北方旱区减缓和适应气候变化增效种植技术

摘要

本发明公开了一种北方旱区减缓和适应气候变化增效种植技术。它是选择生育期长的品种，秋收后不翻地，利用上一年作物根茬固土越冬；播种的行距采用宽窄行，喷施生长调节剂进行生育期的调控；作物选择为谷子、大豆等茎秆直立的中矮秆作物。本方法作物根茬固土越冬，能增强土壤蓄水保墒能力，通过调整作物行间距离，改善田间小气候；并利用生长调节剂控制植物的生长和发育，改善植物与环境的互作关系，增强作物抗逆能力，提高作物产量。本方法的应用能提高生态脆弱区农业适应气候变化的能力，是北方旱区农业实现可持续发展的有效途径，对提高社会、经济和生态效益有重要作用。

说明书

技术领域  本发明涉及一种农作物的栽培技术，具体说是一种适应北方旱区的作物栽培方法。

背景技术  据国家第二次全国农业普查主要数据，截至2006年在全国18.27亿亩耕地面积中，旱地面积占55.1％，分布在16个省(市、自治区)，多为贫困地区，生态环境比较脆弱。在全球气候变化大背景下，这些地区气温普遍升高，旱、涝灾害发生的几率都呈上升趋势，其中干旱发生的几率上升尤为显著。随着干旱加剧和农业灌溉用水在整个水资源分配中比例减少，开展旱区农业技术研究对未来农业和可持续发展具有重要意义。长期以来旱地种植是等雨播种，农民往往被迫选择生育期短的作物品种进行种植，生育期短的品种比生育期长的品种产量低，现有栽培管理方法是秋翻地，这样如有秋雨、冬雪对农田蓄水保墒有好处，但现北方干旱日益严重，不但无水可蓄，秋、冬的大风造成土壤风蚀，土壤水份损失更加严重。常因干旱造成减产甚至颗粒无收。目前生产上缺少系统有效的大规模作业的种植技术模式。

发明内容  本发明的目的在于提供一种北方旱区减缓和适应气候变化增效种植技术，采用本技术可有效地减少土壤风蚀和水蚀，增强土壤蓄水保墒，改善田间小气候环境，增强作物抗逆能力，节本增效，提高作物产量，有效规避干旱所造成的灾害损失，提高生态脆弱区农业抗风险能力，为北方旱区农业实现可持续发展提供一种途径。

本发明的技术方案由如下步骤构成：

1、选择生育期长的品种，根据春季降透雨时间，在常规的生育期基础上增加7～10天确定作物品种熟期；

2、秋收后不翻地，利用上一年作物根茬固土越冬；

3、春季播种作物的株距和密度均按传统种植方法，作物每两行之间距离不同，两行之间距离40cm，两行与两行之间距离为50～60cm；

4、生长进程调控，作物进入拔节期，喷施生长调节剂，进行调控；

5、作物选择为谷子、大豆等茎秆直立的中矮秆作物。

本方法的具体方案为：

1、选择作物生育期长的品种，根据春季降透雨时间，在常规的生育期基础上增加7～10天确定作物品种熟期；

2、播种：上一年作物收获后留茬越冬，在春季根据降雨情况，5月初-6月上旬适期进行播种，用免耕施肥播种机直接顶茬播种，播种深度为5-7cm，覆土厚度为4-6cm，播后镇压，播前对耕地拖一遍，以压倒根茬，保证播种质量或使用旋播机直接旋耕播种，播种深度为4-6cm，覆土厚度为3-5cm；

3、播种量：谷子每亩0.25-0.5kg，大豆每亩4kg；

4、施肥：春施有机肥2500kg/亩，底肥施磷酸二铵15kg/亩，结合苗期管理追施尿素15kg/亩；

5、株行距：传统种植行距45cm，本技术模式为40∶50-60cm大小垄；作物每两行之间距离不同，两行之间距离40cm，两行与两行之间距离为50～60cm。

6、间定苗：4-5叶一次性定苗，作物播种的株距按传统栽培方法，留苗密度：谷子山旱地亩留苗2.0-2.5万株，较肥旱平地留苗2.5-3.0万株，大豆每亩0.9-1.1万株；

7、中耕除草：第一次结合定苗浅耘，清垅，第二次拔节前进行深趟，有利于根系深扎，增加根系吸水范围；

8、生长进程调控：在作物进入拔节期开始喷施生长调节剂碧护和格润，碧护用量为3g/亩、格润为50g/亩，第一次两种生长调节剂用量减半，每隔7-10天进行一次，最多连续三次。

本发明的优点在于：本方法能增强土壤蓄水保墒能力，改善生态环境，增强作物抗逆能力，提高作物产量。作物根茬固土越冬，减少秋冬季大风造成土壤风蚀，增强土壤蓄水保墒能力。通过调整作物行间距离，宽行增加通风透光，发挥作物的边行效应，窄行增加地表覆盖度，控制地面杂草生长，降低地表温度，减少田间地面水分蒸发，使田间小气候环境得到改善。并利用生长调节剂适期对作物进行生长调控干预，控制植物的生长和发育，改善植物与环境的互作关系，增强作物的抗逆能力，可适当采用生育期长的品种，提高产量。该方法也适合大面积机械化作业，节本增效。该方法的应用能提高生态脆弱区农业适应气候变化的能力，是北方旱区农业实现可持续发展的有效途径，对提高社会、经济和生态效益有重要作用。

具体实施方式

实施例：

1、选择作物生育期长的品种，根据春季降透雨时间，在常规的生育期基础上增加7-10天确定作物品种熟期；

2、播种：上一年作物收获后留茬越冬，在春季根据降雨情况，5月初-6月上旬适期进行播种，一种是免耕施肥播种机直接顶茬播种，播种深度为5-7cm，覆土厚度为4-6cm，播后镇压，播前对耕地拖一遍，以压倒根茬，保证播种质量；或使用旋播机直接旋耕播种，播种深度为4-6cm，覆土厚度为3-5cm；

3、播种量：谷子每亩0.25-0.5kg，大豆每亩4kg；

4、施肥：春施有机肥2500kg/亩，底肥施磷酸二铵15kg/亩，结合苗期管理追施尿素15kg/亩；

5、株行距：传统种植行距45cm，本技术模式为40∶50-60cm大小垄；作物每两行之间距离不同，两行之间距离40cm，两行与两行之间距离为50-60cm。

6、间定苗：4-5叶一次性定苗，作物播种的株距按传统栽培方法；留苗密度：谷子山旱地亩留苗2.0-2.5万株，较肥旱平地留苗2.5-3.0万株，大豆每亩0.9-1.1万株；

7、中耕除草：在劳动力充足情况下，提倡人工铲草，第一次结合定苗浅耘，清垅，第二次拔节前进行深趟，有利于根系深扎，增加根系吸水范围；

8、生长进程调控：在作物进入拔节期开始喷施生长调节剂碧护和格润，碧护用量为3g/亩、格润为50g/亩，第一次两种生长调节剂用量减半，每隔7-10天进行一次，最多连续喷三次。

生长调节剂碧护和格润是市售的产品。

本发明方法田间试验

试验地区概况：试验地点在内蒙古自治区赤峰市松山区五三乡，位于北纬42°01′，东经117°49′。试验示范田为赤峰市农牧科学研究院试验基地。当地多年平均降水量400mm左右，其中，夏季降水量占年降水量的72％，春、秋季分别占13.2％和14.2％，冬季仅占1.4％，近年平均温度在7℃以上。农业土壤多为砂壤土，土壤有机质含量在1％左右。

试验田情况：试验田面积17亩，试验地前茬为玉米。

试验排列：试验采用大区对比法，不设田间重复，试验种植作物不少于8行，测产等项调查选代表性3点调查，每点取20m²。

作物品种：品种选用当地主推广品种。

1、不同作物对本技术模式的适宜性筛选。

利用本技术模式和传统方法种植谷子、大豆，在秋季对不同种植方法的作物产量进行实际测量。经过多点测定具体结果：谷子传统种植的平均产量为238.34公斤/亩，本技术模式种植产量平均为280.36公斤/亩，比传统种植方法产量增加42.02公斤/亩，折合经济收益增加134.46元/亩；大豆传统种植的产量平均为114.54公斤/亩，本技术模式产量平均为127.06公斤/亩，比传统种植方法产量增加12.52公斤/亩，折合增加经济收益45.07元/亩(见表1)。谷子应用效果最显著。

表1本技术模式和传统方法种植产量效益比较表

2、对本技术模式的田间小气候情况进行测量研究，田间小气候环境得到改善。

2009年8月4日，在内蒙赤峰市松山区赤峰农牧科学研究院实验基地大豆试验田，用农业环境监测仪同时对田间小气候环境和大气环境进行测定。(1)田间光照强度测量情况。

进行了作物田间光照强度测量，测量结果是：本技术模式较传统种植方法田间地表光照强度减少了26.78lx，相对减少了56.45％(见表2)，这说明本技术模式田间作物叶片生长旺盛，增大地表覆盖度，叶片繁茂光合作用增强，透过叶片的光量减少。透过叶片的光线多被地面吸收而提高土壤温度，土壤释放热量又提高作物群落内温度，增加植物呼吸，不利干物质积累。所以本技术模式不但提高光能利用率，也减少地表温度的升高和土壤表面水分蒸发，降低了作物群落内的温度，有利作物生长。干旱地区作物生长环境的温度、相对湿度保持一定范围有利于作物进行光合作用，在维持作物正常生理功能呼吸，尽可能降低作物群落的温度，以减少作物呼吸，增加干物质积累，提高产量。

表2本发明方法与对照田间光照强度比较表单位：l×

  测量点  传统种植  田间地表面  本技术模式种植  田间地表  本技术模式较传统种植  减少(百分比)  1  45.5  17.4  2  46.5  22.2  3  45.7  20.4  4  49.3  20.7  5  50.2  22.6  平均值  47.44  20.66  26.78(56.45％)

(2)在2009年8月4日，同时同地点对温度、相对湿度测量结果分析表明，本技术模式的田间温度最低，为30.78℃，比传统种植田及大气环境温度分别低1.9℃、4.46℃，而相对湿度比传统种植田及大气环境分别增加4.4和13.74(见表3)。

大多数作物正常生长温度在15--32℃，旱田适宜温度在25-30℃。在一定范围内，随着温度升高，作物呼吸强度增加，直到40℃左右。呼吸强度过高，影响作物干物质的积累。干旱缺水，作物体内发生一系列的反应，其中以光合作用下降和生长受抑制最显著。光合作用减弱，叶的存留期缩短，老叶首先枯黄，叶子伸长生长速率变得很慢甚而停止，活叶面积迅速减少，最后导致产量下降。本技术模式有效地改善了田间温、湿度环境，有利作物生长。

表3  本发明与对照田间温、湿度情况对比表

3、生长调节剂对作物发育进程及产量影响效果研究。

根据作物田间生长状况，喷施生长调节剂进行调控。在作物进入拔节前，每隔7～10天进行一次，最多连续三次。使用生长调节剂，用量省，见效快，并可减少土壤残留污染。生长调节剂可改善植物与环境的互作关系，增强作物的抗逆能力，提高作物产量。喷施生长调节剂地块谷子抗高温干旱能力增强，秋季叶片存活时间比传统种植地块要延长十几天，传统种植的谷子地块因干旱出现早衰。2009年赤峰地区出现历史少有的严重干旱，大部分旱地严重减产或颗粒无收。与本试验地点同一地区的农户，同期播种，同样品种的谷子生产田，30亩地共收粮食935kg，折合产量31.17kg/亩，而喷施生长调节剂的9亩试验田，平均产量为48.91kg/亩，比传统种植多收粮食17.74kg/亩，加上谷草收入每亩经济收入相差64.57元(见表4)。

表4生长调节剂对作物产量影响效果(Kg/亩)

4、节本增效研究

试验结果表明，该技术模式对气候变化适应和减缓旱灾影响效果显著，通过少免耕技术和机械化播种，节省工序2道以上，每亩节省成本65元左右，大面积推广可产生巨大的经济、生态和社会效益。

表5本发明方法与对照节本增效情况表(谷子)(/亩)

  工序  传统种植(CK)  本发明方法  本方法比传统种植(CK)  播种  0.5小时/亩(施肥、点籽)  少于0.25小时/亩(机械施  肥播种一体)  效率提高一倍以上，且可节  省两人工时约合5元  种子量  0.5-0.75公斤  0.25--0.5公斤  可节约5元左右  间苗  1人工  0.25人工  省工费37.5元  中耕  铲、耘(2)、趟  铲、趟  省2道工序，节约20元以上  合计  65元左右

由表5看到，实施少耕免耕、减少了作业工序，降低了作业成本，提高了工作效率，传统耕作要通过翻地、耙压、播种、中耕、间苗等多道工序来完成，且成本高、工作效率低。采用本技术模式比传统耕作省2-3道工序，减少费用65元/亩。