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与流程

1.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：

2.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。


技术实现要素：

3.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。
4.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：
5.1)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；
6.2)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；
7.3)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；
8.4)在出苗后进行灾害防治；
9.5)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；
10.6)夏玉米采用一次性施肥、一次性补水。
11.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；
12.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％；
13.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；
14.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；
15.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。
16.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。
17.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；
18.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；
19.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；
20.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；
21.所述配合增密为增加播种量，使每亩基本苗达到40-45万苗；
22.所述窄行匀播为小行距均匀播种；
23.具体的，所述小行距为行距13～15厘米；
24.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；
25.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。
26.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。
27.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；
28.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。
29.所述窄行匀播为小行距均匀播种；
30.具体的，所述小行距为行距13～15厘米；
31.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；
32.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。
33.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；
34.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；
35.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。
36.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％；
37.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。
38.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
39.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
40.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。
41.实施例1
42.2016-2017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。
43.2016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。
44.2016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。
45.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。
46.2017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。
47.2017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。
48.2017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。
49.2017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。
50.2017年10月2日，夏玉米收获。
51.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
[0052][0053]
注：不同字母表示灌溉模式之间具有显著性的差异(p《0.05).
[0054]
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。