一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法

摘要

本发明涉及一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法，该方法针对伊犁河谷新垦坡地坡度大、土层薄、贫瘠、易发土壤侵蚀而加剧土壤养分流失的问题，通过冬小麦收获后，留茬免耕并直接沿等高线带状间种玉米与大豆，结合优化小麦、玉米和大豆水肥调控管理，在减少耕作空白期、缓解土壤侵蚀的同时，利用豆科植物对土壤的养护及秋季作物秸秆还田培肥地力，熟化新垦坡地贫瘠土壤，保持新垦坡地地表覆盖，减少耕作空白期土壤侵蚀，结合优化的水肥管理措施，从而实现伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤的培肥熟化与水土保持双赢。

说明书

技术领域

本发明涉及干旱区新垦土地的地力培肥方法，具体涉及一种干旱区河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥新方法。

背景技术

全世界超过40％的大陆面积被干旱区、半干旱区所覆盖，我国西北干旱区面积也超过国土面积的四分之一。干旱少雨的气候，土壤发育微弱和稀疏的植被覆盖造就了干旱区脆弱而极易被扰动的生态环境。干旱区有限的适宜水土自然资源条件与特有的绿洲经济发展模式，使得超过90％的农业与人口聚居区都集中在干旱区的地表水系周边、山前冲洪积扇边缘及河流谷地内。伴随人口压力的增大与经济社会的发展，一些干旱区河谷开始逐步开发河流三级甚至四级阶地的坡地。新垦坡耕地具有土层薄、土质差、肥力低的特点，保水、保肥、保土能力弱，在耕作扰动下极易发生土壤侵蚀造成水土流失，进而使得这些坡耕地的作物产量难以保障，并可能导致弃耕和生态环境的破坏与退化。因此，依据干旱区河谷坡耕地实际情况，研发干旱区河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥技术与方法，是干旱区水土资源可持续开发、农业经济稳定发展和生态环境保护的共同需求。

伊犁河谷因其相对良好的水热耦合条件与水土开发优势，成为新疆重要的粮食生产基地。作为国家重要的土地储备地区，伊犁河流域在2005年被确定为全国七大土地开发整理重大工程实施地之一，国家投资129亿元对伊犁河流域进行水土开发和能源大通道建设。水土资源的开发使伊犁河谷得到了前所未有的发展机遇，但同时连片的土地开发可能加剧土壤侵蚀与水土流失。伊犁河谷的新开发土地多集中于山前洪积扇扇缘部位的坡地，这些区域海拔600-1000m，相对高差500m，地形坡降较大，一般都在2.0％-3.0％，甚至更大，高于土壤侵蚀易发生的1％坡降阈值。同时，伊犁河谷山前坡地的土壤层较薄，土层厚度在20-100cm之间，以下为砂砾石层。土壤贫瘠，保水、保肥能力差且湿陷性显著，易发土壤侵蚀，并导致水土流失。水土流失又会进一步加剧土壤的贫瘠化和土质沙化，恶化土壤水、肥、气、热的协调供应能力，降低土地生产力。这些都是伊犁河谷水土开发过程中，特别是在新垦坡地区域必须面对并解决的问题。针对伊犁河谷新垦区土壤有机质含量低、速效养分贫乏、土壤结构差造成的土壤贫瘠、新垦坡地土地生产力亟待提高的问题，以土壤用-养结合、培肥地力为主要目的，研发提出冬小麦收获后，留茬免耕，沿等高线间作种植大豆、青储玉米。通过留茬免耕、沿等高线间作种植大豆、青储玉米(夏玉米)，秋季青储玉米留茬收割，待大豆收获、冬小麦播种前夕，玉米留茬秸秆与大豆秸秆粉碎还田，培肥地力，改善土壤性状，提升土壤中水、肥、气、热的协调供应能力。通过作物合理配置，保持新垦坡地地表覆盖，减少耕作空白期土壤侵蚀，并利用豆科作物的固氮作用，改良土质，配合优化的水肥管理措施，提升土地生产力。达到用地、养地结合之效。实现干旱区河谷新垦坡地贫瘠土壤的地力培肥与新垦坡地的水土保持。

发明内容

本发明目的在于，提供一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法，该方法针对伊犁河谷新垦坡地坡度大、土层薄、贫瘠、易发土壤侵蚀而加剧土壤养分流失的问题，通过冬小麦收获后，留茬免耕并直接沿等高线带状间种玉米与大豆，结合优化小麦、玉米和大豆水肥调控管理，在减少耕作空白期、缓解土壤侵蚀的同时，利用豆科植物对土壤的养护及秋季作物秸秆还田培肥地力，熟化新垦坡地贫瘠土壤，保持新垦坡地地表覆盖，减少耕作空白期土壤侵蚀，结合优化的水肥管理措施，从而实现伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤的培肥熟化与水土保持双赢。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法，按下列步骤进行：

a、选择伊犁河谷坡度在2-4％的新垦坡耕地，冬小麦在9月下旬至10月初进行播种，播前施基肥磷酸二铵225kg/hm²、硫酸钾75-120kg/hm²，次年4月冬小麦返青追施氮肥，以纯氮为主，施肥定额175-220kg/hm²，40％的氮肥在返青追施，剩余60％拔节期追施；冬小麦全生长期灌溉定额4500m³/hm²，分6次灌溉，灌溉时间和比例分别为：4月25日灌25％，5月5日灌20％；5月15日灌15％、5月25日灌15％、6月3日灌15％、6月10日灌10％；

b、冬小麦抢时收获，收获时留茬10-20cm，在免耕、留茬的冬小麦地块沿等高线间种大豆和青储玉米，按行数比例玉米:大豆＝2:2或4:2模式间作，采用人工点播，玉米和大豆间距40-60cm；玉米之间的行距为20-30cm，株距20-30cm，每穴播种2-3粒，大豆行距20-40cm，株距10-15cm，每穴1-2粒，在大豆、玉米播前施入基肥15-20kg/hm²复合肥、255kg/hm²尿素和255kg/hm²的磷酸二胺，大豆花期追施2次磷复合肥，施肥定额15-20kg/hm²；玉米苗期灌溉300m³/hm²，拔节期灌溉600-750m³/hm²，大喇叭口期灌溉825-900m³/hm²，散粉花粒期灌溉450-525m³/hm²，灌浆成熟期灌溉225m³/hm²，拔节期至大喇叭口期追施尿素300kg/hm²，散粉花粒期随水补追尿素120kg/hm²；

c、秋季的9月中旬青储玉米高留茬50cm收割，避免伤及大豆，待9月下旬10月初大豆收获后、冬小麦播种前，将留茬玉米秸秆与大豆秸秆一起粉碎还田，并播种冬小麦，重复小麦播种操作。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法，该方法利用大豆固氮能力，改良土壤，培肥地力，通过收割流茬与秸秆还田，在保持新垦坡地地表覆盖度的同时，返还作物部分地上生物量所含各种矿质营养，补充与更新土壤有机质，减少伊犁河谷新垦区耕作空白期水土流失造成的土壤养分流失，实现土地生产力提升。本发明所述方法适用于伊犁河谷坡度大于2％，土层小于100cm，土壤贫瘠，有机质含量少于0.8％、易发水土流失的新垦山前坡地区域。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡地贫瘠土壤地力培肥方法，该方法具有以下的优点和显著效果：

1)本发明针对伊犁河谷新垦坡地土壤贫瘠、肥力低、易发土壤侵蚀等问题，充分考虑水土、光热条件，因地制宜地优化农作物时空配置，并优化水肥管理，提高了土地的利用效率，有效地减少了耕作空白期，增加了地表覆盖，降低了土壤侵蚀，缓解了新垦坡地土壤养分的流失；

2)通过豆科作物的固氮作用与秋季作物的秸秆还田，有效改善了新垦坡地的土质，加速培肥并熟化了新垦贫瘠土壤，提升地力，较同区域单一冬小麦种植区，可以实现冬小麦增产7-15％，氮肥利用率提高8％，每年提高土壤水解氮含量19.6％、速效磷含量24.3％。

具体实施方式

实施例1

a、选择伊犁河谷坡度在2％的新垦坡耕地，冬小麦在9月下旬至10月初播种，播种前施基肥磷酸二铵225kg/hm²、硫酸钾98kg/hm²，氮肥(纯氮)70kg/hm²在次年4月返青时追施，氮肥(纯氮)115kg/hm²拔节期追施；冬小麦生长期灌溉定额4500m³/hm²，分6次灌溉，灌溉时间和比例分别为：4月25日灌1125m³/hm²，5月5日灌900m³/hm²；5月15日灌675m³/hm²、5月25日灌675m³/hm²、6月3日灌675m³/hm²、6月10日灌450m³/hm²；

b、6月底至7月初冬小麦抢时收获，收获时低留茬10cm，免耕且抓紧时间沿着等高线种植青储玉米和大豆，采用人工点播，青储玉米与大豆按照行数比2:2模式种植，行距为50cm；玉米之间的行距为25cm，株距20cm，每穴播种2粒；大豆行距30cm，株距10cm，每穴播种2粒，播种玉米和大豆前施入基肥289kg/hm²尿素和289kg/hm²的磷酸二胺，玉米苗期灌溉定额300m³/hm²，拔节期灌溉定额650m³/hm²，大喇叭口期灌溉定额835m³/hm²，散粉花粒期灌溉定额470m³/hm²，灌浆成熟期灌溉定额225m³/hm²，拔节期至大喇叭口期追施尿素300kg/hm²，散粉花粒期随水补追尿素120kg/hm²；

c、9月中旬青储玉米高留茬50cm收割，避免伤及大豆，待9月下旬10月初大豆收获后、冬小麦播种前，将玉米留茬秸秆与大豆秸秆一起粉碎还田，并播种冬小麦，重复小麦播种操作。

实施例2

a、选择伊犁河谷坡度3％的新垦坡耕地，冬小麦在9月27日播种时施基肥磷酸二铵225kg/hm²、硫酸钾98kg/hm²，氮肥(纯氮)70kg/hm²在次年4月小麦返青追施，氮肥(纯氮)115kg/hm²拔节期追施；冬小麦生长期灌溉定额4500m³/hm²，分6次灌溉，灌溉时间和比例分别为：4月25日灌1125m³/hm²，5月5日灌900m³/hm²；5月15日灌675m³/hm²、5月25日灌675m³/hm²、6月3日灌675m³/hm²、6月10日灌450m³/hm²；

b、6月底至7月初冬小麦抢时收获，抓紧时间翻地，深度为20cm，沿着等高线间种植青储玉米和大豆，采用人工点播，青储玉米与大豆按行数比例4:2模式种植，玉米与大豆的间距为60cm，玉米之间的行距为30cm，株距25cm，每穴播种3粒；大豆行距30cm，株距15cm，每穴播种1-2粒，大豆和玉米播前施入基肥20kg/hm²复合肥，256kg/hm²尿素和256kg/hm²的磷酸二胺，大豆花期追施2次磷复合肥19kg/hm²，玉米苗期灌溉定额300m³/hm²，拔节期灌溉定额660m³/hm²，大喇叭口期灌溉定额835m³/hm²，散粉花粒期灌溉定额450m³/hm²，灌浆成熟期灌溉定额225m³/hm²，拔节期至大喇叭口期追施尿素300kg/hm²，散粉花粒期随水补追尿素120kg/hm²；

c、9月中旬夏玉米高留茬40cm收割，待9月下旬10月初大豆收获后、冬小麦播种前，将留茬玉米秸秆与大豆秸秆一起粉碎还田，并播种冬小麦，重复小麦播种操作。

实施例3

a、选择伊犁河谷坡度4％的新垦坡耕地，冬小麦在9月27日播种时施基肥磷酸二铵225kg/hm²、硫酸钾98kg/hm²，氮肥(纯氮)70kg/hm²在次年4月返青追施，氮肥(纯氮)115kg/hm²拔节期追施；冬小麦全生长期灌溉定额4500m³/hm²，分6次灌溉，灌溉时间和比例分别为：4月25日灌1125m³/hm²，5月5日灌900m³/hm²；5月15日灌675m³/hm²、5月25日灌675m³/hm²、6月3日灌675m³/hm²、6月10日灌450m³/hm²；

b、在小麦收获的前6天，灌溉1次150m³/hm²，在小麦收获时高留茬30cm，免耕且人工点播间种青储玉米和大豆，青储玉米和大豆按行数比例4:2模式种植，青储玉米与大豆间距30cm，玉米之间的行距为35cm，株距25cm，每穴播种2-3粒；大豆行距30cm，株距15cm，每穴播种3-3粒，大豆和玉米播前施入基肥20kg/hm²复合肥，256kg/hm²尿素和256kg/hm²的磷酸二胺，大豆花期追施2次磷复合肥19kg/hm²，玉米苗期灌溉定额300m³/hm²，拔节期灌溉定额630m³/hm²，大喇叭口期灌溉定额865m³/hm²，散粉花粒期灌溉定额465m³/hm²，灌浆成熟期灌溉定额225m³/hm²，拔节期至大喇叭口期追施尿素300kg/hm²，散粉花粒期随水补追尿素120kg/hm²；

c、秋季9月中旬青储玉米连同大豆留茬40cm收割，作为青储饲料，待9月下旬10月初冬小麦播种前，将留茬玉米秸秆与大豆秸秆一起粉碎还田，并播种冬小麦，重复小麦播种操作。