一種農(nóng)作物根域土壤的調(diào)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和園藝生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)作物根域土壤的調(diào) 控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤是農(nóng)作物賴以生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，耕層土壤物理性狀的變化影響土壤中水的滲透與 流動(dòng)、氣體擴(kuò)散、礦化過(guò)程、生物數(shù)量、酶活性和作物生長(zhǎng)過(guò)程。土壤調(diào)控技術(shù)在很大程度上 通過(guò)調(diào)控土壤環(huán)境影響作物生長(zhǎng)，調(diào)控方法合理將會(huì)持續(xù)提高農(nóng)田土壤肥力，增加作物產(chǎn) 量，并且能夠防止農(nóng)田水土流失；調(diào)控方法不合理將導(dǎo)致土壤質(zhì)量持續(xù)劣變，降低土壤中水 分和肥料的利用效率，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。近年來(lái)，旋耕技術(shù)由于成本低廉，在我國(guó)黃淮海地區(qū) 得到大面積的推廣和應(yīng)用，逐漸取代畜力和拖拉機(jī)翻耕技術(shù)。同時(shí)，隨著農(nóng)民收入的多元 化，農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重視程度日趨降低，過(guò)去施用農(nóng)家肥、施用綠肥、輪作倒茬、客土改良 等措施已經(jīng)很難見(jiàn)到。但是，這樣的土壤管理措施會(huì)帶來(lái)農(nóng)田土壤板結(jié)、犁底層上移、土壤 有機(jī)質(zhì)含量下降等問(wèn)題，致使農(nóng)田土壤質(zhì)量退化。該問(wèn)題主要表現(xiàn)在肥料利用效率低下和 作物生長(zhǎng)受限制兩個(gè)方面：一是農(nóng)田土壤質(zhì)量退化會(huì)降低農(nóng)田中肥料的肥效，具體表現(xiàn)是 我國(guó)農(nóng)田中肥料的利用效率持續(xù)下降，當(dāng)前在我國(guó)每公斤化肥生產(chǎn)的糧食不足19kg，而該 效益正以每年lkg的速度下降。二是農(nóng)田土壤質(zhì)量退化限制玉米根系在土壤中的伸展和下 扎，根系吸收營(yíng)養(yǎng)范圍減少，并且容易引起玉米的倒伏和早衰。2008年國(guó)家現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技 術(shù)體系的調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)田普遍存在土壤耕層變淺、結(jié)構(gòu)緊實(shí)、有效土壤數(shù)量少等問(wèn)題，這 些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田土壤水、肥、氣、熱供給不協(xié)調(diào)，限制作物根系生長(zhǎng)發(fā)育。因此，開(kāi)發(fā)一種 能夠緩解農(nóng)田土壤質(zhì)量退化問(wèn)題、提高肥料利用率、降低肥料用量的農(nóng)田土壤管理技術(shù)對(duì) 于實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要。
[0003] 在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下，緩解土壤質(zhì)量退化問(wèn)題的方法主要有施用肥料、農(nóng)藥、 耕作、客土、秸桿和土壤保水劑等措施。國(guó)內(nèi)外以整塊農(nóng)田為對(duì)象開(kāi)發(fā)土壤質(zhì)量調(diào)控技術(shù)的 研究較多，基本明確了耕作方法和秸桿還田在緩解土壤質(zhì)量退化方面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但是， 這些研究均不能有效緩解土壤質(zhì)量退化對(duì)肥料利用率的負(fù)面效應(yīng)。這是因?yàn)橥寥蕾|(zhì)量退化 限制玉米根系生長(zhǎng)，根量減少和根系伸展范圍縮小降低玉米吸收土壤養(yǎng)分的能力，最終表 現(xiàn)為肥料利用效率下降和施肥量增加。因此，在當(dāng)前的農(nóng)田土壤質(zhì)量條件下提高肥料利用 率和降低肥料施用量，必須為玉米生長(zhǎng)營(yíng)造一個(gè)高質(zhì)量的根域土壤。而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)思 維，均是以整塊農(nóng)田為調(diào)控對(duì)象。如施用肥料、農(nóng)藥、客土、土壤保水劑用量等物料和耕作等 措施均會(huì)涵蓋整塊農(nóng)田，而這樣的做法會(huì)降低各項(xiàng)措施的有效性。因?yàn)樽魑锔翟谵r(nóng)田土 壤中的分布不均一，即農(nóng)田中不同區(qū)域的土壤對(duì)作物生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)不同。因此，將肥料、農(nóng)藥 和客土等物料投入到整塊農(nóng)田上會(huì)降低其有效性。
[0004] 綜上所述，針對(duì)當(dāng)前農(nóng)田土壤質(zhì)量退化帶來(lái)的一系列問(wèn)題，目前還沒(méi)有一個(gè)能夠 有效提高肥料利用效率、降低肥料施用量的土壤調(diào)控技術(shù)。本發(fā)明將農(nóng)田土壤劃分為作物 根域土壤和非根域土壤，將耕作、肥料、客土、秸桿和土壤保水劑精確投放到作物根域土壤 中，通過(guò)提高作物根域土壤質(zhì)量來(lái)培育強(qiáng)壯的玉米根系，通過(guò)強(qiáng)壯的玉米根系和強(qiáng)大的土 壤保肥能力來(lái)提高肥料利用率，最終實(shí)現(xiàn)降低肥料用量的目的。同時(shí)，相對(duì)較小的作物根域 土壤區(qū)域也使得減少肥料用量成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種農(nóng)作物根域土壤的調(diào)控方法，本發(fā)明能夠緩 解當(dāng)前農(nóng)田土壤退化帶來(lái)的肥料利用效率下降的問(wèn)題，適用于大田作物生產(chǎn)領(lǐng)域。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 本發(fā)明提供了一種農(nóng)作物根域土壤的調(diào)控方法，包括如下步驟： (1) 秸桿還田是在前茬作物收獲之后，將秸桿打碎平鋪在整塊農(nóng)田表面； (2) 農(nóng)田中規(guī)劃出調(diào)控區(qū)和非調(diào)控區(qū) a. 規(guī)劃作物布局：根據(jù)選擇的作物品種，按照建議的種植密度，計(jì)算出植株株距； b. 確定作物根域土壤調(diào)控區(qū)和非調(diào)控區(qū)： 以植株行為中線、左右的寬度各為5~15cm、深度為20~30cm作為調(diào)控區(qū)，調(diào)控區(qū)以外的 土壤區(qū)域?yàn)榉钦{(diào)控區(qū)；作物種植于調(diào)控區(qū)； (3) 調(diào)控區(qū)內(nèi)的秸桿翻埋還田，調(diào)控區(qū)土壤翻耕是將調(diào)控區(qū)土壤表面的秸桿混入土壤， 也可以根據(jù)需要，增加或減少調(diào)控區(qū)土壤中秸桿的用量；非調(diào)控區(qū)秸桿覆蓋還田；肥料的 用量及農(nóng)藥的用量均按照生產(chǎn)習(xí)慣或推薦用量確定，農(nóng)藥和肥料均結(jié)合耕作施于調(diào)控區(qū)土 壤中； (4) 如果農(nóng)田土壤太黏，即粒徑小于0. 002mm的土壤顆粒含量大于25wt%，需要往農(nóng)田 中摻沙，每畝的習(xí)慣用量為2~3立方米；如果土壤是沙地，即粒徑介于2~0. 02mm的土壤顆 粒含量大于55wt%，容易漏水漏肥，需要往沙地里面摻黏土，每畝的習(xí)慣用量是2~3立方米； 先將沙或黏土，撒在調(diào)控區(qū)土壤表面，結(jié)合耕作將其混入調(diào)控區(qū)土壤中； (5) 土壤保水劑的用量為每畝7~10公斤，先將保水劑撒在調(diào)控區(qū)土壤表面，結(jié)合耕作 將其混入調(diào)控區(qū)土壤中；其它種植指標(biāo)均按照常規(guī)種植方法進(jìn)行； (6) 播種：調(diào)控區(qū)的中線就是植株的行向，沿著中線每隔15~30cm播種作物種子； (7) 播種工作完成后，澆蒙頭水，其他的田間管理措施和一般的作物田管理方法一致。
[0007]秸桿還田主要是確定秸桿的還田量和還田方法。一般情況下秸桿是全量還田，也 可以增加或者減少秸桿的量。因?yàn)榻諚U上帶有蟲(chóng)卵和病菌，考慮到病蟲(chóng)害等因素，還田前要 往秸桿上噴灑一定量的農(nóng)藥。還田方法可以采用翻埋還田或者是覆蓋還田。如果是翻埋還 田就要在耕作前將秸桿平鋪在調(diào)控區(qū)土壤表面，如果是覆蓋還田則應(yīng)該在耕作后將秸桿平 鋪在調(diào)控區(qū)土壤表面。
[0008]根據(jù)農(nóng)田土壤特點(diǎn)用耕作、肥料、客土、秸桿和土壤保水劑對(duì)調(diào)控區(qū)土壤進(jìn)行處 理，而非調(diào)控區(qū)土壤預(yù)留出來(lái)不做處理。所述客土一般指沙子或黏土。
[0009]根據(jù)實(shí)際耕作需要測(cè)定土壤養(yǎng)分含量：根據(jù)玉米生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分量，計(jì)算出需 要施用的肥料的量，然后折算成尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀等單質(zhì)肥料的用量，將這些肥料混 勻后就可以結(jié)合耕作施入調(diào)控區(qū)土壤中。
[0010] 如果耕作機(jī)械帶有自動(dòng)施肥、施藥裝置的，也可以將上述物料裝在拖拉機(jī)上，調(diào)好 下料速度，隨著耕作的進(jìn)行這些物料將被均勻的混入調(diào)控區(qū)土壤中。 toon] 根據(jù)農(nóng)田土壤特點(diǎn)和當(dāng)?shù)貧夂驐l件選擇適宜的耕作方式，耕作方式為旋耕、淺翻 耕或深翻耕。
[0012] 所述肥料為尿素、碳銨、磷酸一銨、磷酸二銨、鈣鎂磷肥、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀、硫酸 鉀、有機(jī)肥料、微生物肥料、復(fù)合肥和復(fù)混肥中一種或一種以上。
[0013] 根據(jù)土壤病蟲(chóng)害發(fā)生特點(diǎn)確定農(nóng)藥配方和用量，所述農(nóng)藥為克線磷、甲基異硫磷、 辛硫磷、乙蒜素、生石灰和惡霜嘧銅菌酯中的一種或一種以上。
[0014] 根據(jù)土壤質(zhì)地特點(diǎn)確定是否施用土壤保水劑、細(xì)沙、黏土及其用量。
[0015]該方法適用于玉米、棉花和煙草。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明具有降低作物生產(chǎn)過(guò)程中的肥料施用量、提高肥料利用等特點(diǎn)，特別適用于大 田作物。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但是并不限制本發(fā)明的內(nèi)容： 實(shí)施例1 一種適用于鄭單958玉米生產(chǎn)根域土壤的調(diào)控方法，包括如下步驟： (1) 秸桿還田是在前茬作物收獲之后，將秸桿打碎平鋪在整塊農(nóng)田表面； (2) 農(nóng)田中規(guī)劃出調(diào)控區(qū)和非調(diào)控區(qū) a. 規(guī)劃玉米在農(nóng)田中的布局：根據(jù)選擇的玉米品種，按照建議的種植密度，計(jì)算出玉 米的株距；鄭單958建議種植密度為4500株/畝，則可以按照667m2 (-畝地的面積）+ (4500(每畝的株數(shù)）X0.6m(行距）） b. 確定玉米根域土壤調(diào)控區(qū)和非調(diào)控區(qū)： 以玉米株行為中線、左右的寬度各為5~15cm、深度為20~30cm作為調(diào)控區(qū)，調(diào)控區(qū)以外 的土壤區(qū)域?yàn)榉钦{(diào)控區(qū)；玉米種植于調(diào)控區(qū)； (3) 調(diào)控區(qū)內(nèi)的秸桿翻埋還田，調(diào)控區(qū)的秸桿結(jié)合翻耕被混入土壤，也可以根據(jù)需要， 增加或減少調(diào)控區(qū)土壤中秸桿的用量；非調(diào)控區(qū)秸桿覆蓋還田；肥料的用量及農(nóng)藥的用量 均按照生產(chǎn)習(xí)慣或推薦用量確定，農(nóng)藥和肥料均結(jié)合耕作施于調(diào)控區(qū)土壤中； 如玉米在河南地區(qū)的肥料配方一般為N:P205:K20=20: 10:10,即每畝用N20公斤，P205 10公斤，K20 10公斤。然后按照尿素含N量46%折算尿素的用量，|丐鎂磷肥含P205量13% 折算鈣鎂磷肥用量，氯化鉀含K20量50%折算氯化鉀用量；也可以直接施用玉米專用肥每畝 地一袋（80或100斤）；可以在結(jié)合耕作將所有化肥混入調(diào)控區(qū)土壤中； 農(nóng)藥的用量直接參考農(nóng)藥的說(shuō)明書(shū)確定每畝的用量是多少克或多少毫升；具體操作是 將農(nóng)藥和8~15公斤的土壤混勻，灑在調(diào)控區(qū)土壤表