黑龙江省松嫩平原西部玉米丰产增效栽培关键技术

2020-03-03姚玉波张树权赵东升于莹周菲郭永利刘岩陈思赵光伟兰运财

江苏农业科学 2020年22期

姚玉波张树权赵东升于莹周菲郭永利刘岩陈思赵光伟兰运财

摘要：针对黑龙江省松嫩平原西部的气候条件和玉米生产存在的问题，开展栽培关键技术研究。结果表明，扩垄增密可提高产量6.18%，增加效益1047元/hm2;减施50%磷肥和50%钾肥产量降低2.75%，综合肥料成本，增加效益104元/hm2;赤眼蜂防治玉米螟可挽回产量损失2.89百分点，增加效益318元/hm2;播种后喷灌可提高产量10.14%，增加效益710元/hm2;秸秆覆盖还田可提高产量0.49%，增加效益85元/hm2;适时晚收籽粒含水量下降，当乳线完全消失时，达到机械化收获要求，可增加效益656元/hm2及以上。

关键词：玉米;松嫩平原西部;丰产增效;栽培技术

中图分类号：S513.04文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）22-0073-04

作者简介：姚玉波（1984—），女，黑龙江青冈人，博士，助理研究员，主要從事作物遗传育种和栽培技术研究。E-mail：yaoyubo2009@aliyun.com。

通信作者：张树权，硕士，研究员，主要从事经济作物育种和栽培技术研究。E-mail：zsqhlj@126.com。

玉米是我国重要的粮食作物，黑龙江省作为农业大省，2018年玉米面积631.8hm2，是黑龙江省种植面积最大的粮食作物，对保障国家粮食安全具有重要的战略地位[1-2]。黑龙江省松嫩平原西部土地总面积6.36万km2，耕地面积199.91万hm2，共16个市（区、县）[3]。松嫩平原西部属于温带、半干旱大陆性季风气候，年均≥10℃活动积温2511～2883℃，年平均降水量250～500mm，年蒸发量大于年降水量，是典型的旱作农业区[4-5]。2008—2016年黑龙江省西部半干旱区玉米总产量为791.7万～2092.0万t，平均1539.9万t[4]，是全省重要的粮食主产区。因此，该区域玉米生产直接关系到黑龙江省玉米产量和农业的可持续发展。

黑龙江省松嫩平原西部是半湿润向半干旱过渡的生态脆弱地带，土壤耕性退化，风沙、干旱等农业自然灾害时有发生[6]，导致玉米产量和品质偏低、不稳定，是制约当地玉米生产的重要问题。本研究针对黑龙江省松嫩平原西部地区玉米生产存在的突出问题和实际需求，以良种良法配套关键技术为核心，对玉米生产过程中能够丰产增效的配套栽培技术进行研究，包括扩垄增密技术、肥料管理技术、生物防治技术、水分管理技术、土壤保墒技术和机械化粒收技术，初步确定单项栽培技术丰产增效的效果，为该地区机械化栽培春玉米的丰产增效栽培模式构建奠定基础，对提出适合当地玉米生产的丰产增效的栽培模式具有重要意义。

1材料与方法

1.1试验地点

本试验于2018年在黑龙江省齐齐哈尔市富裕县现代农业示范园区进行。土壤基础肥力情况为全氮含量1.91g/kg，全磷含量0.48g/kg，全钾含量24.7g/kg，碱解氮含量159.4mg/kg，有效磷含量7.7mg/kg，速效钾含量135mg/kg，有机质含量34.3g/kg，pH值7.61。

1.2试验设计

试验品种为德美亚3号。每项技术均为单因素设计，以当地普遍采用的技术方式为对照，大区试验，不设重复，每个处理试验面积400m2。计算产量差异，分析经济效益。

1.2.1扩垄增密技术110cm垄上双行种植，双行间距为40cm，垄间行距为70cm，播种密度9万株/hm2。以65cm垄上双行种植为对照，播种密度7.5万株/hm2。施肥量和耕种方式与当地普遍采用的一致，播种后喷灌1次。

1.2.2肥料管理技术110cm垄上双行种植，耕种方式与当地普遍采用的一致，播种后喷灌1次。减少50%磷肥和50%钾肥用量，底肥：尿素100kg/hm2，磷酸二铵100kg/hm2，硫酸钾75kg/hm2;[JP2]追肥：尿素100kg/hm2。以当地施肥量作对照，底肥：尿素100kg/hm2，磷酸二铵200kg/hm2，硫酸钾150kg/hm2;追肥：尿素100kg/hm2。

1.2.3生物防治技术110cm垄上双行种植，施肥量和耕种方式与当地普遍采用的一致，播种后喷灌1次。利用赤眼蜂防治玉米螟，放蜂量22.5万头/hm2，分2次放蜂，时间间隔1周，第1次13.5万头/hm2，第2次9万头/hm2。以当地常规处理为对照。收获期每个处理取样5点，每点调查100株，包括雌穗上部折秆率、雌穗下部折秆率、穗柄受害率和茎秆受害率。

1.2.4水分管理技术110cm垄上双行种植，耕种方式与当地普遍采用的一致，减少50%磷肥和50%钾肥用量，播种后喷灌1次，以不喷灌的自然降水为对照。

1.2.5土壤保墒技术110cm垄上双行种植，减少50%磷肥和50%钾肥用量，播种后喷灌1次。采用玉米秸秆全量覆盖还田的耕作方式，免耕播种，苗期垄沟深松，中耕培土施肥，以当地普遍采用的翻耕处理为对照。

1.2.6机械化粒收技术施肥量和耕种方式与当地普遍采用的一致，播种后喷灌1次。设置4个收获时间，分别是乳线消失1/2、乳线消失2/3、乳线消失和乳线消失后7d。

1.3测产与计算方法

每个处理随机选3个取样点，每个取样点6行，行长10m，面积33m2。每个取样点收获全部果穗，选取20个果穗作为标准样本，称质量、脱粒并称籽粒质量，计算鲜穗出籽率，测定籽粒含水率。

产量（kg/hm2）=收获鲜穗质量×鲜穗出籽率（%）÷收获样点实际面积×10000×[1-籽粒含水率（%）]÷（1-14%）。

2结果与分析

2.1扩垄增密技术效果

不同垄距处理玉米农艺性状、产量和经济效益存在差异。110cm垄距处理与65cm垄距处理相比，株高和穗位差异不明显，产量比65cm垄距提高6.18%，增加效益1047元/hm2（表1）。

2.2肥料管理技术效果

在减施50%磷肥和50%钾肥条件下，玉米株高下降明显，穗位略低于对照，产量与对照相比略下降354kg/hm2，降幅2.75%，但综合肥料成本后，减施磷肥钾肥处理增加效益104元/hm2（表2）。

2.3生物防治技术效果

赤眼蜂对玉米螟的防治效果明显。放蜂区雌穗上部折秆率、穗柄受害率和茎秆受害率分别比对照区降低19.5百分比、3.00百分比和4.75百分比，挽回产量损失2.89百分比，增加经济效益318元/hm2（表3）。

2.4水分管理技术效果

在春季明显干旱的情况下，播种后喷灌处理株高和穗位略高于对照，产量提高10.14%，增加效益710元/hm2（表4）。

2.5土壤保墒技术效果

秸秆覆盖还田有利于土壤蓄水保墒，株高和穗位较对照有所提高，产量增幅0.49%，增加效益85元/hm2（表5）。

2.6机械化粒收技术效果

不同时间收获对玉米籽粒含水量和产量存在明显影响。随着收获时间的推迟，玉米籽粒含水量呈明显下降趋势，由乳线消失1/2的43.90%下降至乳线消失后7d的24.50%，乳线完全消失后，籽粒含水量达到机械化收获的要求;产量由8196kg/hm2提高到12101kg/hm2，可增加经济效益656元/hm2及以上（表6）。

3讨论与结论

松嫩平原是我国北方春玉米带的主要分布区，每年向国家提供的商品粮占全国10%以上[7]。然而，高投入引发的高成本、低效率，导致松嫩平原玉米生产在国际市场中缺乏竞争力[8]。适宜当地玉米生产的栽培技术是提高玉米产量、品质和经济效益的重要前提[9]。随着“两减一增”、农业供给侧结构性改革等政策的相继出台，转型升级、节本增效已成为松嫩平原乃至全国农业发展的新方向[8]。国际和国内对玉米丰产增效栽培技术已开展相关研究工作，主要措施包括耕作方式、精量播种、选用优质抗逆品种、种子包衣、绿色防控、秸秆覆盖保墒、滴灌或微喷灌节水、测土施肥节肥、机械收获等。

扩垄增密技术是利用通透栽培原理，玉米通透栽培技术能够适应黑龙江省旱作的农业特点[10]，有利于优化群体结构，提高土地和光能利用效率[11-12]，可提高种植密度10%，调节产量构成因子，增产14%～20%[13-15]。本研究将65cm垄距调整为110cm垄上双行种植方式，取得了与前人基本一致的结果，增产748kg/hm2，增幅为6.18%，增加经济效益1047元/hm2。

我国农田磷肥施用量不断增加，但当季利用率却不高，只有10%～20%[16-17]，导致农业生产成本增加，并造成资源浪费和环境压力[18-20]，因此适当减少磷肥施用量是降低磷素损失，提高磷肥利用率的有效途径。而且适宜的磷肥用量还可以提高氮、钾等肥料的利用率[21]。陈磊等研究发现，减施磷肥20%～40%对玉米产量没有显著影响[22];龚蓉等研究认为，磷肥减少20%对玉米产量没有顯著影响，减少30%时玉米减产，但差异不显著;减施磷肥，磷素利用率提高1.61%～4.61%[23]。本研究减少50%磷肥和50%钾肥用量，产量虽有所下降，但综合肥料成本，可增加经济效益104元/hm2。

玉米螟是影响玉米生产的主要虫害，可造成玉米减产15%～30%，大发生年份甚至更高，而且会造成玉米品质下降[24]，据统计，1990—2015年玉米螟平均发生面积分别占虫害总面积的57%左右[25]，严重影响了玉米生产。本研究利用赤眼蜂生物防治玉米螟，绿色环保，效果显著，可挽回产量损失2.89百分点，增加经济效益318元/hm2。

水分是影响玉米产量的重要因素。由于黑龙江省松嫩平原西部的气候特点，生态脆弱，水资源匮乏，春旱时有发生，干旱成为制约该地区玉米生产的重大问题[26]。播种后，根据降水情况及时灌溉，可有效提高出苗率和保苗率，有利于形成良好的群体结构，是保障玉米产量和品质的重要前提条件。本研究结合前人“坐水种植”解决春旱问题的经验[6]，根据春季降水较少的实际问题，播种后及时灌溉，增加产量1150kg/hm2，增加经济效益710元/hm2，取得了良好的效果。

玉米秸秆直接还田是处理秸秆最简单易行的手段，且是“藏粮于地”、保护黑土资源的有效措施之一[27]，该技术具有保墒、减少水土流失、改善生态环境和增加产量的作用[9，28]。[JP2]秸秆对地表的覆盖，可有效减少土壤中水分的蒸发，减缓风力对地表的侵蚀。有研究认为，还田处理地表径流量和水分蒸发量分别比不还田处理降低57%和32%，降水利用效率提高43%[29]。连续秸秆还田能减小0～20cm的土壤容重，增加>0.25mm水稳性团聚体的百分含量，提高土壤中的有机质含量[30]。本研究针对黑龙江省松嫩平原西部的气候特点，采取玉米秸秆覆盖还田技术，产量提高61kg/hm2，增加经济效益85元/hm2。

[JP2]随着土地集约化、新型经营主体数量增加和节约玉米生产成本的需求，建立以机械化为前提的玉米生产技术体系，是实现农业现代化的必然选择[31]。相关学者认为，单项环节机械化程度达到85%以上，便可认为实现了玉米栽培的全程机械化[9]。由于黑龙江省气候寒冷，无霜期短，籽粒水分和产量的矛盾问题表现突出，收获时籽粒含水量高成为限制我国北方春玉米可持续发展的重要障碍因素之一[32]。本研究针对机械收获对玉米籽粒含水量的要求，设置了4个收获时间点，结果表明，当乳线完全消失后，籽粒含水量可以达到机械化收获的要求，并且适当晚收能够增加玉米产量，提高经济效益。

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