一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法与流程

本发明涉及农作物种植
技术领域：
，具体涉及一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法。
背景技术：
：马铃薯(solanumtuberosum)，又称土豆、洋山芋等，属茄科一年生草本植物，块茎可供食用，具有很好的营养价值与药用价值，是全球第四大重要的粮食作物，仅次于小麦、稻谷和玉米，它与小麦、稻谷、玉米和高粱并列成为世界五大作物。中国是世界上马铃薯总产最多的国家。中国马铃薯的主产区主要是在内蒙古、甘肃、宁夏、黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、河南、湖南和广东等地。南方稻作区拥有优越的温、光、水和肥等自然资源，可利用稻田冬闲期发展冬季农业；近年来，南方稻作区冬季农业生产呈逐渐下降的变化趋势，导致冬闲田面积急剧加大，面积约有2000万hm2；冬季稻田覆盖度进一步降低，造成了资源和能量的浪费，严重制约了该区域农业的可持续发展。农田冬季覆盖作物是可持续农业发展重要的组成部分，合理进行冬季农业开发有利于提高土壤有机质含量、土壤质量、土壤养分利用和作物产量、减少土壤侵蚀，并且能够抑制杂草生长，具有明显的生态和经济效应。南方稻作区拥有优越的温、光、水和肥等自然资源，可利用稻田冬闲期发展冬季农业，进行一年多熟种植。目前，南方稻作区开展的马铃薯多熟种植模式主要有马铃薯-双季稻和马铃薯-一季稻等模式。因此，为充分利用南方稻田冬闲期和丰富的冬、春自然资源进行稻草覆盖种植马铃薯，可减少冬季裸露，马铃薯茎叶和所覆盖的稻草秸秆均可还田，有利于改善稻田土壤结构、培肥土壤，减少秸秆焚烧，改善农田生态环境。开展马铃薯-双季稻和马铃薯-一季稻等种植模式均能保证马铃薯与水稻的茬口衔接，马铃薯与水稻季节间均无矛盾。马铃薯与水稻实行水旱轮作，能有效地减轻马铃薯连作障碍的危害。同时，同一块田地上既能增加一季马铃薯产量，增加冬季农业的经济收入，显著提高经济效益，又不影响水稻的粮食生产，确保周年作物的生产安全，具有十分重大的现实意义。因此，在南方稻作区冬闲田冬种马铃薯是一种切实可行、具有巨大生产潜力的高效栽培方式。目前，在南方稻作区稻田冬种马铃薯过程中，也存在一些需改进的地方：(1)马铃薯生长前期为了增温保墒，需在垄面用竹弓和地膜等材料搭建小拱棚，增加生产资料投入成本；(2)若是采取垄面直接平铺地膜覆盖方式，马铃薯生长前期若遇降雨天气，垄面易积水，需人工去除积水，增加人工投入成本；(3)马铃薯生长后期，植株长势旺盛条件下加剧个体与群体的矛盾，影响植株的通风透光和光能利用率；(4)在一些地下水位较高的冷浸田稻田采取传统垄作种植马铃薯，稻田易积水、易造成马铃薯的烂种和死苗。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法，以解决南方稻田种植易积水、易死苗、人工生产成本高等现有技术问题，提高马铃薯产量，增加稻田冬季农业的经济效益。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法，包括如下步骤：1)选种：以适宜南方双季稻区稻田的马铃薯品种为材料；2)施基肥：将基肥均匀撒施于垄底；3)起垄：使用机器对稻田进行旋耕、开沟、分厢起垄形成凸式垄，所述凸式垄包括中间的顶垄和两侧的肩垄；4)播种：播种时间为12月下旬至翌年1月上旬，播种采用穴播方式；5)防霜：播种后在垄上覆盖一层稻草，然后在稻草上覆盖地膜，地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，扯紧扯直地膜四周，形成小拱棚形状，从而防止所降雨水积压膜面，地膜的四周用土压实。进一步地，所述适宜南方双季稻区稻田的马铃薯品种为费乌瑞它、大西洋、中薯5号、云薯6号、克新18号或冀张薯8号，优选地，本发明选用中薯5号。进一步地，所述凸式垄包括中间顶垄和两侧各一个或多个肩垄组成的垄体结构，所述凸式垄的顶垄高于肩垄，肩垄以顶垄为中心往两侧呈阶梯状对称排布。优选地，本发明所述凸式垄包括中间顶垄w1和两侧各一个肩垄w2的垄体结构，其中，单肩垄体现为垄体剖面如“凸”字状，如图1所示，以及中间顶垄w1和两侧各两个肩垄w2、w3组成的垄体结构，如图2所示。进一步地，所述的每一垄的方向因地制宜，可以为南北走向、东西走向、东南走向、西南走向、西北走向、东北走向，优选地，本发明所述的每一垄的方向均南北走向。进一步地，步骤2)，所述基肥包括有机肥10.0-20.0t/hm2，配合施用尿素100.0-200.0kg/hm2、磷肥500.0-800.0kg/hm2和钾肥200.0-800.0kg/hm2；所述施基肥的过程如下：1)稻田起垄时施用有机肥10.0-20.0t/hm2，配合施用尿素100.0-200.0kg/hm2、磷肥500.0-800.0kg/hm2和钾肥200.0-800.0kg/hm2；2)起垄前，将肥料集中施用于中间顶垄和两侧肩垄位置，成条成线。进一步地，所述有机肥可以是绿肥、沤肥、堆肥、牲畜粪肥、家禽粪肥、人尿粪肥、草木灰、饼肥、沼气池肥等中一种或几种的组合，更进一步地，所述有机肥可以是牲畜粪肥、家禽粪肥、人尿粪肥、草木灰、沼气池肥中一种或几种的组合，优选地，本发明所述有机肥是猪粪。进一步地，所述磷肥可以是过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉、骨粉、鸟粪中一种或几种的组合，更进一步地，所述磷肥可以是过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉中一种或几种的组合，优选地，本发明所述磷肥是过磷酸钙。进一步地，所述钾肥可以是氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾、窑灰钾肥中一种或几种的组合，更进一步地，所述钾肥是氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硝酸钾中一种或几种的组合，优选地，本发明所述钾肥是硫酸钾。进一步地，所述凸式垄包括中间顶垄和两侧各一个或多个肩垄组成的垄体结构，所述凸式垄的顶垄高于肩垄，肩垄以顶垄为中心往两侧呈阶梯状对称排布。优选地，本发明所述凸式垄包括中间顶垄w1和两侧各一个肩垄w2的垄体结构，其中，单肩垄体现为垄体剖面如“凸”字状，如图1所示，以及中间顶垄w1和两侧各两个肩垄w2、w3组成的垄体结构，如图2所示。进一步地，所述中间垄包括高h1和宽w1，两所述高h1与两所述宽w1围成长方体状；所述肩垄包括高h2和宽w2，两所述高h2与(两所述宽w2+所述宽w1)围成长方体状；相邻两凸式垄之间具有距离l1，如图1所示。进一步地，所述步骤3)中所述相邻两垄间距离l1为10-60cm，中间顶垄宽度w1为10-50cm，垄高h1为10-50cm，两侧肩垄面宽度w2为10-50cm，相邻肩垄高度h2为10-30cm。进一步地，所述步骤3)中所述中间垄包括高h1和宽w1，两所述高h1与两所述宽w1围成长方体状；所述肩垄包括高h2和多个宽w2，两所述高h2与(两所述宽w2+所述宽w1)围成长方体状；两所述高h3与(两所述宽w3+两所述宽w2+所述宽w1)围成长方体状；相邻两凸式垄之间具有距离l1，如图2所示。进一步地，所述步骤3)中所述相邻两垄间距离l1为10-60cm，中间顶垄宽度w1为10-50cm，垄高h1为10-50cm，两侧肩垄面宽度w2为10-50cm，相邻肩垄高度h2为10-30cm，两侧肩垄面宽度w3为10-50cm，相邻肩垄高度h3为10-30cm。进一步地，步骤3)所述的起垄，相邻两垄间距离为10-60cm，顶垄宽度为10-50cm，垄高为10-50cm，两侧肩垄宽度为10-50cm，相邻肩垄高度为10-30cm，更进一步地，步骤3)所述的起垄，相邻两垄间距离为20-40cm，顶垄宽度为20-30cm，垄高为20-30cm，两侧肩垄宽度为20-40cm，相邻肩垄高度为10-20cm，优选地，本发明步骤3)所述的起垄，相邻两垄间距离为30cm，顶垄宽度为20cm，垄高为20cm，两侧肩垄宽度为40cm，相邻肩垄高度为15cm。进一步地，在步骤4)中，所述凸式垄的凸顶面和两边垄面进行冬季作物马铃薯播种，播种时间为12月下旬至翌年1月上旬，所述穴播方式包括：1)垄面w1种植1行马铃薯，种植于垄面中部，进一步地，所述穴距均为10-50cm，更进一步地，所述穴距为20-30cm，优选地，本发明所述穴距为20cm；两边垄面w2均种植2行马铃薯，进一步地，行距均为10-50cm，穴距均为10-50cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，更进一步地，所述行距均为20-50cm，穴距为10-30cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，优选地，本发明所述行距为20cm，穴距为20cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，如图3所示；2)两边垄面w2和w3均种植2行马铃薯，进一步地，行距均为10-50cm，穴距均为10-50cm，垄面w1与两边垄面w2、垄面w2与w3所种植马铃薯的穴位均错开，更进一步地，行距均为20-50cm，穴距均为10-30cm，垄面w1与两边垄面w2、垄面w2与w3所种植马铃薯的穴位均错开，优选地，行距均为20cm，穴距均为20cm，垄面w1与两边垄面w2、垄面w2与w3所种植马铃薯的穴位均错开，如图4所示。进一步地，在步骤5)中，马铃薯播种后，在垄面均匀覆盖厚为3-5cm的稻草，优选地，所述稻草厚度为3cm。进一步地，在步骤5)中，马铃薯播种覆盖稻草后覆盖地膜进行保温出苗，所覆盖的地膜颜色可以为白色、黑色、银色、绿色、黄色，更进一步地，所述地膜颜色为白色和黑色，优选地，本发明所述地膜为白色。进一步地，所述地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，且扯紧扯直从而形成小拱棚形状，地膜的四周用土压实。有益效果与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：1.通过垄面结构的改进，增加了适宜马铃薯块茎生长的熟土耕层厚度，有利于马铃薯块茎生长与膨大；2.增大了垄面土壤的受光面积和提高土壤温度，增加土壤中的氧气，协调土壤的水分、肥料、光照和温度等要素；3.播种后直接覆盖地膜，无需再借助竹弓等其他材料搭建小拱棚，减少生产成本投入；4.马铃薯生长季内降雨后膜面不易积水，减少膜面积水人工排水的用工投入；5.垄的凸形面和两边垄面的马铃薯处于不同种植水平面，且不同垄面间所种植马铃薯的穴位均错开，不同垄面的马铃薯错落有致，改善了植株的通风条件，增加植株透光性、有效光合面积和光辐射截获率，提高了光能利用率、光合潜力和干物质生产能力，减少病虫害发生；6.扩大了所种植每一行马铃薯的边行优势，有利于形成高光效群体；7.在同一稻田面积条件下，通过改变垄体形状，增加了土壤的表面积，可比传统垄多种植2行马铃薯，增加了单位土地面积内马铃薯的种植穴数；8.可解决南方冷浸田稻田地下水位过高所造成马铃薯生长的不利影响和产量低的难题；9.大幅度提高了马铃薯产量和商品薯率，增加其经济效益。附图说明图1为本发明实施过程中单层凸式垄种植马铃薯的应用效果图；图2为本发明实施过程中多层凸式垄种植马铃薯的应用效果图；图3为图1的俯视图；图4为图2的俯视图。具体实施方式以下结合具体实施方式，对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为，本发明所述主题范围仅限于以下实施例。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有化学品用料均可来自于商购。实施例1一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法包括如下步骤：选择湖南省洞庭湖平原区两块土层深厚、平坦和肥力充足的双季稻田，分别进行凸式垄种植实验和传统垄种植实验。a)凸式垄种植实验如下：1)选种：以适宜双季稻区稻田的马铃薯品种中薯5号为材料；2)施基肥：将猪粪15.0t/hm2、尿素150.0kg/hm2、普通过磷酸钙700.0kg/hm2、硫酸钾487.5kg/hm2成条成线地均匀撒施于垄底；3)起垄：使用旋耕机器对稻田进行旋耕、开沟，使用起垄机对旋耕后的土层进行分厢起垄，每一垄的方向均南北走向，规格为：垄顶面w1宽为20cm、顶垄高h1为20cm，两边肩垄垄w2宽度为40cm、垄高h2为15cm，相邻两垄间距离均为30cm，如图1所示；4)播种：马铃薯播种时间为2017年12月26日，播种采用穴播方式：在垄面w1中部种植1行马铃薯，穴距为20cm；在两边垄面w2均种植2行马铃薯，行距均为20cm，穴距均为20cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，详见示意图3；5)防霜：播种后在垄上覆盖一层稻草，厚度为3cm，然后在稻草上覆盖白色地膜，地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，且扯紧扯直从而形成小拱棚形状，从而防止所降雨水积压膜面，地膜的四周用土压实。待马铃薯成熟后，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表1所示。b)传统垄种植实验如下：按照传统垄栽培方式，对稻田进行旋耕整地，开沟、起垄分厢，厢面宽100cm，沟宽30cm，沟深20cm；马铃薯种植规格为行距20cm，穴距20cm；与凸式垄实验组同期播种，其他管理措施与当地大田生产水平一致。待马铃薯成熟后，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表1所示。表1稻田垄对马铃薯的影响栽培模式产量(kg/亩)产值(元/亩)商品薯率(％)凸式垄实验1920.53841.093.2传统垄实验1500.43000.884.6注：马铃薯为鲜产量，按2.0元/kg计产值；由上表可知，凸式垄稻田栽培条件下，冬种马铃薯的产量和产值均明显高于传统垄作栽培，商品薯率提高8.6个百分点。上述可知，凸式垄种植冬种马铃薯产量、产值和商品薯率优于传统垄，可产生较高的经济效益。实施例2地膜颜色对马铃薯的影响一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法包括如下步骤：选择湖南省洞庭湖平原区两块土层深厚、平坦和肥力充足的双季稻田，分别进行凸式垄种植实验和传统垄种植实验。a)凸式垄种植实验如下：1)选种：以适宜双季稻区稻田的马铃薯品种中薯5号为材料；2)施基肥:将猪粪15.0t/hm2、尿素150.0kg/hm2、普通过磷酸钙700.0kg/hm2、硫酸钾487.5kg/hm2成条成线地均匀撒施于垄底；3)起垄：使用旋耕机器对稻田进行旋耕、开沟，使用起垄机对旋耕后的土层进行分厢起垄，每一垄的方向均南北走向，规格为：垄顶面w1宽为20cm、顶垄高h1为20cm，两边肩垄垄w2宽度为40cm、垄高h2为15cm，相邻两垄间距离均为30cm，如图1所示；4)播种：马铃薯播种时间为2017年12月26日，播种采用穴播方式：在垄面w1中部种植1行马铃薯，穴距为20cm；在两边垄面w2均种植2行马铃薯，行距均为20cm，穴距均为20cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，详见示意图3；5)防霜：播种后在垄上覆盖一层稻草，厚度为3cm，然后在稻草上覆盖黑色地膜，地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，且扯紧扯直从而形成小拱棚形状，从而防止所降雨水积压膜面，地膜的四周用土压实。待马铃薯成熟后，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表2所示。b)传统垄种植实验如下：按照传统垄栽培方式，对稻田进行旋耕整地，开沟、起垄分厢，厢面宽100cm，沟宽30cm，沟深20cm；马铃薯种植规格为行距20cm，穴距20cm；采用黑色地膜进行防霜处理，与凸式垄实验组同期播种，其他管理措施与当地大田生产水平一致。待马铃薯成熟后，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表2所示。表2地膜颜色对马铃薯的影响由上表可知，不同颜色地膜和垄作方式条件对冬种马铃薯出苗率、株高、成熟期单穴植株地上部干物质重量、产量和商品薯率均有明显的影响。凸式垄种植条件下，冬种马铃薯的马铃薯出苗率、株高、单穴植株地上部干物质重量、产量和商品薯率均明显高于传统垄作栽培；在同一垄作条件下，白色地膜覆盖栽培措施的效果均明显优于黑色地膜覆盖栽培措施。凸式栽培条件下，白色地膜覆盖栽培措施马铃薯的出苗率、株高、单穴植株地上部干物质重量、产量和商品薯率分别比黑色地膜覆盖栽培措施增加0.8个百分比、1.9cm、0.12kg/穴、105.3kg/亩和1.6个百分点；传统垄作栽培条件下，白色地膜覆盖栽培措施分别比黑色地膜覆盖栽培措施增加0.5个百分点、2.4cm、0.04kg/穴、87.5kg/亩和2.2个百分点。综上所述，采用白色地膜覆盖凸式栽培措施有利于提高马铃薯出苗率、植株地上部干物质重量、产量和商品薯率。实施例3凸式垄种植对冬种马铃薯的病虫害影响一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法包括如下步骤：选择湖南省洞庭湖平原区两块土层深厚、平坦和肥力充足的双季稻田，分别进行凸式垄种植实验和传统垄种植实验。凸式垄种植实验如下：1)选种：以适宜双季稻区稻田的马铃薯品种中薯5号为材料；2)施基肥:将猪粪18.0t/hm2、尿素150.0kg/hm2、普通过磷酸钙700.0kg/hm2、硫酸钾487.5kg/hm2成条成线地均匀撒施于垄底；3)起垄：使用旋耕机器对稻田进行旋耕、开沟，使用起垄机对旋耕后的土层进行分厢起垄，每一垄的方向均南北走向，规格为：垄顶面w1宽为20cm、顶垄高h1为20cm，两边肩垄垄w2宽度为40cm、垄高h2为15cm，相邻两垄间距离均为30cm，如图1所示；4)播种：马铃薯播种时间为2017年12月26日，播种采用穴播方式：在垄面w1中部种植1行马铃薯，穴距为20cm；在两边垄面w2均种植2行马铃薯，行距均为20cm，穴距均为20cm，垄面w1与两边垄面w2所种植马铃薯的穴位均错开，详见示意图3；5)防霜：播种后在垄上覆盖一层稻草，厚度为3cm，然后在稻草上覆盖白色地膜，地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，且扯紧扯直，从而形成小拱棚形状，防止雨天所降雨水积压膜面，地膜的四周用土压实；待马铃薯成熟后，收获马铃薯。针对种植实验过程中出现的虫株率和病株率进行记录，结果如表3所示。传统垄种植实验如下：按照传统垄栽培方式，对稻田进行旋耕整地，开沟、起垄分厢，厢面宽100cm，沟宽30cm，沟深20cm；马铃薯种植规格为行距20cm，株距20cm；与凸式垄实验组同期播种，其他管理措施与当地大田生产水平一致。待马铃薯成熟后，收获马铃薯。针对种植实验过程中出现的虫株率和病株率进行记录，结果如表3所示。表3凸式垄种植对冬种马铃薯的病虫害影响由表3可知，稻田不同垄作方式条件对冬种春马铃薯主要病虫害均有明显的影响。虫株率方面，凸式垄种植的冬种马铃薯，其蚜虫、叶蝉和螨的虫株率均明显低于传统垄种植，分别降低41.21％、35.14％和49.64％；病株率方面，凸式垄种植的冬种马铃薯，其早疫病、晚疫病、软腐病、病毒病均明显低于传统垄种植，分别降低78.21％、95.04％、84.62％和80.24％。综上所述，凸式垄种植能降低主要病虫害对冬种马铃薯的不利影响，减少病症的发生。实施例4不同垄种植对冬种马铃薯收益影响一种稻田凸式垄种植冬种马铃薯的方法包括如下步骤：选择湖南省洞庭湖平原区两块土层深厚、平坦和肥力充足的双季稻田，分别进行凸式垄种植实验和传统垄种植实验。凸式垄种植实验如下：1)选种：以适宜双季稻区稻田的马铃薯品种中薯5号为材料；2)施基肥：将猪粪15.0t/hm2、尿素150.0kg/hm2、普通过磷酸钙700.0kg/hm2、硫酸钾487.5kg/hm2成条成线地均匀撒施于垄底；3)起垄：使用旋耕机器对稻田进行旋耕、开沟，使用起垄机对旋耕后的土层进行分厢起垄，每一垄的方向均南北走向，规格为：顶垄w1宽度为20cm、垄高h1为20cm，两侧肩垄w2、w3宽度均为40cm，垄高h2、h3为15cm，相邻两垄间距离均为30cm，如图2所示；4)播种：马铃薯播种时间为2017年12月28日，播种采用穴播方式：在垄面w1中部种植1行马铃薯，穴距为20cm；在两边垄面w2、w3各种植2行马铃薯，行距均为20cm，穴距均为20cm，垄面w1与两边垄面w2、垄面w2与w3所种植马铃薯的穴位均错开，详见示意图4；5)防霜：播种后在垄上覆盖一层稻草，厚度为3cm，然后在稻草上覆盖白色地膜，地膜依照垄的形状和地势进行覆盖，且扯紧扯直从而形成小拱棚形状，从而防止所降雨水积压膜面，地膜的四周用土压实；待马铃薯成熟后，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表4所示。传统垄种植实验如下：按照传统垄栽培方式，对稻田进行旋耕整地，开沟、起垄分厢，厢面宽100cm，沟宽30cm，沟深20cm；马铃薯种植规格为行距20cm，穴距20cm；与凸式垄实验组同期播种，其他管理措施与当地大田生产水平一致。待马铃薯成熟后，收获马铃薯，收获马铃薯。记录出苗率、株高、地上部干物质重量、产量和商品薯率，如表4所示。表4不同垄种植对冬种马铃薯收益影响栽培模式产量(kg/亩)产值(元/亩)商品薯率(％)凸式垄种植2465.64931.291.5传统垄种植1684.33368.685.7注：马铃薯为鲜产量，按2.0元/kg计产值；由上表可知，不同垄种植对马铃薯产量、产值和商品薯率均有较大的影响。在相同稻田面积下，应用凸式垄进行种植，可比传统垄多种植2行马铃薯，由此增加了马铃薯种植穴数，扩大了各行马铃薯的边行优势、提高了植株的光能利用率，凸式垄种植冬种马铃薯，其产量和产值均比传统垄作栽培提高46.39％，商品薯率提高5.8个百分点。上述可知，凸式垄种植冬种马铃薯能获得更高的产量、更大的产值以及更高的商品薯率，能产生更高的经济效益。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为被包含在本发明的保护范围内。当前第1页12