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在我国半干旱和半湿润易旱区、丘陵旱地和没有灌溉条件的旱地上,玉米多靠雨养;此外,土壤贫瘠,施肥水平只相当于全国平均水平的70%左右,导致土地生产效率不高。蓄住天上水,保住土中墒,经济有效地提高水分利用率,是旱作玉米增产的关键。通过长期实践总结出旱地玉米行之有效的高产栽培方法,尤其西南地区的雨养旱作增产技术在玉米保产增收中发挥了重要作用。
一、选用玉米抗旱品种,锻炼品种的抗旱力
抗旱品种具有适应干旱环境的形态特征。例如种子大,根茎伸长力强,能适当深播;根系发达,生长快,入土深,根冠比值大,能利用土壤深层的水分;叶片狭长,叶细胞体积小,叶脉致密,表面茸毛多,角质层厚。玉米抗旱品种叶片细胞原生质的粘性大,遇旱时失水分小,在干旱情况下气孔能继续开放,维持一定水平的光合作用。
玉米播种前进行种子抗旱锻炼,主要是采用干湿循环法处理种子,提高抗旱能力。方法是将玉米种子在20～25℃温度下水中浸泡两昼夜,捞出后晾干播种。经过抗旱锻炼的种子,根系生长快,幼苗矮健,叶片增宽,含水量较多,一般可增产10%。另外,还可以采用药剂浸种法,用氯化钙1公斤加水100公斤,浸种(或闷种)500公斤,5～6小时即可播种;用琥珀酸溶液浸种12～24小时,使玉米吸足水分后晾干播种;或用20～40ppm萘乙酸浸种,对玉米抗旱保苗也有良好的效果。
二、适期播种,中耕保墒
玉米需水的特点是前期少,后期多,从播种到拔节只占一生需水总量的15%。从拔节到抽穗占40%以上。早作区降雨一般集中在6～8月。因此,利用玉米苗期耐旱的特点,把玉米幼苗期安排在雨季来临之前。例如黄淮海平原种春玉米常遇卡脖旱,种夏玉米又易遭苗期涝害,采用麦田套种,把玉米提前播种在麦垄里,使玉米需水特点与自然降水相吻合。玉米播种时遇到干旱,在干土层超过6厘米、底墒较好的地块,应采取镇压提墒,或借墒播种和造墒播种。在玉米生育期间,重要措施是中耕疏松表土,减少蒸发,特别是雨后及时中耕,有明显的保墒效果。
三、培肥土壤,以肥调水
增施有机肥料,改善物理性状,发挥土壤蓄水、保水、供水的能力,又可以提高玉米的抗旱能力。据试验,玉米根系在高肥地比在低肥地3米土层中,能多利用60毫米的水,约等于一般玉米地全生育期耗水量的1/4,这就是以肥调水。原因是肥地使玉米根系向土壤深层伸展,提高了吸水抗旱能力。旱作玉米的另一项重要经验,就是增施化肥,增加秸秆和根茬还田量,以无机促有机;在轮作制中插入绿肥和豆科作物,肥地养田,提高土壤水分的利用率。
四、秸秆覆盖,深蓄水分
玉米地表覆盖麦秸、麦糠或其它物质,可减少地面水分蒸发,拦截降雨时地面径流,增加土壤水分。据河北省衡水地区试验,7月上旬在玉米行间每亩覆盖麦秸250～500公斤,小麦播种前耕地0～20厘米土层含水量,覆盖地比露地增加4.6%。随着麦秸覆盖量的增加,蓄水保水能力增强。覆盖麦秸不仅使土壤表层蓄水量增加,而且在30厘米土体内每亩多蓄水9.0立方米,1米土体每亩多蓄水21.8立方米。
玉米地覆益麦秸有三种方式。一是在夏玉米播种后覆盖。如山东省滕县在玉米拔节前每亩行间铺碎麦秸或麦糠150～300公斤,玉米收获后用圆盘耙或旋转犁绞耕玉米茬以及腐熟麦秸。二是在小麦收获时留高茬15～20厘米,贴茬播种玉米,待玉米出苗后中耕灭茬1～2次,根茬即可散铺在土壤表面。三是在春玉米收获时粉碎秸秆,覆盖地表越冬。覆盖秸秆应同时施入氮肥,以及防治地下害虫等。
五、用化学制剂保墒增温
化学抗旱制剂在农业上应用,可抑制土壤蒸发和叶片蒸腾,有显著的增温保墒效果。
1.保水剂。保水剂又名吸水剂,是一种新型的功能高分子材料,能够吸收和保持自身重量400～1000倍、最高达5000倍的水分。保水剂有均匀缓慢释放水分的能力,可调节土壤含水量,起到“土壤水库”作用。保水剂可以用于种子涂层、包衣、蘸根等处理方法,据试验,用保水剂(浓度1%～1.5%)给玉米涂层或包衣,提前2～3天出苗,出苗率比对照高6.1%,玉米产量增加8.5%。玉米播种时在穴内每亩施500克保水剂,对玉米出苗和后期生长均有良好作用。
2.抗旱剂。抗旱剂是从风化煤中提取的一种天然腐植酸,含有碳、氧、氢、氮、硫等元素,是种调节植物生长型的抗蒸腾抑制剂。主要作用是:(1)减少植物气孔开张度,减缓蒸发。一般喷洒一次引起气孔微闭所持续的时间可达12天左右,降低蒸腾强度,土壤含水量则提高;(2)改善植株体内水分状况,促进玉米穗分化进程;(3)增加叶片叶绿素含量,有利于光合作用的正常进行和干物质积累;(4)提高根系活力,防止早衰。每亩用抗旱剂50克加水10公斤,在玉米孕穗期均匀喷洒叶片,可使叶色浓绿,叶面舒展,粒重提高,每亩增产7.1%～14.8%。
3.增温剂。增温剂属于农用化学覆盖物,为高分子长碳键成膜物质。喷施在土壤表面,干后即形成一层连续均匀的膜,用以封闭土壤。主要作用是:(1)提高土壤温度,抑制水分蒸发,减少热耗,相对提高地温;(2)保持土壤水分,在大田的抑制蒸发率可达60%～80%,土壤0～15厘米土层水分比对照田高19.3%;(3)促使土壤形成团粒结构;(4)减轻水土流失。增温剂喷施于土表后,增加了土层稳固性,可防风固土,减少冲刷,有明显的保持水上、抑制盐分上升的效果。
六、西南玉米雨养旱作增产技术
西南山地玉米常年种植7000万亩左右,目前平均有效灌溉面积不足10%,此外,土壤贫瘠,施肥水平只相当于全国平均水平的79.2%。与此同时,传统的旱坡地耕作技术秸秆还田操作困难,雨季水土流失严重。针对上述问题,通过多年研究和生产实践,形成了西南玉米雨养旱作增产技术。
据四川省农业科学院2003-2008年的定位监测和多点试验,以及各地示范情况,该技术的地表径流比对照(传统耕作)减少67%,土壤含水量平均提高5%~10%,每亩新增蓄集降水10立方米以上,每亩玉米较传统技术增产4.6%~15%,全年每亩增收粮食62公斤,节约用工成本60元,增收节支143元。
1.带植适雨早播技术。玉米带植方式概括起来有宽厢带植型、中厢带植型、窄厢带植型和复种带植。(1)宽厢带植型可采用:小麦玉米各占2米,玉米带内种4行玉米;小麦玉米各占1.67米,玉米带内种4行玉米。适宜于浅丘及平坝三熟制地区,配置中熟紧凑型玉米品种,利用玉米播前的冬春空闲地和收后的秋闲地种植养地的豆科、青饲料等作物,发展粮经饲三元结构。(2)中厢带植型可采用:小麦玉米各占1米,玉米带内种2行玉米;小麦玉米各占0.83米,玉米带内种2行玉米;小麦带宽1.17米,玉米带宽0.83米种2行玉米。适宜在深丘麦(油、洋芋)套玉米及低山区,发展粮饲高产模式,选择中熟、中熟偏晚的大穗型玉米品种春播。(3)窄厢带植型采用小麦玉米带各占0.6米,玉米带内种1行玉米。该方式共生期争光、争肥、争水矛盾突出,只适宜夏播地区“迟中争早”和盆周山区1200米以上一熟有余两熟不足地区,选择中早熟品种,实行马铃薯玉米套作。复种带植,有水稻—冬玉米带植、冬炕土—春玉米带植等方式。播期在避开所在区域主要自然灾害基础上,结合带植方式确定播种期,确保玉米的关键生育期处于水热同步期。
2.垄作(培土)轮耕技术。在旱区采用横坡垄作技术、多雨地区采用垄作培土、玉米播栽免耕等垄播沟覆技术。旱区选用耐旱高产品种如成单30、川单418等,多雨地区选用抗逆耐湿品种如正大619等。主要技术要点是玉米沟底免耕栽种,秸秆沟内覆盖,秋冬季节定向移垄,实现免耕与轮耕有机结合。
3.覆盖保墒栽培技术。(1)全膜增温覆盖技术要点:规范预留行、增温育苗、全膜覆盖、规范移栽;(2)膜侧覆盖栽培技术要点:沟施底肥底水、小垄双行、等雨盖膜、膜侧栽苗;(3)秸秆覆盖技术:整秆行间覆盖、施用腐熟剂。
4.水肥耦合与化控调节技术。以肥调水,以水促肥,充分发挥水肥协同效应和激励机制,对提高西南区玉米的抗旱耐瘠能力和水肥利用效率具有重要作用。技术要点是:在使用传统的氮、磷、钾肥状况下,以“1底2追”的3水3肥水肥耦合管理最佳。具体措施是:结合微型蓄水池就地蓄集降水或者是等雨施肥。亩产500公斤左右的无机纯氮施用总量15~20公斤(磷钾肥均作为底肥一次性施用),按照底肥占30%,拔节肥占20%,孕穗肥占50%施用。若遇干旱可选用成膜反光抗旱剂等叶面喷施,减缓叶片失水。
该雨养旱作增产技术与微型蓄水池就地蓄集降水相结合,更能发挥增产增收作用。
一、选用玉米抗旱品种,锻炼品种的抗旱力
抗旱品种具有适应干旱环境的形态特征。例如种子大,根茎伸长力强,能适当深播;根系发达,生长快,入土深,根冠比值大,能利用土壤深层的水分;叶片狭长,叶细胞体积小,叶脉致密,表面茸毛多,角质层厚。玉米抗旱品种叶片细胞原生质的粘性大,遇旱时失水分小,在干旱情况下气孔能继续开放,维持一定水平的光合作用。
玉米播种前进行种子抗旱锻炼,主要是采用干湿循环法处理种子,提高抗旱能力。方法是将玉米种子在20～25℃温度下水中浸泡两昼夜,捞出后晾干播种。经过抗旱锻炼的种子,根系生长快,幼苗矮健,叶片增宽,含水量较多,一般可增产10%。另外,还可以采用药剂浸种法,用氯化钙1公斤加水100公斤,浸种(或闷种)500公斤,5～6小时即可播种;用琥珀酸溶液浸种12～24小时,使玉米吸足水分后晾干播种;或用20～40ppm萘乙酸浸种,对玉米抗旱保苗也有良好的效果。
二、适期播种,中耕保墒
玉米需水的特点是前期少,后期多,从播种到拔节只占一生需水总量的15%。从拔节到抽穗占40%以上。早作区降雨一般集中在6～8月。因此,利用玉米苗期耐旱的特点,把玉米幼苗期安排在雨季来临之前。例如黄淮海平原种春玉米常遇卡脖旱,种夏玉米又易遭苗期涝害,采用麦田套种,把玉米提前播种在麦垄里,使玉米需水特点与自然降水相吻合。玉米播种时遇到干旱,在干土层超过6厘米、底墒较好的地块,应采取镇压提墒,或借墒播种和造墒播种。在玉米生育期间,重要措施是中耕疏松表土,减少蒸发,特别是雨后及时中耕,有明显的保墒效果。
三、培肥土壤,以肥调水
增施有机肥料,改善物理性状,发挥土壤蓄水、保水、供水的能力,又可以提高玉米的抗旱能力。据试验,玉米根系在高肥地比在低肥地3米土层中,能多利用60毫米的水,约等于一般玉米地全生育期耗水量的1/4,这就是以肥调水。原因是肥地使玉米根系向土壤深层伸展,提高了吸水抗旱能力。旱作玉米的另一项重要经验,就是增施化肥,增加秸秆和根茬还田量,以无机促有机;在轮作制中插入绿肥和豆科作物,肥地养田,提高土壤水分的利用率。
四、秸秆覆盖,深蓄水分
玉米地表覆盖麦秸、麦糠或其它物质,可减少地面水分蒸发,拦截降雨时地面径流,增加土壤水分。据河北省衡水地区试验,7月上旬在玉米行间每亩覆盖麦秸250～500公斤,小麦播种前耕地0～20厘米土层含水量,覆盖地比露地增加4.6%。随着麦秸覆盖量的增加,蓄水保水能力增强。覆盖麦秸不仅使土壤表层蓄水量增加,而且在30厘米土体内每亩多蓄水9.0立方米,1米土体每亩多蓄水21.8立方米。
玉米地覆益麦秸有三种方式。一是在夏玉米播种后覆盖。如山东省滕县在玉米拔节前每亩行间铺碎麦秸或麦糠150～300公斤,玉米收获后用圆盘耙或旋转犁绞耕玉米茬以及腐熟麦秸。二是在小麦收获时留高茬15～20厘米,贴茬播种玉米,待玉米出苗后中耕灭茬1～2次,根茬即可散铺在土壤表面。三是在春玉米收获时粉碎秸秆,覆盖地表越冬。覆盖秸秆应同时施入氮肥,以及防治地下害虫等。
五、用化学制剂保墒增温
化学抗旱制剂在农业上应用,可抑制土壤蒸发和叶片蒸腾,有显著的增温保墒效果。
1.保水剂。保水剂又名吸水剂,是一种新型的功能高分子材料,能够吸收和保持自身重量400～1000倍、最高达5000倍的水分。保水剂有均匀缓慢释放水分的能力,可调节土壤含水量,起到“土壤水库”作用。保水剂可以用于种子涂层、包衣、蘸根等处理方法,据试验,用保水剂(浓度1%～1.5%)给玉米涂层或包衣,提前2～3天出苗,出苗率比对照高6.1%,玉米产量增加8.5%。玉米播种时在穴内每亩施500克保水剂,对玉米出苗和后期生长均有良好作用。
2.抗旱剂。抗旱剂是从风化煤中提取的一种天然腐植酸,含有碳、氧、氢、氮、硫等元素,是种调节植物生长型的抗蒸腾抑制剂。主要作用是:(1)减少植物气孔开张度,减缓蒸发。一般喷洒一次引起气孔微闭所持续的时间可达12天左右,降低蒸腾强度,土壤含水量则提高;(2)改善植株体内水分状况,促进玉米穗分化进程;(3)增加叶片叶绿素含量,有利于光合作用的正常进行和干物质积累;(4)提高根系活力,防止早衰。每亩用抗旱剂50克加水10公斤,在玉米孕穗期均匀喷洒叶片,可使叶色浓绿,叶面舒展,粒重提高,每亩增产7.1%～14.8%。
3.增温剂。增温剂属于农用化学覆盖物,为高分子长碳键成膜物质。喷施在土壤表面,干后即形成一层连续均匀的膜,用以封闭土壤。主要作用是:(1)提高土壤温度,抑制水分蒸发,减少热耗,相对提高地温;(2)保持土壤水分,在大田的抑制蒸发率可达60%～80%,土壤0～15厘米土层水分比对照田高19.3%;(3)促使土壤形成团粒结构;(4)减轻水土流失。增温剂喷施于土表后,增加了土层稳固性,可防风固土,减少冲刷,有明显的保持水上、抑制盐分上升的效果。
六、西南玉米雨养旱作增产技术
西南山地玉米常年种植7000万亩左右,目前平均有效灌溉面积不足10%,此外,土壤贫瘠,施肥水平只相当于全国平均水平的79.2%。与此同时,传统的旱坡地耕作技术秸秆还田操作困难,雨季水土流失严重。针对上述问题,通过多年研究和生产实践,形成了西南玉米雨养旱作增产技术。
据四川省农业科学院2003-2008年的定位监测和多点试验,以及各地示范情况,该技术的地表径流比对照(传统耕作)减少67%,土壤含水量平均提高5%~10%,每亩新增蓄集降水10立方米以上,每亩玉米较传统技术增产4.6%~15%,全年每亩增收粮食62公斤,节约用工成本60元,增收节支143元。
1.带植适雨早播技术。玉米带植方式概括起来有宽厢带植型、中厢带植型、窄厢带植型和复种带植。(1)宽厢带植型可采用:小麦玉米各占2米,玉米带内种4行玉米;小麦玉米各占1.67米,玉米带内种4行玉米。适宜于浅丘及平坝三熟制地区,配置中熟紧凑型玉米品种,利用玉米播前的冬春空闲地和收后的秋闲地种植养地的豆科、青饲料等作物,发展粮经饲三元结构。(2)中厢带植型可采用:小麦玉米各占1米,玉米带内种2行玉米;小麦玉米各占0.83米,玉米带内种2行玉米;小麦带宽1.17米,玉米带宽0.83米种2行玉米。适宜在深丘麦(油、洋芋)套玉米及低山区,发展粮饲高产模式,选择中熟、中熟偏晚的大穗型玉米品种春播。(3)窄厢带植型采用小麦玉米带各占0.6米,玉米带内种1行玉米。该方式共生期争光、争肥、争水矛盾突出,只适宜夏播地区“迟中争早”和盆周山区1200米以上一熟有余两熟不足地区,选择中早熟品种,实行马铃薯玉米套作。复种带植,有水稻—冬玉米带植、冬炕土—春玉米带植等方式。播期在避开所在区域主要自然灾害基础上,结合带植方式确定播种期,确保玉米的关键生育期处于水热同步期。
2.垄作(培土)轮耕技术。在旱区采用横坡垄作技术、多雨地区采用垄作培土、玉米播栽免耕等垄播沟覆技术。旱区选用耐旱高产品种如成单30、川单418等,多雨地区选用抗逆耐湿品种如正大619等。主要技术要点是玉米沟底免耕栽种,秸秆沟内覆盖,秋冬季节定向移垄,实现免耕与轮耕有机结合。
3.覆盖保墒栽培技术。(1)全膜增温覆盖技术要点:规范预留行、增温育苗、全膜覆盖、规范移栽;(2)膜侧覆盖栽培技术要点:沟施底肥底水、小垄双行、等雨盖膜、膜侧栽苗;(3)秸秆覆盖技术:整秆行间覆盖、施用腐熟剂。
4.水肥耦合与化控调节技术。以肥调水,以水促肥,充分发挥水肥协同效应和激励机制,对提高西南区玉米的抗旱耐瘠能力和水肥利用效率具有重要作用。技术要点是:在使用传统的氮、磷、钾肥状况下,以“1底2追”的3水3肥水肥耦合管理最佳。具体措施是:结合微型蓄水池就地蓄集降水或者是等雨施肥。亩产500公斤左右的无机纯氮施用总量15~20公斤(磷钾肥均作为底肥一次性施用),按照底肥占30%,拔节肥占20%,孕穗肥占50%施用。若遇干旱可选用成膜反光抗旱剂等叶面喷施,减缓叶片失水。
该雨养旱作增产技术与微型蓄水池就地蓄集降水相结合,更能发挥增产增收作用。