/hm2，11月上旬收获水稻。
步骤3)以双季稻连作为对照，采取相同的管理措施，早稻3月中旬育秧，4月中旬移栽，4月下旬、5月下旬分两次追肥，7月中旬收获。晚稻6月中旬育秧，7月中下旬移栽，8月初、九月上旬分二次追肥，10月下旬收获。
步骤4冬季在水稻收获后晒田，农闲季节(12月初)开挖排水沟。
在河流沉积土壤发育水田土壤上进行玉米—水稻轮作(玉米品种为登海605，生育期约105天；水稻品种为晶两优华占，生育期约127天)，在同等管理情况下与传统双季稻种植进行对比(早稻品种为中早25，生育期约106天；晚稻品种为玖两优黄华占，生育期约118天)。
实施例2试验点选择在在湖南省益阳市南县乌嘴乡(N 29°18′40.91″，E 112°28′40.13″)。
2016年一季中稻与双季稻对比结果表明：一季中稻单季产量虽然较双季晚稻产量增产17.9％，但是其较双季稻连作周年总产量则减少24.7％(详见图2)。
2017年玉米水稻轮作与双季稻连作对比结果表明：春茬作物玉米籽粒烘干产量较双季早稻增产16.4％，秋茬作物中稻烘干产量较双季晚稻增产29.1％，全年总产量玉米—水稻轮作较传统双季稻种植籽粒产量增产24.0％(P<0.05)(详见图4)。试验结果表明：在河流沉积土壤发育水田土壤中本发明能够有效增加作物的周年产量，周年玉米水稻轮作较双季稻增产20％以上。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种提高作物周年产量的方法，其特征在于，采用玉米—中稻轮作技术，包括春玉米适时早播，同时春玉米于6月底、7月初收获，下茬配套种植中稻品种；
所用玉米品种为登海605；中稻品种为晶两优华占；
与双季稻相比，春玉米比早稻提早播种7-10天，中稻播种比晚稻提早5-7天，收获期晚7-15天，综合全年作物生育期比较，玉米中稻轮作体系比双季稻体系全生育期增加19-32天；
该方法适用于我国双季稻种植区；
所述方法包括如下步骤：
1）：玉米季土地翻耕起垄，垄面宽60公分左右，垄高15-20公分，垄间距50公分左右；平整垄面后施用基肥，3月初直播春玉米，采取宽窄行种植：宽行间距60-70公分，窄行间距30-40公分；垄面覆膜，4月下旬、5月下旬分两次追肥，6月底、7月初收获玉米；
所述基肥的用量标准为硝酸钙：45-60kg N/hm2；尿素：30-45 kg N/hm2；钙镁磷肥：100-180 kg P2O5/hm2；氯化钾：90-150 kg K2O/hm2；第一次追肥为尿素 60-90 kg N/hm2，氯化钾：30-90 kg K2O /hm2；第二次追肥为尿素 45-75 kg N/hm2；玉米季第一次追肥在玉米拔节期，第二次追肥在玉米孕穗期；
2）：水稻季在6月上旬中稻育秧，玉米收获后土地灌水旋耕，施用基肥，7月中旬移栽水稻，8月初、九月上旬分二次追肥，11月上旬收获水稻；
所述基肥的用量标准为尿素 60-90 kg N/hm2；氯化钾：90-150 kg K2O /hm2；第一次追肥为尿素 60-90kg N/hm2；氯化钾：30-90 kg K2O /hm2；第二次追肥为尿素 60-90 kg N/hm2；水稻季第一次追肥在水稻分蘗期，第二次追肥在水稻抽穗期；
或者，还包括步骤3）：水稻收获后晒田，并于农闲季开挖排水沟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）玉米季基肥用量标准为硝酸钙：45kg N/hm2；尿素：45 kg N/hm2；钙镁磷肥：180 kg P2O5/hm2；氯化钾：90 kg K2O/hm2；和/或，第一次追肥尿素： 90 kg N/hm2，氯化钾：90 kg K2O /hm2；第二次追肥为尿素 45 kg N/hm2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1）玉米季的垄面覆膜在玉米直播后覆盖，宽度在1米左右；玉米出苗后，在膜上开一小口，以促进玉米苗的正常发育；4月初气温逐步升高后揭膜。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2）所述的水稻季基肥用量标准为尿素 90 kg N/hm2；氯化钾：90 kg K2O /hm2；和/或，第一次追肥为尿素 67.5 kg N/hm2，氯化钾：90 kg K2O /hm2；第二次追肥为尿素 67.5 kg N/hm2。
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