豆科与禾本科间作套种高效节氮理论基础及高产栽培技术_豆科和禾本科

  摘要 介绍了我国农业用氮现状及禾本科豆科间作节氮的理论基础,总结了豆科禾本科间作的高产栽培技术,以期减少氮肥损失、提高利用率,保护产品质量和生态安全。   关键词 豆科;禾本科;间作套种;节氮理论基础;栽培技术
  中图分类号 S344.2;Q949.751.9;Q949.71+.42 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2012)03-0128-01
  我国现每年氮肥(纯氮)生产量已超过3 000万t,消耗能源标准煤1亿t以上,过量施氮造成严重的面源污染,不合理施肥致使氮肥利用率极低,绝大部分氮肥挥发到空气中或流入江河湖海,对土壤、水资源、大气等农业生态环境和农产品品质形成潜在的负面影响,形成立体交叉污染,造成了多重负外部性。应提倡合理施用氮肥,提高氮肥利用率,以节约能源、保护生态环境。
  1 我国农业用氮现状分析
  1.1 氮肥流失及节氮的现实意义
  农业生产上常用的氮肥种类为硝态氮、铵态氮、铵态硝态氮和酰胺态氮肥4类,使用方法主要有:撒施、条施、穴施、轮施或放射状施肥和根外追肥。农田土壤中氮肥的流失途径主要有氨挥发、硝化―反硝化、淋洗和径流。我国氮肥消耗量占全球用量的35%,而氮肥当季作物利用率仅为35%,NH3损失11%、反硝化损失34%,淋失2%,经济损失5%,不但消耗了大量能源,破坏了土壤结构,还影响农产品品质,破坏臭氧层,加剧温室效应,对生态环境造成了严重污染。
  1.2 控制农业用氮的方法
  1.2.1 测土配方施肥技术。不同作物及同一作物不同品种之间,化肥氮的吸收率因氮肥品种和土壤类型而异。应根据不同种植作物目标产量和土壤养分测试指标,合理选用肥料品种、实行配方平衡施肥,优化施肥结构、把握施肥时机、改进施肥方法、减少施肥数量,积极引导农民使用有机肥料和生物肥料,提高肥料的利用率、改良土壤、培肥地力。
  1.2.2 轮作倒茬,提高复种指数。根据不同作物需肥成分的不同,注意轮作倒茬,合理间作套种,既可减少某种元素的积累,又可高效利用土壤中过剩元素,防止病原菌的传播与蔓延。有计划地进行轮作倒茬,科学的间作套种应选择互利组合,进行立体种植,既能减轻病虫草害发生,又能充分利用土壤积累元素,提高土壤营养元素的互补优化作用。
  1.2.3 推广水肥一体化技术。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术,以水为载体,灌溉的同时完成施肥。优点是灌溉肥的肥效快,养分利用率高,可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失,且可解决溶解慢、肥效慢的问题,尤其可避免铵态和尿素态氮肥在地表的挥发损失,灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%。
  2 豆科与禾本科间作节氮的理论基础
  2.1 作物生物学特性
  豆科植物的突出特点是能与土壤中的根瘤菌结瘤形成共生体,在自然环境中,常温、常压下,将大气中的氮气转化成氨,直接提供给植物作氮素营养,根瘤菌的分泌物还能溶解土壤中的铁、磷、钾、镁、钙等矿物。豆科与禾本科及经济作物实行间、套、轮作时,可以为间作和后茬作物提供氮素营养,补充矿质养分,提高其产量,一般可为间作或混播的其他作物提供所需氮素的30%~60%;豆禾间作时,植株生长靠近,根系交织,禾本科竞争吸走了豆科根际的化合氮[1-2],排除了豆科根瘤菌“氮阻遏”的障碍,促使豆科更多地结瘤固氮,提高产量。
  2.2 科学试验论据
  不同作物根系生长特点不同,对土壤、水分、养分、空气等需求不同,为土壤遗留下的残茬和分泌物在质与量上均有明显的差异,禾本科与豆科作物间作套种共生期间,可以利用不同层次土壤养分,且有相互促进作用,禾本科对氮的竞争能力明显比豆科强,且豆科可明显促进禾谷类作物吸收利用氮素,促进了其产量提高。试验证明,豆科、非豆科作物间作组合中,豆科作物能转移给非豆科作物其固定氮中的部分氮[3-4],数量一般为25.5~154.5 kg/hm2,在低肥力水平下间作优势明显,非豆科作物氮素养分的吸收量比单作提高57.53%,生物学产量提高47.02%,而豆科吸氮量只比相应单作降低1.21%,生物学产量降低14.56%。
  3 豆科与禾本科间作高产栽培技术
  豆科作物与禾本科作物经济间作增产技术的推广应用,既可发挥立体种植优势,充分利用光热资源,又可节约氮肥投入、减少病虫害发生、改善生态环境、降低生产成本、确保粮食生产安全,获得较好的经济效益和社会效益[5-6]。
  3.1 整地施肥
  春播地块,冬闲田地尽早深翻,深耕在20 cm以上,整地前施农家肥22.5~30.0 t/hm2、尿素150 kg/hm2、普钙600~750 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2、生物有机肥600 kg/hm2及锌肥、硼肥各30 kg/hm2;夏播地块,要用残茬处理机将麦秸粉碎处理,趁墒早播或造墒播种,提倡用灭茬播种机播种,比贴茬直播增产12%左右。
  3.2 选种与拌种
  玉米宜选用抗病强、个体紧凑、子叶竖生的中早熟、高产、抗倒品种,如郑单958、冀玉9号等;大豆选用早熟、抗倒、株型紧凑的品种,如冀豆12、邯豆3号等,可减小间作群体矛盾,从而增加大豆的光照时间利于生长。大豆用2%的根瘤菌剂喷洒拌种,充分阴干后播种,此法可充分发挥根瘤菌的固氮作用,约增10%;或用钼酸铵20 g加水1 kg均喷50 kg种子上,阴干即播,该法大面积直播可增产15%。玉米种用3%辛硫磷或玉米专用包衣剂拌匀,可防治苗期病虫害,达到一播全苗的目的。
  3.3 播种
  以带状模式播种,按6行大豆、2行玉米适时早播。大豆行距40 cm,株距10 cm,24万~27万株/hm2;玉米大行距240 cm,小行距40 cm,株距25 cm,边行播4行,全部留双株,留苗5.25万~6.00万株/hm2。玉米穴播,每穴点播2~3粒种子,穴深5~7 cm,同时施用种肥375 kg/hm2,大豆用机播深度3~6 cm,先撒种肥后机播,最后耙平覆土。
  3.4 播后管理
  玉米三至四叶期间苗,五至七叶期定苗,原则是去劣除弱留优,玉米在7~8片叶时应培土固根,拔节孕穗期,施氮肥375 kg/hm2左右,要采取埋肥法,并做到墒好施肥,遇旱即浇,大豆浇水可与玉米同期进行,大豆在三至五叶期施复合肥225 kg/hm2,花期喷施钼肥可提高结荚率。
  3.5 病虫害防治
  苗期用48%毒死蜱1 500倍液、2.5%功夫乳油1 500~2 000倍液等进行全田喷雾,防治地下蛴螬、地老虎、二点委夜蛾和苗期玉米螟和蚜虫;在大豆盛花期,用50%多菌灵可湿性粉剂800~1 000倍液、70%甲基托布津1 000~1 500倍液、20%三唑酮乳油1 500~2 000倍液等进行叶面喷雾防治,隔7~10 d用药1次,连续2~3次,农药可交替使用,大豆病虫害的防治与玉米可同步进行。
  4 参考文献
  [1] 季良,朱树秀,阿米娜.玉米大豆混作系统氮素转移特性的研究[J].华北农学报,1996,11(2):56-61.
  [2] 刘均霞,陆引罡,远红伟,等.玉米、大豆间作对根际土壤微生物数量和酶活性的影响[J].贵州农业科学,2007(2):60-61.
  [3] 黄高宝,张恩和.禾本科/豆科间套种植对根系活力影响的研究[J].草业学报,1998,7(2):18-22.
  [4] 李少明,赵平,范茂攀,等.玉米大豆间作条件下氮素养分吸收利用研究[J].云南农业大学学报,2004(5):572-574.
  [5] 朱树秀,季良,阿米娜.玉米单作及与大豆混作中氮来源的研究[J].西北农业学报,1994(1):59-61.
  [6] 王树立.大豆与玉米间作高产栽培配套技术[J].现代农业科技,2009(4):188.

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