本发明涉及小麦节水精准施肥技术，具体是在玉米秸秆全量还田条件下一种小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法。
背景技术：
小麦是我国第三大粮食作物，年种植面积3.6亿亩左右。近年来，我国农田有机肥施入量大幅减少，导致耕层有机质含量降低、理化性状变差。秸秆还田已成为增加土壤有机质含量，提升农田土壤肥力，改善理化性状的主要途径，极大地促进了作物单产提高。
通过麦田土壤养分测定和调研发现，小麦生产存在如下弊端：一是耕层土壤肥力偏低；二是农民追求高产，盲目过量施肥；三是氮磷钾化肥配比不合理；四是施用方式单一粗放；五是施肥方式不科学造成玉米秸秆腐熟慢，影响培育冬春壮苗，产量水平徘徊不前的问题。
究其原因：一是农民科学施肥知识与技术缺乏，施肥主要靠经验和农资销售户推荐，导致施肥量和施肥比例不科学、不合理，苗黄苗弱现象经常发生；二是许多施肥技术原理和操作复杂，造成农民难以接受，无法使用；三是照搬外地施肥技术，造成技术与土壤肥力、耕作措施、生态气候不相适应，技术效果差而不稳；四是不能按照肥料特性和作物高产需肥规律施肥，盲目施肥；五是肥料均采取撒施，配套大水漫灌，造成面源污染的问题。
技术实现要素：
本发明为了解决现有小麦生产存在用水量大、盲目过量施肥、施肥配比不合理、水肥利用率低及秸秆腐熟慢造成小麦产量徘徊不前的问题，提供了一种小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法，采取如下步骤：a、收集确定小麦目标产量、夏玉米籽粒产量及耕层土壤速效养分含量；b、对下列参数进行确定：生产100kg小麦籽粒所需养分量，夏玉米秸秆氮磷钾养分含量，耕层土壤养分供给量；小麦种子养分含量，夏玉米秸秆养分矿化率，化肥当季利用率，夏玉米收获指数及小麦播种量；c、对下列参数进行计算：夏玉米秸秆还田量，夏玉米秸秆c/n需氮量，夏玉米秸秆带入养分量，小麦种子带入养分量、灌溉和雨水带入养分量及目标产量需养分量；d、接着对下列参数进行计算：小麦精准施肥量和培肥施肥量；e、氮磷钾肥均采取播种前基施和生育期追施；f、铺设微喷带进行喷灌。
本发明将节水灌溉与化肥精准施用结合，将化肥精准施用与合理高效施用方法结合，将提高肥料利用效率与培肥地力结合，实现了化肥精准减施、培肥地力、构建壮苗群体，稳产高产同步的一种轻简施肥方法，克服了现有小麦生产存在用水量大、盲目过量施肥、施肥配比不合理、水肥利用率低及秸秆腐熟慢，造成小麦产量徘徊不前的问题。
收集地块近三年小麦的收获产量，以三年平均产量增产3％为本年度的小麦目标产量，y目标＝[(y1+y2+y3)/3]×1.03，其中y目标为本地块小麦的目标产量，y1、y2和y3为前3年小麦的实际收获产量；夏玉米籽粒产量为该地块本年度的夏玉米籽粒产量；耕层土壤速效养分含量选取近三年任一年0-20cm土壤碱解氮、速效磷、速效钾的含量。
生产100kg小麦籽粒所需养分量是根据多年多点试验得出的平均值，n为2.96kg，p2o5为1.21kg，k2o为3.11kg；夏玉米秸秆氮磷钾养分含量中n的含量为0.506％，p2o5的含量为0.38％，k2o的含量为1.31％，c的含量为45.35％；耕层土壤养分供给量是根据多年多点试验得出，小麦季土壤平均供n为5.88kg/亩，p2o5为2.66kg/亩，供k2o为7.16kg/亩；小麦种子养分含量中n的含量为2.25％，p2o5的含量为0.78％，k2o的含量为1.78％；夏玉米秸秆养分矿化率是根据试验得出，小麦季矿化释放率氮为72.3％，磷为89.3％，钾为81.2％；化肥当季利用率中氮肥为46.13％，磷肥为18.62％，钾肥为54.72％；夏玉米收获指数是根据多年多点试验得出，收获指数为0.465；小麦播种量为12.5kg/亩。
化肥当季利用率是在夏玉米秸秆还田下微喷灌基肥撒施，生育期水肥一体化下取得的，可作为微喷灌下小麦当季养分利用率直接使用。
夏玉米秸秆还田量＝夏玉米籽粒产量/夏玉米收获指数-夏玉米籽粒产量；夏玉米秸秆c/n需氮量中c/n由89.6调至25:1，需氮量＝夏玉米秸秆还田量×(夏玉米秸秆氮磷钾养分含量中c含量-25×夏玉米秸秆氮磷钾养分含量中n含量)/25；夏玉米秸秆带入养分量＝夏玉米秸秆还田量×夏玉米秸秆氮磷钾养分含量×夏玉米秸秆养分矿化率；小麦种子带入养分量＝小麦播种量×小麦种子养分含量；灌溉带入养分量＝河水养分含量×灌水量，雨水带入养分量＝降雨量×地块面积；目标产量需养分量＝小麦目标产量×生产100kg小麦籽粒所需养分量/100。
小麦精准施肥量＝(目标产量需养分量-夏玉米秸秆带入养分量-耕层土壤养分供给量-小麦种子带入养分量-灌溉带入养分量-雨水带入养分量)/养分当季利用率；培肥精准施肥量＝小麦精准施肥量×地力提升系数，地力提升系数由耕层土壤速效养分含量确定的。
小麦精准施肥量的确定是基于养分投入与产出平衡原理而提出的，以小麦生产养分带出量为基准，需要通过多年多点得出每生产100kg小麦籽粒带走的养分(包括籽粒和秸秆等)，而进入土壤养分的因素更多，获取数据需要开展耕作试验，采集更多数据和反复验证而得出，如小麦季玉米秸秆带入养分量、耕层土壤养分供给量、微喷灌养分利用率、小麦种子带入养分量、灌溉带入养分量和雨水带入养分量。
培肥精准施肥量是基于地力逐步提升，实现持续高产增产的理念，化肥精准施用和耕层土壤速效养分综合分析提出的，地力提升系数是基于0-20cm耕层土壤速效养分含量和培肥地力统筹考虑而确定的，具体地力提升系数见下表1。
表1氮磷钾养分的地力提升系数
氮磷钾肥均采取播种前基施和生育期追施，具体步骤如下：氮肥基施量＝夏玉米秸秆c/需氮量+1.5kg/亩，于播种前整地时撒施，剩余氮肥于拔节期和灌浆期按质量份数比2:1采用微喷灌水肥一体化施入；磷钾肥施用量的60％作为基肥撒施，剩余磷钾肥按质量份数比1:1于起身期和拔节期采用水肥一体化追施。
拔节期一般是指3月25日至4月5日；灌浆期是指小麦开花后10-15天；起身期一般是指3月上旬。
基施氮肥选用尿素、磷肥选用磷酸二铵(一级，18-64)、钾肥选用氯化钾；追肥氮肥选用尿素、磷肥可选用专用水溶性磷肥，或磷酸二氢钾，或磷酸二铵充分溶于水中沉淀或过滤后施用，钾肥选用氯化钾。
铺设微喷带进行喷灌的具体步骤为微喷带规格为直径40mm的斜5孔或7孔微喷带，铺设间隔2.4±0.1m，长度60±5m，使用文丘里施肥器或泵吸施肥法追施肥料。
本发明以化肥精准施用为出发点，集成玉米秸秆还田下小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法，实现了节水高产与精准减施增效统一，培肥地力与持续稳产高产同步的要求，满足了我国现代农业“一控两减三基本”和“化肥零增长”的政策。
经对35户农民地块施肥和小麦产量进行实地调查，平均施纯n17.7kg/亩、p2o58.0kg/亩、k2o4.4kg/亩，小麦平均产量为462.2kg/亩；而采用本发明所述的小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法，减施纯氮2.01kg/亩、减施p2o50.38kg/亩、减施k2o1.17kg/亩，化肥总量减施3.36kg/亩，减幅11.16％，平均产量为524.8kg/亩，较农户平均增产62.6kg/亩，增产幅度13.5％。
具体实施方式
一种小麦微喷灌化肥精准减施高产高效栽培方法，采取如下步骤：a、收集确定小麦目标产量、夏玉米籽粒产量及耕层土壤速效养分含量；b、对下列参数进行确定：生产100kg小麦籽粒所需养分量，夏玉米秸秆氮磷钾养分含量，耕层土壤养分供给量；小麦种子养分含量，夏玉米秸秆养分矿化率，化肥当季利用率，夏玉米收获指数及小麦播种量；c、对下列参数进行计算：夏玉米秸秆还田量，夏玉米秸秆c/n需氮量，夏玉米秸秆带入养分量，小麦种子带入养分量、灌溉和雨水带入养分量及目标产量需养分量；d、接着对下列参数进行计算：小麦精准施肥量和培肥施肥量；e、氮磷钾肥均采取播种前基施和生育期追施；f、铺设微喷带进行喷灌。
收集地块近三年小麦的收获产量，以三年平均产量增产3％为本年度的小麦目标产量，前3年小麦产量分别为512.5kg/亩、498.9kg/亩和523.6kg/亩，小麦目标产量＝(512.5+498.9+523.6)/3×1.03＝527.0kg/亩；夏玉米籽粒产量为597.5kg/亩；小麦播种前0-20cm耕层土壤速效养分含量为碱解氮51.32mg/kg、速效磷13.02mg/kg、速效钾137.4mg/kg。
生产100kg小麦籽粒所需养分量是根据多年多点试验得出的平均值，n为2.96kg，p2o5为1.21kg，k2o为3.11kg；夏玉米秸秆氮磷钾养分含量中n的含量为0.506％，p2o5的含量为0.38％，k2o的含量为1.31％，c的含量为45.35％；耕层土壤养分供给量是根据多年多点试验得出，小麦季土壤平均供n为5.88kg/亩，p2o5为2.66kg/亩，供k2o为7.16kg/亩；小麦种子养分含量中n的含量为2.25％，p2o5的含量为0.78％，k2o的含量为1.78％；夏玉米秸秆养分矿化率是根据试验得出，小麦季矿化释放率氮为72.3％，磷为89.3％，钾为81.2％；化肥当季利用率中氮肥为46.13％，磷肥为18.62％，钾肥为54.72％；夏玉米收获指数是根据多年多点试验得出，收获指数为0.465；小麦播种量为12.5kg/亩。
夏玉米秸秆还田量＝597.5/0.465-597.5＝687.4kg/亩；夏玉米秸秆c/n需氮量中c/n由89.6调至25:1，需氮量＝687.4×(45.35％-25×0.506％)/25＝9kg/亩；夏玉米秸秆带入养分量＝夏玉米秸秆还田量×夏玉米秸秆氮磷钾养分含量×夏玉米秸秆养分矿化率，纯氮＝687.4×0.506％×72.3％＝2.51kg/亩，p2o5＝687.4×0.38％×89.3％＝2.33kg/亩，k2o＝687.4×1.31％×81.2％＝7.31kg/亩；小麦种子带入养分量＝小麦播种量×小麦种子养分含量，n＝12.5×2.25％＝0.31kg/亩，p2o5＝12.5×0.78％＝0.098kg/亩、k2o＝12.5×1.78＝0.22kg/亩；灌溉带入养分量＝河水养分含量×灌水量，雨水带入养分量＝降雨量×地块面积，因本地块采用地下水灌溉，所含氮磷钾很低，因此灌水带入的养分量可忽略不计；小麦生育期降雨多处在非雷雨季节，带入养分也可忽略不计，即灌溉和雨水带入养分量为0kg/亩；目标产量需养分量＝小麦目标产量×生产100kg小麦籽粒所需养分量/100，纯n＝527.0×2.96/100＝15.6kg/亩，p2o5＝527.0×1.21/100＝6.40kg/亩，k2o＝527×3.11/100＝16.39kg/亩。
小麦精准施肥量＝(目标产量需养分量-夏玉米秸秆带入养分量-耕层土壤养分供给量-小麦种子带入养分量-灌溉带入养分量-雨水带入养分量)/养分当季利用率，n＝(15.6-5.88-2.51-0.31-0-0)/0.4613＝14.96kg/亩，p2o5＝(6.40-2.66-2.33-0.098-0-0)/0.1862＝7.05kg/亩；k2o＝(16.39-7.31-7.16-0.22-0-0)/0.5472＝3.11kg/亩；培肥精准施肥量＝小麦精准施肥量×地力提升系数，n＝14.96×1.05＝15.71kg/亩、p2o5＝7.05×1.10＝7.76kg/亩、k2o＝3.11×1.05＝3.27kg/亩，地力提升系数由耕层土壤速效养分含量确定的。
氮磷钾肥均采取播种前基施和生育期追施，具体步骤如下：氮肥基施量＝9+1.5＝10.5kg/亩，于播种前整地时撒施，剩余氮肥于拔节期和灌浆期按质量份数比2:1采用微喷灌水肥一体化施入，拔节期(4月3日)用微喷灌水肥一体化追施纯氮3.47kg/亩，折合尿素7.48kg/亩，灌浆期(5月12日)追施纯氮1.74kg/亩，折合尿素3.75kg/亩；磷钾肥施用量的60％作为基肥撒施，剩余磷钾肥按质量份数比1:1于起身期和拔节期采用水肥一体化追施，播前撒施p2o54.66kg/亩、k2o1.96kg/亩，磷肥施用磷酸二铵(18-46)，施用量为10.1kg/亩，钾肥施用氯化钾，含量为60％，施用量3.27kg/亩，于起身期和拔节期按1:1追施，其中起身期(3月8日)、拔节期(4月3日)采用微喷灌水肥一体化各追施p2o51.55kg/亩和k2o0.66kg/亩，施用专用水溶肥或磷酸二氢钾。
铺设微喷带进行喷灌的具体步骤为微喷带规格为直径40mm的斜(5,5或7)孔微喷带，铺设间隔(2.3,2.45,2.5)m，长度(55,63,65)m，使用文丘里施肥器。
具体实施过程中，本地块于越冬前(11月20日)采用微喷灌灌水50m3/亩，起身期(3月8日)微喷灌灌水20m3/亩，拔节期(4月3日)微喷灌灌水30m3/亩和灌浆期(5月12日)微喷灌灌水20m3/亩；于冬前(11月15日)化学除草一次，于5月20日和5月28日一喷三防各一次。收获时，经测产(折合成含水量13％)为534.8kg/亩，较前3年平均产量增产4.51kg/亩，高于目标产量。
步骤b中各项参数可直接引用或5年重新测定一次。
河水养分含量是根据实际测定得出的；灌水量＝抽水泵出水量×灌溉时间；养分当季利用率＝(当季施肥区作物吸收某种养分量-不适某种养分区作物吸收某养分量)/施入某种养分量，是土壤肥料的常规技术。