劉加奇 付加蓮 劉畢才 尹榮國 李麗英
摘 要 大豆玉米帶狀復合種植技術體系作為一種節(jié)約資源和提高生產效率的農業(yè)生產模式,得到了廣泛應用。為進一步推廣大豆玉米帶狀復合種植技術體系,以云南省會澤縣為例,分析包括品種選配、種植模式與田間布局、機械化作業(yè)和設備選擇、肥料與農藥的施用管理、病蟲害防治等內容的大豆玉米帶狀復合種植技術體系,并從經濟效益與生態(tài)效益兩方面探討該技術體系的應用效益。
關鍵詞 大豆;玉米;復合種植;技術推廣;云南省會澤縣
中圖分類號:S565.1;S275.6 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.10.008
大豆和玉米是我國重要的經濟作物,種植面積和產量均居世界前列。實現(xiàn)糧食生產可持續(xù)發(fā)展,是當代中國面臨的重大戰(zhàn)略性課題,有必要探索適應資源環(huán)境新常態(tài)的大豆玉米高效復合種植新模式。會澤縣地處云南省滇東北高原,屬溫帶高原季風氣候區(qū),光熱資源充足,是西南地區(qū)重要的糧食產區(qū)之一。玉米是會澤縣主要的經濟作物之一,種植面積達到
29 333.33 hm2。大豆玉米帶狀復合種植技術體系,是該縣在大豆玉米傳統(tǒng)間作帶狀復合種植基礎上,根據(jù)光熱資源稟賦與機械化水平所采用的高效、經濟、環(huán)保的大豆玉米生產技術模式[1]。該技術體系充分利用光、熱、水、肥資源,優(yōu)化種植布局,動態(tài)優(yōu)化配置區(qū)域內的不同作物比例,不僅可以顯著提高作物單位面積產量和資源利用效率,還可以維護種植系統(tǒng)的生態(tài)平衡,實現(xiàn)經濟效益、社會效益、生態(tài)效益的統(tǒng)一。
1 會澤縣地理環(huán)境條件
會澤縣地處云南省滇東北高原地區(qū),烏蒙山主峰地段,屬溫帶大陸性高原山地氣候區(qū)。會澤縣海拔在695~4 017 m,地勢西高東低,光照資源豐富,非常適宜開展大豆玉米帶狀復合種植。會澤縣大部分區(qū)域地貌以山地為主,也分布有適度規(guī)模的盆地地貌。全縣可利用的盆地、河谷等壩子地約16 666.67 hm2,是進行大豆玉米機械化復合種植的重要基地。
2 會澤縣大豆玉米帶狀復合種植技術體系
2.1 品種選配
農戶需要考量大豆和玉米生育期和株型特性的協(xié)調配合。對于玉米品種的選擇,優(yōu)先考慮植株形態(tài)緊湊、抗倒性強、耐密性高的品種:植株緊湊型的玉米株高一般控制在180~220 cm,一般莖稈短、葉層分布緊湊,可以增加單位面積的有效株數(shù),提高光能捕獲量,是進行高密度栽培的優(yōu)良品種;緊湊型玉米抗倒性強,適宜機械化操作,葉片開張角度較大,萎凋病和灰斑病患病率低;耐密性強的玉米品種,在高密度栽培情況下,分蘗能力強,莖稈細長柔軟,葉色深綠,對低光照適應性強,抗逆性較好。近年來,會澤縣選育的早熟高產玉米品種,如羅單297、興單106、云良1號等,植株形態(tài)緊湊、莖稈短、葉片開張角度大、抗倒性強,是進行高密度機械化栽培的理想品種。
對于大豆,應優(yōu)先考慮種植植株低矮、分枝多、抗倒性強的品種。植株低矮的大豆品種,一般莖稈短小、結莢位置高,對光照的利用率高,適合機械化密植。種植多分枝品種的大豆,可以提高其對散射光的吸收利用效率,且抗倒性強。此外,種植的大豆品種應具有限育性強、結莢集中等特性。限育性強的大豆品種,開花和結果時間短,便于同期成熟;結莢集中,可以降低落莢和二次開花結莢的概率。會澤縣選用的大豆品種滇豆7號、云黃13號等,植株矮、多分枝、結莢集中,非常適合在玉米間套種。綜合考慮大豆玉米的品種選配,確保大豆生育期比玉米晚7~14 d,以充分利用植株高度差形成的光照效應,同時考慮錯開兩者成熟期,以便于機械化收獲。
2.2 種植模式與田間布局
農戶需要根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件、土壤肥力狀況等因素,采用適宜的“m行玉米+n行大豆”組合模式,實行大豆玉米帶狀復合種植。在光照相對不足的地區(qū),可以優(yōu)先考慮“2+2”或者“2+3”等模式,即2行玉米帶間種植2~3行大豆,充分利用玉米帶間的間隙空間種植大豆,保證大豆獲得充足的光照。目前,會澤縣光照資源比較豐富的種植區(qū),采用的是“2+4”模式,即2行玉米帶間種植4行大豆(見圖1),在確保大豆能正常進行光合作用的情況下,合理密植以提高產量[2]。
玉米行距控制在40~50 cm,大豆行距在30~40 cm,大豆帶與玉米帶的距離則維持在60~70 cm。同時,在田頭和田尾設置大豆“封行”,形成獨立的大豆帶,便于提前或推后的專項管理。玉米株距可控制在13~17 cm,大豆株距則為7~10 cm。農戶應根據(jù)當?shù)赝寥婪柿蛪勄檫m度調整種植密度。在會澤縣,每667 m2種植玉米4 500~6 000株、大豆8 000~10 000株。
在田塊布局上,行方向與地形地勢走向垂直,保證水分在田間的合理分配。大豆和玉米帶的寬度考慮機械轉彎的需求,大豆帶寬控制在1.8~2.0 m,玉米帶寬控制在5.0~6.0 m,田間道寬度為0.6~0.8 m,以便機械化管理。不同作物之間保留一定寬度的隔離帶,減少雜交對產量的負面影響,周邊圍種適宜的經濟林或綠籬,形成生態(tài)屏障。
2.3 機械化作業(yè)和設備選擇
會澤縣大豆玉米帶狀復合種植已實現(xiàn)了標準化、規(guī)模化、智能化的機械化作業(yè),不同作業(yè)環(huán)節(jié)選配了科學合理的機械設備,實行精細化作業(yè)。在整地階段,主要任務是開展深度松土、平整田面、覆蓋塑性泥土、清除石塊等作業(yè),因此此階段可選用平整機或耕整機等大功率機具翻耕、碎土、壓實。在播種階段,重點是精準帶狀播種,配置帶有大豆、玉米雙倉位的智能帶狀播種機,引進導航定位和變量播種技術;施肥和播后淺層覆土選用氣動施肥機、覆土機等。灌溉環(huán)節(jié),選擇大中型自走式噴灌車、立式滴灌系統(tǒng)或低壓微噴裝置等,農藥噴施采用田間高架式噴霧器,加裝多個噴頭對不同高度作物分層噴施。對玉米授粉時,可以采用手工或機械輔助的方法,如使用人工授粉工具或者小型便攜式授粉器,確保花粉能夠均勻地分布在雌蕊上。收獲環(huán)節(jié),使用玉米聯(lián)合收割機對玉米脫粒、粉碎、秸稈還田后,再使用大豆聯(lián)合收割機收獲大豆。
2.4 肥料與農藥的施用管理
實行大豆玉米帶狀復合種植時,會澤縣農戶多采用基肥、追肥相結合的施肥模式,大豆以施用磷鉀肥為主,全部磷鉀肥及90%氮肥在播前施入大豆種植帶,玉米則以氮肥追施為主,具體施肥方案如下。
大豆施肥方案:播種前(土壤準備階段),施用復合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15]20~30 kg·hm-2、尿素(含氮量46%)20~30 kg·hm-2,均勻撒施于預定種植區(qū)域,混合入上層土壤;出苗后(生長初期),施用尿素5~10 kg·hm-2,沿行撒施或穴施,注意避免直接接觸幼苗;開花期(生長中期),主要施用微量元素肥(硼酸、硫酸鋅)和葉面肥,用量根據(jù)產品說明書和作物需求調整,主要為葉面噴施,確保噴施均勻。
玉米施肥方案:播種前(土壤準備階段),施用尿素30 kg·hm-2,均勻撒施于預定種植區(qū)域,混合入上層土壤;三葉期(生長初期),追肥尿素25 kg·hm-2,沿行撒施,確保肥料均勻分布;拔節(jié)期(生長中期),施用尿素、磷酸二銨、硫酸鉀(30 kg·hm-2),磷酸二銨和硫酸鉀用量根據(jù)土壤測試結果調整,沿行撒施,確保均勻分布,避免與作物直接接觸;抽雄期(生長后期),繼續(xù)追施尿素25~30 kg·hm-2,沿行撒施或穴施,注意保持與作物的適當距離。
2.5 病蟲害防治
會澤縣農戶應在實行大豆玉米帶狀復合種植時,針對病蟲害,堅持以預防為主、綜合防治為輔的防治方針。在田間周邊栽培菊花、野生大蒜等植物,釋放寄生蜂等玉米螟天敵,形成生物屏障。春季,深翻土壤,以降低病原菌和害蟲蛹的越冬量。合理輪作,適當種植綠肥作物,增強田間生態(tài)系統(tǒng)抗性[3]。
會澤縣實行大豆玉米帶狀復合種植時,常見的病蟲害有大豆根腐病、玉米穗腐病、玉米螟等。大豆根腐病由土傳真菌引起,可導致玉米根部腐爛,影響其吸水和養(yǎng)分吸收,對此可土壤灌溉或葉面噴灑甲基托布津或嘧菌酯類殺菌劑0.5~1.0 kg·hm-2防治。玉米穗腐病由真菌引起,影響玉米穗部,導致其產量和品質下降,對此可葉面噴灑咪鮮胺或丙環(huán)唑類殺菌劑0.5~1.0 kg·hm-2防治,干擾真菌細胞膜合成,控制病害傳播。玉米螟為玉米主要害蟲之一,損害其葉片和穗部,對此可葉面噴灑氯氟氰菊酯或溴氰菊酯類殺蟲劑0.3~0.5 kg·hm-2防治。
3 技術體系的效益分析
3.1 經濟效益
會澤縣通過大豆玉米帶狀復合種植,充分發(fā)揮了不同作物組合的優(yōu)勢互補作用,顯著提升了作物單位面積的產量和經濟效益。根據(jù)2020—2022年的產量測算數(shù)據(jù)(見表1),復合種植的大豆玉米單位總產量始終高于單獨種植單一作物(表中示例為玉米)的產量,充分證明了復合種植可以發(fā)揮協(xié)同效應,在不減產的前提下增加作物產量。由表2可知,在成本略微增加的情況下,復合種植的總產值和利潤明顯高于單作玉米。
從成本和產值的角度來看,盡管復合種植的成本略高于單作玉米,但其總產值和利潤明顯高出許多,而這主要歸因于大豆的額外產值。2020年,每667 m2復合種植利潤為903.65元,加上國家專項補貼152.76元,
總經濟增益達到1 056.41元。此后2年內,邊際經濟增益逐年上升。國家專項補貼對復合種植的總經濟效益起到了顯著的提升作用,這表明政策支持對于推廣先進農業(yè)技術、提升農業(yè)生產效率和農民收入具有重要作用。
3.2 生態(tài)效益
帶狀復合種植打破了傳統(tǒng)種植的均質布局結構,采取高低株型作物的條帶組合,高株型的玉米位于邊行帶狀區(qū)域,可以充分利用光照,而低矮株型的大豆則布局在玉米間的條帶上,利用從玉米間散射穿透的弱光,通過植物對弱光的利用能力,提升了單位面積作物的光合速率和光能轉化效率。大豆的多分枝性狀也增強了其對弱光的捕捉利用能力,光能轉化效率提升。復合種植的光能利用率達4.08 g·MJ-1,土地當量比達1.35,每667 m2復合種植的大豆產量相當于
900 m2的大豆單作產量[4]。在養(yǎng)分利用效率方面,大豆與玉米根系的垂直分層互補,擴大根際空間,玉米根系分泌的有機酸有助于大豆對磷鉀類養(yǎng)分的吸收利用,大豆的固氮作用也為玉米提供了額外的氮源供給,養(yǎng)分利用效率提高。2年間套輪作后,每667 m2減少純氮用量3.5 kg,土壤有機質含量增加,大豆固氮作用增強,化肥用量減少10%。復合種植還可以顯著增強田間生態(tài)系統(tǒng)的抗災穩(wěn)產能力,提高了該系統(tǒng)對旱澇急變、高溫寒流等不良環(huán)境的適應性[5]。
4 結語
大豆玉米帶狀復合種植技術體系是在傳統(tǒng)間作帶狀復合種植的基礎上,根據(jù)不同區(qū)域的資源條件,采用機械化、標準化的手段,優(yōu)化配置種植要素,實現(xiàn)經濟效益、資源利用效率、生態(tài)環(huán)境效益的統(tǒng)一。從會澤縣大豆玉米帶狀復合種植技術體系的推廣應用看,會澤縣政府需要在政策和資金上予以支持,縣農技推廣站需要做好培訓和示范,發(fā)揮當?shù)剞r民專業(yè)合作社的組織帶動作用,推動全縣不同區(qū)域根據(jù)自身實際情況,選擇適宜的技術模式和作業(yè)流程,以期實現(xiàn)糧食生產的可持續(xù)發(fā)展和優(yōu)秀模式的推廣與應用。
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(責任編輯:張春雨)
作者簡介:劉加奇(1971—),本科,高級農藝師,主要從事農作物栽培技術及其推廣應用研究。E-mail:agsgh54641@163.com。