朱丕生 王瑞英 宋朝玉 王圣健 宮明波 黃俊杰
(青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 山東青島266100)
小麥玉米周年輪作是黃淮海面積最大的糧食作物種植模式。長期以來,以旋耕為主的耕作方式導(dǎo)致土壤耕層變淺、結(jié)構(gòu)變差;以化肥投入為主的施肥方式導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,地力衰退嚴(yán)重;以“一炮轟”、地表撒施追肥為主的施肥方法和過量施肥問題,導(dǎo)致肥料利用率低,生態(tài)環(huán)境脅迫加重;玉米秸稈還田后耕作和施肥技術(shù)不到位導(dǎo)致小麥播種質(zhì)量差、生長發(fā)育受阻、籽粒產(chǎn)量降低;周年秸稈還田后病蟲害防治技術(shù)不到位導(dǎo)致病蟲害逐年加重,以上諸多問題已經(jīng)對小麥玉米周年生產(chǎn)構(gòu)成了很大威脅。
筆者根據(jù)多年技術(shù)研究成果,綜合小麥玉米耕層有機(jī)質(zhì)周年提升技術(shù)、周年高效耕作技術(shù)、周年高效施肥技術(shù)和秸稈還田后病蟲害防治技術(shù),集成并制定了“小麥玉米輪作區(qū)耕層地力周年提升技術(shù)規(guī)程”。采用該技術(shù)規(guī)程,可以有效利用作物秸稈,持續(xù)提高土壤有機(jī)質(zhì),平衡土壤養(yǎng)分,改善土壤物理結(jié)構(gòu),增加土壤蓄水保肥能力,提高肥料養(yǎng)分利用率,減少作物病蟲害,對保障小麥玉米周年穩(wěn)產(chǎn)、高效、綠色、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1.1.1 小麥玉米秸稈還田 小麥秸稈采用粉碎覆蓋還田,玉米秸稈采用粉碎翻耕還田。研究表明,麥秸覆蓋還田能夠減少土壤水分蒸發(fā),增加土壤含水量,利于玉米生長[1];小麥玉米秸稈周年還田可以使土壤有機(jī)質(zhì)含量每年增加0.03~0.05個百分點[2-5]。
1.1.2 增施有機(jī)肥 如果秸稈收獲后作為飼料或其他用途,則施用牛糞、羊糞、豬糞、雞糞等有機(jī)肥。研究表明,通過秸稈還田或增施有機(jī)肥,可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,增加耕層土壤對氮、磷、鉀等大量元素的固持作用和中微量元素含量,降低土壤容重,增加土壤含水量,整體上改善耕層土壤質(zhì)量和蓄肥供肥能力,耕層土壤地力逐年提升。
玉米秸稈粉碎后,采用鏵式犁或柵條犁深翻。小麥?zhǔn)斋@后使用玉米多層施肥精播機(jī)一次性完成深松、多層施肥、單粒精播,進(jìn)行玉米搶茬直播。研究表明,玉米秸稈還田后深翻可以深埋秸稈,提高表層作業(yè)質(zhì)量,利于小麥播種和生長,同時利于秸稈腐爛。連年深翻可以明顯降低土壤容重,提高土壤含水量,改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)[6]。玉米采用深松多層施肥播種機(jī),在完成施肥、播種的同時,改善了播種行的土壤質(zhì)量,利于夏季耕層土壤蓄水。
推薦選擇緩控釋肥、包膜肥料;玉米秸稈粉碎后翻耕前增施氮肥,調(diào)整秸稈的碳氮比,利于秸稈腐爛礦化;玉米采用三層或兩層施肥技術(shù)。研究表明,緩控釋肥和包膜肥料可以緩慢釋放礦物質(zhì)養(yǎng)分,利于作物根系吸收,提高肥料利用率,減少肥料損失。增加施肥層數(shù),采取從上到下、由多到少的肥料配比方式利于根系下扎,提高玉米對肥料的利用率,從而提高產(chǎn)量。
玉米秸稈粉碎還田后翻耕前,噴施殺菌劑、殺蟲劑,主要防治玉米螟、蠐螬、金針蟲和玉米絲黑穗病、莖腐病等病蟲害,切斷其隨秸稈傳播途徑。采取種子包衣,防治土壤病蟲和苗期病蟲危害。玉米播種時或播后,結(jié)合噴施除草劑噴施殺蟲殺菌劑,主要防治草地貪夜蛾、金針蟲、地老虎和小麥絲黑穗病、赤霉病等病蟲害,切斷病害傳播途徑。
本規(guī)程規(guī)定了小麥玉米輪作區(qū)耕層地力提升技術(shù)的術(shù)語和定義、小麥季技術(shù)要點、玉米季技術(shù)要點的技術(shù)要求。本規(guī)程適用于小麥玉米輪作區(qū)耕層地力提升。
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB 4404.1糧食作物種子 第1部分:禾谷類;GB 5084農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);GB 15671農(nóng)作物薄膜包衣種子技術(shù)條件;GB/T 5668旋耕機(jī);GB/T 8321(所有部分)農(nóng)藥合理使用準(zhǔn)則;GB/T 24675.4保護(hù)性耕作機(jī)械圓盤耙;NY/T 496肥料合理使用準(zhǔn)則 通則;NY/T 500秸稈粉碎還田機(jī) 作業(yè)質(zhì)量;NY/T 955谷物(小麥)聯(lián)合收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量;NY/T 996小麥精少量播種機(jī) 作業(yè)質(zhì)量;NY/T 1229旋耕施肥播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)作業(yè)質(zhì)量;NY/T 1276農(nóng)藥安全使用規(guī)范總則;NY/T 1355玉米收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量;NY/T 1409旱地玉米機(jī)械化保護(hù)性耕作技術(shù)規(guī)范;DB37/T 1427黃淮平原區(qū)小麥秸稈機(jī)械化直接還田與配套技術(shù)規(guī)程;DB37/T 1428黃淮平原區(qū)玉米秸稈機(jī)械化直接還田與配套技術(shù)規(guī)程;DB37/T 3508冬小麥寬幅精播高產(chǎn)栽培技術(shù)規(guī)程。
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
耕層地力,又稱土壤肥力,是土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力。土壤肥力是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映,是判斷土壤肥沃性的一個重要指標(biāo)。
2.4.1 玉米秸稈粉碎還田 玉米收獲后,趁玉米秸稈和葉片水分較高盡早使用秸稈還田機(jī)粉碎還田;保證農(nóng)機(jī)與秸稈還田機(jī)動力配套,粉碎后的秸稈長度3~5 cm,且拋撒均勻;趁秸稈水分較高,盡早施肥、翻耕。玉米秸稈機(jī)械化直接還田按照DB37/T 1428標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,秸稈粉碎還田機(jī)作業(yè)質(zhì)量應(yīng)符合NY/T 500的要求。
(1)補(bǔ)施氮肥。翻耕前,按照每100 kg干秸稈補(bǔ)施純氮0.6~0.7 kg(折合尿素1.3~1.5 kg),即每畝可撒施3~5 kg純氮(折合尿素6~8 kg),玉米產(chǎn)量高則補(bǔ)施氮肥多,以加快秸稈腐熟。
(2)滅菌殺蟲。翻耕前,每畝撒施3%辛硫磷顆粒劑3~5 kg,或者使用48%的辛硫磷乳油500 mL兌水1~2 kg稀釋與20~50 kg細(xì)沙或細(xì)土拌勻后再與2~5 kg 70%甲基托布津可濕性粉劑拌勻,均勻撒施于地表,防治黏蟲、紅蜘蛛蟲卵、金針蟲和絲黑穗病、大小斑病等病原菌。農(nóng)藥的使用應(yīng)符合GB/T 8321的要求。如果玉米病蟲害特別嚴(yán)重,則把秸稈清出田塊另作他用。
2.4.2 增施有機(jī)肥 如果玉米秸稈移出田塊,則需增施有機(jī)肥??蛇x用商品有機(jī)肥或腐熟后的干雞糞、干羊糞,每畝施用500~1 000 kg;或選用腐熟后牛馬糞,每畝施用5~8 m3。人工撒施或使用施肥機(jī)均勻施用。
2.4.3 化肥用量 根據(jù)地塊往年產(chǎn)量水平,確定基本化肥施用量(表1)。肥料選擇應(yīng)符合NY/T 496的要求。根據(jù)土壤養(yǎng)分測試結(jié)果,對照土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)(表2),適當(dāng)增加和減少對應(yīng)養(yǎng)分量,選擇養(yǎng)分比例合適的復(fù)合肥或緩/控釋肥。如果土壤某養(yǎng)分含量達(dá)到“很豐富”以上水平,可適當(dāng)減少該養(yǎng)分肥料用量;土壤某養(yǎng)分達(dá)到“缺乏”以下水平,要適量增加該養(yǎng)分肥料用量。如果種植高筋高蛋白小麥品種,氮肥用量每畝增加純氮1~2 kg。如果選擇普通化肥,采取“基肥+追肥”方式施肥,則按表3推薦的肥料配比和用量進(jìn)行施肥。50%氮肥和全部磷鉀肥作基肥,肥料品種為普通復(fù)合肥;50%氮肥作追肥,肥料品種為尿素。如果選擇緩/控釋肥,則按表4推薦的肥料配比和用量進(jìn)行施肥。
表1 小麥推薦化肥施用量
表2 第2次國家土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)
表3 小麥“基肥+追肥”方式推薦肥料用量
表4 小麥緩/控釋肥推薦肥料用量
2.4.4 施肥整地 基肥采用人工撒施,或施肥機(jī)撒施,或使用帶有施肥料斗的旋耕機(jī)隨旋耕作業(yè)一起施用。如果秸稈粉碎還田,則首先使用鏵式犁或柵條犁深翻,深度25~30 cm。推薦使用帶有副犁的大型犁,可以把秸稈深埋,提高表層土壤質(zhì)量,利于小麥播種和小麥生長。然后使用帶有鎮(zhèn)壓輪的旋耕機(jī)進(jìn)行表土整理(或同時施入底肥)1~2遍,達(dá)到地表平整、上松下實。如果秸稈移出田塊,每2~3年進(jìn)行1次翻耕,翻耕后再旋耕1~2遍。不進(jìn)行翻耕年份,可直接旋耕1~2遍,也可以使用聯(lián)合整地機(jī)進(jìn)行整地。旋耕作業(yè)應(yīng)符合GB/T 5668的規(guī)定。
2.4.5 品種選擇 結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件、地力基礎(chǔ)、灌溉情況等因素選用抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的中多穗型品種。種子質(zhì)量應(yīng)符合GB 4404.1的規(guī)定。
2.4.6 種子處理 使用病蟲兼治型高效低毒種衣劑進(jìn)行種子包衣,防治苗期病蟲害。種子包衣劑應(yīng)符合GB 15671的規(guī)定。
2.4.7 播種
(1)土壤墑情。在保墑或造墑的基礎(chǔ)上,使0~20 cm土壤水分含量達(dá)到田間持水量的75%~80%,機(jī)械播種。墑情差、時間不足的,可在播種后澆蒙頭水,表土干皮時,及時摟土填縫保墑,輔助出苗。灌溉水應(yīng)符合GB 5084的規(guī)定。
(2)播種時間。小麥要適期播種。小麥在日平均氣溫16~18℃播種冬性品種,從播種到越冬開始(12月1日左右),以0℃以上積溫為650℃·d左右為宜。
(3)播種方式。推薦使用寬行寬幅免耕播種機(jī)播種,30 cm等行距,苗帶8~10 cm;要求下種均勻,深淺一致,播種深度3~5 cm。小麥播種機(jī)必須帶鎮(zhèn)壓裝置,并正確調(diào)整壓力彈簧。播種按照DB37/T 3508的要求進(jìn)行,播種質(zhì)量應(yīng)符合NY/T 996的規(guī)定。
(4)播種量。小麥播種量應(yīng)以保證實現(xiàn)一定數(shù)量的基本苗數(shù)、冬前分蘗數(shù)、年后最大分蘗數(shù)及穗數(shù)為原則。中多穗型品種每畝基本苗12萬~15萬,根據(jù)品種出苗率、千粒重計算播種量。每畝播種量(kg)=[基本苗(萬)×千粒重(g)×100]/[種子發(fā)芽率×田間出苗率(%)]。如果秸稈還田效果不理想,要在常規(guī)播量基礎(chǔ)上增加10%~20%。播期延遲,則要相應(yīng)增加播量,適宜播期后每增加1 d,播量增加0.5 kg/畝,但每畝基本苗不超過35萬。
2.4.8 田間管理
(1)雜草防治。在冬前3~5葉期噴施化學(xué)除草劑,小麥除草劑可以選擇2甲4氯鈉、苯磺隆、精惡唑禾草靈、炔草酯等除草劑及復(fù)配劑。注意除草劑要求的小麥生育期和氣溫條件,防止出現(xiàn)藥害。噴藥前后2~3 d日均溫10℃以上天氣均勻噴霧施用。
(2)苗情管理。合理群體結(jié)構(gòu)動態(tài)指標(biāo):中多穗型品種每畝基本苗12萬~15萬,冬前總莖數(shù)為計劃穗數(shù)的1.2~1.5倍,春季最大總莖數(shù)為計劃穗數(shù)的1.8~2.0倍。中穗型品種每畝穗數(shù)40萬~45萬穗;多穗型品種每畝穗數(shù)50萬~52萬穗。
(3)水肥管理。提倡重施拔節(jié)肥水,根據(jù)土壤墑情,澆好孕穗或灌漿水。麥田群體適中或偏小的可在拔節(jié)前期施用肥水;群體偏大可在拔節(jié)后期施用肥水。結(jié)合澆水,開溝追施氮肥。高產(chǎn)栽培小麥拔節(jié)以后高效低耗的水分管理指標(biāo):從孕穗到開花,1 m深土層保持田間持水量的70%~75%,籽粒形成期間60%~70%,灌漿期50%~60%,成熟期間降到40%~50%。
(4)病蟲防治。于抽穗期進(jìn)行病蟲“一噴三防”綜合防治。主要使用三唑酮(防治白粉病、銹病)、戊唑醇(防治白粉病、銹病)、多菌靈(防治赤霉?。⑦料x啉(防治蚜蟲)、磷酸二氫鉀(防干熱風(fēng))等藥劑進(jìn)行綜合防治。農(nóng)藥的使用應(yīng)符合GB/T8321與NY/T 1276的要求。
(5)應(yīng)急管理。小麥生育期間遭遇干旱、倒春寒、冰雹、干熱風(fēng)、臺風(fēng)或者特發(fā)病蟲害等自然災(zāi)害時,要啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案,及時防控,并采取相應(yīng)補(bǔ)救措施,以盡可能減輕自然災(zāi)害帶來的損失。
2.4.9 適時收獲和小麥秸稈還田 小麥蠟熟末期為適宜收獲期。提倡用聯(lián)合收割機(jī)收割,收獲后及時晾曬。小麥留茬盡量要低,不高于15 cm。小麥聯(lián)合收獲機(jī)須帶有秸稈粉碎拋撒機(jī),推薦選擇在收割機(jī)尾部進(jìn)行秸稈粉碎拋撒作業(yè)的聯(lián)合收割機(jī),保證秸稈粉碎長度不超過10 cm,且拋撒均勻。如果秸稈直接拋撒不均勻,需要人工整理,利于后茬玉米的播種作業(yè)。進(jìn)行小麥?zhǔn)斋@和秸稈機(jī)械還田應(yīng)按照DB37/T 1427執(zhí)行,小麥?zhǔn)斋@質(zhì)量應(yīng)符合NY/T 955的規(guī)定。如果小麥留茬較高或秸稈量較大,可用圓盤耙或旋耕機(jī)進(jìn)行耙耕和旋耕,表層不低于8 cm,將小麥殘茬和雜草切碎,并與土壤混合均勻。田間作業(yè)應(yīng)符合GB/T 24675.4或GB/T 5668的規(guī)定。
2.5.1 施肥量 根據(jù)地塊往年產(chǎn)量水平,確定化肥施用量。每畝配施硫酸鋅1~2 kg。根據(jù)土壤養(yǎng)分測試結(jié)果,對比土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)(表2),適當(dāng)增加和減少對應(yīng)養(yǎng)分量,選擇符合氮磷鉀配比的緩/控釋肥或復(fù)合肥品種。推薦選用玉米專用緩/控釋肥,肥料氮磷鉀配比28∶7∶9,施肥量為每畝40~50 kg。如果選用普通化肥,采用“基肥+追肥”結(jié)合方式施肥,按表5進(jìn)行實施。50%氮肥和全部磷鉀肥作基肥,肥料為普通復(fù)合肥;50%氮肥作追肥,肥料為尿素。
表5 玉米“基肥+追肥”方式肥料推薦用量
2.5.2 品種選擇 玉米應(yīng)選用高產(chǎn)、抗病、抗倒伏、后期脫水快、適于機(jī)械收獲的密植型中早熟品種。種子質(zhì)量應(yīng)符合GB 4404.1的規(guī)定。
2.5.3 種子處理 種子使用殺菌殺蟲復(fù)合種衣劑包衣,防治苗枯病、地老虎、金針蟲、地老虎和苗期蚜蟲等病蟲害。種子包衣劑應(yīng)符合GB 15671的規(guī)定。
2.5.4 施肥和播種 使用玉米深松多層施肥精播機(jī)一次性完成深松、多層施肥、單粒精播、擠壓覆土、重鎮(zhèn)壓等工序,作業(yè)質(zhì)量應(yīng)符合NY/T 1229的要求。推薦三層施肥或兩層施肥。肥料入土深度:上層8~10 cm,中層15~17 cm,下層22~25 cm。三層施肥的肥料用量上、中、下比例為7∶5∶3,兩層施肥的肥料用量上、中比例為2∶1。增加施肥深度利于根系下扎,促進(jìn)玉米對土壤養(yǎng)分的吸收。深松鏟調(diào)整深度25~28 cm。深松施肥行與播種行錯開8~10 cm。播種行距采用60 cm等行距或80 cm/40 cm大小行。種子播深3~5 cm。中大穗型玉米品種每畝留苗4 200~4 500株,耐密型品種每畝留苗4 800~5 000株。播種密度比留苗密度每畝增加200~300株。播種機(jī)須具有秸稈撥開裝置和寬幅鎮(zhèn)壓輪,撥開秸稈可以防止堵塞,寬幅鎮(zhèn)壓輪可以壓實播種行和深松施肥行,保證壓緊深松后的大縫隙,減少苗期土壤水分蒸發(fā)。搶茬播種后澆蒙頭水造墑,促進(jìn)種子發(fā)芽出苗。
2.5.5 田間管理
(1)雜草和苗期蟲害防治。玉米播種后出苗前噴施封閉式化學(xué)除草劑,或者3~5葉期噴施苗后化學(xué)除草劑。結(jié)合噴施除草劑,同時噴施氯氰菊酯或毒死蜱等農(nóng)藥,防治二點委夜蛾、地老虎等害蟲。
(2)苗情管理。3葉,期間苗,5葉期定苗,及時查苗補(bǔ)苗,拔除小弱病株,達(dá)到苗齊苗壯,提高群體整齊度。
(3)水肥管理。如果基肥施用的是緩/控釋肥,則不需要追肥。如果基肥施用的是普通復(fù)合肥,則需在大喇叭口期追施氮肥。追肥量為總施氮肥的50%,追肥方式為開溝追肥。在拔節(jié)期水分含量低于60%要及時灌溉,開花散粉后,田間“見濕不見干”,保證充足水分供應(yīng)。
(4)病蟲防治。玉米3~5葉期是粗縮病、矮花葉病的易感期。及時噴施吡蟲啉等農(nóng)藥防治田塊及其周圍的灰飛虱、蚜蟲等,減輕病毒性病害的發(fā)生。在小口期(第9~10葉展開)防治玉米螟、棉鈴蟲、甜菜夜蛾,可選擇四氯蟲酰胺、甲氨基阿維菌素甲酸鹽、氯蟲苯酰胺等農(nóng)藥噴霧防治。草地貪夜蛾全生育期都會發(fā)生為害玉米,重點觀測和及時防治,可交替使用甲維·茚蟲威、甲維·氯氰菊酯、四氯蟲酰胺、氯蟲苯酰胺等農(nóng)藥進(jìn)行防治。農(nóng)藥的使用應(yīng)符合GB/T 8321與NY/T 1276的要求。
(5)應(yīng)急管理。玉米生育期間應(yīng)做好苗期防倒、病蟲害的檢測預(yù)警預(yù)防工作,要做好“旱澆、澇排、倒伏”等常規(guī)災(zāi)后補(bǔ)救措施。
2.5.6 適時收獲 玉米成熟期即籽粒乳線基本消失、基部黑層出現(xiàn)時收獲。提倡機(jī)械收獲后及時晾曬。機(jī)械化收獲作業(yè)質(zhì)量符合NY/T 1355和NY/T 1409的規(guī)定。