专利名称：秸秆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法
技术领域：
本发明涉及一种作物种植生产过程的播种施肥技术，具体涉及一种小麦玉米两熟作物秸杆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法。
背景技术：
我国主要粮食作物如小麦、玉米生产水平逐渐提高，但粮食农产品价格增长速度与经济作物、工业及服务业相比过缓，农民收益相对较小，导致从事农业生产一线的劳动力逐渐减少，这就促使了机械在农业生产上的应用越来越普遍，这也是生产力提高的必然趋势。如机械收获小麦玉米、机械进行秸杆还田、机械播种施肥、机械喷洒农药及叶面肥等机械操作相比上个世纪末有了长足的进步。但目前粮食作物如小麦、玉米等的机械化生产上还存在着这样或那样的弊端，如在地势平坦的小麦玉米轮作种植区，目前生产习惯是联合机械收获小麦、秸杆抛洒覆盖土壤表面、人工点种玉米或机械播种玉米再定苗、人工雨前撒施或机械开沟追施肥料、人工收获玉米或机械收获玉米、秸杆人工收获移除地面或机械打碎后覆盖地面、人工撒施复合肥料、旋耕机进行2遍旋耕将土壤肥料和玉米秸杆混合、机械播种小麦等一系列机械参与生产操作的方式。
从上述工序看到，基本上每个环节都有机械的使用，但这些生产程序中存有诸多不合理的操作方式，如(1)小麦收获后的玉米播种和施肥环节脱离，生产上多一遍操作工序，劳动力成本增加；(2)玉米播种时由于抛洒的小麦秸杆和留高茬影响，导致玉米播种质量低、出苗整齐度和出苗率受一定影响；(3)玉米收获后即在地表撒施肥料，受成本限制，农民一般不采用深耕方式，而长期的土壤旋耕操作导致耕层变浅，根系分布较浅，不利于下扎吸收深层次土壤养分，且破坏耕层土壤微生物区系，导致微生物种类和数量大幅减少，不利于小麦根系的良性生长；(4)受秸杆细碎程度和旋耕规格影响，土壤表层疏松、漏风导致播种质量不高，种子悬空，出苗受影响，由于秸杆影响机械下种导致缺苗断垄现象时有发生；(5)小麦播前的撒施肥方式和施肥品种、位置存在弊端，肥料利用率低，麦苗营养供应受到影响；(6)小麦返青拔节期需要再进行一次追肥，所使用的动力机械不宜进如麦地进行操作，更多的采用人工开沟追肥方式，受年后进城务工人员的增加，从事农业劳动力减少，采用撒施肥料再灌溉或者不进行小麦追肥的地块比例逐年提高，小麦产量和收益受到严重影响。
目前在大多数小麦、玉米一年两·作地区，特别是地势平坦利于机械化作业的黄淮海平原，小麦和玉米秸杆的还田率逐年提高，其中小麦秸杆的还田率在90%以上，由于玉米秸杆较为粗壮，但其还田率也在60%以上，各个地区略有差异。在两季作物秸杆全部还田条件下，按目前生产上机械旋耕操作规格分析，造成耕层变浅，耕作层微生物区系受到破坏是比较明显的现象，非常不利于生产。为了保护耕作层，CN102550258A (201210015480. X) 提供一种小麦交替型保护性耕作及宽幅宽行播种施肥方法，对小麦的耕作、播种和施肥方法进行了限定，但该方法中的交替型操作在生产上受地块限制及精细程度制约不易进行操作，且每3-4年才有一次轮回旋耕的机会，同样会存在耕层变浅的现象；在玉米秸杆还田大量有机物料存在地表的情况下，旋耕达到20-25cm基本上不现实，旋耕刀无法达到如此深度；另外肥料的施用上更多的存在于旋耕层，无法满足深层次根系以及营养持续供应的要求，只在肥料量上做了限定，没有标明肥料类型；此外翌年春季的追肥同样存在的对土壤区系的破坏，后期的追肥也对土壤进行了扰动操作。CN101702966A (CN200910210346. 3)公开一种保护性耕作栽培方法，该方法只对一年一作的春玉米进行了栽培方法的限定，且一年的秸杆量完全放置在1/3面积的土壤区域进行翻埋，在操作上具有更高的技术要求，处理不好效果会非常差。发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种小麦玉米两熟作物秸杆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法。
本发明技术方案如下
一种秸杆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法，包括小麦秸杆全还田后玉米免耕播种施肥、玉米秸杆全还田后小麦免耕播种施肥，一个轮作周期只对土壤进行两次耕作，步骤如下
(I)小麦机械收获后的玉米免耕播种施肥
小麦联合收割机将小麦收获完成后，秸杆基本成条带型覆盖在土壤表面，在播种行上，利用玉米免耕播种施肥机深松土壤、深浅施肥、播种玉米，一次完成；
所述的深松土壤的深度为35-40cm ;利用玉米免耕播种施肥机的深松柱完成；
所述的深浅施肥是在土壤深松的同时通过施肥管将肥料分别输送到15-20cm深度的土壤层A和30-35cm深度的土壤层B ;其中，较浅的土壤层A施用氮磷钾颗粒状速效肥料，较深的土壤层B施用颗粒状缓控释氮肥；
所述播种玉米是将玉米种均匀播在土壤3_5cm 土层处，每667m2播种量控制在 2_3kg，采用间距55-65cm等行或大行距80_90cm、小行距30_40cm的大小行免耕播种规格。
(2)玉米机械收获后的小麦免耕播种施肥
玉米联合收割机收获玉米后，玉米联合收割机的旋刀将玉米秸杆切碎均匀覆盖地表，利用小麦免耕播种施肥机深松土壤、旋耕小麦播种带、播种小麦、深浅施肥，一次性完成
首先，将覆盖土表的玉米秸杆分向两侧，露出10_12cm宽度的土壤表面；对露出的土壤进行土壤深松40-45cm，同时将肥料施入到30-35cm的土壤层中，施用的肥料是颗粒状缓控释氮肥；
对小麦播种带的土壤进行旋耕操作,旋耕深度在12_15cm,宽度8_10cm,形成小麦播种条带，并在小麦播种条带上均勻施撒氮磷钾颗粒状速效肥料，施肥深度为10-13cm ；
采用宽幅条带播种方式，将小麦种均匀散落在小麦播种条带内，播种深度在 3-4cm，每667m2播量控制在10_15kg。根据小麦品种的分蘖成穗型和播种时间调节播量。
根据本发明优选 的，步骤(I)中，较浅的土壤层A施用氮磷钾颗粒状速效肥料的施用量按每667m2的5-7kg氮(以N计)、5_7kg磷(以P2O5计)、9_12kg钾(以K2O计)投入。可根据产量水平和土壤养分状况调节。
根据本发明优选的，步骤(I)中，较深的土壤层B施用颗粒状缓控释氮肥的施用量，按每667m2的8-12kg氮(以N计)投入，选用释放期在45-60天的缓控释氮肥，整个生育期不用再进行追肥。可根据产量水平和土壤养分状况调节。
根据本发明优选的，步骤(I)中，玉米播种行位于深浅施肥行上。
根据本发明优选的，步骤(I)中，高位置的排肥管口设在距离深松柱上端15-20cm 处用于浅土施肥，低位置的排肥管口设在距离深松柱上端30-35cm处用于深土施肥；深松柱在深松土壤的同时通过振动将肥料通过肥料管输送到15-20cm深度的土壤层和30-35cm 深度的土壤层中。
根据本发明，步骤(2)中是利用小麦免耕施肥播种机前置的驱分器贴地表将覆盖土表的玉米秸杆分向两侧。利用小麦免耕播种施肥机深松柱完成土壤深松，同时通过施肥管将肥料施入到30-35cm的土壤层中。
根据本发明优选的，步骤(2)中施入到30_35cm的土壤层中的颗粒状缓控释氮肥， 按每667m2的6-10kg氮(以N计)投入，选择释放期在90-120天的缓控释氮肥。可根据产量水平和土壤养分状况加以调整。该缓控释氮肥的施肥是利用深松柱后面的施肥管完成。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述将玉米秸杆切碎均匀覆盖地表，同时还喷洒玉米秸杆催腐剂；市场有售。优选的，秸杆催腐剂选用成都合成生物科技有限公司生产的瑞莱特微生物催腐剂。
根据本发明，步骤(2)中是利用小麦免耕施肥播种机的旋耕刀进行小麦播种带的土壤旋耕操作，小麦种箱出口与旋耕刀在同一直线上。步骤(2)中小麦免耕播种施肥机的旋耕刀位于深松柱后面与驱分器和深松柱在同一纵向直线上。
根据本发明优选的，步骤(2)中在小麦播种条带上施撒的氮磷钾颗粒状速效肥料， 按每667m2的6-8kg氮(以N计)、7_9kg磷(以P2O5计)、4_6kg钾(以K2O计)投入。可根据产量水平和土壤养分状况加以调整。该速效肥料的施肥是利用旋耕刀后面的排肥管完成，施肥深度10-13cm，由该排肥管配置的开沟器配合完成。
根据本发明优选的，步骤(2)中小麦播种采用播种条带8-lOcm (宽度)和秸杆覆盖免耕带32-40cm (宽度)的免耕播种规格。一般情况，比传统耕作的小麦播种量要增加10%左右。
根据本发明优选的，步骤(2 )中小麦播种后，小麦免耕播种施肥机的覆土板可把开沟器开出来的播种条带用土覆平，镇压轮将播种条带进行镇压。
本发明的方法适用于两季作物秸杆全还田条件下的小麦玉米轮作种植区。对于地势平坦的砂壤质、壤质土壤尤为适用。
本发明的特点及 优良效果
本发明遵循少免耕土壤的原则，减少了对土壤的扰动，保证了耕层土壤的微生物种类和数量稳定，有利于作物根系的良性生长，完全解决了作物秸杆还田对小麦和玉米播种出苗质量产生的影响，相比现有的技术，主要有以下优良效果
1.与传统耕作播种相比，本发明的少免耕播种对土壤的辗压破坏次数少，动土量少，有利于保持耕层土壤微生物区系的稳定，保证作物根系微域土壤微生物活性和多样性。
2.玉米播种行和小麦播种条带通过免耕播种施肥机可将秸杆拨向两侧，严重的缠草现象不会发生，减少了作业阻力并保证了出苗不受秸杆的覆盖影响，同时苗带镇压没有秸杆的参与，能够镇压密实，不会漏空或种子悬空，保证出苗质量和麦苗安全越冬。
3.利用免耕施肥播种机的深松柱，可将肥料施入了更深的土壤层次中，同时与施入土壤浅层的肥料保证了小麦玉米在前期和后期根系生长达到不同土壤深度所需要的肥料养分；不同层次的施肥集中在种子或苗带的正下方，起到了集中施肥、提高养分利用率的作用，并保证了作物的稳产和增产。
4.本发明的施肥方法中考虑到了小麦玉米整个生育期对氮磷钾养分的需求，将不同释放期的缓控释氮肥施入相对较深的土壤中，一是可以保证不同生长期的作物根系的生长需求，二是长释放期的氮肥有效的保证了作物后期的氮营养供应。在目前农业劳动力有限的情况下，将深松、播种、施肥、镇压等机械操作一次性完成，后期不用再进行追肥，减少作业环节，起到了减少劳力投入、降低生产成本的作用，一年两季轮作条件下每667m2可节本增收150元以上。
5.少免耕的小麦玉米播种施肥方法是在两季秸杆全还田条件下的一种生产操作， 这种方法将作物秸杆均匀的覆盖在播种行和播种带两侧，一是有效的减少的田间杂草的生长；二是可以减少雨季的地表径流，减少水土流失的同时积蓄了水分；三是秸杆的覆盖有效的缓冲了土壤温度的变化，减少了土壤水分的蒸发，提高抗旱保墒能力；两季的作物秸杆含有丰富的氮磷钾养分，覆盖还田的同时在自然条件的影响下，秸杆养分大量归还了土壤， 特别是秸杆钾素的归还能够显著替代钾化肥投入。
6.玉米播种行和小麦播种条带的土壤深松、施肥、播种等操作后镇压，水平位置略有下降，将降雨和灌溉水引入，利用灌溉的同时并提高了水分利用率。
7.小麦采用条带的宽幅播种方式，有利于充分利用空间，提高对光热资源的利用， 播种带没有秸杆混入有效减少了缺苗断垄对产量造成的减产影响。
8.玉米秸杆还田时还加入了秸杆催腐剂，可保证玉米秸杆的迅速腐解，连年两季的秸杆还田不致于大量的堆积于田间，影响生产操作。
图1是玉米免耕播种施肥机部分装置示意图(现有技术)。图中1、深松柱，2、高位置排肥口，3、低位置排肥口，4、开沟器，5、种箱出口，6、覆土板。
图2是小麦免耕播种施肥机部分装置示意图(现有技术)。图中11、驱分器，12、深松柱，13、施肥管，14、旋耕刀，15、开沟器I，16，排肥口，17、开沟器II，18，种箱出口，19、覆土板，20、镇压轮。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行进一步说明，但本发明不仅限于以下实施例。
实施例1 :一种秸杆全还田条件下少免耕的小麦玉米播种施肥方法，包括免耕播种玉米和施肥一次性操作、玉米秸杆还田后的小麦免耕播种施肥一次性操作，步骤如下
1.免耕播种玉米和施肥一次性操作
( I)小麦收获秸杆抛 洒成条带型覆盖在土壤表面后，用玉米免耕播种施肥机(如图1所示)进行田间播种施肥操作，前置的深松柱I通过震动进行土壤深松38cm，同时自然将秸杆分向深松沟的两侧；
(2)深松柱I后侧有高低不同位置的两个排肥管，处于高位置的排肥管口 2距离深松柱上端15cm处，处于低位置的排肥管口 3距离深松柱上端32cm处，深松柱在深松土壤的同时通过振动将肥料通过肥料管输送到15cm和32cm的土壤深度；高位置排肥管口排出氮磷钾的颗粒状速效肥料，每667m2施入6kg纯氮(以N计，肥料品种为尿素和磷酸二铵)、5kg 磷(以P2O5计，肥料品种为磷酸二铵)、IOkg钾(以K2O计，肥料品种为氯化钾);低位置排肥管口颗粒状缓控释氮肥，每667m2投入9kg氮(以N计，释放期为50天的缓控释氮肥)投入，整个生育期不用再进行追肥；
(3)免耕播种施肥机后置的种箱出口 4 (在开沟器内侧)通过开沟器5沿着深松柱 I的前进方向将玉米种均匀播在土壤4cm 土层处，每667m2播量控制在2. 5kg ；
(4)玉米播种行、高低不同位置的两个施肥管两个出肥口 2、3与深松柱I在同一直线上，种箱出口(开沟器)在深松柱后面，种箱后面的覆土板6将开沟器5开出来的播种沟覆平；采用60cm的等行距播种规格。
2.小麦免耕播种施肥一次性操作
联合机械收获玉米果穗同时，联合收割机的旋刀将玉米秸杆切碎均匀覆盖地表， 选用小麦免耕施肥播种机(如图2所示)进行秸杆分拨、深松、苗带旋耕、播种、施肥、覆土镇压一次性操作完成。
(I)用免耕施肥播种机前置的驱分器11贴地表将粉碎后覆盖土表的玉米秸杆分向两侧，露出12cm宽度的土壤表面；利用深松柱12进行土壤深松40cm ；
(2)深松柱12后侧的施肥管13将颗粒状缓控释氮肥施入到土壤里，施肥管口距离深松柱上端35cm处，深松柱在深松土壤的同时通过振动将肥料通过肥料管输送到35cm的土壤层次；所述的颗粒状缓控释氮肥以每667m2投入7kg氮(以N计，释放期为100天的缓控释氮肥)投入，整个生育期不用再进行追肥；
(3)旋耕刀14在深松柱12后面与驱分器11和深松柱12在同一直线上，用旋耕刀进行小麦播种带的土壤旋耕操作，在(I)中留出土壤表面的位置旋耕IOcm的播种条带，条带旋耕深度在15cm ；
(4)在IOcm宽的播种条带内，配有开沟器15的排肥口 16将氮磷钾的颗粒状复合肥料均匀散落在开沟器15开出的沟内，深度为12cm ;所述氮磷钾的颗粒状复合肥料，以每 667m2投入7kg氮(以N计)、7kg磷(以P2O5计)、4. 5kg钾(以K2O计)。
(5)小麦种箱出口 18在开沟器17内侧，宽幅条带播种方式,与旋耕刀在同一直线上，通过开沟器17开出来的沟将小麦种均匀散落在IOcm宽度的条带内，播种深度为3. 5cm, 每667m2播量控制在Ilkg ；
(6)种箱后面的覆土板19可将土把开沟器开出来的播种带覆平，之后的镇压轮20 将播种条带进行镇压；采用播种条带IOcm (宽)和秸杆覆盖免耕带36cm (宽)的播种规格。
实施例2 :—种秸杆全还田条件下少免耕的小麦玉米播种施肥方法，包括免耕播种玉米和施肥一次性操作、玉米秸杆还田后的小麦免耕播种施肥一次性操作，步骤如下
1.免耕播种玉米和施肥一次性操作，如实施例1所述，所不同的是
(I) 土壤深松 35 cm ；
(2)处于高位置的排肥管口距离深松柱上端18cm处，处于低位置的排肥管口距离深松柱上端35cm处，深松柱在深松土壤的同时通过振动将肥料通过肥料管输送到18cm和 35cm的土壤深度；高位置排肥口排出氮磷钾的颗粒状速效复合肥，每667m2施入7kg纯氮(以N计)、6kg磷(以P2O5计)、9kg钾(以K2O计)，低位置排肥口颗粒状缓控释氮肥，每667m2 投入IOkg氮(以N计，释放期为55天的缓控释氮肥)投入，整个生育期不用再进行追肥；
(3)将玉米种均勻播在土壤3. 5cm 土层处,每667m2播量控制在2. 8kg ；
(4)采用58cm的等行距播种规格。
2.小麦免耕播种施肥一次性操作，如实施例1所述，所不同的是
(I)将粉碎后覆盖土表的玉米秸杆分向两侧，露出IOcm宽度的土壤表面，土壤深松 42cm ；
(2)颗粒状缓控释氮肥施肥管口距离深松柱上端32cm处，将颗粒状缓控释氮肥通过肥料管输送到32cm的土壤层次，以每667m2投入7. 5kg氮(以N计，释放期为90天的缓控释氮肥)投入；
(3)在(I)中留出土壤表面旋耕9cm的播种条带,条带旋耕深度在15cm ；
(4)播种条带中的施肥为氮磷钾的颗粒状复合肥料，以每667m2投入8kg氮(以N 计)、8kg磷(以P2O5计)、5kg钾(以K2O计),施肥深度为IOcm ；
(5)将小麦种均匀散落在9cm宽度的条带内，播种深度为3cm，每667m2播量控制在 12kg;
(6)采用播种条带9cm和稻杆覆盖免耕带35cm的播种规格。
对比例1:传统播种施肥方法
小麦收获后抛洒秸杆免耕开沟播种玉米、苗期灭茬开沟施肥、后期再追肥；玉米收获后秸杆抛洒地表、撒施肥料后旋耕机旋耕2遍、条播小麦、后期再追肥。施肥养分量、播种量的与实施例1相同。
实施例1中少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法与对比例I的传统播种施肥方法相比较，结果如表I和表2，实施例1免耕施肥播种方法相比传统播种施肥，播种行或苗带土壤容重显著降低，玉米根系体积大，养分吸收能力增强，氮养分利用率高，能降低玉米季氮养分的径流损失，提高小麦苗期土壤微生物数量，返青期具有明显的抗旱保墒效果。
表I玉米季
权利要求
1.一种秸杆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法，包括小麦秸杆全还田后玉米免耕播种施肥、玉米秸杆全还田后小麦免耕播种施肥，一个轮作周期只对土壤进行两次耕作，步骤如下(O小麦机械收获后的玉米免耕播种施肥小麦联合收割机将小麦收获完成后，秸杆基本成条带型覆盖在土壤表面，在播种行上， 利用玉米免耕播种施肥机深松土壤、深浅施肥、播种玉米，一次完成；所述的深松土壤的深度为35-40cm ;利用玉米免耕播种施肥机的深松柱完成；所述的深浅施肥是在土壤深松的同时通过施肥管将肥料分别输送到15-20cm深度的土壤层A和30-35cm深度的土壤层B ;其中，较浅的土壤层A施用氮磷钾颗粒状速效肥料， 较深的土壤层B施用颗粒状缓控释氮肥；所述播种玉米是将玉米种均勻播在土壤3-5cm 土层处,每667m2播种量控制在2_3kg, 采用间距55-65cm等行或大行距80_90cm、小行距30_40cm的大小行免耕播种规格；(2)玉米机械收获后的小麦免耕播种施肥玉米联合收割机收获玉米后，玉米联合收割机的旋刀将玉米秸杆切碎均匀覆盖地表， 利用小麦免耕播种施肥机深松土壤、旋耕小麦播种带、播种小麦、深浅施肥，一次性完成首先，将覆盖土表的玉米稻杆分向两侧，露出10_12cm宽度的土壤表面；对露出的土壤进行土壤深松40-45cm，同时将肥料施入到30-35cm的土壤层中，施用的肥料是颗粒状缓控释氮肥；对小麦播种带的土壤进行旋耕操作，旋耕深度在12-15cm，宽度8-lOcm，形成小麦播种条带，并在小麦播种条带上均匀施撒氮磷钾颗粒状速效肥料，施肥深度为10-13cm ;选用宽幅条带播种方式，将小麦种均匀散落在小麦播种条带内，播种深度在3-4cm，每667m2播量控制在 10-15kg。
2.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(I)中，较浅的土壤层A施用氮磷钾颗粒状速效肥料的施用量按每667m2的5-7kg氮(以N计)、5_7kg磷(以P2O5 计)、9-12kg钾(以K2O计)投入。
3.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(I)中，较深的土壤层B施用颗粒状缓控释氮肥的施用量，按每667m2的8-12kg氮(以N计)投入，选用释放期在45-60天的缓控释氮肥。
4.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(2)中所述将玉米秸杆切碎均匀覆盖地表，同时还喷洒玉米秸杆催腐剂。
5.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(2)中施入到 30-35cm的土壤层中的颗粒状缓控释氮肥，按每667m2的6_10kg氮(以N计)投入，选择释放期在90-120天的缓控释氮肥。
6.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(2)中在小麦播种条带上施撒的氮磷钾颗粒状速效肥料，按每667m2的6-8kg氮(以N计)、7_9kg磷(以P2O5 计)、4-6kg钾(以K2O计)投入。
7.根据权利要求1所述的小麦玉米播种施肥方法，其特征在于步骤(2)中小麦播种采用播种条带宽8-lOcm和秸杆覆盖免耕带宽32-40cm的免耕播种规格。
全文摘要
本发明涉及一种秸秆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法。小麦联合收割机将小麦收获完成后，秸秆基本成条带型覆盖在土壤表面，在播种行上利用玉米免耕播种施肥机深松土壤、深浅施肥、播种玉米，一次完成；玉米联合收割机收获玉米后，玉米联合收割机的旋刀将玉米秸秆切碎均匀覆盖地表，利用小麦免耕播种施肥机深松土壤、旋耕小麦播种带、播种小麦、深浅施肥，一次完成。本发明的方法减少了对土壤的扰动，保证了耕层土壤的微生物种类和数量稳定，有利于作物根系的良性生长，解决了作物秸秆还田对小麦和玉米播种出苗质量产生的影响。
文档编号A01G1/00GK103053256SQ201310026080
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者谭德水, 刘兆辉, 江丽华, 徐钰, 石璟, 李国生, 刘海燕 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所