玉米滴灌种植与应用推广中存在的主要问题
2017-04-09李乐
李 乐
(河南省许昌市农业科学研究所,许昌 461000)
玉米的滴灌种植技术是近年来迅速发展的一项新技术,它是通过滴灌带把水直接送到玉米的根部区域,较少了灌水过程中水分流失,大幅度提高玉米对水分的利用效率[1],使得玉米耗水量大幅度较少,是目前最为节水的一种灌溉技术。玉米滴灌种植技术不仅能节约用水、提高水分利用效率还能有效减少肥料使用,此外,它还能起到增加土壤温度,保护土壤墒情等作用,而且滴灌技术和施肥结合还能实现水肥一体,水分和养分同步供给给作物[2]。大大提高了水分和养分的利用效率,这对旱区的玉米产业的可持续发展具有重要意义。
1 玉米滴灌种植技术
1.1 种植地环境
玉米种植对地理气候条件、土壤条件和水源都有一定的要求。首先种植地的年平均气温应在7~9℃,而且大于10℃的年有效积温应大于2 800℃,年日照时数达到2 800 h[3]。
种植地土壤除了要满足国家环境土壤质量标准以外,还应满足土层深厚、地力均衡、质地良好、土质疏松,土壤中的全盐含量应小于2 g/kg,土壤的pH应在7.0~8.5之间。水源水质除满足国家标准之外,为了保证滴灌不堵塞,还应满足水体浊度小于150NTU,泥沙含量也应小于100 mg/L,pH应在6.5~8.5之间。
1.2 田间技术
1.2.1 播种前准备
种子是玉米高产、稳产、优质的根本所在,因此种子的选择尤为重要。种子应选择适宜旱区推广的高产、优质、抗逆性强、株型紧凑、茎节间粗短、适宜密植、抗倒伏的优良品种。
基肥一般叫底肥,是在播种前施用的肥料。它主要是供给玉米整个生长期中所需要的基础养分,为玉米生长发育创造良好的土壤条件,也有改良土壤、培肥地力的作用。选择腐熟有机肥作为玉米的基肥,
结合秋翻地或春翻地施用,施肥量应根据土壤原始肥力决定,对于肥力较高的土壤,施用腐熟有机肥的量应在15 t/hm2上下,对于肥力较差的土壤,施用腐熟有机肥的量应在30~45 t/hm2之间,而对于中等肥力的土壤,施用腐熟有机肥的量应在每667 m220~30 t/hm2之间,腐熟有机肥的施量过多不仅会造成浪费而且对土地还会造成污染,因此,土地翻耕施基肥前应准确摸清土壤肥力情况,根据土壤肥力情况决定腐熟有机肥的施用量。
种肥是指与播种同时施下的肥料。种肥是最经济有效的施肥方法。它是在玉米播种时,将肥料施于玉米种子附近供给玉米生长初期所需的养料。由于肥料直接施于玉米种子附近,要严格控制用量和选择肥料品种,以免引起烧种、烂种,造成缺苗断垄。对于玉米来说选用磷酸二胺作为种肥,在机械播种作业时与玉米种子一起施入播种沟内,施用量可按照75~120 kg/hm2的量施用。
1.2.2 耕地准备
玉米种植的田面应尽量平坦,地势保持均衡,土层保证有一定的深厚,土壤结构良好,土壤熟化程度好,活土层深厚、疏松、基础肥力好,而且要考虑灌排方便。
前茬收获后要进行深耕灭茬,残余秸秆等要在深耕前进行粉碎,耕作深度保持30 cm左右,深耕时要保持耕作深度一致,翻垡均匀,不落沟,不漏犁。
玉米播前还应进行整地作业,采取大方耥对角耥地,边缘顺耥,使田面平整,土块细碎,上虚下实,达到“齐、平、松、碎、净、墒”的标准的待播状态[4]。
1.2.3 机械准备
玉米播种作业前,应按照规定的播种密度、播种深度,调整好机具,装好滴灌带、地膜、种子、化肥和除草剂,准备播种作业。
如果采用膜下滴灌种植的方式,地膜应选用环保型地膜,白色,厚度应大于0.01 mm,膜宽为90 cm。播前如果墒情好,播后有灌溉水源保证的地块可以选择不做覆膜种植。
1.2.4 玉米播种作业
玉米播种时间的时间选择与气温有密切的关系,玉米播种时平均气温应稳定在12℃以上,地下5~10 cm地温应稳定在10℃以上才可播种。根据经验旱区玉米的播期大概在为4月15~25日之间,最迟的播种时间为5月15日[5]。
玉米播种机械可采用用玉米膜下滴灌多功能联合作业气吸式精良单粒点播机与拖拉机配套使用,这种机械可以实现开沟、施肥、播种、大药、铺带、覆膜、覆土等工作一次性完成。此外,玉米机械化播种应保证播种机械行走速度在3~6 km/h之间,可根据播种技术要求具体确定。
玉米播种时膜边覆土厚度要求3~5 cm之间,机手和辅助人员应随时检查作业质量,发现质量不合格的应及时处理;每隔300~400 cm压一条土带,避免在大风天气下,地膜被刮起发生掲膜现象。如果播种后遇到下雨,由于雨水沿着膜孔进入地膜,会造成膜孔附近土壤板结,这种情况应该及时对膜孔附近板结土壤进行破碎,以利于玉米出苗。
玉米播种时应根据土质及土壤墒情确定适宜的播种深度。如果采用干播湿出的播种方式,其播种深度应为3~5 cm之间,灌过冬水或者播种时土壤墒情较好时播种深度可以在5~10 cm之间。
播种作业还应做到播行顺直,行距一致,播种量准确,落粒均匀,不漏播,不重播,深浅一致,覆土良好。灌过冬水或播种时土壤墒情较好的,将种子播至湿土层,确保种子紧贴湿土,播后随机镇压。
1.2.5 玉米中耕
如果玉米滴灌种植采用裸地滴灌的种植方式,可以在苗期进行中耕,玉米的苗期一般在每年的4~5月,期间可以进行2~3次的中耕,第一次中耕可在定苗时进行,即在玉米苗长到3~4个叶子时浅耕约3~5 cm,第二次中耕应比第一次中耕加深,约为5~10 cm,第三次中耕可在6月上旬进行,耕作深度应进一步加深,约为10~15 cm,由于苗期时低温较低,对于苗势不良的地块应加大中耕频率,增加中耕次数。
对于采用膜下滴灌的种植方式种植的玉米,可不进行中耕。
1.2.6 病虫害防治问题
玉米的病虫害防治措施有很多,在防治病虫害的同时应尽量选用污染小的防治方式,保护自然环境。减少使用化学防治,多使用农业防治、物理防治及生物防治 3种措施[6],在降低病虫害所带来的危害同时也可以避免化学药剂在土壤中残留污染环境。
1.2.7 玉米收获
玉米的收获时间在9月下旬至10月上旬,收获的机械应选用适用于宽窄行种植的机械进行收获。
1.3 玉米种植方式
玉米种植方式应采用单株、宽窄行种植,宽行距离应保持在75 cm左右,窄行距离应保持在35 cm左右,平均的行距应保持在55 cm左右,株距应保持在20 cm左右,种植密度为8万~10万株/hm2之间。播种量是指单位面子所用种植的数量,它可以根据种植密度来确定,玉米的播种量一般为30~45 kg/hm2之间,具体的播种量可按照公式计算[7]。
M:播种量,kg/hm2;m:每公斤种子粒数,个/kg;n:计划种植密度,株/hm2;l:种子纯净度;η:种子发芽率。
1.4 原水处理
原水经过过滤设备处理后应满足水体浊度小于150NTU,含沙量小于100 mg/L。原水处理的模式为:原水经过加压设备进入过滤设备,经过滤设备过滤都达到要求的水送入管网,通过管网末端的滴头进入玉米的根部。这里的过滤设备可以采用“砂石过滤器+叠片过滤器”的组合形式也可以采用“砂石过滤器+网式过滤器”的组合形式。
1.5 田间管网
1.5.1 管网铺设
在田间干管或分干管阀门后连接支管、控制阀等配件,滴灌带安装在支管上。
滴灌带可以选用一次性内镶贴片式滴灌带,也可以选用单翼边缝式滴灌带。两种滴灌带的技术参数有所不同。
内镶贴片滴灌带:内径16 mm,额定工作压力0.1MPa,壁厚0.15~0.2 mm,滴头流量为1.0~2.0L/h,砂质土选择流量1.5~2.0L/h,壤质土选择流量1~1.5L/h,滴头间距30 cm。
单翼边缝式滴灌带:内径16 mm,额定工作压力0.1~0.15MPa,壁厚0.2 mm,滴头流量为1.5~2.5L/h,砂质土选择流量2.0~2.5L/h,壤质土选择流量1.5~2.0L/h,滴头流量偏差小于0.1。
滴灌带的铺设长度一般在70~90 m之间,对于逆坡铺设的情况,因为地势原因消耗部分水压力,因此长度较短取70~80 m,对于顺坡铺设的情况,因地势会提供部分压力,因此其长度较长取80~90 m。滴灌带铺设时要自然松弛,避免拉紧,接头处必须连接牢固。滴灌带铺设完成后,对滴灌系统进行冲洗,并在滴灌管尾端安装堵头。
对于露地滴灌的玉米采用宽窄行种植方式,一条滴灌带滴灌两行玉米,滴灌带铺设于窄行正中间,播种时机械选用施肥、播种、铺带一体化精量点播机作业。对于膜下滴灌的玉米也采用宽窄行种植方式,一条滴灌带灌溉两行玉米,分为起垄种植模式和平覆膜种植模式,滴灌带铺设于窄行正中间,播种时机械选用铺带,覆膜、播种、覆土单粒精良点播机作业。
1.5.2 管网运行
每个灌溉期开始前检查地面管网、各级阀门、连接管件是否缺损,如有缺损应及时更换或者修理。
每个灌溉期开始前对管网进行冲洗,冲洗时先打开系统枢纽总控制阀和待冲洗管道的阀门,关闭其他阀门,然后启动水泵,对干管进行冲洗,直到干管出清水为止,关闭干管末端阀门。打开一个轮灌组的各支管进口和末端阀门,进行支管冲洗,然后关闭支管末端阀门冲洗毛管,要求滴灌带末端出清水为止,最后再进行下一个轮灌组的冲洗。
灌水期间定期检查滴灌带的工作状况,对损坏或者漏水严重的滴灌带及时修复。
1.6 管膜回收
1.6.1 管道回收
在玉米收获前进行滴灌带回收再利用,滴灌带回收应按照废旧滴灌带回收商要求进行回收。田间的地面支管及配件的回收也应在玉米收获前精心,回收后应妥善储藏,储藏时应注意配件不要损坏脱落,而且要注意防止鼠害。
不同的支管回收方式不同。对于硬质支管,实行卷盘式收纳,每盘长度70~80 m;对于软质支管,实行卷捆式收纳,每捆长度70~80 m。
1.6.2 残膜回收
对于膜下滴灌玉米种植的农田,玉米收获后采用残膜回收机对残膜进行回收,作业质量应符合标准,残膜余量应小于3%[8]。
2 推广过程中存在的主要问题
2.1 农民认知问题
农民已经习惯了传统的玉米种植方式,而玉米的滴灌种植技术作为一种新的技术,一时还不能为农民所认可接受。原因主要有二:一是与传统的种植方式相比,滴灌种植要增加初期的官网系统投入,增加了成本;二是与传统的种植方式相比,滴灌种植由于水分直接送到玉米根部,没有了大水漫灌或沟灌等其他方式的视觉冲击和直观感受,农民认为滴灌不能满足玉米生长需水。针对这个问题,政府相关部门甚至是相关企业应加大技术知识普及,增加农民对滴灌种植的认知。
2.2 田间管理问题
滴管种植技术相比于传统的种植技术,田间工作虽然节省了不少体力劳动,但是也相应的增加了滴灌官网的管理运行工作,对从事滴灌种植的人员提出了更高的要求,在滴灌种植技术推广过程中,常常存在应管理不当,或运行不当导致滴灌管网运行效率低,甚至瘫痪,无法达到原来的目的。因此在滴灌种植技术推广过程中应同步进行相关管理和运行工作的培训,提高农民的管理水平,以期更好地运用新技术。
3 结论
玉米的滴灌种植技术作为一种新技术,可以节省大量的田间劳动,提高水分和养分的利用效率,而且此技术的成本适中,可以应用于大规模的灌溉中,在降雨较少的旱区有较高的应用推广价。随着社会的进步和科学的发展其成本和可靠性会进一步提高,玉米的滴灌种植技术必将得到进一步的推广和应用,顺应了节约型社会的发展,是玉米产业可持续发展的趋势。
[1] 郭丙玉,高慧,唐诚,等.水肥互作对滴灌玉米氮素吸收、水氮利用效率及产量的影响.应用生态学报,2015,26(12):3679~3686
[2] 杨林林,张海文,韩敏琦,等.水肥一体化技术要点及应用前景分析.安徽农业科学,2015,43(16):23~25
[3] 柴正群,可胜杰,黄吉,等.不同种植环境夏玉米田节肢动物群落特征及稳定性.生态学杂志,2016,35(12):3306~3314
[4] 古丽巴合提·哈吉汗.玉米高产栽培技术.新农业,2016,(17):27~28
[5] 赵宏耀.推迟播种时间对玉米产量影响的试验.农业工程技术,2017,37(17):22
[6] 桑慧藏.浅谈玉米病虫害的发生与防治新技术.农民致富之友,2014,(18):83
[7] А.И.Калюжный,甘盛馨.玉米播种量计算和田间发芽率预测.国外农学-杂粮作物,1991,(01):50~52
[8] 吴志林,陈向东,石晓峰,等.易门县耕作层土壤地膜残余状况调查分析.农业科技通讯,2015,(12):195~198