專利名稱：：夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)調(diào)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種農(nóng)作物高產(chǎn)的土壤調(diào)控方法，具體地說是一種針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
：玉米是中國重要的糧食作物之一，2008年全國玉米種植面積已達4.3億畝，河南省的夏玉米種植面積也達到4300多萬畝，并有進一步擴大趨勢。玉米生產(chǎn)與我國糧食安全和社會的可持續(xù)發(fā)展有著密切關(guān)系，不斷增加玉米產(chǎn)量和提高土地的可持續(xù)生產(chǎn)能力已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)，也是糧食安全的重要保證。耕地是糧食生產(chǎn)與供應(yīng)的基本資源，是農(nóng)業(yè)的基本要素。近些年由于多方面原因，我國耕地資源整體質(zhì)量欠佳，土壤環(huán)境質(zhì)量_尤其土壤物理環(huán)境呈惡化趨勢，絕大多數(shù)地塊存在諸如土壤板結(jié)、耕層淺薄、耕性差、犁地層變厚、貧瘠砂姜層等主要限制因素。據(jù)農(nóng)業(yè)部調(diào)查顯示，目前我國土壤耕層只有15-17cm，土壤耕作層的淺薄，導(dǎo)致了一系列的負(fù)面效應(yīng)如作物根系難以下扎，無法充分利用下層水肥，容易倒伏；雨水充沛季節(jié)，水難以入滲，形成地表徑流，肥水流失，干旱季節(jié)根系難以利用地下水源，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，嚴(yán)重影響國家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。而作為糧食主產(chǎn)區(qū)的黃淮海地區(qū)同樣存在耕層淺薄，下層緊實層變厚，土壤結(jié)構(gòu)變差，接納自然降水能力降低，三相比例失調(diào)，犁底層的阻隔作用越發(fā)嚴(yán)重，特別是20-40cm土層問題尤為突出，已經(jīng)成為該區(qū)耕地土壤高產(chǎn)的主要限制因素之一。雖然以往有研究通過翻耕或深耕等方式來降低耕作層的容重，打破犁底層，但對耕作深度和土壤物理指標(biāo)的定量化描述欠缺。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對黃淮海糧食主產(chǎn)區(qū)土壤結(jié)構(gòu)存在的問題，以改善土壤結(jié)構(gòu)、增強土壤蓄水蓄肥能力，實現(xiàn)土壤的高效持續(xù)利用為目標(biāo)，提供一種針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的量化調(diào)控方法，為該地區(qū)實現(xiàn)糧食大面積豐產(chǎn)和土壤的可持續(xù)利用提供有效途徑。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明是針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法(1)播前深耕(松)在夏玉米前茬作物(小麥、油菜或其它農(nóng)作物)播種前，用大功率動力機械對土壤進行深耕或者深松，耕作深度為30-35cm，深松深度為40-45cm，使0-20cm的土壤耕層容重為1.2-1.3g/cm20-40cm土壤耕層容重不高于1.4g/cm3，同時結(jié)合秸稈還田增施15公斤尿素；(2)播后起壟在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70-80cm，窄行間距40-50cm，玉米拔節(jié)期(即6片全展葉時)，結(jié)合苗期施肥，進行中耕培土起壟，要求雙行大壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高15-20cm(距壟溝)，壟寬50-60cm。所述的壟形呈梯形。本發(fā)明采用深耕(松)加起壟后增加了玉米根系的活土層厚度，使得土壤耕作層的厚度增加到了35cm以上，土壤肥力大大增加；同時由于播前的深耕(松)，降低了土壤容重，促進根系延伸，擴大根系吸收面積，增加了根干重和根系活力，有效延緩了后期根系衰老，深耕(松)也增加了土壤的蓄水保肥能力，使得在雨季減少地表徑流，干旱季節(jié)能充分利用地下水源。根系的健壯促進了地上部的物質(zhì)積累和一系列生理功能的增強，起到增源擴庫作用，致使玉米穗大粒多，產(chǎn)量提高。本發(fā)明能夠顯著降低免耕夏玉米土壤容重，增加土壤孔隙度，改善土壤物理性狀，提高土壤生物活性和增強生物肥力，促進玉米根系的生長發(fā)育和增強根系活力，顯著提高了作物產(chǎn)量和效益。究其原因是深耕或深松改善了土壤物理結(jié)構(gòu)，使得土壤"三相"比例協(xié)調(diào)，增加了土壤蓄水保肥能力，同時壟作加厚了耕作層，使根系周圍形成了"疏松通氣，地力肥沃"的微域環(huán)境。本發(fā)明以其有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤肥力，顯著提高產(chǎn)量等優(yōu)越性，加之具有較強的可操作性，很有必要在全國尤其在黃淮海免耕直播夏玉米區(qū)加以實施，在該區(qū)應(yīng)用后必將發(fā)揮其突出優(yōu)勢，取得顯著的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。具體實施方式實施例1本發(fā)明人采用本發(fā)明的方法在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進行了多年的試驗，采用微區(qū)模擬試驗，人工模擬深耕或深松后各層適宜土壤容重，即0-20cm土層容重設(shè)計為1.2g/cm3，20-40cm土層容重設(shè)計為1.3g/cm3。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距75cm，窄行間距45cm，出苗后拔節(jié)期，結(jié)合施肥進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高20cm，壟寬45cm。與容重設(shè)計接近大田實際的(對照)1.2g/cm3(0-20cm)和1.6g/Cm3(20-40cm)進行對比試驗，對本發(fā)明技術(shù)在3種土壤類型(潮土、砂礓黑土和黃褐土)上玉米根系的生長、根系活力等有益效果進行了調(diào)查分析。1.本發(fā)明對玉米根系形態(tài)和生理活性的影響表1兩種方式對不同土壤類型上玉米根系性狀的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1知，本發(fā)明夏玉米根系長度和根干重明顯增加，尤其是在拔節(jié)后增加更顯著，在3種土壤類型上吐絲和成熟期根長度平均增加幅度為41.9%和27.5%，根重增加幅度為35.9%和32.3%;3種土壤類型上尤其以質(zhì)地粘重的砂礓黑土和肥力基礎(chǔ)差的黃褐土增加幅度較大，其根長平均增幅分別達55.0%和23.1%，根重增幅達49.4%和40.3%。同時本發(fā)明應(yīng)用后還表現(xiàn)出玉米后期根系活力和根系A(chǔ)TP酶活性的提高，增加幅度達35.8%和27.4%，有效延緩了根系后期衰老，起到了調(diào)土壯根的作用。2.本發(fā)明對土壤物理性狀和生物性狀的影響表2兩種方式對土壤容重和孔隙度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表2可知，本發(fā)明土壤起壟后，壟面土壤容重比對照降低4.38%7.95%，土壤孔隙度比對照提高4.69%10.53%。3040cm土層，無論是壟面還是壟溝，土壤容重均小于對照，而土壤孔隙度均大于對照?？梢姡景l(fā)明應(yīng)用后使作物生長的壟面土壤容重降低，孔隙度增大，更有利于作物根系延伸和生長。表3兩種方式下根際土壤微生物數(shù)量比較(個/g干土)~微生物種類拔節(jié)期吐絲期成熟期對照本發(fā)明對照本發(fā)明對照本發(fā)明細(xì)菌(106)1.633.432.064.321.442.91真菌(103)3.894.0315,4719.477.9014.67放線斷104)33.8445.8542.4952.6715.4024.57總數(shù)(106)1.973.892.504.861.603.17表4兩種方式下根際土壤酶活性比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明不僅改善了土壤物理性狀，同時也有效提高了土壤的生物活性。從表3、4可知，本發(fā)明夏玉米根際土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量明顯高于對照，且差異達到顯著水平，不同微生物群落尤其以細(xì)菌和真菌增幅最顯著。本發(fā)明在拔節(jié)期、吐絲期和成熟期微生物數(shù)量總和分別比對照增加97.46%、94.40%和98.13%。同時本發(fā)明也明顯改善了土壤酶活性，除中性磷酸酶外，土壤蔗糖酶活性、蛋白酶活性和脲酶活性均表現(xiàn)出明顯增加。3.本發(fā)明對產(chǎn)量和效益的影響表5壟作和平作夏玉米產(chǎn)量性狀比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表6壟作和平作夏玉米產(chǎn)量性狀比較<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從兩年產(chǎn)量看(表5)，本發(fā)明栽培方式下夏玉米產(chǎn)量性狀表現(xiàn)較好。與對照相比，表現(xiàn)為夏玉米穗粒數(shù)增加，禿尖長變短，千粒重提高；穗粒數(shù)和千粒重增加幅度分別達3.8%和4.426.24%。本發(fā)明應(yīng)用后實際產(chǎn)量增產(chǎn)幅度為5.9112.84%，與對照差異達到顯著水平。實施例2采用本發(fā)明的方法在河南省?？h農(nóng)科所試驗田進行大田試驗實驗組在夏玉米前茬作物播種前，對土壤進行深耕，耕作深度為30cm，使0-20cm的土壤耕層容重為1.2g/cm3，20-30cm的土壤耕層容重1.3_1.4g/cm每畝配施15公斤尿素。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70cm，窄行間距40cm，出苗后拔節(jié)期，苗期施N肥7Kg/畝，進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高15cm，壟寬40cm。對照組在夏玉米前茬作物播種前，土壤耕作深度為20cm，每畝配施15公斤尿素。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70cm，窄行間距40cm，苗期施N肥7Kg/畝。本發(fā)明栽培方式下夏玉米產(chǎn)量性狀表現(xiàn)較好。與對照相比，穗粒數(shù)有所增加，夏玉米禿尖長變短，千粒重提高4.5%，本發(fā)明實際產(chǎn)量增產(chǎn)幅度為6.2%。實施例3采用本發(fā)明的方法在河南省許昌縣陳曹鄉(xiāng)進行大田試驗實驗組在夏玉米前茬作物播種前，對土壤進行深耕，耕作深度為35cm，使0-20cm的土壤耕層容重為1.3g/cm3，20-40cm的土壤耕層容重1.3_1.4g/cm每畝配施15公斤尿素。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距75cm，窄行間距45cm，出苗后拔節(jié)期進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高18cm，壟寬45cm。對照組在夏玉米前茬作物播種前，土壤耕作深度為20cm，每畝配施15公斤尿素。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70cm，窄行間距40cm，苗期施N肥7Kg/畝。本發(fā)明栽培方式下夏玉米產(chǎn)量性狀表現(xiàn)較好。與對照相比，穗粒數(shù)有所增加，夏玉米禿尖長變短，千粒重提高5.2%，本發(fā)明實際產(chǎn)量增產(chǎn)幅度為8%。實施例4采用本發(fā)明的方法在河南省方城縣農(nóng)業(yè)綜合項目開發(fā)區(qū)進行大田試驗實驗組在夏玉米前茬作物播種前，對土壤進行深耕，耕作深度為40cm，使0-20cm的土壤耕層容重為1.2g/cm3，20-40cm的土壤耕層容重1.3_1.4g/cm每畝配施15公斤尿素。在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距80cm，窄行間距50cm，出苗后拔節(jié)期進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高20cm，壟寬50cm。對照組同實施例l。本發(fā)明栽培方式下夏玉米產(chǎn)量性狀表現(xiàn)較好。與對照相比，穗粒數(shù)有所增加，夏玉米禿尖長變短，千粒重提高6.1%，本發(fā)明實際產(chǎn)量增產(chǎn)幅度為10.3%,權(quán)利要求一種針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于(1)播前深耕(松)在夏玉米前茬作物播種前，對土壤進行深耕(松)，耕作深度為30-35cm，通過深耕使0-20cm的土層容重為1.2-1.3g/cm3，20-40cm的土層容重為1.3-1.4g/cm3，每畝增施15公斤尿素；(2)播后起壟在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70-80cm，窄行間距40-50cm，玉米拔節(jié)期，進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高15-20cm，壟面寬50-60cm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的壟形呈梯形。全文摘要一種針對夏玉米高產(chǎn)的土壤物理結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明的調(diào)控方法是(1)播前深耕(松)在夏玉米前茬作物播種前，對土壤進行深耕(松)，耕作深度為30-35cm，通過深耕使0-20cm的土層容重為1.2-1.3g/cm3，20-40cm的土層容重為1.3-1.4g/cm3，每畝增施15公斤尿素；(2)播后起壟在玉米播種時要求寬窄行播種，寬行間距70-80cm，窄行間距40-50cm，玉米拔節(jié)期，進行中耕培土起壟，在玉米寬行內(nèi)開溝，窄行培土起壟，壟高15-20cm，壟面寬50-60cm。本發(fā)明能夠顯著降低免耕夏玉米土壤容重，增加土壤孔隙度，改善土壤物理性狀，提高土壤生物活性和增強生物肥力，促進玉米根系的生長發(fā)育和增強根系活力，顯著提高了作物產(chǎn)量和效益。文檔編號A01B79/00GK101743826SQ200910065518公開日2010年6月23日申請日期2009年7月23日優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日發(fā)明者李潮海,王宜倫,王群,馬麗申請人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)