大豆玉米是我国的大宗农产品,需求量巨大,仅靠单作难以满足需求。为提高大豆玉米间作新农艺关键技术到位率,大豆玉米带状复合种植技术历经20年,构建了“两协同、一调控”资源利用和株型调控理论,研发出“选配品种、扩间增光、缩株保密”核心技术和“减量一体化施肥、化控抗倒、绿色防控”配套技术。农民文摘2022年第2期刊发了此项技术的背景与概念、技术指导意见等内容,本期将对此项技术进行全面解读。
田间配置技术
一、品种选配
1. 选配参数
大豆玉米带状复合种植技术目标是保证玉米与单作玉米相比尽量不减产,增收一季大豆,实现大豆玉米双丰收。按照此要求,遵循“高位(玉米)主体,高(玉米)低(大豆)协同”的品种选配原理,通过多年多生态点的大田试验,明确了宜带状复合种植的大豆玉米品种选配参数。
(1)玉米品种
生产中推荐的高产玉米品种,通过带状复合种植后有两种表现,一是产量与其单作种植差异不大,边际优势突出,对带状复合种植表现为较好的适宜性;二是产量明显下降,与其单作种植相比,下降幅度达20%以上,此类品种不适宜带状复合种植密植栽培环境。宜带状复合种植的玉米品种应为紧凑型、半紧凑型品种,中上部各层叶片与主茎的夹角、株高、穗位高、叶面积指数等指标的特征值应为:穗上部叶片与主茎的夹角在21~23°,棒三叶叶夹角为26°左右,棒三叶以下三叶夹角为27~32°;株高260~280厘米、穗位高95~115厘米;生育期内最大叶面积指数为4.6~6.0,成熟期叶面积指数维持在2.9~4.7。
(2)大豆品种
在带状复合种植系统中,光环境直接影响低位作物大豆器官生长和产量形成。适宜带状复合种植的大豆品种的基本特征是产量高、耐荫抗倒,有限或亚有限结荚型习性的品种。在带状间作系统中,大豆成熟期单株有效荚数不低于该品种单作荚数的50%,单株粒数50粒以上,单株粒重10克以上,株高范围55~100厘米、茎粗范围5.7~7.8毫米,抗倒能力强的中早熟大豆品种。在带状套作系统中,大豆玉米共生期(V5-V6期)大豆节间长粗比小于19,抗倒能力较强;大豆成熟期单株有效荚数为该品种单作荚数的70%以上,单株粒数为80粒以上,单株粒重在15克以上的中晚熟大豆品种。
2. 区域品种推荐
西南带状间套作区:主要包括四川盆地、云南、贵州、广西等大豆玉米产区,气候类型复杂多样,玉米适种期长,春玉米和夏玉米播种面积各占一半左右。春玉米可与春大豆带状间作,主要分布在贵州、云南,也可与夏大豆带状套作,主要分布在四川盆地、广西和云南南部;夏玉米可与夏大豆带状间作。目前适宜该区域并大面积应用的玉米品种主要有:荣玉1210、仲玉3号、荃玉9号、云瑞47、黔单988;春大豆品种有:川豆16、黔豆7号、滇豆7、云黄13,夏大豆品种有:贡选1号、贡秋豆8号、南豆12、南豆25、桂夏3号及适宜的地方品种。鲜食玉米鲜食大豆带状复合种植可根据市场需求,鲜食玉米选用荣玉甜9号、锦甜68、荣玉糯1号等,鲜食大豆选用川鲜豆1号、2号,辽鲜1号,铁丰29等。青贮玉米青贮大豆带状复合种植,选择熟期较一致、粮饲兼用的大豆玉米高产品种,玉米品种可选用正红505、雅玉青贮8号,雅玉04889等,青贮大豆可选南豆25等。
西北和东北带状间作区:包括甘肃、宁夏、陕西、新疆、内蒙古等大豆玉米产区,该区域无霜期短,以一季春玉米为主,采用春玉米春大豆带状复合种植技术,从用途上主要有粒用、青贮两类。玉米品种可选用金穗3号、正德305、先玉335、垦玉6189等,大豆选用中黄30、吉育441、东升7号、中黄318(中作J13122)、中黄322(中作J13065)等。
黄淮海带状间作区:包括河北、山东、山西、河南、安徽、江苏等大豆玉米产区,以麦后接茬夏玉米夏大豆带状复合种植为主,从用途上主要有粒用和青贮两类。玉米品种可选农大372、良玉DF21、豫单9953、纪元128、安农591等,大豆品种可选用石豆936、齐黄34、中黄101、郑1307等。
二、田间配置技术
1. 带宽、行比和带间距配置
(1)相关概念
大豆玉米带状复合种植是由2~4行玉米带和2~6行大豆带相间复合种植而成。一个玉米带、一个大豆带构成一个带状复合种植体,为一个生产单元,全田由多个这样的生产单元组成,单元宽度是玉米带宽、大豆带宽和两个间距之和。一个生产单元包含行数、行距、带宽、间距、株距等田间配置及其参数,是大豆玉米带状复合种植实现双高产、机械化和可持续三大目标的核心所在。
行数可用行比来表示,即大豆玉米行数的实际数相比,如2行玉米3行大豆带状复合种植,其行比为2:3。行距就是同一作物带内行与行之间的距离。带宽指的是玉米带或者大豆带两边行相距的宽度,带宽等于带内行距乘以(行数-1)。带间距是相邻带边行之间的距离,包括玉米带与大豆带间距(相邻玉米带与大豆带之间距离)、玉米带之间距离(相邻玉米带边行之间的距离)和大豆带之间距离(相邻大豆带边行之间的距离)三种。
(2)确定原则
生产单元宽度对于全田群体结构具有决定性意义,是构建合理群体结构和决定其他参数的前提。各种类型的复合种植模式,在不同条件下,都要有一个相对适宜的宽度使其更好地发挥群体增产作用。否则安排过窄,大豆玉米互相影响,特别是大豆减产更多;安排的过宽,减少了边行,玉米优势发挥不出来,或者密度显著下降,间套作优势丧失。确定适宜的生产单元宽度,涉及许多因素。一般可根据大豆玉米的品种特性、气候条件、用途、共生期长短以及农机具来确定。玉米株型紧凑、矮小,大豆耐荫性很强,或者光照条件好的生态区,大豆玉米共生期短,有适合的小型农机具等,可适当缩小每个生产单元的宽度至2.0米;若光照条件相对较差,玉米品种株型偏松散,大豆品种耐荫性偏弱,或收割机整机宽度在2.4~2.6米,最大宽度可达到2.8~3.0米,但不能超过3.0米。
行比和行距配合,决定着两个作物各自的带宽,关系着大豆玉米的和谐生长、产量高低和品质好坏。两个作物的行数要根据高位作物的边际效应和低位作物的受光状况来确定。高位作物玉米表现为边际优势,仅从作物边际优势看,玉米带种2行最佳,行行具有边际优势,综合考虑农机配套、播种出苗、大豆玉米单产等因素,2~4行玉米在实践中都可行。大豆为低位作物,受高位作物荫蔽,受光条件好坏决定了大豆产量高低,为了减小玉米对大豆的荫蔽影响,一是适度增加大豆行数,行数范围为2~6行,根据各生态区气候条件、带状复合种植类型、机具大小选择大豆适宜行数;二是缩小玉米带行距,高秆作物玉米行距40~60厘米的产量差异不显著,为减少对大豆遮荫选择下限,以40厘米为宜,矮秆作物大豆适度小于单作行距,一般为20~40厘米。
玉米带与大豆带间距大小影响两个作物枝叶根系相互交叉状况,决定着两个作物对光、肥、水竞争的激烈程度;距离过大减少作物的种植行数,浪费土地,大豆对玉米地下根系养分吸收的补偿效应不能实现;距离过小则加剧作物间地上部竞争矛盾,低位作物大豆光照条件差,严重影响大豆的生长发育和产量,也不利于机具作业和农事操作。长期研究和应用表明,玉米带与大豆带间距以60~70厘米为佳,既有利于大豆生长,又利于机械作业,一般不因其他因素而变化。生产中,一般容易造成间距过小,不会过大。大豆带之间距离大小决定着玉米对大豆带边行的荫蔽影响和玉米播收机具通过性。长期研究和应用表明,2行玉米时,大豆带之间距离以1.6米最宜,一般不受环境和品种等的影响而变化。玉米带之间距离是协调大豆玉米关系,适应气候环境和品种特性,保证大豆玉米协调双高产的有效办法,是可变因素,根据大豆的行数,其变幅在1.6~2.9米之间,如光照条件好,玉米品种株型紧凑,大豆品种耐荫性强,收割机宽度在1.5米左右,玉米带之间距离可适度缩小至1.6米;相反,玉米带之间距离可适度扩大,收割机宽度在2.4米左右,玉米带之间距离可扩至2.6米。
(3)区域带宽、行比和带间距推荐
在2.0~3.0米生产单元里按大豆玉米2:2~6行比配置,玉米保持2行,行行具有边际优势,确保玉米产量;扩间距是本技术的核心之一,各生态区玉米和大豆间距都应扩至60~70厘米之间可协调地上地下竞争与互补关系;高位作物玉米的行距均保持在40厘米为宜,大于40厘米密度减小且对大豆生长不利;大豆的行距以20~40厘米为宜。各生态区、不同模式类型在选择适宜的田间配置参数时可根据玉米2~4行、大豆2~6行对玉米株距和大豆株行距进行调整。根据各区域多年多点试验示范结果,以春玉米夏大豆带状套作为主的西南地区和光热条件较好的西北春玉米春大豆带状间作区,玉米带之间距离缩至1.8~2.0米,此距离内种3~4行大豆;而黄淮海夏玉米夏大豆带状间作区适宜玉米带之间距离可扩至2.0~2.6米,此距离内种4~6行大豆;青贮大豆玉米带状复合种植在适宜的玉米带间距下可适当缩小,而鲜食可适当扩大。
2. 密度配置
(1)确定原则
提高种植密度,保证与当地单作相当是带状复合种植增产的又一中心环节。确定密度的原则是高位主体、高低协同,高位作物玉米的密度与当地单作相当,低位作物大豆密度根据两作物共生期长短不同,保持单作的70%~100%。带状套作共生期短,大豆的密度可保持与当地单作相当,共生期超过2个月,大豆密度适度降至单作大豆的80%左右;带状间作共生期长,大豆如为2行或3行密度可进一步缩至当地单作的70%,4~6行大豆的密度应为单作的85%左右。同时,大豆玉米带状复合种植两作物各自适宜密度也受到气候条件、土壤肥力水平、播种时间、品种特性等因素的影响,光照条件好、玉米株型紧凑、大豆分枝少、肥力条件好,大豆玉米的密度可适当增加,相反,需适当降低密度。
(2)区域密度推荐
小株距密植确保带状复合种植玉米与单作密度相当,适度缩小株距确保大豆全田密度达到当地单作密度的70%~100%。以2行玉米为例,西南地区,玉米穴距10~14厘米(单粒)或20~28厘米(双粒),播种密度4500粒/亩以上;大豆株穴距7~10厘米(单粒)或14~20厘米(双粒),播种密度9500粒/亩以上。黄淮海玉米穴距8~11厘米(单粒)或16~22厘米(双粒),播种密度5000粒/亩以上;大豆穴距7~10厘米(单粒)或14~20厘米(双粒),播种密度12000粒/亩以上。西北玉米、大豆单粒或双粒穴播,玉米穴距8~11厘米(单粒)或16~22厘米(双粒),播种密度5500粒/亩以上;大豆穴距7~9厘米(单粒)或14~18厘米(双粒),密度13000粒/亩以上。
播种技术
生产中玉米种子都已包衣。大豆种子多数未包衣,播前根据情况进行拌种处理。选择大豆专用种衣剂,如6.25%咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂(精歌)、20.5%多菌灵·福美双·甲维盐悬浮种衣剂或11%苯醚·精甲·吡唑等。
一、免耕秸秆处理
针对西南油(麦)后和黄淮海麦后大豆玉米带状间作,前作收获后应及时抢墒播种玉米、大豆,为创造良好的土壤耕层、保墒护苗、节约农时,多采用麦(油)茬免耕直播方式。
若大豆玉米带状间作播种施肥机或前作收获机无秸秆粉碎、均匀还田的功能或功能不完善,达不到播种要求,需要进行一系列整理工作,保证播种质量和大豆玉米的正常出苗。整理分为三种情况:①前作秸秆量大,全田覆盖达3厘米以上,留茬高度超过15厘米,秸秆长度超过10厘米,先用打捆机将秸秆打捆移出,再用灭茬机进行灭茬;②秸秆还田量不大,留茬高度超过15厘米,秸秆呈不均匀分布,需用灭茬机进行灭茬;③留茬高度低于15厘米,秸秆分布不均匀,需用机械或人工将秸秆抛撒均匀即可。整理后的标准为秸秆粉碎长度在10厘米以下,分布均匀。
生产中常常因为收获小麦时土壤墒情掌握不当造成土壤板结,影响播种质量和大豆玉米的生长。因此,收获前茬小麦时田间持水量应低于75%,小麦联合收割机的碾压对大豆玉米播种无显著不良影响。但田间持水量在80%以上时,轮轧带表层土壤坚硬板结,将严重影响大豆玉米出苗。
二、播种技术
1. 同机播种机型和机具参数选择
西南、西北地区大豆玉米带状间作同机播种施肥作业时可选用2BF-4、2BF-5或2BF-6型大豆-玉米带状间作精量播种施肥机,其整机结构主要由机架、驱动装置、肥料箱、玉米株(穴)距调节装置、大豆株(穴)距调节装置、玉米播种单体和大豆播种单体组成。驱动装置和播种单体安装于机架后梁上,中部2~4个单体为大豆播种单体,两侧单体为玉米播种单体,肥料箱安装于机架正上方。若选用当地大豆玉米播种施肥机,技术参数应达到表2-1的要求。
黄淮海大豆玉米带状间作同机播种施肥作业可选用2BMFJ-6型大豆-玉米免耕覆秸精量播种施肥机。该机集种床整备、侧深施肥、精量播种、覆土镇压、喷施封闭除草剂和秸秆均匀覆盖等功能于一体。技术参数应达到表2-2的要求。
2. 异机播种机型和机具参数选择
大豆玉米带状套作需要先播种玉米,在玉米大喇叭口期至抽雄期再播种大豆,采用异机播种方式。可选用玉米、大豆带状套作播种施肥机,也可通过更换播种盘,增减播种单体,实现大豆玉米播种用同一款机型。受播种时播幅、行株距及镇压力大小等因素影响,选择机具时应符合表2-3的各项参数。大豆玉米带状间作可用生产上常规播种机械分别播种玉米和大豆。
3. 播种操作技术
(1)播种过程中要保证机具匀速直线前行;转弯过程中应将播种机提升,防止开沟器出现堵塞;行走播种期间,严禁拖拉机急转弯或者带着入土的开沟器倒退,避免造成播种施肥机不必要的损害。
(2)在播种过程中必须对田间播种的效果进行定期检查。随机抽取3~5个点进行漏播和重播检测以及播深检查,看其是否达到规定的播种要求。通过指定一定距离的行数计测,检查播种行距是否符合规定要求,相邻作业单元间隔之间的行距误差是否满足规定要求,并检查播种的直线程度。
(3)播种机在使用的过程中应密切观察机器的运转情况,发现异常及时停车检查。当种子和肥料的可用量少于容积的三分之一时,应及时添加种子和化肥,避免播种机空转造成漏播现象。
(4)转弯时两个生产单元链接处切忌宽。玉米窄行距应控制在40厘米以内;大豆带中的链接行距应控制在40厘米以内。
施肥技术
一、施肥原则
根据大豆玉米带状复合种植系统的需肥特性,肥料施用必须坚持“减量、协同、高效、环保”的总方针。减量体现在减少氮肥用量、保证磷钾肥用量,减少大豆用氮量、保证玉米用氮量;协同则要求肥料施用过程中将玉米、大豆统筹考虑,相对单作不单独增加施肥作业环节和工作量,实现一体化施肥;高效与环保要求肥料产品及施肥工具必须确保高效利用,降低氮、磷损失。在此指导下,根据大豆玉米带状复合种植的作物需肥特点及共生特性,施肥时遵守“一施两用、前施后用、生(物肥)化(肥)结合”的原则。
一施两用:在满足主要作物玉米需肥时兼顾大豆氮、磷、钾需要,实现一次施肥,玉米、大豆共同享用。
前施后用:为减少施肥次数,有条件的地方尽量选用缓释肥或控释肥,实现底(种)追合一,前施后用。
生(物肥)化(肥)结合:大豆-玉米带状复合种植的优势之一就是利用根瘤固氮。大豆结瘤过程中需要一定数量的“起爆氮”,但土壤氮素过高又会抑制结瘤。因此,施肥时既要根据玉米需氮量施足化肥,又要根据当地土壤根瘤菌存活情况对大豆进行根瘤菌接种,或施用生物(菌)肥,以增强大豆的结瘤固氮能力。
二、施肥技术
1. 施肥量
为充分发挥大豆的固氮能力,提高作物的肥料利用率,大豆玉米带状复合种植亩施氮量比单作玉米、单作大豆的总施氮量可降低4公斤,须保证玉米单株施氮量与单作相同。
大豆-玉米带状间作区的玉米选用高氮缓控释肥,每亩施用50~65公斤(折合纯氮14~18公斤/亩,如N-P2O5-K2O=28-8-6),大豆选用低氮缓控释肥,每亩施用15~20公斤(折合纯氮2.0~3.0公斤/亩,如N-P2O5-K2O=14-15-14)。播种单体下肥量应达到表3-1的要求。
大豆玉米带状套作区播种玉米时每亩施20~25公斤玉米专用复合肥(N-P2O5-K2O=28-8-6);玉米大喇叭口期结合机播大豆,距离玉米行20~25厘米处每亩追施复合肥40~50公斤(折合纯氮6~7公斤/亩,如N-P2O5-K2O=14-15-14),实现大豆玉米肥料共用。
2. 施肥方法
带状复合种植下的玉米、大豆氮磷钾施肥需统筹考虑,不按传统单作施肥习惯,且需结合播种施肥机一次性完成播种施肥作业,根据各生态区气候土壤与生产特性差异,可采用以下几种施肥方式:
(1)一次性施肥
黄淮海、西北及西南大豆-玉米带状间作地区可采用一次性施肥方式,在播种时以种肥形式全部施入,肥料以玉米、大豆专用缓释肥或复合肥为主,如玉米专用复合肥或控释肥(如N-P2O5-K2O=28-8-6),每亩50~70公斤;大豆专用复合肥(如N-P2O5-K2O=14-15-14),每亩15~20公斤。利用2BYSF-5(6)型大豆玉米间作播种施肥机一次性完成播种施肥作业,玉米施肥器位于玉米带两侧15~20厘米开沟、大豆施肥器则在大豆带内行间开沟,各施肥单体下肥量参照表3-1。
计算方法:亩用肥量(公斤/亩)=每亩施纯氮量×100/复合肥含氮百分率;每个播种单体10米下肥量(公斤/10米)=【亩用肥量×10米×平均行距(厘米)/100(换算成米)】/667平方米;按每亩种肥12公斤纯氮计,每增加(减少)1公斤纯氮,每10米下肥量增加(减少)75克。
(2)两段式施肥
西南西北带状间作区可根据当地整地习惯选择不同施肥方式,一是底肥+种肥,适合需要整地的春玉米间春大豆模式,底肥采用全田撒施低氮复合肥(如N-P2O5-K2O=14-15-14),用氮量以大豆需氮量为上限(每亩不超过4公斤纯氮);播种时,利用施肥播种机对玉米添加种肥,玉米种肥以缓释肥为主,施肥量参照当地单作玉米单株用肥量,大豆不添加种肥。另一种是种肥+追肥,适合不整地的夏玉米带状间作夏大豆,播种时,利用大豆玉米带状间作施肥播种机分别施肥,大豆施用低氮量复合肥,玉米按当地单作玉米总需氮量的一半(每亩6~9公斤纯氮)施加玉米专用复合肥;待玉米大喇叭口期时,追施尿素或玉米专用复合肥(每亩6~9公斤纯氮)。
西南大豆玉米带状套作区,采用种肥与追肥两段式施肥方式,即玉米播种时每亩施25公斤玉米专用复合肥(N-P2O5-K2O=28-8-6),利用玉米播种施肥机同步完成施肥播种作业;玉米大喇叭口期将玉米追肥和大豆底肥结合施用,每亩施纯氮7~9公斤、五氧化二磷3~5公斤、氯化钾3~5公斤,肥料选用氮磷钾含量与此配比相当的颗粒复合肥,如N-P2O5-K2O=14-15-14,每亩施用45公斤,在玉米带外侧15~25厘米处开沟施入,或利用2BYSF-3型大豆施肥播种机同步完成施肥播种作业。
(3)三段式施肥
针对西北、东北等大豆玉米带状间作不能施加缓释肥的地区,采用底肥、种肥与追肥三段式施肥方式。
底肥以低氮量复合肥与有机肥结合,每亩纯氮不超过4公斤,磷钾肥用量可根据当地单作玉米、大豆施用量确定,可采用带状复合种植专用底肥:N-P2O5-K2O=14-15-14,每亩撒施25公斤(折合纯氮3.5公斤/亩);有机肥可利用当地较多的牲畜粪尿,每亩300~400公斤,结合整地深翻土中,有条件的地方可添加生物有机肥,每亩25~50公斤。
种肥仅针对玉米施用,每亩施氮量10~14公斤,选用带状间作玉米专用种肥:N-P2O5-K2O=28-8-6,每亩40~50公斤,利用大豆玉米带状间作施肥播种机同步完成播种施肥作业。
追肥,通常在基肥与种肥不足时施用,可在玉米大喇叭口期对长势较弱的地块利用简易式追肥器在玉米两侧(15~25厘米)追施尿素10~15公斤(具体用氮量可根据总需氮量和已施氮量计算),切忌在灌溉地区将肥料混入灌溉水中对田块进行漫灌,否则造成大豆因吸入大量氮肥而疯长,花荚大量脱落,植株严重倒伏,产量严重下降。
化学调控技术
一、玉米化控降高技术
1. 使用原则
适用于风大、易倒伏的地区和水肥条件较好、生长偏旺、种植密度大、品种易倒伏、对大豆遮荫严重的田块。密度合理、生长正常地块可不化控。根据不同化控药剂的要求,在其最适喷药的时期喷施。掌握合适的药剂浓度,均匀喷洒于上部叶片,不重喷不漏喷。喷药后6小时内如遇雨淋,可在雨后酌情减量再喷1次。
2. 常用化控药剂类型及化控方法
(1)玉米健壮素
主要成分为2-氯乙基,一般可降低株高20~30厘米,降低穗位高15厘米,并促进根系生长,从而增强植株的抗倒能力。在7~10片展开叶用药最为适宜;每亩用1支药剂(30毫升型)兑水20公斤,均匀喷于上部叶片即可,不必上下左右都喷,对生长较弱的植株、矮株不能喷;药液要现配现用,选晴天喷施,喷后四小时遇雨要重喷,重喷时药量减半,如遇刮风天气,应顺风施药,并戴上口罩;健壮素不能与其他农药、化肥混合施用,以防失效;要注意喷后洗手,玉米健壮素原液有腐蚀性,勿与皮肤、衣物接触,喷药后要立即用肥皂洗手。
(2)金得乐
主要成分为乙烯类激素物质,能缩短节间长度,矮化株高,增粗茎秆,降低穗位15~20厘米,既抗倒,又减少对大豆的遮荫。一般在玉米6~8片展开叶时喷施;每亩用1袋(30毫升)兑水15~20公斤喷雾;可与微酸性或中性农药、化肥同时喷施。
(3)玉黄金
主要成分是胺鲜脂和乙烯利,通过降低穗位和株高而抗倒,减少对大豆的遮荫,降低玉米空秆和秃尖。在玉米田间生长到6~12片叶的时候进行喷洒;一亩地用两支(20毫升)玉黄金加水30公斤稀释均匀后,利用喷雾器将药液均匀喷洒在玉米叶片上;尽量使用河水、湖水,水的pH值应为中性,不可使用碱性水或者硬度过大的深井水;如果长势不匀,可以喷大不喷小;在整个生育期,原则上只需喷施一次,如果植株矮化不够,可以在抽雄期再喷施一次,使用剂量和方法同前。
二、大豆控旺防倒技术
1. 大豆旺长的田间表现
在大豆生长过程中,如肥水条件较充足,特别是氮素营养过多,或密度过大,温度过高,光照不足,往往会造成地上部植株营养器官过度生长,枝叶繁茂,植株贪青,落花落荚,瘪荚多,产量和品质严重下降。
大豆旺长大多发生在开花结荚阶段,密度越大,叶片之间重叠性就越高,单位叶片所接收到的光照越少,导致光合速率下降,光合产物不足而减产。大豆旺长的鉴定指标及方法有:从植株形态结构看,主茎过高,枝叶繁茂,通风透光性差,叶片封行,田间郁蔽;从叶片看,大豆上层叶片肥厚,颜色浓绿,叶片大小接近成人手掌;下部叶片泛黄,开始脱落;从花序看,除主茎上部有少量花序或结荚外,主茎下部及分枝的花序或荚较少、易脱落,有少量营养株(无花无荚)。
2. 大豆倒伏的田间表现
大豆玉米带状复合种植时,大豆会在不同生长时期受到玉米的荫蔽,从而影响其形态建成和产量。带状套作大豆苗期受到玉米遮荫,导致大豆节间过度伸长,株高增加,严重时主茎出现藤蔓化;茎秆变细,木质素含量下降,强度降低,易发生倒伏。苗期发生倒伏的大豆容易感染病虫害,死苗率高,导致基本苗不足;后期机械化收获困难,损失率极高。带状间作大豆与玉米同时播种,自播种后40~50天开始,玉米对大豆构成遮荫,直至收获。在此期间,间作大豆能接受的光照只有单作的40%左右,荫蔽会促使大豆株高增加,茎秆强度降低,后期发生倒伏,百粒重降低,机收困难。
3. 化学控旺防倒、增荚保产技术
目前生产中应用于大豆控旺防倒的生长调节剂主要为烯效唑或胺鲜脂。烯效唑是一种高效低毒的植物生长延缓剂,具有强烈的生长调节功能。它被植物叶茎组织和根部吸收、进入植株后,通过木质部向顶部输送,抑制植株的纵向生长、促进横向生长,使植株变矮,一般可降低株高15~20厘米,分枝(分蘖)增多,茎枝变粗,同时促进茎秆中木质素合成,从而提高抗倒性和防止旺长。烯效唑纯品为白色结晶固体,能溶于丙酮、甲醇、乙酸乙酯、氯仿和二甲基甲酰胺等多种有机溶剂,难溶于水。生产上使用的烯效唑一般为含量5%可湿性粉剂。烯效唑的使用通常有两种方式。一是种子拌种,大豆种子表面虽然看似光滑,但目前使用的烯效唑可湿性粉剂颗粒极细,且粘附性较强,采用干拌种即可。播种前,将选好的种子按田块需种量称好种子后置于塑料袋或盆桶中,按每公斤种子用量16~20毫克添加5%烯效唑可湿性粉剂,其后来回抖动数次,拌种均匀后即时播种。另一种是叶面喷施,在大豆分枝期或初花期,每亩用5%的烯效唑可湿性粉剂25~50克,兑水30公斤喷雾使用,喷药时间选择在晴天的下午,均匀喷施上部叶片即可,对生长较弱的植株、矮株不喷,药液要先配成母液再稀释使用。注意烯效唑施用剂量过多有药害,会导致植物烧伤、凋萎、生长不良、叶片畸形、落叶、落花、落果、晚熟。
胺鲜酯主要成分为叔胺类活性物质,能促进细胞的分裂和伸长,促进植株的光合速率,调节植株体内碳氮平衡,提高大豆开花数和结荚数,结荚饱满。胺鲜酯一般选择在大豆初花期或结荚期喷施,用浓度为60毫克/升的98%的胺鲜酯可湿性粉剂,每亩喷施30~40公斤,不要在高温烈日下喷洒,下午4时后喷药效果较好。喷后6小时若遇雨应减半补喷。使用不宜过频,间隔至少一周以上。胺鲜酯遇碱易分解,不宜与碱性农药混用。
病虫草绿色防控技术
一、病、虫、草害发生特点
在大豆玉米带状复合种植系统内,田间常见玉米病害有叶斑类病害(大斑病、小斑病、灰斑病等)、纹枯病、茎腐病、穗腐病等,其中,以纹枯病、大斑病、小斑病、穗腐病发生普遍;常见大豆病害有大豆病毒病、根腐病、细菌性叶斑病、荚腐病等,其中病毒病和细菌性叶斑病为常发病,根腐病随着种植年限延长而加重,发病率5%~20%。结荚期,如遇连续降雨,大豆荚腐病发生较重。与单作玉米和单作大豆相比,各主要病害的发生率均降低,病害抑制率为4.2%~60%。
带状间套作显著降低斜纹夜蛾幼虫、大豆高隆象、大豆蜗牛、钉螺和大豆蚜虫(低飞害虫)的数量,最高抑制率分别达到单作对应大豆害虫数量的7.0%、23.1%、16.5%、17.9%和50.2%。玉米的遮挡有利于降低大豆害虫为害,特别是斜纹夜蛾、蚜虫和高隆象的发生。与单作相比,带状间套作能显著降低大豆有虫株率,降至单作的47.6%,行比配置2﹕3和2﹕4的综合控虫效果优于其他配置。玉米对大豆蚜具有明显的阻隔效应,阻碍了携带病毒的大豆蚜的传播和扩散,抑制率达59.3%。
带状复合种植全生育期杂草总生物量分别较单作玉米和单作大豆减少29%和41%,杂草丰度较单作减少21%。与单作类似,大豆玉米带状复合种植系统中的杂草包括单子叶和双子叶杂草,主要有马唐、稗草、牛筋草、藜、反枝苋、铁苋菜、龙葵等一年生禾本科和阔叶类杂草,及部分多年生杂草如水花生、问荆、刺儿菜等。杂草先于玉米、大豆萌发出苗,发生期较长,整个生长季节有多个萌发出苗高峰期,且与灌水或降雨密切相关。气温升高,雨水增多时,杂草发生进入高峰。一般出苗后1~2周为防除杂草的关键时期。
大豆玉米带状间作田杂草与玉米、大豆同时萌发出苗,发生早、量大且集中,较易防除,一次性除草效果较好;大豆玉米带状套作田杂草发生时期相对较长,出苗不整齐,一次性防除难度大,需要多次除草。
二、防控原则与策略
1. 防控原则
根据大豆玉米带状复合种植病虫草害发生特点,充分利用带状复合种植系统中生物多样性、异质性光环境、空间阻隔、稀释效应、自然天敌、根系化感作用、种间竞争等理论,遵循“公共植保,绿色植保”的方针,以“重前兼后,兼防共治”为防控原则。
重前兼后:重视共生前期初始虫源的压低,共生期一药兼治多种病虫草害,玉米收获后强化大豆虫害防治,控制有害生物越冬总量。
兼防共治:玉米和大豆的初侵染源压低集成技术和病害预警技术的联合使用,兼顾玉米和大豆耐受性的多技术统筹防治。
2. 防控策略
基于带状复合种植田间病虫草害的发生规律,制定了“一施多治,一具多诱,封定结合”的防控策略。
一施多治:针对发生时期一致且玉米和大豆的共有病虫害,在病虫发生关键期,采用广谱生防菌剂、农用抗生素、高效低毒杀虫、杀菌剂,结合农药增效剂,对多种病虫害进行统一防治,达到一次施药,兼防多种病虫害的目标。
一具多诱:针对带状复合种植害虫发生动态,基于趋光性(杀虫灯)、趋色性(色板)、趋化性(性诱剂)等理化原理,采用智能可控多波段LED杀虫灯、可降解多色板、性诱剂装置等物理器具,对主要同类、共有害虫进行同时诱杀,通过人工或智能调控实现一种器具可诱杀多种害虫的目标。
封定结合:依据大豆玉米对除草剂的选择性差异,采用芽前封闭与苗后定向除草相结合的方法防除杂草。
三、杂草防除技术
出苗后1~2周为杂草竞争临界期,为防除关键时期。
1. 芽前封闭除草
大豆玉米带状套作种植区:玉米播后芽前,可选用96%精异丙甲草胺乳油60~80毫升/亩,进行封闭除草。如果玉米行间杂草较多,在播大豆前4~7天,先用微耕机灭茬后,再选用50%乙草胺乳油150~200毫升/亩+41%草甘膦水剂100~150毫升/亩,兑水40公斤/亩,通过背负式喷雾器定向喷雾,注意不要将药液喷施到玉米茎叶上,以免发生药害。如果玉米行间杂草较少,可用微耕机灭茬后直接播种大豆。
大豆玉米带状间作种植区:对于以禾本科杂草为主的田块,选用96%精异丙甲草胺乳油(金都尔)80~100毫升/亩进行防除;对于单、双子叶杂草混合危害的田块,播后芽前选用96%精异丙甲草胺乳油50~80毫升/亩+50%嗪草酮可湿性粉剂20~40克/亩,兑水40公斤/亩,均匀喷雾。
对于黄淮海流域大豆玉米间作种植区,因酰胺类、精喹禾灵等药剂对阔叶杂草和莎草科杂草防效差,可选用33%二甲戊灵乳油100毫升/亩+24%乙氧氟草醚乳油10~15毫升/亩,兑水45~60公斤/亩,均匀喷雾。
对于西北地区整地较早,阔叶杂草已出苗的田块,在播后芽前,可选用96%精异丙甲草胺乳油50~80毫升/亩+15%噻吩磺隆可湿性粉剂8~10克/亩,兑水45~60公斤/亩,均匀喷雾。在土壤干旱条件下施药要加大用水量,有灌溉条件的地方可先灌水后施药。
2. 苗后定向除草
播后芽前未施用封闭除草剂或芽前除草效果不好的田块,在玉米、大豆苗后早期应及时补施茎叶除草剂。
选用除草剂不恰当或施用过量易导致植株出现药害,表现为失绿、黄化,叶片卷曲、畸形,甚至焦枯死亡等症状。科学及时采取补救措施至关重要。如果药害症状较轻,应加强肥水管理,喷施叶面肥、生长调节剂(如赤霉素、芸苔素内酯)等,以减轻药害;如果药害严重,应及时补种,且适当增加播种深度。
喷药时间:一般应在大豆1~2片复叶期对大豆行定向喷施除草剂,玉米带定向喷施茎叶除草剂的最佳施药时期为5~6叶期。过早或过晚均易发生药害或降低药效;施药过迟,温度高,大豆玉米易发生药害。在杂草萌发出苗高峰期以后,即大部分禾本科杂草2~4叶期和阔叶杂草株高3~5厘米时施药,能保证较好的除草效果。
主要药剂与剂量:在玉米2~4叶期可选用75%噻吩磺隆0.7克~1克/亩,或96%精异丙甲草胺乳油50~80毫升/亩+20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油100~150毫升/亩,或4%烟嘧磺隆悬浮剂75~100毫升/亩+20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油100~150毫升/亩,兑水40公斤/亩,定向喷雾。
对于前期封闭除草未能防除的香附子、田旋花、小蓟等,可在玉米5~7叶期选用56%2-甲-4-氯钠盐可溶性粉剂80~120克/亩,或20%氯氟吡氧乙酸乳油30~50毫升/亩,兑水30公斤/亩,定向喷施。
大豆玉米带状套作田块,玉米8叶期后,株高已超过60厘米,茎基部紫色老化后,可选用41%草甘膦水剂100毫升/亩,兑水40公斤/亩进行除草;如果田间杂草未封地面,也可选用96%精异丙甲草胺乳油50~80毫升/亩+41%草甘膦水剂100~150毫升/亩+20%氯氟吡氧乙酸异辛酯乳油100~150毫升/亩,兑水40公斤/亩,定向喷施。
大豆苗期以禾本科杂草为主,可选用25%氟磺胺草醚水剂80克~100克,或10%精喹禾灵乳剂20毫升混25%氟磺胺草醚20克,或5%精喹禾灵乳油50~75毫升/亩,或24%烯草酮乳油20~40毫升/亩,或10.8%高效吡氟氯禾灵乳油20~40毫升/亩,兑水30公斤/亩,定向喷施。
对于杂草较少或雨后大量发生前,可选用5%精喹禾灵乳油50~75毫升/亩+72%异丙甲草胺乳油100~150毫升/亩,或5%精喹禾灵乳油50~75毫升/亩+96%精异丙甲草胺乳油50~80毫升/亩,或5%精喹禾灵乳油50~75毫升/亩+33%二甲戊乐灵乳油100~150毫升/亩,或24%烯草酮乳油20~40毫升/亩+50%异丙草胺乳油100~200毫升/亩,兑水30公斤/亩,定向喷施。对于田间大量发生的禾本科杂草狗尾草、稗草和苍耳、铁苋菜、反枝苋等阔叶杂草,可选用5%精喹禾灵乳油50~75毫升/亩+25%氟磺胺草醚水剂50~80毫升/亩,或24%烯草酮乳油20~50毫升/亩+25%氟磺胺草醚水剂40~60毫升/亩,兑水30公斤/亩,定向喷施。
喷药机具与方法:针对大豆玉米对除草剂的选择性差异,需要采用自走式双系统分带喷雾机。当然,也可选用生产常用的自走式喷雾机,然后在喷雾装置上增设塑料薄膜等分隔装置来实现分带喷施除草剂。
收获模式及相应机具
在大豆玉米带状复合种植中,大豆玉米成熟顺序的不同,其所对应的机械收获模式也不一样,有玉米先收、大豆先收和大豆玉米同时收三种模式。
一、玉米先收
适用于玉米先于大豆成熟的区域,主要分布在西南套作区及华北间作区。该模式通过窄型两行玉米联合收获机或高地隙跨行玉米联合收获机先将玉米收获,然后等到大豆成熟后再采用生产常用的大豆机收获大豆。
采用玉米先收技术必须满足以下要求:①玉米先于大豆成熟。②除了严格按照大豆玉米带状复合种植技术要求种植外,应在地块的周边种植玉米。收获时,先收周边玉米,利于机具转行收获,缩短机具空载作业时间。③玉米收获机种类很多,尺寸大小不一。玉米带位于两带大豆带之间,因此,选用的玉米收获机的整机宽度不能大于大豆带间距离,2行玉米时一般只能选用整机总宽度小于1.6米的玉米收割机见表6-1。
二、大豆先收
适用于大豆先于玉米成熟,主要分布在黄淮海、西北等地的间作区。该模式通过窄型大豆联合收获机先将大豆收获,然后等玉米成熟后再采用生产常用的玉米机收获玉米。
采用先收大豆技术必须满足以下要求:①大豆先于玉米成熟。②除了严格按照大豆玉米带状复合种植技术要求种植外,应在地块的周边种植大豆。收获时,先收周边大豆,利于机具转行收获,缩短机具空载作业时间。③大豆收获机种类很多,尺寸大小不一。大豆带位于两带玉米带之间,因此,选用的大豆收获机的整机宽度不能大于玉米带间距离,不同区域的玉米带间距离为1.6~2.6米,因此只能选用整机总宽度小于当地采用的玉米带间距离的大豆收获机。现有适合的三种机型参数见表6-2。
三、大豆玉米同时收
适用于大豆玉米成熟期一致,主要分布在西北、黄淮海等地的间作区。同时收模式有两种形式:一是采用当地生产上常用的玉米和大豆机型,一前一后同时收获玉米和大豆;二是对青贮玉米和青贮大豆采用青贮收获机同时对大豆玉米收获粉碎供青贮用。
要实现玉米和大豆同时收获,必须选择生育期相近、成熟期一致的玉米和大豆品种。收获青贮要选用耐荫不倒、底荚高度大于15厘米、植株较高的大豆品种,以免漏收近地大豆荚。若采用大豆玉米混合青贮,需选用割幅宽度在1.8米及其以上的既能收获高秆作物又能收获矮秆作物的青贮收获机。
生产中通常采用立式双转盘式割台的青贮收获机,喂入的同时又对籽粒和秸秆进行切碎和破碎。常用青贮饲料收获机的主要参数见表6-3。
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