專利名稱：利用玉米與大豆間作模式防控土壤硝酸鹽淋失的方法
利用玉米與大豆間作模式防控土壤硝酸鹽淋失的方法技術領域
本發明屬于農業技術領域，具體涉及一種利用玉米與大豆間作模式防控華北平原旱作大田土壤硝酸鹽淋失的方法，該方法通過玉米與大豆間作種植減少氮肥施用，高效利用前茬殘留土壤養分及外源養分，降低地下水硝酸鹽污染風險。
背景技術：
目前世界上越來越多的人們關心地表水及地下水質量，硝酸鹽對地下水的污染問題已引起許多國家的特別關注(胡國臣，張清敏，王忠，等.地下水硝酸鹽氮污染防治研究[J].農業環境保護，1999，18 (5):228-230;邢光熹，施書蓮，杜麗娟等.蘇州地區水體氮污染狀況[J].土壤學報，2001,38(4):540-546 ；Rodriguez MA, ContinuoJ, MartinsF.Efficacyand limitations of critical as anitrogen catchcropina Mediterraneanenvironment[J].European Journal of Agronomy，2002，17:155-160)。
冬小麥-夏玉米輪作是華北平原主要輪作方式，但農戶在兩季作物上都投入大量氮肥，造成氮肥利用率遠遠低于全國平均水平(巨曉棠，劉學軍，鄒國元，等.冬小麥/夏玉米輪作體系中氮素的損失途徑分析[J].中國農業科學，2002，35 (12):1493-1499.)。土壤剖面中累積的大量硝態氮，在冬小麥季的過量灌溉和夏玉米季的強降雨過程中，容易引起嚴重的硝態氮淋洗，直接造成地下水硝酸鹽富集，嚴重威脅水環境(巨曉棠，張福鎖.中國北方土壤硝態氮的累積及其對環境的影響[J].生態環境2003，12(1):24-28.寇長林，巨曉棠，高強，等.兩種農作體系施肥對土壤質量的影響[J].生態學報，2004，24 (I I):2548-2556.鐘茜，巨曉棠，張福鎖.華北平原冬小麥/夏玉米輪作體系對氮素環境承受力分析[J].植物營養與肥料學報，2006，12(3):285-293.)。冬小麥-夏玉米長期單一化的輪作模式，尤其是夏季長期單一種植玉米，降低了農田物種和生境多樣性，造成農業生態系統整體抗逆自我調節功能的弱化，還帶來了土壤質量退化和土地光熱資源綜合利用率低等問題，使農田環境和經濟效益均受到嚴重影響(尤民生，劉雨芳，侯有明.農田生物多樣性與害蟲綜合治理[J].生態學報，2004，24(I):117-122.)。
華北平原夏播季為每年6月-10月，而降雨也主要集中在此時期(占全年降雨量65%以上)，同時鑒于該時期施氮過量現象較普遍，小麥收獲后土壤硝態氮殘留量高，土壤硝態氮淋溶風險極大，夏季成為我國華北平原旱作大田土壤硝態氮淋溶的重要時期。因此，在不改變主要種植結構并保證經濟效益的基礎上，研究一種旨在減少氮素淋溶，降低地下水污染風險的方法是十分有必要的。發明內容
華北平原旱作大田夏季氮素淋溶關鍵時期，土壤硝態氮淋溶造成地下水污染風險極大，針對這一現狀，本發明提供一種利用玉米與大豆間作模式來防控土壤硝酸鹽淋失的方法，該方法能夠減緩氮素淋溶對地下水的影響，降低地下水污染風險，同時，該方法不但能夠提高養分利用率， 還具有較好的經濟效益。
為了達到上述目的，本發明采用如下的技術解決方案:
—種防控華北平原旱作大田土壤硝酸鹽淋失的方法，其特征在于，通過在旱作大田夏播季進行玉米和大豆間作種植吸收前茬作物殘留養分及外源養分，減緩氮素淋溶。
優選地，采用4行玉米與6行大豆間作種植。
優選地，播種時適當進行灌水，整個作物生長期間開放式管理。
優選地，作物生長關鍵時期，若雨水充足則不進行灌溉，無降雨或雨水不足時進行適當灌溉。
所述玉米和大豆品種均為符合當地種植農時，在6-10月份期間能夠完成生長期的作物，即每年6月份冬小麥收獲后能及時播種并在每年10月份冬小麥種植前能及時收獲的作物。
所述玉米和大豆選用能夠互利共生、生物量較大、光合利用效率高，并具有較高經濟效益的品種。優選地，所述玉米為產量高、適應性強的鄭單958系列品種，所述大豆為產量高、抗倒伏、耐蔭性強的中黃系列品種。
優選地,玉米條帶和大豆條帶分別優化施肥。所述玉米條帶和大豆條帶分別優化施肥是指在間作玉米帶和間作大豆帶上按其需肥量分別施用基肥和追肥來供應各作物的生長，施肥量以相應作物當地推薦施肥量為準，肥料施于相應作物行間。
本發明的有益效果如下:
1、通過玉米與大豆間作種植來吸收前茬作物殘留養分及外源養分，減緩氮素淋溶，降低對地下水污染的風險。應用本發明后，玉米與大豆間作種植顯著減少了土壤氮素的淋溶。
2、能夠提高養分利用率，并具有較好的經濟效益。


圖1是玉米Il大豆與玉米單作收獲后土壤剖面硝態氮含量對比曲線圖。
圖2是4行玉米Il 6行大豆作物行間位置示意圖。
圖3是4行玉米Il 6行大豆間作種植的行距示意圖。
圖4是作物單作、4行玉米Il 6行大豆、6行玉米Il 6行大豆種植收獲后行間(0-20cm) 土壤硝態氮含量對比示意圖。
圖5是4行玉米Il 6行大豆與玉米單作(0-40cm)土壤硝態氮殘留量對比示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并配合附圖，對本發明做詳細的說明。
實施例1:
本實施例于2010年6-10月份在位 于華北平原的河北省徐水縣具有50多年旱作種植歷史的大田上進行了玉米單作與玉米Il大豆種植模式對比研究。耕作學上以“ Il ”表示間作，比如玉米與大豆間作表示為玉米Il大豆，4行玉米與6行大豆間作表示為4行玉米Il 16行大豆。該研究實驗的整個過程是封閉式的，僅由相關研究人員參與并進行管理。
徐水縣全境屬華北平原的沖積平原，地面平坦開闊，自然環境優越，屬暖溫帶季風型大陸性氣候，年平均氣溫12.3°C，年平均降水575mm，光照充足，四季分明，作物種植以夏玉米-冬小麥輪作為主，是典型的華北平原旱作區。
本實施例的利用玉米與大豆間作模式防控華北平原旱作大田土壤硝酸鹽淋失的方法是:在旱作大田夏播季進行玉米與大豆間作種植，種植時適當進行灌水，整個作物生長期間開放式管理，玉米條帶和大豆條帶分別優化施肥。作物生長關鍵時期，若雨水充足則不進行灌溉，無降雨或雨水不足時進行適當灌溉。所述玉米和大豆品種均符合當地種植農時，在6-10月份期間能夠完成生長期的作物，即每年6月份冬小麥收獲后能及時播種并在每年10月份冬小麥種植前及時收獲的作物。玉米和大豆選用能夠互利共生、生物量較大、光合利用效率，并具有較好經濟效益的品種；一般情況下，玉米選用產量高、適應性強的鄭單958系列品種，大豆選用產量高、抗倒伏、耐蔭性強的中黃系列品種。所述玉米條帶和大豆條帶分別優化施肥是指在間作玉米帶和間作大豆帶上按其需肥量分別施用基肥和追肥來供應各作物的生長，施肥量以各作物當地推薦施肥量為準，肥料施于相應作物行間。
圖1為4行玉米Il 4行大豆與玉米單作收獲后土壤剖面硝態氮含量對比曲線圖，由圖1可以看出，相對玉米單作種植，玉米Il大豆顯著降低了各作物條帶土壤硝態氮含量。
同時，由表I看出，玉米Il大豆的土地當量比大于1，說明該模式間作優勢明顯，增產率為27%，其經濟效益也顯著高于玉米單作種植(P〈0.05);由表2可以看出，4行玉米Il 4行大豆種植模式吸氮量略高于玉米單作種植。
表I不同種植模式產量及經濟效益
權利要求
1.一種防控華北平原旱作大田土壤硝酸鹽淋失的方法，其特征在于，通過在旱作大田夏播季進行玉米和大豆間作種植吸收前茬作物殘留養分及外源養分，減緩氮素淋溶。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于:采用4行玉米與6行大豆間作種植。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述玉米和大豆品種均為符合當地種植農時并在6-10月份期間能夠完成生長期的作物。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于:所述符合當地種植農時并在6-10月份期間能夠完成生長期的作物，是指每年6月份冬小麥收獲后能及時播種并在每年10月份冬小麥種植前能及時收獲的作物。
5.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述玉米和大豆是能夠互利共生、生物量較大、光合利用效率高并具有較好經濟效益的品種。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于:所述玉米為鄭單958系列品種，所述大豆為中黃系列品種。
7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在玉米條帶和大豆條帶分別優化施肥:在間作玉米帶和間作大豆帶上按其需肥量分別施用基肥和追肥來供應各作物的生長，施肥量以相應作物當地推薦施肥量為準，肥料施于相應作物行間。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于:播種時適當進行灌水，整個作物生長期間開放式 管理。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于:在作物生長關鍵時期，若雨水充足則不進行灌溉，無降雨或雨水不足時進行適當灌溉。
10.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述間作種植的玉米條帶行距為50cm,株距為25cm ;大豆條帶行距為30cm,株距為20cm ;玉米與大豆間距為30cm。
全文摘要
本發明公開了一種利用玉米與大豆間作模式防控華北平原旱作大田土壤硝酸鹽淋失的方法。該方法針對華北平原旱作大田夏季雨熱同步、玉米單作種植施肥量大、土壤硝態氮殘留量大、氮素淋失風險極高的問題，在夏播季采用玉米與大豆間作種植，有效控制了土壤硝酸鹽淋失。本發明在播種時適當灌水；作物生長期間開放型管理，玉米條帶與大豆條帶分別優化施肥，施肥量以相應作物當地推薦施肥量為準，肥料施于相應作物行間；作物生長關鍵時期，若雨水充足則不進行灌溉，無降雨或雨水不足時進行適當灌溉。本發明的實施能夠有效防控華北平原旱作大田硝酸鹽污染風險，經濟效益、環境效益均較顯著。
文檔編號A01G1/00GK103141248SQ20131004937
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者張繼宗, 張亦濤, 劉宏斌, 任天志, 尹昌斌, 王洪媛, 翟麗梅 申請人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所