本發(fā)明涉及農業(yè)生產技術領域，具體而言，涉及一種紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法。

背景技術：

紅壤旱地是我國南方重要的農業(yè)土壤資源，深度開發(fā)和利用紅壤旱地資源，一直是中國南方農業(yè)大發(fā)展的重要方向和研究重點。紅壤旱地分布廣、面積大，總面積約為211.2萬km²，占全國土地面積的22.7％。江西現(xiàn)有紅壤旱地35萬～36萬hm²，占江西省耕地總面積的15％左右。

水資源短缺、肥料利用率低的現(xiàn)狀下，紅壤旱地農業(yè)急需從大水大肥粗放型生產轉變?yōu)楹侠砝觅Y源的集約型生產。水肥一體化技術是灌溉和施肥有機結合的最好方式。據(jù)相關研究顯示，與傳統(tǒng)漫灌方式相比，水肥一體化可以減少肥料發(fā)揮、固定以及淋洗帶來的損失，肥料利用率可達30％～50％，水分利用率可提高40％～60％。大部分研究還表明，水肥一體化條件下比傳統(tǒng)種植產量提高15～20％。

目前，水肥一體化技術雖然已經大面積推廣，主要集中在華北地區(qū)、西北旱區(qū)、東北寒溫帶以及華南亞熱地區(qū)，在紅壤旱作物運用較少；該項技術還有一個局限性，前期投入較大，效益回收慢。

紅壤旱地溫、光資源適合進行雙季玉米種植。玉米是需水較多的作物，傳統(tǒng)的裸地種植栽培模式，大都采用漫灌方式，化肥利用率較低，氮肥通過揮發(fā)、淋溶和徑流等途徑損失數(shù)量巨大。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，所述的方法可以促進肥料轉化及吸收，提高肥料利用率，也可以調節(jié)水分利用，提高水分利用率。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發(fā)明涉及一種紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，包括：分別在玉米播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期通過水肥一體化方法施加基肥、苗肥、拔節(jié)肥、穗肥；

所述施加的總肥量為：氮肥以n計14～16kg/畝，磷肥以p2o5計5～7kg/畝，鉀肥以k2o計11～13kg/畝；

其中各時期的施肥量為：

基肥：31wt％～49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％～70wt％鉀肥；

苗肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％鉀肥；

拔節(jié)肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％鉀肥；

穗肥：17wt％～23wt％氮肥。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

1)、滴灌水肥一體化技術具有節(jié)水節(jié)肥、節(jié)省勞力、便于規(guī)模化自動管理，并且能提高經濟效益，水肥高效耦合的優(yōu)勢。不僅解決了肥料利用率低的問題，還節(jié)約了水資源。

2)、本發(fā)明選擇在玉米的播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期進行水肥一體化施肥，通過合理的肥料搭配，可有效解決了玉米出苗長勢不一致的問題，明顯提高了玉米整齊度，促進玉米苗齊、苗均、苗壯；有效促進玉米根系下扎，提高對深層土壤中養(yǎng)分和水分的利用能力，降低玉米重心，提高抗倒伏能力，有利于玉米穩(wěn)產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的施加肥料時所用的設備的使用示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的施加肥料時所用的設備的結構示意圖；

圖3為不同處理玉米各生育期株高；

圖4為不同處理玉米各生育期葉片數(shù)；

圖5為不同處理玉米各生育期spad值；

圖6為不同處理玉米各生育期光能利用率變化。

具體實施方式

本發(fā)明涉及一種紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，包括：分別在玉米播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期通過水肥一體化方法施加基肥、苗肥、拔節(jié)肥、穗肥；

所述施加的總肥量為：氮肥以n計14～16kg/畝，磷肥以p2o5計5～7kg/畝，鉀肥以k2o計11～13kg/畝；

其中各時期的施肥量為：

基肥：31wt％～49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％～70wt％鉀肥；

苗肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％鉀肥；

拔節(jié)肥：17wt％～23wt％氮肥、15wt％～25wt％鉀肥；

穗肥：17wt％～23wt％氮肥；

優(yōu)選的，所述施加的總肥量為：氮肥以n計15kg/畝，磷肥以p2o5計6kg/畝，鉀肥以k2o計12kg/畝；

其中各時期的施肥量為：

基肥：40wt％氮肥、100wt％磷肥、60wt％鉀肥；

苗肥：20wt％氮肥、20wt％鉀肥；

拔節(jié)肥：20wt％氮肥、20wt％鉀肥；

穗肥：20wt％氮肥；

優(yōu)選的，所述苗期為齊苗后5～7天；

優(yōu)選的，所述抽雄吐絲期為大喇叭口期。

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述氮肥以尿素的形式施用；

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述磷肥以磷酸二氫鉀的形式施用；

在本發(fā)明的一些實施方式中，所述鉀肥以磷酸二氫鉀和/或氯化鉀的形式施用。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，所述玉米一年種植兩茬，分別在春季和秋季播種。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，在春季進行土壤深松技術，秋季免耕。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，深松深度≥25cm，優(yōu)選25cm～40cm，或30cm～35cm。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，所述玉米在種植時的行株距為(55cm～65cm)×(25cm～35cm)，雙粒籽穴直播；

更優(yōu)選的，所述玉米在種植時的行株距為60cm×30cm。

合適的行株距能夠避免玉米抽葉后不同植株之間的互相遮蓋，提高光合作用的效率，保證玉米的種植密度最大化，進而保證其產量。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，每次施加肥料時，用于溶解肥料的水量為4.5～5.5噸/畝。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，施加肥料時采用滴灌施肥。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，所述玉米為生育期75～95天的鮮食玉米品種；

更優(yōu)選的，所述玉米的品種選自滬玉糯3號、滬玉糯2號、桂糯518、桂糯519、贛科甜6號中的一種或多種。

優(yōu)選的，如上所述的紅壤旱地玉米水肥一體化種植方法，通過水肥一體化方法施加肥料時所用的設備包括：

蓄水池、管道加壓泵、輸水主管道以及滴灌施肥系統(tǒng)；

優(yōu)選的，所述輸水主管道上還設置有過濾裝置；

優(yōu)選的，所述輸水主管道固定埋設地下；

優(yōu)選的，所述滴灌施肥系統(tǒng)的管道設置有多個支路，不同支路上設置有閥門。

本發(fā)明提供的施加肥料時所用的灌溉系統(tǒng)及設備的示意圖分別為圖1和圖2所示。

本發(fā)明提供的施加肥料時所用的設備的使用示意圖如圖1所示，優(yōu)選的，灌溉系統(tǒng)采用一套多路式，混合有肥料的溶液經過管道加壓泵加壓后經輸水主管道運往大田，輸水主管道可設置支路，例如途中所示的兩條支路，滴灌施肥系統(tǒng)也可設置支路以增加灌溉效率。

本發(fā)明提供的施加肥料時所用的設備的結構示意圖如圖2所示，優(yōu)選的，動力系統(tǒng)采用離心水泵；主管道采用pvc-udn110；水泵灌水口采用dn90pvc球閥；過濾系統(tǒng)采用120目碟片過濾器，過濾流量為60立方每小時。

下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產品。

實施例1

一、工程設計、建設和器材優(yōu)選或創(chuàng)制。

試驗地選取江西省紅壤研究所梯地化的紅壤旱地，結合試驗地水源、降雨等特點，工程設計和建設以蓄水池(用于水肥融合)+管道加壓泵(增加管道壓力)+輸水主管道(固定埋設地下)+滴灌施肥系統(tǒng)(可移動式)為試驗設備和載體，優(yōu)選簡化水肥一體化設備一套。

二、適時播種。

雙季玉米分春玉米和秋玉米。春玉米播種時間3月20日～4月20號左右，秋玉米播種時間7月15日～8月10號。

三、整地

玉米高產栽培前提條件必須大力推廣深松機技術。在春季進行土壤深松技術，秋季免耕。深松深度要達到25cm～40cm，提高土壤保水保肥能力，防止植株倒伏和早衰。免耕可以增加土壤保墑能力。

四、選用優(yōu)良品種

紅壤區(qū)適宜雙季玉米種植品種為滬玉糯3號、贛科甜6號(江西省農科院作物研究所選育)品種。

五、科學配方施肥

常規(guī)施肥總量按照紅壤旱地鮮食玉米優(yōu)質高產需肥量設定，為氮肥(n)14.0kg/畝，磷肥(p2o5)7.0kg/畝，鉀肥(k2o)11.0kg/畝。

其中基肥：31wt％氮肥、100wt％磷肥、70wt％鉀肥；

苗肥(齊苗后5-7天)：23wt％氮肥、15wt％鉀肥；

拔節(jié)肥：23wt％氮肥、15wt％鉀肥；

穗肥(大喇叭口期)：23wt％氮肥。

玉米磷肥和有機肥以基肥方式進行。氮肥為尿素；磷肥用磷酸二氫鉀(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)。剩余鉀肥在苗肥、拔節(jié)肥分別以氯化鉀追施。

春玉米用種2公斤/畝，行株距55cm×35cm，雙粒籽穴直播，苗期定苗約4000株。

六、水分管理

玉米澆水關鍵時期分別為播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期，每次澆水量為4.5噸/畝。玉米關鍵時期施肥采取先將各肥料溶解，后倒入蓄水池，與水充分混勻之后，開啟滴管施肥系統(tǒng)，進行澆水。

七、防蟲防草

播種前用毒死蜱防治地老虎以及其他害蟲。播種后出苗前，選擇無風天氣進行藥劑封閉滅草。如噴施乙草胺，因常年使用乙草胺會導致土壤板結，因此噴施不要過量；在大喇叭口期用殺蟲雙大粒劑點心防治玉米螟、粘蟲，用井岡霉素防治紋枯病，用多菌靈、托布津防治大小葉斑病。

實施例2

一～三、同實施例1。

四、選用優(yōu)良品種

玉米品種選擇桂糯519(廣西區(qū)農業(yè)科學院玉米研究所選育)；株高187厘米，穗位高81厘米，保綠度87.1％，雙穗率4.6％，空桿率1.0％，分蘗率0.6％，倒伏率1.7％，倒折率0.1％，田間記載大斑病0.9級，小斑病1.0級，紋枯病6.4％，莖腐病0.2％，銹病1.6級，出苗至鮮果穗采收期春季平均87天，秋季平均70天，穗長18.2厘米，穗粗4.5厘米，禿尖長2.3厘米，果穗筒型，籽粒白色。

五、科學配方施肥

常規(guī)施肥總量按照紅壤旱地鮮食玉米優(yōu)質高產需肥量設定，為氮肥(n)16.0kg/畝，磷肥(p2o5)5.0kg/畝，鉀肥(k2o)13.0kg/畝。

其中基肥：49wt％氮肥、100wt％磷肥、50wt％鉀肥；

苗肥(齊苗后5-7天)：17wt％氮肥、25wt％鉀肥；

拔節(jié)肥：17wt％氮肥、25wt％鉀肥；

穗肥(大喇叭口期)：17wt％氮肥。

玉米磷肥和有機肥以基肥方式進行。氮肥為尿素；磷肥用磷酸二氫鉀(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)。剩余鉀肥在苗肥、拔節(jié)肥分別以氯化鉀追施。

春玉米用種2公斤/畝，行株距65cm×25cm，雙粒籽穴直播，苗期定苗約4000株。

六、水分管理

玉米澆水關鍵時期分別為播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期，每次澆水量為5.5噸/畝。玉米關鍵時期施肥采取先將各肥料溶解，后倒入蓄水池，與水充分混勻之后，開啟滴管施肥系統(tǒng)，進行澆水。

七、防蟲防草

播種前用毒死蜱防治地老虎以及其他害蟲。播種后出苗前，選擇無風天氣進行藥劑封閉滅草。如噴施乙草胺，因常年使用乙草胺會導致土壤板結，因此噴施不要過量；在大喇叭口期用殺蟲雙大粒劑點心防治玉米螟、粘蟲，用井岡霉素防治紋枯病，用多菌靈、托布津防治大小葉斑病。

實施例3

一～三、同實施例1。

四、選用優(yōu)良品種

玉米品種選擇滬玉糯2號(上海市農業(yè)科學院作物所選育)；株高197～204厘米，穗位高73厘米，總葉片數(shù)17片左右。穗長18.2厘米，穗粗4.0～4.5厘米，穗行數(shù)14行左右，花絲紅色，果穗錐型，穗軸白色，籽粒白色。

五、科學配方施肥

常規(guī)施肥總量按照紅壤旱地鮮食玉米優(yōu)質高產需肥量設定，為氮肥(n)15.0kg/畝，磷肥(p2o5)6.0kg/畝，鉀肥(k2o)12.0kg/畝。

其中基肥：40％氮肥、100％磷肥、60％鉀肥；

苗肥(齊苗后5-7天)：20％氮肥、20％鉀肥；

拔節(jié)肥：20％氮肥、20％鉀肥；

穗肥(大喇叭口期)：20％氮肥。

玉米磷肥和有機肥以基肥方式進行。氮肥為尿素，32.61kg/畝；磷肥用磷酸二氫鉀(含k2o:34.6％、p2o5:52.1％)，11.52kg/畝，其中含鉀肥(k2o)3.99kg/畝，剩余鉀肥(k2o)8.01kg/畝。苗肥、拔節(jié)肥追施分別追施氯化鉀4.00kg/畝。

春玉米用種2公斤/畝，行株距60cm×30cm，雙粒籽穴直播，苗期定苗約4000株。

六、水分管理

玉米澆水關鍵時期分別為播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絲期，每次澆水量為5噸/畝。玉米關鍵時期施肥采取先將各肥料溶解，后倒入蓄水池，與水充分混勻之后，開啟滴管施肥系統(tǒng)，進行澆水。

七、防蟲防草

播種前用毒死蜱防治地老虎以及其他害蟲。播種后出苗前，選擇無風天氣進行藥劑封閉滅草。如噴施乙草胺，因常年使用乙草胺會導致土壤板結，因此噴施不要過量；在大喇叭口期用殺蟲雙大粒劑點心防治玉米螟、粘蟲，用井岡霉素防治紋枯病，用多菌靈、托布津防治大小葉斑病。

實驗例

紅壤旱地玉米(鮮食)肥水一體化技術模式研究。

以紅壤旱地秋玉米(鮮食玉米)優(yōu)質高產高效為目標，開展肥水一體化技術模式研究。

(1)已完成工程設計、建設和器材優(yōu)選或創(chuàng)制。試驗地選取本所梯地化的紅壤旱地(江西省旱作物引育中心)，面積2畝左右。結合本試驗地水源、降雨等特點，工程設計和建設以蓄水池(水肥融合)+管道加壓泵(增加管道壓力)+輸水主管道(固定埋設地下)+滴灌施肥系統(tǒng)(可移動式)為試驗設備和載體。在器材優(yōu)選和創(chuàng)制上，充分考慮各設備載體各項功能、選好關鍵配套件,使得其能夠長期有效的運轉，輸水管道擬采用pvc材質，增設過濾系統(tǒng)和啟動箱，選用120目疊片過濾器，啟動箱分設三相電表、漏電開關、防誤開關、空氣開關等。滴管的主管道和支管道分別采用直徑12-20mm、壁厚0.3-1.0mm的pvc管。

(2)紅壤旱地玉米(鮮食)肥水一體化技術模式研究

選用玉米品種為滬玉糯3號為試驗材料。設置了3個試驗處理：處理f1：按照公開號為cn104311203a，公開日為2015.01.28的申請文件實施例3的肥量與施肥時間施肥；處理f2：實施例3水肥一體化施肥；處理f3：70％施肥(按實施例3操作，水肥一體化施肥，但施肥總量為實施例3的70％)。

①試驗前土壤性質見表1。

表1試驗前紅壤旱地的土壤性質

②不同處玉米生育期調查

如表2所示，秋季鮮食玉米整個生育期在67～75d，其中：f2、f3處理出苗、拔節(jié)、喇叭口、抽雄吐絲期、成熟期等生育期時間比f1處理分別提前1d、2d、3d、4d、8d，說明f2、f3施肥處理縮短生育天數(shù)。

表2不同處理下玉米生育期

③不同生育期玉米株高、葉片數(shù)、spad值

各生育期玉米株高動態(tài)變化情況如圖3所示，玉米苗期、拔節(jié)期、喇叭口期、抽雄吐絲期、成熟期株高平均為29.30cm、46.22cm、69.54cm、176.03cm、181.49cm；從拔節(jié)期開始，f2和f3處理玉米株高顯著高于f1處理(p<0.05)，且隨著玉米生育期的推進，差異越顯著；至成熟期f2和f3處理玉米株高比f1處理高59.73cm、64.63cm。可見，f2、f3的施肥方式可加快玉米的生長發(fā)育。

從玉米整個生育期葉片數(shù)來看(圖4)，玉米苗期、拔節(jié)期、喇叭口期、抽雄吐絲期、成熟期葉片數(shù)分別介于2～4片、5～8片、7～10片、9～13片、9～13片，說明抽雄吐絲期前是玉米葉片數(shù)呈增長趨勢，而抽雄吐絲期后玉米葉片數(shù)處于穩(wěn)定期。不同處理下各生育期玉米葉片數(shù)差異不顯著(p>0.05)。

如圖5所示，玉米spad值隨著生育期的推進呈快速增大后穩(wěn)定的過程，其中：苗期f2、f3處理顯著高于f1處理(p<0.05)，拔節(jié)期和喇叭口期差異不顯著，抽雄吐絲期表現(xiàn)為f2處理顯著高于f3和f1處理，至成熟期表現(xiàn)為f2>f3>f1(p<0.05)。

④成熟期各器官生物量

如表3所示，不同處理單株根、葉、果穗干物質量均以f2處理均最高，分別為0.030kg、0.047kg、0.068kg；莖生物質量則以f3處理最高，達0.043kg。總生物量表現(xiàn)f2、f3處理顯著高f1處理(p<0.05)。

表3不同處理玉米成熟期各器官干重(kg)

⑤玉米成熟期葉面積及葉面積指數(shù)

不同處理下玉米成熟期葉面積以及葉面積指標差異不顯著(p>0.05)，但以f2處理相對較高，分別為0.41m²和2.27；從黃葉數(shù)來看，以表現(xiàn)為f2、f3處理相對較高，這可能與f2、f3處理生育期較短有關。

表4不同處理玉米成熟期葉面積、葉面積指數(shù)及黃葉數(shù)

⑥玉米產量構成

a玉米鮮果穗、籽粒產量

如表5所示，玉米鮮果穗產量以f2處較高，其中含苞葉和不含苞葉產量分別為1099.11kg/ha、539.01kg/ha；籽粒產量以f1較高，且顯著高于f2和f3處理，這與f2、f3處玉米苞果含水量較高有關。

表5不同處理玉米產量

b鮮秸稈產量

如表6所示，玉米鮮葉產量和鮮莖產量分別介于8790.12～13327.16kg/ha、3067.90～4685.19kg/ha、11858.02～19160.49kg/ha；不同處理下鮮秸稈產量表現(xiàn)為f2>f3>f1。

表6不同處理玉米鮮秸稈產量(kg/ha)

⑦不同處理玉米各生育期光能利用率變化

玉米生育期間光能利用率的變化均呈單峰型曲線(圖6)，不同處理各生育期光能利用率大小為f2>f3>f1。不同從抽雄期到蠟熟期玉米光能利用率先增加后減少趨勢，說明這一階段是玉光能利用率高峰期，且在峰值附近持續(xù)時間較長。

⑧不同處理經濟效益比較

由表7可知，f1人工投入最高，f2、f3產出達23000元/hm²，以f3產出效益最高。f2、f3純收益高，是f1的2～3倍。不同處理產投比大小為：f3>f2>f1。

表7不同處理經濟效益比較

注：秋玉米2.5元/kg，鮮秸稈0.2元/kg，鈣鎂磷肥25元/25kg，尿素120元/50kg，氯化鉀185元/50kg，磷酸二氫鉀250元/25kg。

⑨結論

本申請?zhí)峁┑乃室惑w化技術專用于紅壤旱地，可提高肥料的利用效率，實現(xiàn)增產增收。與現(xiàn)有技術f1相比，該技術可提高秋季鮮食玉米產量16.36％左右，經濟效益提高202.23％，且秋季鮮食玉米增產13.89％，其技術優(yōu)勢明顯。

雖然水肥一體化技術前期投入相對較高，但從長遠考慮，該技術帶的經濟效益比較可觀，對紅壤旱地建設現(xiàn)代化農業(yè)的具有重要參考價值。另外，水肥一體化技術在春季如何利用也有待于進一步研究和探索。

隨著我國經濟的快速發(fā)展，人力資源成本的上升，農業(yè)集約化速度的加快，水、土地等資源會越來越緊張，而生態(tài)環(huán)境也越來越受到人們的關注，滴灌水肥一體化技術將會受到越來越多的農戶的青睞。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。