一种大春水稻季麦秆翻耕还田的水肥调控方法

摘要

本发明公开了大春水稻季麦秆翻耕还田的水肥调控方法，属于农作物水肥调控领域，特别是针对稻-麦轮作的成都平原大春水稻季在麦秆翻耕还田方式下的水肥调控技术，在成都平原区，将上一季收割的小麦秸秆进行全量翻耕还田，对水稻的整个生育期进行定量的水分调节和土壤肥力调控。本发明将麦秆全量还田与土壤的水肥调控技术相结合，避免了简单还田在秸秆腐解过程中可能对土壤造成的负面效应，集成了麦秆还田配套栽培技术，优化了秸秆快速转化利用与作物稳产高产技术体系，设计出合理的水肥调控方案；该耕作措施不仅可以提高作物产量、节约劳动力、提高经济效益，还可保水保肥、改良土壤结构、保护环境，促进该地区农业的可持续发展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种农作物秸秆还田方法，特别是针对成都平原大春水稻季在麦秆翻耕还田方式下的水分与肥力的定量调控方法。

背景技术

秸秆占作物生物产量的50％左右，是一类极其丰富的最能直接利用的可再生有机资源。大量剩余秸秆的被焚烧不仅造成空气污染，对生活环境造成严重影响，还导致土壤肥力逐年下降，农业生态平衡遭到破坏。秸秆还田能够有效的增加土壤有机质含量，补充其各种营养元素，使其养分结构趋于合理，进而改善土壤理化性状，培肥地力，特别对缓解我国氮、磷、钾肥比例失调的矛盾，弥补磷、钾化肥不足有十分重要的意义。同时，秸秆还田还能有效增加农作物产量，优化农田生态环境，维持农业生态环境平衡，对持续农业和生态农业具有十分重要的作用。成都平原属亚热带湿润季风气候。年平均气温15-17.1℃，无霜期达260-302天。常年降水量在900-1300毫米之间，80％集中在5-9月。同时，受地理位置影响，地下水位高，土壤冷湿。且据相关文献，成都平原区土壤速效磷、速效钾含量普遍偏低。

目前现有的稻麦秸秆还田利用做法通常是：(1)直接单一耕翻埋入土壤。这个方法的弊端是勤耕翻容易造成水土流失，秸秆直接埋入土壤，腐熟时易产生有害气体对种苗造成毒害。(2)将稻麦秸秆集中堆制或沤制腐熟，然后分散到土壤中。此法的弊端是麻烦，经济效益低，农民不容易接受。(3)牲畜过腹还田，即通过给牲畜饲喂秸秆，变成肥料还田。此法的弊端是难以大面积实施。目前的秸秆还田技术大多着眼于秸秆还田农机具和田块研发等宏观定性方面，而对于秸秆还田水肥调控定性定量方面没有一套详细具体的操作模式，特别是针对成都平原特定的自然条件及与其类似的地区还没有一套适宜的水肥调控模式，不便于农户推广使用，也是造成秸秆还田难于大面积推广的重要原因是之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有大春水稻季麦秆还田几种做法的不足，秸秆还田施肥和灌水缺乏规范等实际问题，提供一种高效安全、操作性强的具体流程化的大春水稻季秸秆还田水肥调控模式，重点在于针对成都平原地区大春水稻季秸秆还田水肥调控方面定性定量的技术，更有利于在实际农业运用中发挥作用，解决秸秆还田在水肥调控具体操作方面的问题。该方法与土壤翻耕有机结合，达到保护环境、改良土壤、提高农产品数量和质量、发展生态农业的综合目的，而且经济适用，操作简便，易于推广。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大春水稻季麦秆翻耕还田的水肥调控方法，在稻-麦轮作区的大春水稻季，采用麦秆翻耕还田方式后，对水稻生长进行定量水分调控与定量土壤肥力调控。

作为优选：将上一季小麦收割的秸秆进行全量翻耕还田，对水稻的整个生育期进行定量的水分调控和土壤肥力调控。

所为优选：根据权利要求2所述的一种大春水稻季麦秆翻耕还田的水肥调控方法，其特征在于：在水稻生长的全生育期，根据土壤的质地，质地越轻供水量越多，供水量为7500～10000m³/hm²，且根据当年降水量调整灌溉量为2500～4000m³/hm²。

作为进一步优选：返青分蘖期的灌溉量为570～900m³/hm²；拔节孕穗期灌溉量为950～1600m³/hm²；抽穗开花期灌溉量为970～1500m³/hm²。

作为进一步优选：在水稻全生育期采用施肥量为N 142～158kg/hm²、P₂O₅76～84kg/hm²、K₂O 85～95kg/hm²。

作为优选：翻耕前施入底肥，其底肥施入量为N 99～110kg/hm²、P₂O₅ 53～58kg/hm²、K₂O 60～66kg/hm²。

作为进一步优选：在移栽或插秧后半个月时增施肥料，用量为N 28～32kg/hm²，P₂O₅15～17kg/hm²，K₂O 17～19kg/hm²。

作为进一步优选：在抽穗开花阶段，移栽后40～50天时施肥，用量为N 14～16kg/hm²，P₂O₅ 7～9kg/hm²，K₂O 8～10kg/hm²。

具体地，大春水稻季麦秆翻耕还田模式包括播种育苗、本田整理、麦秆还田、秧苗移栽、田间管理：

播种育苗：选用丰抗兼优型良种，播种前先将种子翻晒，再用消毒剂浸种消毒，催芽播种。

本田整理：灌水浸泡田块。放水泡田约2-4天后可用翻土机进行翻耕。翻耕前将底肥施入田块中，翻耕过程中翻土机反复翻整田块，至耕作层土壤全部松泡为止。

麦秆还田：在田块翻耕耙平后，将收起的小麦秸秆全部碎成3-6厘米的短节，然后均匀抛洒于田块中，再用旋耕机将小麦秸秆翻入土壤中。秸秆用量为5000～7000kg/hm²。

秧苗移栽：插秧选择长势均匀的秧苗，按照株距15～20cm，行距35cm进行设计。插秧后约半个月进行施肥。

田间管理；田间管理主要分为水肥调节和病虫害防治两方面。随着水稻生育阶段的发展，其水肥调控技术有较大的差别。

对于其中的主要关键技术包括水分调节和土壤肥力调控技术：

1.水稻季麦秸翻耕还田下的水分调控技术：在水稻生长的全生育期，因土壤的质地由轻到重供水量由多到少，将供水量控制在7500～10000m³/hm²，且根据当年降水量调整灌溉量为2500～4000m³/hm²，也就是根据降水量，调整人工灌溉的量为2500～4000m³/hm²，使得总供水量保持在7500～10000m³/hm²。

返青分蘖期：返青期和分蘖期的灌溉水量控制在570～900m³/hm²左右。移栽后2-3天不灌水，待扎根立苗后及时灌浅水。秧苗返青后立即采用浅水勤灌的湿润灌溉法。使后水不见前水，以便土壤气体交换和释放有害气体；水层不能超过最上面全出叶的叶耳。返青期遇到阴雨天气应浅水或湿润灌溉。在栽后15-20天或窝苗数达到9-10片时水稻达到分蘖期，应排水晒田，晒7-10天复水后实行间隙灌溉。晒田过程中不宜太干，以保证秸秆的腐解软化。

拔节孕穗期：此时期叶面积大，光合作用强，代谢作用旺盛，蒸腾量也大，是水稻一生中需水最多的时期，是水稻库容建立的关键时期，对产量的影响至关重要，是水稻水分调控中必须注意的问题。因此，此时期的灌溉水量应该控制在950～1600m³/hm²，必须保持水层。

抽穗开花期：保持田块有水层，此时期的灌溉总水量控制在970～1500m³/hm²。

灌浆结果期：这一时期断水过早，会影响水稻植株对养分的吸收和运输，使空粒半粒增加。在此时期应该间隙灌水，维持田间湿润即可，但不宜断水。黄熟初期可以断水。

上述每个时期的灌溉量根据降水量适当调整以适应合适的供水量。

2.水稻季秸秆还田土壤肥力调控技术：在水稻全生育期的施肥量为N 142～158kg/hm²、P₂O₅ 76～84kg/hm²、K₂O 85～95kg/hm²。田块进行翻耕前，将底肥均匀撒在田块中，底肥用量为在N 99～110kg/hm²、P₂O₅ 53～58kg/hm²、K₂O 60～66kg/hm²。返青分蘖期是增加株数的重要时期，因此还要进行追肥的洒施，在移栽或插秧后半个月时施用。用量为N 28～32kg/hm²，P₂O₅ 15～17kg/hm²，K₂O 17～19kg/hm²。在抽穗开花阶段，在移栽后40～50天时施用，用量为N 14～16kg/hm²，P₂O₅ 7～9kg/hm²，K₂O 8～10kg/hm²。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：有效增加了水稻田在分蘖、拔节、抽穗、成熟四个时期土壤中有机质及N、P、K等营养元素的含量，并促进其向水稻植株和籽粒中转移。在还田初期，秸秆在分解的过程中可能与作物发生争夺土壤中的有效氮素，采用本发明的水肥调控方式，在还田的同时增施无机氮肥。在水稻分蘖期碱解氮含量较低，随着秸秆的不断分解，碱解氮含量不断增加。在水稻成熟期，秸秆已基本腐解，有机质不断矿化而减少，并向土壤中释放养分，包括氮、磷等元素，因此在后期的氮磷的含量仍然较高。全磷表现出成熟期大于分蘖期的趋势。土壤中磷的有效性低主要是由于土壤对磷具有强烈的固定作用，而有机质能降低磷的固定而增加土壤中磷的有效性和提高磷的利用率。因此秸秆还田后增加有机质的同时，也增加了有效磷的含量。由于作物秸秆中含钾量较高，秸秆养分还田量也以钾素为主，其次是氮素，磷最少。在各个处理中，采用本发明的水肥调控方式土壤中速效钾含量均较高，达到了极高的等级。与常规的水稻栽培模式相比，每公顷可减少施肥量和灌水量，且提高水稻产量。因此，本发明将麦秸全量还田与土壤的水肥调控技术相结合，避免了简单还田在秸秆腐解过程中可能对土壤造成的负面效应，集成了麦秸还田配套栽培技术，优化了秸秆快速转化利用与作物稳产高产技术体系，设计出合理的水肥调控方案。该耕作措施不仅可以提高作物产量、节约劳动力、提高经济效益，还可保水保肥、改良土壤结构、保护环境，促进该地区农业的可持续发展。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1

将邛崃市羊安镇作为栽培地点进行试验，在麦秆翻耕还田模式下，采用如下水肥调控技术：麦秆还田量为7000kg/hm²，在小麦生长的全生育期，供水量控制在1000m³/hm²，其中灌溉量为2500m³/hm²，分别在返青分蘖期灌溉850m³/hm²，拔节孕穗期灌溉1360m³/hm²，抽穗开花期灌溉1260m³/hm²；全生育期施肥量为N 158kg/hm²、P₂O₅ 76kg/hm²、K₂O 88kg/hm²，在移栽后半个月增施肥力，用量为N 30kg/hm²，P₂O₅ 16kg/hm²，K₂O 18kg/hm²，在抽穗开花阶段，移栽后40天时施肥，用量为N 15kg/hm²，P₂O₅ 8kg/hm²，K₂O 9kg/hm²，选用水稻品种为川香9838，最后水稻平均产量为10080kg/hm²。

实施例2

将典型的成都平原区成都市大邑县韩场镇作为实验地点，水稻季降雨量共740mm。设置2个处理，3个重复，6个小区，小区面积为80m²。

处理1：采用本发明中麦秆翻耕还田的水肥调控技术，麦秆还田量为6000kg/hm²，在水稻生长的全生育期，供水量控制在7500m³/hm²，其中灌溉量为3800m³/hm²，分别在返青分蘖期灌溉880m³/hm²，拔节孕穗期灌溉1460m³/hm²，抽穗开花期灌溉1470m³/hm²；全生育期施肥量为N 150kg/hm²、P₂O₅ 80kg/hm²、K₂O 90kg/hm²，在插秧后半个月增施肥力，用量为N31kg/hm²，P₂O₅ 15kg/hm²，K₂O 18kg/hm²，在抽穗开花阶段，移栽后46天时施肥，用量为N16kg/hm²，P₂O₅ 7kg/hm²，K₂O 8kg/hm²，选用水稻品种为川香9838。

处理2不采用麦秆还田，且采用常规施肥量：全生育期施肥量为N 150kg/hm²、P₂O₅90kg/hm²、K₂O 90kg/hm²，并按农民习惯灌溉：全生育期灌水量约为4500m³/hm²。选用水稻品种也为川香9838。

处理1的水稻平均产量为10100kg/hm²，处理2的水稻平均产量为8500kg/hm²，即本发明中的小麦季水稻秸秆覆盖还田的水肥调控技术处理的田块比传统常规耕作的田块增产18％，且节省肥料3％，节约用水15％。在水稻成熟期采集土样进行分析，测得处理1的土壤各种养分均比处理2的土壤含量高，参见表1。

表1  水稻成熟期土壤有机质及氮、磷、钾等营养元素含量的对比

 处理  有机质  (g/kg)  全氮  (g/kg)  全磷  (g/kg)  全钾  (g/kg)  碱解氮  (mg/kg)  有效磷  (mg/kg)  速效钾  (mg/kg) 处理1  52.06  1.95  1.03  16.83  124.67  11.97  216.52 处理2  45.45  1.80  0.84  13.55  84.00  8.70  157.00

通过上述实施例可见，本发明通过对成都平原大春水稻季麦秆翻耕还田的水肥调控，可明显地提高水稻产量，节省肥料，节约用水，提高经济效益，还可保水保肥、改良土壤结构、保护环境，促进农业的可持续发展。