一种红壤旱地玉米水肥一体化种植方法与流程

本发明涉及农业生产技术领域，具体而言，涉及一种红壤旱地玉米水肥一体化种植方法。

背景技术：

红壤旱地是我国南方重要的农业土壤资源，深度开发和利用红壤旱地资源，一直是中国南方农业大发展的重要方向和研究重点。红壤旱地分布广、面积大，总面积约为211.2万km²，占全国土地面积的22.7％。江西现有红壤旱地35万～36万hm²，占江西省耕地总面积的15％左右。

水资源短缺、肥料利用率低的现状下，红壤旱地农业急需从大水大肥粗放型生产转变为合理利用资源的集约型生产。水肥一体化技术是灌溉和施肥有机结合的最好方式。据相关研究显示，与传统漫灌方式相比，水肥一体化可以减少肥料发挥、固定以及淋洗带来的损失，肥料利用率可达30％～50％，水分利用率可提高40％～60％。大部分研究还表明，水肥一体化条件下比传统种植产量提高15～20％。

目前，水肥一体化技术虽然已经大面积推广，主要集中在华北地区、西北旱区、东北寒温带以及华南亚热地区，在红壤旱作物运用较少；该项技术还有一个局限性，前期投入较大，效益回收慢。

红壤旱地温、光资源适合进行双季玉米种植。玉米是需水较多的作物，传统的裸地种植栽培模式，大都采用漫灌方式，化肥利用率较低，氮肥通过挥发、淋溶和径流等途径损失数量巨大。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，所述的方法可以促进肥料转化及吸收，提高肥料利用率，也可以调节水分利用，提高水分利用率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明涉及一种红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，包括：分别在玉米播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期通过水肥一体化方法施加基肥、苗肥、拔节肥、穗肥；

所述施加的总肥量为：氮肥以n计14～16kg/亩，磷肥以p2o5计5～7kg/亩，钾肥以k2o计11～13kg/亩；

其中各时期的施肥量为：

基肥：31wt％～49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％～70wt％钾肥；

苗肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％钾肥；

拔节肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％钾肥；

穗肥：17wt％～23wt％氮肥。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)、滴灌水肥一体化技术具有节水节肥、节省劳力、便于规模化自动管理，并且能提高经济效益，水肥高效耦合的优势。不仅解决了肥料利用率低的问题，还节约了水资源。

2)、本发明选择在玉米的播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期进行水肥一体化施肥，通过合理的肥料搭配，可有效解决了玉米出苗长势不一致的问题，明显提高了玉米整齐度，促进玉米苗齐、苗均、苗壮；有效促进玉米根系下扎，提高对深层土壤中养分和水分的利用能力，降低玉米重心，提高抗倒伏能力，有利于玉米稳产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的施加肥料时所用的设备的使用示意图；

图2为本发明提供的施加肥料时所用的设备的结构示意图；

图3为不同处理玉米各生育期株高；

图4为不同处理玉米各生育期叶片数；

图5为不同处理玉米各生育期spad值；

图6为不同处理玉米各生育期光能利用率变化。

具体实施方式

本发明涉及一种红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，包括：分别在玉米播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期通过水肥一体化方法施加基肥、苗肥、拔节肥、穗肥；

所述施加的总肥量为：氮肥以n计14～16kg/亩，磷肥以p2o5计5～7kg/亩，钾肥以k2o计11～13kg/亩；

其中各时期的施肥量为：

基肥：31wt％～49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％～70wt％钾肥；

苗肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％钾肥；

拔节肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％钾肥；

穗肥：17wt％～23wt％氮肥；

优选的，所述施加的总肥量为：氮肥以n计15kg/亩，磷肥以p2o5计6kg/亩，钾肥以k2o计12kg/亩；

其中各时期的施肥量为：

基肥：40wt％氮肥、100wt％磷肥、60wt％钾肥；

苗肥：20wt％氮肥、20wt％钾肥；

拔节肥：20wt％氮肥、20wt％钾肥；

穗肥：20wt％氮肥；

优选的，所述苗期为齐苗后5～7天；

优选的，所述抽雄吐丝期为大喇叭口期。

在本发明的一些实施方式中，所述氮肥以尿素的形式施用；

在本发明的一些实施方式中，所述磷肥以磷酸二氢钾的形式施用；

在本发明的一些实施方式中，所述钾肥以磷酸二氢钾和/或氯化钾的形式施用。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，所述玉米一年种植两茬，分别在春季和秋季播种。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，在春季进行土壤深松技术，秋季免耕。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，深松深度≥25cm，优选25cm～40cm，或30cm～35cm。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，所述玉米在种植时的行株距为(55cm～65cm)×(25cm～35cm)，双粒籽穴直播；

更优选的，所述玉米在种植时的行株距为60cm×30cm。

合适的行株距能够避免玉米抽叶后不同植株之间的互相遮盖，提高光合作用的效率，保证玉米的种植密度最大化，进而保证其产量。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，每次施加肥料时，用于溶解肥料的水量为4.5～5.5吨/亩。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，施加肥料时采用滴灌施肥。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，所述玉米为生育期75～95天的鲜食玉米品种；

更优选的，所述玉米的品种选自沪玉糯3号、沪玉糯2号、桂糯518、桂糯519、赣科甜6号中的一种或多种。

优选的，如上所述的红壤旱地玉米水肥一体化种植方法，通过水肥一体化方法施加肥料时所用的设备包括：

蓄水池、管道加压泵、输水主管道以及滴灌施肥系统；

优选的，所述输水主管道上还设置有过滤装置；

优选的，所述输水主管道固定埋设地下；

优选的，所述滴灌施肥系统的管道设置有多个支路，不同支路上设置有阀门。

本发明提供的施加肥料时所用的灌溉系统及设备的示意图分别为图1和图2所示。

本发明提供的施加肥料时所用的设备的使用示意图如图1所示，优选的，灌溉系统采用一套多路式，混合有肥料的溶液经过管道加压泵加压后经输水主管道运往大田，输水主管道可设置支路，例如途中所示的两条支路，滴灌施肥系统也可设置支路以增加灌溉效率。

本发明提供的施加肥料时所用的设备的结构示意图如图2所示，优选的，动力系统采用离心水泵；主管道采用pvc-udn110；水泵灌水口采用dn90pvc球阀；过滤系统采用120目碟片过滤器，过滤流量为60立方每小时。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一、工程设计、建设和器材优选或创制。

试验地选取江西省红壤研究所梯地化的红壤旱地，结合试验地水源、降雨等特点，工程设计和建设以蓄水池(用于水肥融合)+管道加压泵(增加管道压力)+输水主管道(固定埋设地下)+滴灌施肥系统(可移动式)为试验设备和载体，优选简化水肥一体化设备一套。

二、适时播种。

双季玉米分春玉米和秋玉米。春玉米播种时间3月20日～4月20号左右，秋玉米播种时间7月15日～8月10号。

三、整地

玉米高产栽培前提条件必须大力推广深松机技术。在春季进行土壤深松技术，秋季免耕。深松深度要达到25cm～40cm，提高土壤保水保肥能力，防止植株倒伏和早衰。免耕可以增加土壤保墒能力。

四、选用优良品种

红壤区适宜双季玉米种植品种为沪玉糯3号、赣科甜6号(江西省农科院作物研究所选育)品种。

五、科学配方施肥

常规施肥总量按照红壤旱地鲜食玉米优质高产需肥量设定，为氮肥(n)14.0kg/亩，磷肥(p2o5)7.0kg/亩，钾肥(k2o)11.0kg/亩。

其中基肥：31wt％氮肥、100wt％磷肥、70wt％钾肥；

苗肥(齐苗后5-7天)：23wt％氮肥、15wt％钾肥；

拔节肥：23wt％氮肥、15wt％钾肥；

穗肥(大喇叭口期)：23wt％氮肥。

玉米磷肥和有机肥以基肥方式进行。氮肥为尿素；磷肥用磷酸二氢钾(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)。剩余钾肥在苗肥、拔节肥分别以氯化钾追施。

春玉米用种2公斤/亩，行株距55cm×35cm，双粒籽穴直播，苗期定苗约4000株。

六、水分管理

玉米浇水关键时期分别为播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期，每次浇水量为4.5吨/亩。玉米关键时期施肥采取先将各肥料溶解，后倒入蓄水池，与水充分混匀之后，开启滴管施肥系统，进行浇水。

七、防虫防草

播种前用毒死蜱防治地老虎以及其他害虫。播种后出苗前，选择无风天气进行药剂封闭灭草。如喷施乙草胺，因常年使用乙草胺会导致土壤板结，因此喷施不要过量；在大喇叭口期用杀虫双大粒剂点心防治玉米螟、粘虫，用井冈霉素防治纹枯病，用多菌灵、托布津防治大小叶斑病。

实施例2

一～三、同实施例1。

四、选用优良品种

玉米品种选择桂糯519(广西区农业科学院玉米研究所选育)；株高187厘米，穗位高81厘米，保绿度87.1％，双穗率4.6％，空杆率1.0％，分蘖率0.6％，倒伏率1.7％，倒折率0.1％，田间记载大斑病0.9级，小斑病1.0级，纹枯病6.4％，茎腐病0.2％，锈病1.6级，出苗至鲜果穗采收期春季平均87天，秋季平均70天，穗长18.2厘米，穗粗4.5厘米，秃尖长2.3厘米，果穗筒型，籽粒白色。

五、科学配方施肥

常规施肥总量按照红壤旱地鲜食玉米优质高产需肥量设定，为氮肥(n)16.0kg/亩，磷肥(p2o5)5.0kg/亩，钾肥(k2o)13.0kg/亩。

其中基肥：49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％钾肥；

苗肥(齐苗后5-7天)：17wt％氮肥、25wt％钾肥；

拔节肥：17wt％氮肥、25wt％钾肥；

穗肥(大喇叭口期)：17wt％氮肥。

玉米磷肥和有机肥以基肥方式进行。氮肥为尿素；磷肥用磷酸二氢钾(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)。剩余钾肥在苗肥、拔节肥分别以氯化钾追施。

春玉米用种2公斤/亩，行株距65cm×25cm，双粒籽穴直播，苗期定苗约4000株。

六、水分管理

玉米浇水关键时期分别为播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期，每次浇水量为5.5吨/亩。玉米关键时期施肥采取先将各肥料溶解，后倒入蓄水池，与水充分混匀之后，开启滴管施肥系统，进行浇水。

七、防虫防草

播种前用毒死蜱防治地老虎以及其他害虫。播种后出苗前，选择无风天气进行药剂封闭灭草。如喷施乙草胺，因常年使用乙草胺会导致土壤板结，因此喷施不要过量；在大喇叭口期用杀虫双大粒剂点心防治玉米螟、粘虫，用井冈霉素防治纹枯病，用多菌灵、托布津防治大小叶斑病。

实施例3

一～三、同实施例1。

四、选用优良品种

玉米品种选择沪玉糯2号(上海市农业科学院作物所选育)；株高197～204厘米，穗位高73厘米，总叶片数17片左右。穗长18.2厘米，穗粗4.0～4.5厘米，穗行数14行左右，花丝红色，果穗锥型，穗轴白色，籽粒白色。

五、科学配方施肥

常规施肥总量按照红壤旱地鲜食玉米优质高产需肥量设定，为氮肥(n)15.0kg/亩，磷肥(p2o5)6.0kg/亩，钾肥(k2o)12.0kg/亩。

其中基肥：40％氮肥、100％磷肥、60％钾肥；

苗肥(齐苗后5-7天)：20％氮肥、20％钾肥；

拔节肥：20％氮肥、20％钾肥；

穗肥(大喇叭口期)：20％氮肥。

玉米磷肥和有机肥以基肥方式进行。氮肥为尿素，32.61kg/亩；磷肥用磷酸二氢钾(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)，11.52kg/亩，其中含钾肥(k2o)3.99kg/亩，剩余钾肥(k2o)8.01kg/亩。苗肥、拔节肥追施分别追施氯化钾4.00kg/亩。

春玉米用种2公斤/亩，行株距60cm×30cm，双粒籽穴直播，苗期定苗约4000株。

六、水分管理

玉米浇水关键时期分别为播种期、苗期、拔节期、抽雄吐丝期，每次浇水量为5吨/亩。玉米关键时期施肥采取先将各肥料溶解，后倒入蓄水池，与水充分混匀之后，开启滴管施肥系统，进行浇水。

七、防虫防草

播种前用毒死蜱防治地老虎以及其他害虫。播种后出苗前，选择无风天气进行药剂封闭灭草。如喷施乙草胺，因常年使用乙草胺会导致土壤板结，因此喷施不要过量；在大喇叭口期用杀虫双大粒剂点心防治玉米螟、粘虫，用井冈霉素防治纹枯病，用多菌灵、托布津防治大小叶斑病。

实验例

红壤旱地玉米(鲜食)肥水一体化技术模式研究。

以红壤旱地秋玉米(鲜食玉米)优质高产高效为目标，开展肥水一体化技术模式研究。

(1)已完成工程设计、建设和器材优选或创制。试验地选取本所梯地化的红壤旱地(江西省旱作物引育中心)，面积2亩左右。结合本试验地水源、降雨等特点，工程设计和建设以蓄水池(水肥融合)+管道加压泵(增加管道压力)+输水主管道(固定埋设地下)+滴灌施肥系统(可移动式)为试验设备和载体。在器材优选和创制上，充分考虑各设备载体各项功能、选好关键配套件,使得其能够长期有效的运转，输水管道拟采用pvc材质，增设过滤系统和启动箱，选用120目叠片过滤器，启动箱分设三相电表、漏电开关、防误开关、空气开关等。滴管的主管道和支管道分别采用直径12-20mm、壁厚0.3-1.0mm的pvc管。

(2)红壤旱地玉米(鲜食)肥水一体化技术模式研究

选用玉米品种为沪玉糯3号为试验材料。设置了3个试验处理：处理f1：按照公开号为cn104311203a，公开日为2015.01.28的申请文件实施例3的肥量与施肥时间施肥；处理f2：实施例3水肥一体化施肥；处理f3：70％施肥(按实施例3操作，水肥一体化施肥，但施肥总量为实施例3的70％)。

①试验前土壤性质见表1。

表1试验前红壤旱地的土壤性质

②不同处玉米生育期调查

如表2所示，秋季鲜食玉米整个生育期在67～75d，其中：f2、f3处理出苗、拔节、喇叭口、抽雄吐丝期、成熟期等生育期时间比f1处理分别提前1d、2d、3d、4d、8d，说明f2、f3施肥处理缩短生育天数。

表2不同处理下玉米生育期

③不同生育期玉米株高、叶片数、spad值

各生育期玉米株高动态变化情况如图3所示，玉米苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄吐丝期、成熟期株高平均为29.30cm、46.22cm、69.54cm、176.03cm、181.49cm；从拔节期开始，f2和f3处理玉米株高显著高于f1处理(p<0.05)，且随着玉米生育期的推进，差异越显著；至成熟期f2和f3处理玉米株高比f1处理高59.73cm、64.63cm。可见，f2、f3的施肥方式可加快玉米的生长发育。

从玉米整个生育期叶片数来看(图4)，玉米苗期、拔节期、喇叭口期、抽雄吐丝期、成熟期叶片数分别介于2～4片、5～8片、7～10片、9～13片、9～13片，说明抽雄吐丝期前是玉米叶片数呈增长趋势，而抽雄吐丝期后玉米叶片数处于稳定期。不同处理下各生育期玉米叶片数差异不显著(p>0.05)。

如图5所示，玉米spad值随着生育期的推进呈快速增大后稳定的过程，其中：苗期f2、f3处理显著高于f1处理(p<0.05)，拔节期和喇叭口期差异不显著，抽雄吐丝期表现为f2处理显著高于f3和f1处理，至成熟期表现为f2>f3>f1(p<0.05)。

④成熟期各器官生物量

如表3所示，不同处理单株根、叶、果穗干物质量均以f2处理均最高，分别为0.030kg、0.047kg、0.068kg；茎生物质量则以f3处理最高，达0.043kg。总生物量表现f2、f3处理显著高f1处理(p<0.05)。

表3不同处理玉米成熟期各器官干重(kg)

⑤玉米成熟期叶面积及叶面积指数

不同处理下玉米成熟期叶面积以及叶面积指标差异不显著(p>0.05)，但以f2处理相对较高，分别为0.41m²和2.27；从黄叶数来看，以表现为f2、f3处理相对较高，这可能与f2、f3处理生育期较短有关。

表4不同处理玉米成熟期叶面积、叶面积指数及黄叶数

⑥玉米产量构成

a玉米鲜果穗、籽粒产量

如表5所示，玉米鲜果穗产量以f2处较高，其中含苞叶和不含苞叶产量分别为1099.11kg/ha、539.01kg/ha；籽粒产量以f1较高，且显著高于f2和f3处理，这与f2、f3处玉米苞果含水量较高有关。

表5不同处理玉米产量

b鲜秸秆产量

如表6所示，玉米鲜叶产量和鲜茎产量分别介于8790.12～13327.16kg/ha、3067.90～4685.19kg/ha、11858.02～19160.49kg/ha；不同处理下鲜秸秆产量表现为f2>f3>f1。

表6不同处理玉米鲜秸秆产量(kg/ha)

⑦不同处理玉米各生育期光能利用率变化

玉米生育期间光能利用率的变化均呈单峰型曲线(图6)，不同处理各生育期光能利用率大小为f2>f3>f1。不同从抽雄期到蜡熟期玉米光能利用率先增加后减少趋势，说明这一阶段是玉光能利用率高峰期，且在峰值附近持续时间较长。

⑧不同处理经济效益比较

由表7可知，f1人工投入最高，f2、f3产出达23000元/hm²，以f3产出效益最高。f2、f3纯收益高，是f1的2～3倍。不同处理产投比大小为：f3>f2>f1。

表7不同处理经济效益比较

注：秋玉米2.5元/kg，鲜秸秆0.2元/kg，钙镁磷肥25元/25kg，尿素120元/50kg，氯化钾185元/50kg，磷酸二氢钾250元/25kg。

⑨结论

本申请提供的水肥一体化技术专用于红壤旱地，可提高肥料的利用效率，实现增产增收。与现有技术f1相比，该技术可提高秋季鲜食玉米产量16.36％左右，经济效益提高202.23％，且秋季鲜食玉米增产13.89％，其技术优势明显。

虽然水肥一体化技术前期投入相对较高，但从长远考虑，该技术带的经济效益比较可观，对红壤旱地建设现代化农业的具有重要参考价值。另外，水肥一体化技术在春季如何利用也有待于进一步研究和探索。

随着我国经济的快速发展，人力资源成本的上升，农业集约化速度的加快，水、土地等资源会越来越紧张，而生态环境也越来越受到人们的关注，滴灌水肥一体化技术将会受到越来越多的农户的青睐。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。