Integrated Cultivation Technology of Drip Irrigation Water and Fertilizer under Semi-Coated Film in Central and Eastern Inner Mongolia
ZHANG Wei,BI Jingwei,XUE Wei,ZHANG Yuntong,TIAN Jun,TAN Liping(ChifengAcademyofAgriculturalandAnimal HusbandrySciences,ChifengO24031,InnerMongolia)
向日葵(HelianthusanmuusL.)屬菊科、向日葵屬,是世界五大油料作物之一,原產(chǎn)自北美洲,20世紀(jì)初傳入中國北方。作為一種耐旱、耐鹽堿的油料兼經(jīng)濟(jì)作物,在全球干旱半干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位[1]。內(nèi)蒙古中東部地區(qū)(包括赤峰市、通遼市、興安盟、呼倫貝爾市等)地處 40~50°N 的農(nóng)牧交錯(cuò)帶,屬典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候,兼具光照充足、晝夜溫差大、土壤類型多樣等自然條件,為向日葵種植提供了獨(dú)特的生態(tài)基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì),內(nèi)蒙古向日葵種植面積占全國總面積的 40% 以上,年產(chǎn)量超百萬噸,已成為我國向日葵核心產(chǎn)區(qū)和農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)[2]。
然而,該區(qū)域氣候與土壤條件存在顯著的區(qū)域異質(zhì)性與環(huán)境約束:東部降水相對(duì)豐沛但積溫有限,中西部降水不足且風(fēng)蝕沙化及鹽堿化風(fēng)險(xiǎn)突出;土壤類型由黑鈣土、栗鈣土向沙壤土過渡,肥力與保水能力差異顯著;加之近年來極端天氣頻發(fā)(如春季干旱、夏季短時(shí)強(qiáng)降雨)及傳統(tǒng)粗放種植模式導(dǎo)致的連作障礙、病蟲害加劇等問題,嚴(yán)重影響了向日葵產(chǎn)量和品質(zhì)的穩(wěn)定性,制約其產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。如何針對(duì)區(qū)域氣候與土壤特征構(gòu)建高效、生態(tài)友好的向日葵栽培技術(shù)體系,成為實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵課題。
近年來,赤峰市農(nóng)牧科學(xué)院以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗為目標(biāo),選育出系列向日葵新品種,有效解決了生產(chǎn)中存在的品種單一、適應(yīng)性差等制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題;同時(shí),通過多年實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),集成了多項(xiàng)高效栽培技術(shù)模式,旨在為提高水肥利用效率、提升區(qū)域向日葵生產(chǎn)潛力、減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
1概述
向日葵膜下滴灌水肥一體化技術(shù)是一種結(jié)合地膜覆蓋、滴灌系統(tǒng)與精準(zhǔn)施肥的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù),旨在提高水肥利用效率、減少鹽堿危害與環(huán)境污染、節(jié)約資源并提升產(chǎn)量。半覆膜膜下滴灌是膜下滴灌技術(shù)的一種改良形式,其結(jié)合了部分覆膜與滴灌的優(yōu)勢,旨在優(yōu)化水肥利用效率、降低成本并適應(yīng)特定作物或環(huán)境需求[3]。王京偉[4對(duì)大棚微環(huán)境及作物生長的影響研究表明,作物根區(qū)土壤半膜覆蓋可以提高土壤養(yǎng)分活性、促進(jìn)作物生長、提高產(chǎn)量。半膜覆蓋能顯著促進(jìn)作物全生育期內(nèi)根區(qū)土壤細(xì)菌、放線菌的增長,保持較高的根系活力,顯著提高土壤酶活性,地上植株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均高于無膜覆蓋;根鮮質(zhì)量、根冠比均顯著高于無膜和全膜覆蓋。另外,半膜覆蓋有利于光合產(chǎn)物向果實(shí)分配,植株干鮮重比、果實(shí)干鮮重比高于無膜和全膜覆蓋,氮肥偏生產(chǎn)力、作物產(chǎn)量較無膜和全膜覆蓋有顯著提高。
2 技術(shù)原理與優(yōu)勢
2.1抑蒸保膜面集雨,覆蓋抑蒸,可將地面蒸發(fā)降到最低程度,最大限度地保蓄自然降水,使雨水就地人滲于作物根部,改善土壤耕層的水分狀況,滿足旱地農(nóng)作物生長發(fā)育對(duì)水分的需求。
2.2節(jié)能環(huán)保使用地膜對(duì)地表進(jìn)行部分覆蓋,同樣具有增溫、保作用,可避免降水多時(shí)產(chǎn)生徑流,同時(shí)降低了用膜成本和對(duì)土壤、環(huán)境的污染壓力,還利于中耕作業(yè)、提高土壤通透性、減少根部病害的發(fā)生。
2.3水肥協(xié)同增效滴灌系統(tǒng)通過可控管道系統(tǒng)供水,將可溶性肥料與灌溉水充分融合,按生育期需求分次精準(zhǔn)施入根系區(qū)域,均勻、定時(shí)、定量浸潤作物根系發(fā)育區(qū),供根系吸收,有效提高了水肥資源的利用效率。
3栽培技術(shù)要點(diǎn)
3.1播前準(zhǔn)備輪作倒茬向日葵不宜連作,要求輪作倒茬,以與禾谷類作物輪作為宜,實(shí)行4\~5年輪作制度,切忌重茬和迎茬,并選擇無長效除草劑殘留的地塊。秋施肥及深翻地前茬作物收獲后立即深翻 20cm 以上。結(jié)合深翻每 667m2 施有機(jī)肥 2000kg ,深翻后及時(shí)耙保。播前整地播種前7\~10d旋地,并噴施除草劑金都爾,水量在50kg/667m2 以上,做到表土疏松、上虛下實(shí),地面平整,無殘茬、雜物。種子處理選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)向日葵雜交種,種子應(yīng)符合GB4407.2—2008《經(jīng)濟(jì)作物種子第2部分:油料類》要求。播種前精選種子,做好發(fā)芽試驗(yàn)。種子精選后,為防治苗期病蟲害,要進(jìn)行種子包衣,藥劑使用原則和要求應(yīng)符合NY/T1276—2007《農(nóng)藥安全使用規(guī)范總則》。地膜準(zhǔn)備及滴灌管(帶)鋪設(shè)選用符合GB13735—2017《聚乙烯吹塑農(nóng)用地面覆蓋薄膜》要求的地膜,鼓勵(lì)使用降解膜。滴灌管(帶)應(yīng)平行于作物種植方向,毛管鋪設(shè)長度一般為 50~100m 采用迷宮式或內(nèi)鑲式滴灌管(帶)。播種機(jī)具準(zhǔn)備對(duì)播種機(jī)具進(jìn)行檢查和調(diào)試,安裝好播種、鋪管、覆膜、施肥等裝置。
3.2播種及施肥根據(jù)各地的氣候特點(diǎn)和不同品種的特征特性,避開病蟲害高發(fā)期,確定適宜的播種日期,播種時(shí)間一般在5月10日至6月25日。機(jī)械化一體作業(yè),一次性完成鋪設(shè)滴灌帶、覆膜、播種、施肥工作。采用大小行種植,大行距 120cm ,小行距 40cm ,膜上種2行,膜間距 40cm ,“品”字形播種。株距按照不同品種進(jìn)行設(shè)置,一般食葵每 667m2 保苗1200株,油葵保苗2200株。播種覆土深度3~5cm ,春季干旱、情差或沙性重的土壤應(yīng)適當(dāng)加深。播種量在 0.5~0.6kg/667m2 之間,大粒種子和小粒種子用量差別較大。
基肥以有機(jī)肥為主,一般每 667m2 撒施或條施1500~2000kg ,施后耕翻土地。追肥以氮肥和鉀肥為主,一般在向日葵現(xiàn)蕾期、開花期和灌漿期分2\~3次隨灌水施入,即將水溶性肥料加入施肥裝置中,充分溶解攪拌后,用施肥泵按照一定流量注入滴灌管道中。
3.3田間管理間苗定苗出苗即破膜放苗,1對(duì)真葉時(shí)間苗,2\~3對(duì)真葉時(shí)定苗,選留1株壯苗。中耕除草培土結(jié)合間苗進(jìn)行第1次中耕,耕深3~4cm 。在苗高 15~25cm 時(shí)進(jìn)行第2次中耕,中耕、培土一次性完成。灌溉制度根據(jù)向日葵品種的需水特性、土壤性質(zhì)、灌溉條件等確定灌溉定額,按各生育期階段作物需水規(guī)律、自然降水情況和實(shí)際土壤情確定灌水時(shí)間、次數(shù)和灌水量,制定灌溉制度。全生育期宜灌水4\~6次,現(xiàn)蕾期、開花期和灌漿期至少各灌水1次。
3.4授粉向日葵是異花授粉作物,開花后為了提高結(jié)實(shí)率,可每 3000m2 地引入1箱蜜蜂授粉,蜂源較少的地塊可在盛花期進(jìn)行人工輔助授粉。一般采用2種方法:一是軟撲授粉法,授粉時(shí)用軟撲輕摩擦花盤,使花粉沾在軟撲上,然后連續(xù)摩擦其他花盤。二是花盤接觸法,即在開花期間將2個(gè)相近的花盤互相摩擦授粉。每隔1\~2d授粉1次,共授粉2\~3次,每次授粉選擇早晨露水干后至11:00效果最好。
3.5病蟲害防治向日葵常見病害有菌核病、黃萎病、銹病等,常見蟲害主要有向日葵螟、金針蟲、地老虎等。對(duì)于病蟲害的防治,應(yīng)遵循“預(yù)防為主,綜合防治”的植保方針,優(yōu)先采用生物防治和農(nóng)業(yè)措施,以化學(xué)藥劑防治作為補(bǔ)充。
3.5.1病害菌核病使用 27% 苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈懸浮種衣劑(藥種比 1:250 )或于播種前用 50% 速克靈可濕性粉劑 500~1000 倍液浸種,可有效殺滅種子攜帶的病原菌核;初花期使用 38% 吡唑醚菌酯·氟唑菌酰胺懸浮劑( 20mL/667m2 )進(jìn)行防治;盛花期噴灑 50% 腐霉利可濕性粉劑1500\~2000倍液進(jìn)行防治,重點(diǎn)噴施莖基部和花盤背面,每間隔7\~10d重復(fù)施藥1次[5]。黃萎病發(fā)病初期用30% 噁霉靈·乙蒜素懸浮劑1000倍液滴灌,并結(jié)合 0.1mmol/L 水楊酸 +50μmol/L 茉莉酸甲酯復(fù)合誘抗劑葉面噴施,可增強(qiáng)植株抗病性[。銹病播種前用 15% 三唑酮可濕性粉劑按種子量的 0.3% 拌種,可有效阻斷病原孢子侵染途徑?,F(xiàn)蕾期噴施50% 萎銹靈乳油800倍液,可降低初始病斑形成率。發(fā)病初期選用 25% 丙環(huán)座乳油2000倍液或40% 氟硅唑乳油6000倍液重點(diǎn)噴施葉片背面進(jìn)行防治。
3.5.2蟲害 向日 葵螟花期在夜間放置頻振式殺蟲燈以誘殺成蟲,或在田間懸掛性引誘劑誘捕器誘殺其雄蛾[。盡量避免使用化學(xué)藥劑,以免對(duì)蜜蜂造成傷害。地下害蟲播種前每 667m2 溝施或撒施辛硫磷顆粒劑 3.0~5.0kg 或毒死蜱顆粒劑 1.5~2.0kg 混土覆膜[8]
3.6適時(shí)收獲當(dāng)花盤背面發(fā)黃、花盤邊緣微綠、莖稈黃色、苞葉變?yōu)楹稚⑸酄罨撀?、筒狀花一抹即掉、種子殼堅(jiān)硬時(shí),即達(dá)到向日葵收獲適期。此時(shí)插盤晾曬7\~10d,并進(jìn)行機(jī)械脫粒。
4結(jié)語
半覆膜膜下滴灌水肥一體化技術(shù)操作較為簡單,但增產(chǎn)節(jié)能效果明顯,生態(tài)效益好,對(duì)農(nóng)業(yè)綠色高效可持續(xù)發(fā)展意義重大,其突出優(yōu)點(diǎn)能在干旱地區(qū)充分展現(xiàn),容易在向日葵種植戶中進(jìn)行示范推廣。在實(shí)際應(yīng)用中,其浸潤式的灌溉方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)省時(shí)省工效果,還能在很大程度上促進(jìn)勞動(dòng)效率的提升,最大程度保障該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果。節(jié)水效益是該項(xiàng)技術(shù)追求的主要目標(biāo)之一,一般來說,應(yīng)用半覆膜膜下滴灌技術(shù)可比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水30%~50% ,在干旱、半干旱地區(qū)采用該技術(shù)可以抵抗旱災(zāi)、保障豐收;與傳統(tǒng)施肥相比,每 667m2 節(jié)省肥料 30%~40% ;省去了中耕這一工序,且減少了病蟲害防治和施肥等勞動(dòng)力的投入,每 667m2 節(jié)省用工5個(gè),顯著降低生產(chǎn)成本。半覆膜膜下滴灌水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用,從根本上改變了國內(nèi)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用水和施肥方式,大大提升了用水施肥的效率,并從某種程度上改變了原有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,解放了生產(chǎn)力,對(duì)保護(hù)生態(tài)具有重要意義。
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(收稿日期:2025-03-05)