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小麦一西瓜.玉米高效种植模式的优势分析及优

1小麦.西瓜.玉米高效种植模式简介
该模式在原小麦一玉米轮作的基础上,每年种麦时预留间套西瓜的空地,翌年5月初播种西瓜、8月初收获完毕,翌年10月种植小麦;同时,每年种小麦的地块,在翌年小麦收获后切茬种玉米,玉米收获后再留作来年间套西瓜的空地。这样,同一地块在同一时间是小麦或玉米与西瓜的间套作,而同一块地每种作物则都是夏西瓜一冬小麦一夏玉米轮作的1个环节,这样可多收1季西瓜而小麦减产不多,玉米几乎不减产,产值47 100元/hm,纯利润33 825 hm ,较传统的小麦。玉米轮作模式增收17 385元/hm 。该模式能充分利用空间,养分综合利用效率高,还能减轻重茬病害,既能增加经济效益,又能保证粮食基本产量,可在黄淮海平原相似气候区大面积推广应用。
2 小麦.西瓜.玉米高效种植模式的优点
2.1 源于生产又用于生产,农民乐于采用
陔模式是当地农民在长期生产实践中摸索、改进、总结出来的。后老营村西瓜种植历史悠久,当地农民还总结出了一整套西瓜优质栽培的农艺措施,生产出的西瓜个头大、花色好、糖度高,在邯郸地区深受欢迎。该村农民也乐于采用这种模式。
2.2 形成了立体种植结构。充分利用了空间和光热资源
西瓜为爬地生长作物,小麦和玉米为竖直生长作物。该模式使得横向生长作物与竖直生长作物交错组合,实现了空间和光热条件的最优组合,也为西瓜的其他套种模式提供了可以借鉴的思路。
2.3 间套作与轮作共存,2种模式优点互补
该模式在同一地块的同一时间是小麦或玉米与西瓜的间套作,而同一块地每种作物则都是夏西瓜一冬小麦一夏玉米轮作的1个环节。即在西瓜当季内,西瓜先与小麦、接着与玉米间套作生长;当玉米收获后重新整地的时候,原先的小麦与玉米种植区换为西瓜种植区,而西瓜种植区换为小麦与玉米种植区,这样每个种植区都等于第2年换了茬口。该模式中,禾本科植物可以分泌麦根酸类物质活化土壤中的难溶性磷和微量元素,促进西瓜生长,通过问套作使植物根系之间的相互作用实现优势互补, 同时通过换茬轮作又能减轻西瓜的重茬病害 。
2.4 有利于活化养分。资源利用效率高
西瓜生长期短、单位时间的生长量大、养分吸收速率高,相对于小麦和玉米来说,对钾素养分的需求量较大,因此当季西瓜肥料用量在满足钾素养分需要的前提下,氮、磷养分的投入量往往明显大于作物自身的需求。由于该模式两年三茬轮作,因此,过剩肥料特别是磷肥的后效会在小麦和玉米的生长中得到充分发挥;针对西瓜的水肥管理措施导致流失的养分,也会被相邻的小麦和玉米吸收而得到有效缓解;西瓜与小麦、玉米根系在土层中的分布不同,后期可以更好地利用深层土壤中的养分,在一定程度上挽回随水分下渗造成的养分损失;同时,西瓜播种前有从上年l0月末到当年4月末的半年休闲期,可较好地恢复地力、活化养分,进一步增加养分资源的利用效率。
2.5 以边行优势弥补了预留空地的大部分粮食产量,显著增加了土地收益为种西瓜预留出的空地在客观上一定程度地减小了小麦和玉米的种植面积,但是却激发了小麦和玉米的边行优势效应。为种西瓜预留出的空地即使在种瓜后也不会与小麦和玉米争夺空间优势,反而增强了小麦和玉米的透光与通风能力,给边行上的小麦和玉米留出了充分生长的空间,边行单株产量显著大于内部各行单株产量,因此该模式下小麦和玉米实际的单位面积产量远远高于单纯小麦一玉米轮作时的产量 。对该村及邻近乡村小麦.玉米轮作高产区(中国农业大学“高产高效”技术示范区)农户调查的资料表明(表2),该模式下小麦实际种植区宽90 cm、西瓜实际种植区宽60 cm,实际种植区域(只占耕地总面积的60%)单位地块的小麦平均产量为9.47 t/hm , 玉米平均产量高达l3.58 t/hm 。这样,虽然空出了西瓜种植区域(占耕地面积的40%),但小麦减产并不多,玉米几乎不减产,而西瓜的产值相当于净增收益。表2 2009年白寨乡小麦.玉米轮作收益与大河道乡小麦-西瓜-玉米间套轮作收益的比较农产品产值折算价格为小麦1.84元/kg、玉米1.62元/kg、西瓜0.48元/kg。
6 有利于精耕细作,保障“高产高效” 生产目标的实现由于该模式中每一个种植单元都是两年三茬轮作,针对西瓜需要的精耕细作管理措施也会使小麦和玉米得到更好的照料。同时,西瓜播种前有从上年10月末到当年4月末的半年休闲期,能方便于经常性的田间巡查、及时发现问题并采取田问管理措施,继而间接地促
2.6 河北农业科学
进玉米、小麦的生长,保障“高产高效”生产目标的实现。
2.7 有利于兼顾多种作物的生长特点。统筹进行田间管理
该体系中西瓜播种期与小麦拔节期邻近、小麦扬花期与西瓜催蔓期邻近、西瓜坐果期与玉米播种期邻近、西瓜成瓜期与玉米拔节期邻近,这样,有利于对作物施肥和浇水统筹进行田间管理,在节省时间和人力的同时,更节约了水资源,提高了肥料利用率。
2.8 体系稳定性强,有利于抗灾减灾
该体系既有经济作物又有粮食作物,每年的春、夏、秋都有1茬作物播种、同期有3茬作物生长。在这样的种植体系中,植物种类的多元化有利于农田生态系统的稳定,避免大面积灾害的发生;如若遇到极端天气和病虫害大发作等严重灾害,该模式至少可以为农民保证一定的基本收入,不至于完全绝收。相对完全的西瓜种植和春玉米种植模式,更有利于抗灾减灾。
3 小麦.西瓜.玉米高效种植模式存在的问题
这个模式尽管有着很多的优越性,但是也存在着如下一些亟待解决的问题:
3.1 不能彻底解决西瓜的连作障碍问题
西瓜进化至今依然保留着分泌自毒代谢产物的特征,因此,西瓜在同一地块连续种植时就会出现产量和品质水平逐年下降、病虫害逐年加重的现象。由于西瓜根系比较发达、单位面积形成的生物量大,根系中的致病菌、病毒、害虫卵以及自毒物质容易在土壤中累积,连作西瓜第3年就会出现比较严重的重茬问题 。我们对该村农户调查的资料(图1)表明,尽管采用小麦.西瓜.玉米间套轮作模式可通过换茬轮作来减轻西瓜的重茬病害,但还不能彻底解决西瓜的连作障碍问题,该村生地西瓜单产高达67 500 kg/hm ,而采用间套作模式种植3~4 a的老瓜地往往单产只能维持在33 750~52 500 kg/hm ,有些地块甚至绝收。由此可见,重茬病害仍是这个体系持续运行的瓶颈因素。
3.2 灌溉水量过大,易引发养分流失
该区域历史上属盐渍化严重的地区,且灌溉水量过多是土地盐碱化的主要成因之一。该模式较单纯小麦-玉米轮作需水量大,因此,灌溉次数也更多。目前采用的多次漫灌方式既浪费了大量宝贵的水资源,又容易带来耕地次生盐渍化;同时土壤长期处于被淋洗的状态,养分会随着灌溉过剩水分逐渐向深层渗透,造成养分流失 。由此可见,灌溉水量过大是造成该体系养分利用率低、限制该体系可持续运行的关键因素。
3.3 仍然存在的不合理施肥习惯限制着该体系的可持
续运行我们对该村农户调查的资料表明,这里仍然存在着不合理施肥现象:(1)施用的有机肥大多是未经过腐熟的,这使得作物生长期烧苗和病虫害的风险较大,继而会增大农药用量,对作物产量和产品品质产生不利影
响;(2)施肥量明显偏大(表3);(3)肥料配比不合理(表4)。在我们调查的21个农户的施肥习惯中,选用的基肥肥料种类基本正确,只有I户施用了含氯的复合肥;西瓜催蔓肥只有5人懂得氮素与钾素配合施用;而在追施西瓜膨瓜肥时,农民往往不知道配合施用钾肥,21户中竟然没有1户施用含钾的肥料,因此他们常常会种出个头很大但是不甜的西瓜。这些因素也在不同程度地限制着该体系的可持续运行。
3.4 新品种引进具有一定的盲目性
该模式生产过程中,一般不单独针对某一种作物进行田间管理。如果西瓜播种太早或者选用了相对晚熟的小麦品种,生长过长的瓜藤就会影响小麦的收割;后期玉米播种过早,就会对西瓜遮阳而导致产量和品质降低;玉米播种过晚,也会延迟其收获期而导致减产。我们在与农户座谈中了解到1个事例,即他们为了减轻西瓜重茬病害选用了1个新品种,经我们查询得知这个新品种与往年种植的品种是同一个,只是商家用了该品种审定前后的2个不同名称而已。这件事说明在生产实践中, 由于缺乏具体而有组织的试验验证和技术指导,农户对新品种的引进还具有一定的盲目性,存在由此导致减产的风险。
3.5 与实现规模化经营目标还有一定距离
该模式属于劳动密集型生产模式,农机在西瓜生长期无法进地作业,很多农事活动都得人工完成。因此,这种耕作模式在农村向城镇化转型的过程中增加了通过土地流转形成规模化生产的难度。另外,该模式中为农户增加收入的关键产品是西瓜,而每年收获西瓜的时间只有1个月左右,难以与销售商形成长期稳定的合作关系。同时,支撑该模式规模化运营的组织尚在起步阶段,还不能完全承担产品销路的重任。这些,都是实现规模化经营目标需要进一步解决的问题。
4 对小麦.西瓜.玉米高效种植模式的优化建议
4.1 采取综合的农艺技术措施,有效解决西瓜的连作障碍问题目前解决连作障碍的方法很多,现行技术中较有效的技术是嫁接技术和土壤消毒技术。嫁接技术是通过更换西瓜的根系来回避土传病害和西瓜根系分泌自毒物质的干扰;土壤消毒技术是通过物理和化学防治的方法对土壤表面进行处理,以达到杀死致病微生物、降解有毒物质的目的。
嫁接技术已经成为当前保证西瓜产业健康稳定发展的重要技术支撑,但嫁接技术的技术性很强,被农户掌握的难度较大,因此,农民敢用嫁接苗且用得起是该技术普及应用的关键。为此,我们成功开展了育苗嫁接试验示范,让农民自己动手学习掌握其中的关键技术,尝试让有意自己动手育嫁接苗的农户在后老营村建立专门的育苗厂, 以期形成一定的规模,为解决西瓜重茬问题开辟一条有效途径。根据现有技术,我们已经指导农户定期进行土壤消毒。研究资料表明, 自毒代谢产物的累积与土壤中的一部分有害微生物有关,可以通过对根际这类微生物的活性进行抑制而达到控制自毒物质累积的目的 。为此,我们也布置了多种生物肥的试验示范, 以期筛选出一些克服西瓜重茬病害有显著效果的生物肥用于生产。
4.2 示范推广水肥一体化技术原理,有效增大水分和
养分利用效率水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。能使肥料利用率大幅度提高,较常规施肥节省肥料50% ~70% ,可有效减弱过量施肥而造成的水体污染。我们已经在对村民的技术培训中将水肥一体化技术原理作了详细讲解,也建议大家在大田生产中将目前大水漫灌的用水方式改为小水沟灌,在集约化程度更高的设施栽培生产中考虑引进滴灌技术,实现对作物的精耕细作。我们的建议已经得到大家的认可,相信在今后的生产实践中能发挥出应有的作用。
4.3 引导农户改进不合理的施肥习惯。有效降低流失养分对环境的不利影响
针对仍然存在的不合理施肥习惯,指导村民改掉施用未经腐熟有机肥的习惯,消除其对作物产量和产品品质产生的不利影响;同时引导村民树立“施肥要记账、要算账、要适量” 的理念。通过宣讲和示范使村民们明白过量施肥的危害,让他们知道化肥施用量过大或配合比例不当也不利于农作物的生长发育,不利于实现“高产、高效和优质” 的生产目标;不科学施肥的农产品可能就没人买甚至不准卖。从而使他们改进不合理的施肥习惯,有效降低流失养分对环境的不利影响。
4.4 积极开展试验示范。统筹规划、有目的地引进应用新品种
应用该模式时应充分考虑所选小麦、玉米和西瓜品种的生长期,根据这3种作物在当地单独种植时的生育期选用最佳的品种组合,以调控作物问的相互作用;或根据优化目标的需要替换作物类型,既保证农民增收,又能将土地的潜力充分发掘出来。
4.5 瞄准规模化经营目标,积极推进各项有关工作
根据后老营亿鑫西瓜专业合作社的经验,在扩大产业规模之前一定要打造好商品的市场影响力,形成品牌效应;还要建立起1套让农民具有交易主动权的交易体制,同时配合建立西瓜市场修建通往省道的货运车辆通行专线等服务性设施,让商家来得舒服、运得痛快。另外,为了扩大西瓜在市场上的竞争力,试验生产贴字西瓜、塑型西瓜、无公害西瓜等,通过对西瓜的包装来增强其商品属性;还要与制药业、果汁业、果酱业、连锁超市等商家形成稳定的供货渠道,建立温室大棚,保证一年四季不间断供货。
5 结语
总之,小麦.西瓜.玉米高效种植模式可以充分利用空间、提高养分综合利用效率和减轻重茬病害,既能增加经济效益,又能保证粮食基本产量,可在黄淮海平原相似气候区大面积推广应用。
致谢:感谢曲周县委、县政府、县农牧局、县科技局、大河道乡、后老营村全体干部和村民对我们工作的大力支持。


(责任编辑:小丹)

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