玉米—黄豆间作生物多样性栽培集成技术探析

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  摘要 阐述了玉米—黄豆间作生物多样性栽培技术的发展现状、地位及作用,根据各间套作物生物学特征特性和对生态环境条件要求,结合玉米—黄豆间套作复合群体的特点,探索出复合群体条件下玉米、黄豆的栽培技术,包括合理施肥、病虫草害综合防控、生态保护、资源和谐利用,以及后续茬再应用等内容,以期为提高经济效益提供参考。
  关键词 玉米—黄豆间作;现状;生物多样性;栽培技术
  中图分类号 S513;S565.1 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2017)11-0061-02
  云南省昌宁县是一个山区农业县,地势自西北向东南由高渐低,形成山坝南北纵列、高山坝谷相间的地貌状态,最高海拔2 875.9 m,最低海拔608 m。属亚热带季风气候,有低热、温热、温凉、高寒4个气候带。境内年平均气温14.9 ℃,极端最高气温40.4 ℃,极端最低气温-6 ℃。年平均降雨量1 259 mm,无霜期253 d,山区面积97.05%。昌宁县绝大部分地区适宜水稻、玉米、小麦等粮食作物生长。东部及中部约70%的温凉山区、半山区适宜种植茶叶、核桃、烤烟。南部及西部20%的低热、温热河谷区除粮食作物外适宜发展甘蔗、西瓜、香蕉、芒果等亚热带水果及冬早蔬菜。全县烤烟、冬早蔬菜各6 666.67 hm2左右,粮食种植面积在4万hm2左右。近年来,由于土壤结构变化,肥力衰退,病虫严重,单产降低,品质差,产业争地。玉米—黄豆间作技术是生态农业思想成果运用的具体展现。该技术的运用,已经成为昌宁县稳定粮食产量、农业增收的主要措施。
  1 玉米—黄豆间作发展现状、地位及作用
  1.1 发展现状
  玉米—黄豆间套作技术是昌宁县农业生产普遍使用的方式。到目前为止,生产上仍然普遍存在着技术运用粗放、间作方式不规范、作物套种比例搭配和间套时间选用不合理、技术开发运用滞后等问题,致使该技术的推广应用受到阻碍,作物单一化种植现象仍然突出。由于种植作物种类单一,作物病虫草害增多,作物抗性降低。另一方面,人们为获取高产,不断加大化肥、农药的使用量,导致土壤板结,土壤次生盐渍化加重,生物多样性遭到破坏。因此,农业产业发展面临新的挑战和困难,阻碍着旱地生态农业的探索发展。
  1.2 地位和作用
  间套轮作是克服上述各种问题的主要措施。从了解不同作物生物学特征特性,以及作物健康生长发育对土壤环境、营养、光、温、气、热、凉、荫、湿等要素要求入手,逐渐总结出以生物多样性为原理,用和谐利用自然、保护自然、修复改善生态环境的意识和行为,加强间套轮作技术深入广泛应用,促进了昌宁县旱地现代农业发展模式,逐渐向生态农业发展模式转变。玉米—黄豆间作技术的有效应用,对其他新兴蔬菜、药材产业的发展起到了引导和示范作用,更加丰富完善了生态农业的内涵,生产出许多优质丰富、经济效益好的农业产品和商品,打造出一批各具区域特色的产业化新亮点。
  近年来,全县年均旱地种植玉米面积14 666.67 hm2,常年间套作面积占71.0%左右。2016年旱地间套作14 260 hm2。其中玉米—黃豆间作3 780 hm2:玉米—魔芋間作3 573.33 hm2;玉米和烤烟—甜脆豌豆套作4 126.67 hm2;其他瓜豆类间作2 780 hm2左右。这表明玉米—黄豆间作占据着昌宁县在旱地间套作方面的重要地位。经调查,该项技术的运用能平均增加黄豆产量453 kg/hm2,以单价5.33元/kg计,增加纯收入2 414.49元/hm2。
  2 玉米—黄豆间作复合群体特点
  2.1 复合群体单要素生物学特征特性
  玉米植株高大、叶片展开、趋光性强、无主根、根系80%集中分布在耕作层中,根系开展度40~50 cm,光合效率高。
  黄豆根系主根深可达1 m以上,侧根展开度可达40~60 cm,根瘤可以吸收空气中的氮进行同化利用。植株较矮、较耐阴凉、耐旱、耐瘠、光能利用率强。
  2.2 复合群体单要素需肥规律特性
  玉米重氮钾、对磷敏感(N∶P∶K=18∶6∶8),需肥量大,苗期对氮、磷、锌敏感,中后期对氮、钾肥敏感,不耐瘠薄,以土层深厚、富含有机质和钙质、排水良好的酸性到微酸性土壤种植为宜。
  黄豆对土壤条件要求不严,以富含有机质和钙质、排水良好、透气性好的酸性到微酸性砂性土壤为宜。黄豆对磷钾反应敏感、喜钼。
  2.3 生物多样性原理
  2种组合单元作物形态特征特征差异大,养分需求差异小、共生期较长,物候期相近,生态环境要求和生理特征特性互补性强。建立间作复合群体后透光状况改善,光截获提高,消光系数下降,叶绿素含量和光合速率显著提高。复合群体间空气流动加快,湿度、温度降低,昼夜温差和时长增大,光合产物积累增加,发病风险下降。地表覆盖面增大,地表径流减少,土壤有机质增加,土壤水、气、热状况改善,土壤养分利用率提高,土壤盐渍化趋势风险降低。
  3 生物多样性栽培技术
  3.1 种植方式
  3.1.1 分带种植。在1.3~1.5 m距离内分别建立玉米—黄豆间作带,形成分带种植复合群体。一般推广玉米种植大行垄距1.4 m,垄面宽0.7 m,按小行距30 cm、株距23~25 cm规格带状种植玉米5.70万~6.15万株/hm2。然后在每垄玉米种植带之间平墒种植2~3行黄豆,根据土壤肥力情况选择规格为30 cm×16 cm或20 cm×20 cm穴距以正方形或三角形种植,每穴播种2~3粒种子,播种7.5万~9.0万穴/hm2。分带种植的,宜选择错期适时播种,提高间种质量,套作黄豆收获后利于后续套作。
  3.1.2 同垄种植。以行距为0.7~1.0 m单行种植玉米,株距分别为20、25 cm,密度分别为4.95万、5.85万株/hm2,在玉米种植垄两侧以16~20 cm穴距与玉米种植穴错位种植。优点是肥料互补性强。与分带种植相比较,表现为复合群体内部空气流动小、温湿度高、昼夜温差幅度小;另外,可种植黄豆穴数少、管理不方便、黄豆采光条件较差、产量低,黄豆收后续套作困难。同垄种植的,播种时间上可选择同期、错期播种2种方法。   3.2 品种选择与种子处理
  3.2.1 品种选择。选择株型好,株高适中、苞叶中长、品质好、出籽率高、抗病(特别是抗灰斑病)抗倒伏的杂交玉米品种种植。黄豆选用矮大粒、当地九月拔、当地大粒绿豆、黑皮黄豆等特色品种种植。可选择封顶型菜荚豆类种植。
  3.2.2 种子处理。播种前晒种(消毒、打破休眠)、精选种子(清除小粒、秕粒、病残粒)。应用钼酸铵拌种,将3~5 g钼酸铵先用热水溶解后,再用清水兑成浓度为0.02%~0.05%的溶液浸种或拌种豆种,待黄豆种皮变褐色后播种。通过处理能促进根瘤菌早期形成,提高叶绿素含量、蛋白质合成和磷的吸收。根瘤菌接种,播种前,将上年从地里采集的豆类根瘤菌、经晾干粉碎储备的菌麸加适量水与豆种拌合完成根瘤接种。豆类根瘤接种后播種,对新株根瘤早期形成(特别是生开地)作用显著[1]。
  3.3 合理用肥
  3.3.1 玉米。在土壤湿度好的地块,底肥宜选用尿素150~225 kg/hm2、普通过磷酸钙300~375 kg/hm2 硼锌镁微肥15~30 kg/hm2。在土壤较为干燥或冬春干旱年份,底肥宜用磷酸二铵225~300 kg/hm2 硼锌镁微肥。磷肥的施用重点是满足玉米五叶期前生长发育的需要;施底肥一是要基本满足全生育期供肥需要,二是在少雨的情况下肥料能被正常分解、吸收。在管理阶段,玉米生长前期除追施氮肥提苗外,重点是在拔节期结合中耕培土追施氮、钾肥作攻穗壮籽肥。追施穗粒肥,一般用尿素225~300 kg/hm2、钾肥60~75 kg/hm2,在大喇叭口期适时追施[2]。
  3.3.2 黄豆。黄豆幼苗期根瘤尚未形成,无法固氮,因而黄豆苗期对氮肥表现也比较敏感,苗期适量补充氮肥,能促进根系生长和提早分枝。种植时,一般选择尿素45~75 kg/hm2、普通过磷酸钙300~375 kg/hm2、硫酸钾45~60 kg/hm2、钼(拌种)、硼、鋅、镁微肥作底肥。对较瘦或新开地块可用草木灰代替钾肥,但其他肥料不可缺失[3]。
  3.3.3 玉米、黄豆叶面追肥。适时喷施叶面肥,苗期可用含氮量高的冲施肥(如国光、欧农仕、黑加白)1 000~1 500倍液或磷酸二氢钾兑等量尿素(但玉米不加)喷施,以促进黄豆苗期早分枝,花前期和壮苞期增荚,使玉米苗期生长茁壮,生育后期生长稳健。
  3.4 安全除草
  3.4.1 物理措施。在玉米种植带使用黑色反光膜进行地膜覆盖栽培、人工培土除草的基础上,尽量使用有机物覆盖抑制杂草技术[4]。
  3.4.2 药物措施。播种后或盖地膜前用丁草胺兑水喷洒地面,进行芽前除草。禁止使用草甘膦、阿特拉津、莠去津除草。
  3.5 主要有害生物防控
  3.5.1 病害防治。一般在6月下旬雨水来临时开始发病至玉米灌浆成熟期结束,导致产量损失严重、籽粒品质下降。在零星发病期至玉米灌浆期,用代森锰锌 80%乙蒜素 磷酸二氢钾或其他复合微量元素,每隔7~10 d喷布叶片2~3次,也可用复合3号强力杀菌 微肥防治(1 500~2 000倍液)。在操作时,应注意微量元素的配合使用,才能取得较为理想的防治效果。黄豆褐斑病(斑点病、斑枯病)伴随整个生育期发生。在潮湿多雨条件下病情加重,病斑呈不规则多角形,褐色,叶片正面、背面多有轮纹病斑出现。黄豆灰斑病又称双疹病、蛙眼病。病斑生灰色霉层,叶背多而明显。在潮湿、草多地块易发病,发病重。可选用代森锰锌、大生、雷多米尔、百菌清、多菌灵等选择1种或2种农药,按浓度要求兑水喷雾防治2~3次。
  3.5.2 有害昆虫防控。在使用黄绿板、太阳能杀虫灯诱杀成虫的基础上,播种后当晚用敌百虫拌切细的菜叶、桑叶做成毒饵诱杀幼虫或单用苦参碱、氟氯氢菊酯、辛硫磷等兑水1 500~2 000倍喷洒地面杀灭活动幼虫。
  3.6 适时收割与作物更换套茬
  3.6.1 黄豆。在昌宁县玉米—黄豆套作区,黄豆一般集中在9月上中旬抢晴天收获。分带种植的复合群体,在黄豆收获后,利用秋雨、水分充足的土壤墒情、湿度、温度等条件,适时种植白菜、青菜、甘蓝、萝卜、结球甘蓝、葱蒜等叶类蔬菜和黑麦草、紫花苜葵、苷薯等牧草,实现土地等资源循环利用。
  3.6.2 玉米。玉米在9月乳熟至成熟收获期,利用秋雨、水分充足的土壤墒情、湿度、温度等条件,在双玉米行种植垄两侧、单行玉米种植垄一侧打浅沟施底肥,盖肥后,按20~30 cm打穴套种甜脆豌豆。玉米收获时留取玉米秸秆高70~90 cm、经过顶部拉线加固后布线作甜脆豌豆生长架面使用。
  4 结语
  技术集成充分应用了生物多样性和农业生态学原理,是生态农业发展内容的一个方面。但在技术储备、技术配套组装等方面仍然存在许多需要补充、修改、更正、完善的地方。首先,加强测土配方施肥技术在不同生产区域的系统应用。其次,加强有害生物采用物理、生物、有机农药等的应用研究。最后,与节水灌溉相结合,引水安装滴灌、喷灌设施,保障间套作复合群体健康生长。
  5 参考文献
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  [2] 南纪琴,肖俊夫,刘战东.黄淮海夏玉米高产栽培技术研究[J].中国农学通报,2010(21):106-110.
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  [4] 韩文斌,吴海英,于晓波,等.玉米套作大豆高产高效栽培技术[J].大豆科技,2015(2):56-57.
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