在我國半干旱和半濕潤易旱區、丘陵旱地和沒有灌溉條件的旱地上,玉米多靠雨養;此外,土壤貧瘠,施肥水平只相當于全國平均水平的70%左右,導致土地生產效率不高。蓄住天上水,保住土中墑,經濟有效地提高水分利用率,是旱作玉米增產的關鍵。通過長期實踐總結出旱地玉米行之有效的高產栽培方法,尤其西南地區的雨養旱作增產技術在玉米保產增收中發揮了重要作用。
一、選用玉米抗旱品種,鍛煉品種的抗旱力
抗旱品種具有適應干旱環境的形態特征。例如種子大,根莖伸長力強,能適當深播;根系發達,生長快,入土深,根冠比值大,能利用土壤深層的水分;葉片狹長,葉細胞體積小,葉脈致密,表面茸毛多,角質層厚。玉米抗旱品種葉片細胞原生質的粘性大,遇旱時失水分小,在干旱情況下氣孔能繼續開放,維持一定水平的光合作用。
玉米播種前進行種子抗旱鍛煉,主要是采用干濕循環法處理種子,提高抗旱能力。方法是將玉米種子在20~25℃溫度下水中浸泡兩晝夜,撈出后晾干播種。經過抗旱鍛煉的種子,根系生長快,幼苗矮健,葉片增寬,含水量較多,一般可增產10%。另外,還可以采用藥劑浸種法,用氯化鈣1公斤加水100公斤,浸種(或悶種)500公斤,5~6小時即可播種;用琥珀酸溶液浸種12~24小時,使玉米吸足水分后晾干播種;或用20~40ppm萘乙酸浸種,對玉米抗旱保苗也有良好的效果。
二、適期播種,中耕保墑
玉米需水的特點是前期少,后期多,從播種到拔節只占一生需水總量的15%。從拔節到抽穗占40%以上。早作區降雨一般集中在6~8月。因此,利用玉米苗期耐旱的特點,把玉米幼苗期安排在雨季來臨之前。例如黃淮海平原種春玉米常遇卡脖旱,種夏玉米又易遭苗期澇害,采用麥田套種,把玉米提前播種在麥壟里,使玉米需水特點與自然降水相吻合。玉米播種時遇到干旱,在干土層超過6厘米、底墑較好的地塊,應采取鎮壓提墑,或借墑播種和造墑播種。在玉米生育期間,重要措施是中耕疏松表土,減少蒸發,特別是雨后及時中耕,有明顯的保墑效果。
三、培肥土壤,以肥調水
增施有機肥料,改善物理性狀,發揮土壤蓄水、保水、供水的能力,又可以提高玉米的抗旱能力。據試驗,玉米根系在高肥地比在低肥地3米土層中,能多利用60毫米的水,約等于一般玉米地全生育期耗水量的1/4,這就是以肥調水。原因是肥地使玉米根系向土壤深層伸展,提高了吸水抗旱能力。旱作玉米的另一項重要經驗,就是增施化肥,增加秸稈和根茬還田量,以無機促有機;在輪作制中插入綠肥和豆科作物,肥地養田,提高土壤水分的利用率。
四、秸稈覆蓋,深蓄水分
玉米地表覆蓋麥秸、麥糠或其它物質,可減少地面水分蒸發,攔截降雨時地面徑流,增加土壤水分。據河北省衡水地區試驗,7月上旬在玉米行間每畝覆蓋麥秸250~500公斤,小麥播種前耕地0~20厘米土層含水量,覆蓋地比露地增加4.6%。隨著麥秸覆蓋量的增加,蓄水保水能力增強。覆蓋麥秸不僅使土壤表層蓄水量增加,而且在30厘米土體內每畝多蓄水9.0立方米,1米土體每畝多蓄水21.8立方米。
玉米地覆益麥秸有三種方式。一是在夏玉米播種后覆蓋。如山東省滕縣在玉米拔節前每畝行間鋪碎麥秸或麥糠150~300公斤,玉米收獲后用圓盤耙或旋轉犁絞耕玉米茬以及腐熟麥秸。二是在小麥收獲時留高茬15~20厘米,貼茬播種玉米,待玉米出苗后中耕滅茬1~2次,根茬即可散鋪在土壤表面。三是在春玉米收獲時粉碎秸稈,覆蓋地表越冬。覆蓋秸稈應同時施入氮肥,以及防治地下害蟲等。
五、用化學制劑保墑增溫
化學抗旱制劑在農業上應用,可抑制土壤蒸發和葉片蒸騰,有顯著的增溫保墑效果。
1.保水劑。保水劑又名吸水劑,是一種新型的功能高分子材料,能夠吸收和保持自身重量400~1000倍、最高達5000倍的水分。保水劑有均勻緩慢釋放水分的能力,可調節土壤含水量,起到“土壤水庫”作用。保水劑可以用于種子涂層、包衣、蘸根等處理方法,據試驗,用保水劑(濃度1%~1.5%)給玉米涂層或包衣,提前2~3天出苗,出苗率比對照高6.1%,玉米產量增加8.5%。玉米播種時在穴內每畝施500克保水劑,對玉米出苗和后期生長均有良好作用。
2.抗旱劑。抗旱劑是從風化煤中提取的一種天然腐植酸,含有碳、氧、氫、氮、硫等元素,是種調節植物生長型的抗蒸騰抑制劑。主要作用是:(1)減少植物氣孔開張度,減緩蒸發。一般噴灑一次引起氣孔微閉所持續的時間可達12天左右,降低蒸騰強度,土壤含水量則提高;(2)改善植株體內水分狀況,促進玉米穗分化進程;(3)增加葉片葉綠素含量,有利于光合作用的正常進行和干物質積累;(4)提高根系活力,防止早衰。每畝用抗旱劑50克加水10公斤,在玉米孕穗期均勻噴灑葉片,可使葉色濃綠,葉面舒展,粒重提高,每畝增產7.1%~14.8%。
3.增溫劑。增溫劑屬于農用化學覆蓋物,為高分子長碳鍵成膜物質。噴施在土壤表面,干后即形成一層連續均勻的膜,用以封閉土壤。主要作用是:(1)提高土壤溫度,抑制水分蒸發,減少熱耗,相對提高地溫;(2)保持土壤水分,在大田的抑制蒸發率可達60%~80%,土壤0~15厘米土層水分比對照田高19.3%;(3)促使土壤形成團粒結構;(4)減輕水土流失。增溫劑噴施于土表后,增加了土層穩固性,可防風固土,減少沖刷,有明顯的保持水上、抑制鹽分上升的效果。
六、西南玉米雨養旱作增產技術
西南山地玉米常年種植7000萬畝左右,目前平均有效灌溉面積不足10%,此外,土壤貧瘠,施肥水平只相當于全國平均水平的79.2%。與此同時,傳統的旱坡地耕作技術秸稈還田操作困難,雨季水土流失嚴重。針對上述問題,通過多年研究和生產實踐,形成了西南玉米雨養旱作增產技術。
據四川省農業科學院2003-2008年的定位監測和多點試驗,以及各地示范情況,該技術的地表徑流比對照(傳統耕作)減少67%,土壤含水量平均提高5%~10%,每畝新增蓄集降水10立方米以上,每畝玉米較傳統技術增產4.6%~15%,全年每畝增收糧食62公斤,節約用工成本60元,增收節支143元。
1.帶植適雨早播技術。玉米帶植方式概括起來有寬廂帶植型、中廂帶植型、窄廂帶植型和復種帶植。(1)寬廂帶植型可采用:小麥玉米各占2米,玉米帶內種4行玉米;小麥玉米各占1.67米,玉米帶內種4行玉米。適宜于淺丘及平壩三熟制地區,配置中熟緊湊型玉米品種,利用玉米播前的冬春空閑地和收后的秋閑地種植養地的豆科、青飼料等作物,發展糧經飼三元結構。(2)中廂帶植型可采用:小麥玉米各占1米,玉米帶內種2行玉米;小麥玉米各占0.83米,玉米帶內種2行玉米;小麥帶寬1.17米,玉米帶寬0.83米種2行玉米。適宜在深丘麥(油、洋芋)套玉米及低山區,發展糧飼高產模式,選擇中熟、中熟偏晚的大穗型玉米品種春播。(3)窄廂帶植型采用小麥玉米帶各占0.6米,玉米帶內種1行玉米。該方式共生期爭光、爭肥、爭水矛盾突出,只適宜夏播地區“遲中爭早”和盆周山區1200米以上一熟有余兩熟不足地區,選擇中早熟品種,實行馬鈴薯玉米套作。復種帶植,有水稻—冬玉米帶植、冬炕土—春玉米帶植等方式。播期在避開所在區域主要自然災害基礎上,結合帶植方式確定播種期,確保玉米的關鍵生育期處于水熱同步期。
2.壟作(培土)輪耕技術。在旱區采用橫坡壟作技術、多雨地區采用壟作培土、玉米播栽免耕等壟播溝覆技術。旱區選用耐旱高產品種如成單30、川單418等,多雨地區選用抗逆耐濕品種如正大619等。主要技術要點是玉米溝底免耕栽種,秸稈溝內覆蓋,秋冬季節定向移壟,實現免耕與輪耕有機結合。
3.覆蓋保墑栽培技術。(1)全膜增溫覆蓋技術要點:規范預留行、增溫育苗、全膜覆蓋、規范移栽;(2)膜側覆蓋栽培技術要點:溝施底肥底水、小壟雙行、等雨蓋膜、膜側栽苗;(3)秸稈覆蓋技術:整稈行間覆蓋、施用腐熟劑。
4.水肥耦合與化控調節技術。以肥調水,以水促肥,充分發揮水肥協同效應和激勵機制,對提高西南區玉米的抗旱耐瘠能力和水肥利用效率具有重要作用。技術要點是:在使用傳統的氮、磷、鉀肥狀況下,以“1底2追”的3水3肥水肥耦合管理最佳。具體措施是:結合微型蓄水池就地蓄集降水或者是等雨施肥。畝產500公斤左右的無機純氮施用總量15~20公斤(磷鉀肥均作為底肥一次性施用),按照底肥占30%,拔節肥占20%,孕穗肥占50%施用。若遇干旱可選用成膜反光抗旱劑等葉面噴施,減緩葉片失水。
該雨養旱作增產技術與微型蓄水池就地蓄集降水相結合,更能發揮增產增收作用。