一種沙漠化土地治理玉米種植方法

1、說明書 一種沙漠化土地治理玉米種植方法技術(shù)領(lǐng)域【0001】 本發(fā)明涉及沙漠化土地治理的種植領(lǐng)域，特別是一種沙漠化土地滴灌管淺埋、全生育期全營養(yǎng)均衡施肥、脈沖式間歇輪灌、智能自動控制、玉米大壟雙行免耕加密種植的栽培方法。背景技術(shù)【0002】 北方干旱地區(qū)，由于降雨量小、季節(jié)性分布不均、蒸發(fā)量大、植被破壞，使土地沙漠化日趨嚴(yán)重；現(xiàn)行的耕作方式，使冬、春季節(jié)大面積耕地裸露，特別是果實(shí)在沙土中的一年生耐旱作物如：花生、馬鈴薯、地瓜等，收獲后的耕地與沙漠無異，使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，沙塵暴頻發(fā)、沙塵飄移覆蓋新的耕地，加大土地沙漠化面積，作物種植產(chǎn)量下降，進(jìn)一步影響國家糧食安全。目前在干旱地區(qū)普遍推廣使用膜

2、下滴灌節(jié)水增糧種植技術(shù)，取得一定成效。但這種方法地膜要用土埋壓，北方沙地春季多大風(fēng)，沙土風(fēng)干后易被刮走，使無埋壓地膜刮起，失去覆膜作用；地膜在田間不易回收、造成耕地白色污染，多年積累導(dǎo)致種子無法發(fā)芽出苗。施肥采取的是播種時(shí)施入種肥和后期隨滴灌追肥的集中施肥方法，由于肥料是集中施用，沙土保水、保肥能力差，遇到暴雨易流失，造成作物營養(yǎng)不足、肥料利用率低并污染環(huán)境。灌水是憑經(jīng)驗(yàn)分次灌溉的形式，使用的滴灌管，在靠近主管道、地勢低處出水量大，遠(yuǎn)處、地勢高處出水量小，造成水、肥不勻，作物長勢不整齊，產(chǎn)量潛力不能充分發(fā)揮。發(fā)明內(nèi)容 【0003】針對沙漠化土地的特點(diǎn)和膜下滴灌種植存在問題，本發(fā)明的種植方法是集

3、成優(yōu)化滴灌管淺埋、全生育期全營養(yǎng)均衡施肥、脈沖式間歇輪灌、智能自動控制、免耕加密種植于一體的大壟雙行玉米栽培方法，是一種沙地玉米智能種植技術(shù)，這種方法同樣適合其它植物種植。 【0004】滴灌管淺埋 與公開資料介紹的普通滴灌管中耕覆土或防止?fàn)C傷地膜蓋土小于5cm淺埋（保水性不好），壓力補(bǔ)償式滴灌管埋深在25-40cm淺埋（早期出苗用水無法滿足），創(chuàng)新點(diǎn)是：滴灌管淺埋深度控制在515cm，最佳深度8-10cm。采用壓力補(bǔ)償式滴灌管，滴灌管在播種同時(shí)淺埋地表下5-15cm，滴孔間距20-40cm,滴灌管壁厚不小于0.5mm,單孔出水量0.51.2L/h，優(yōu)點(diǎn)在于：克服中耕覆土淺埋保水性差的不足，發(fā)揮

4、沙土中無毛細(xì)作用的特性，使保水效果提高（淺埋深度小于5cm由于蒸騰作用水分容易損失）；解決耕作層以下淺埋播種后出苗用水及作物生長期間滴灌管堵塞不易發(fā)現(xiàn)、維護(hù)困難問題（埋深在25cm以上時(shí)不容易發(fā)現(xiàn)滴灌管堵塞的問題，且維護(hù)困難）；保護(hù)滴灌管，防止陽光直射老化，延長滴灌管使用年限；當(dāng)埋深在8-15cm時(shí)，苗后可在滴灌管上部表層行間進(jìn)行機(jī)械除草作業(yè)。【0005】全生育期全營養(yǎng)均衡施肥 與目前推廣的水肥一體不同是：播種時(shí)不施用肥料，作物生長發(fā)育全過程實(shí)行以灌溉水為載體溶解全營養(yǎng)元素均衡施肥的方法。在玉米二葉一心以后根據(jù)作物生長發(fā)育規(guī)律對養(yǎng)分需求，分階段使用不同全水溶性肥料，隨滴灌施入作物根部，由于無種

5、肥施用，沒有燒苗和暴雨造成的流失，是一種在自然條件下以沙土為栽培基質(zhì)的精準(zhǔn)高效施肥技術(shù)?！?006】脈沖式間歇輪灌 是在種植地塊內(nèi)設(shè)計(jì)若干灌水小區(qū)，每個(gè)灌水小區(qū)每次滴灌2-10分鐘，每次滴灌間隔1-3小時(shí)，形成脈沖式間歇輪灌的滴灌方式。減少水分、養(yǎng)分的重力下移，增加橫向擴(kuò)散濕潤時(shí)間，使水分、養(yǎng)分最大限度地保留在作物根系周圍，提高水、肥利用率。采用脈沖式間歇輪灌單次用水量小，可增加單套設(shè)備控制面積，減少單位面積滴灌首部投資，提高設(shè)備利用率?！?007】智能自動控制 通過傳感器采集作物根部的土壤張力、溫度、EC值、硝酸根值、PH值等參數(shù)，傳輸給模糊控制處理器通過計(jì)算、分析、判斷發(fā)出指令，控制水泵、

6、電磁閥、施肥機(jī)進(jìn)行灌水、施肥。是一種集時(shí)間控制、指標(biāo)控制、反饋控制于一體的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全程自動化、程序化、智能化。同時(shí)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)全球范圍的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作?！?008】大壟雙行免耕加密種植 技術(shù)核心是：采用耐密高產(chǎn)品種、多年以滴灌管為軸心采取行距調(diào)整實(shí)現(xiàn)原茬雙行種植，不進(jìn)行土壤耕翻作業(yè)，一次完成秸稈切割、行下深松、精量點(diǎn)播、覆土鎮(zhèn)壓的免耕種植，是新滴灌技術(shù)與免耕種植技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。滴灌管間距110140cm、種植行距3050cm，種植密度比普通種植增加3050%，合理分布單株空間，依靠群體獲得高產(chǎn)的栽培方法。第一年播種鎖定滴灌管與雙行之間距離，收獲時(shí)留1530cm高

7、茬，秸稈還田，用根茬、秸稈固定沙土不被大風(fēng)刮起，第二年使用免耕播種機(jī)在第一年根茬外側(cè)，第三年在第一年根茬內(nèi)側(cè)種植。 采取優(yōu)化集成的方法使上述技術(shù)有機(jī)結(jié)合，互為依托。智能自動控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)脈沖式間歇輪灌的手段，脈沖式間歇輪灌技術(shù)為作物生育期全營養(yǎng)元素均衡精準(zhǔn)高效施肥提供了保證。 滴灌管淺埋與全生育期全營養(yǎng)元素均衡施肥技術(shù)是大壟雙行免耕加密種植實(shí)施的前提，滴灌管淺埋避免了殘留地膜下茬無法播種的影響，全生育期全營養(yǎng)均衡施肥解決了現(xiàn)有免耕種植追肥困難，造成后期脫肥空桿率、禿尖率高，籽粒不飽滿的問題，實(shí)現(xiàn)增加密度提高群體產(chǎn)量。特別是保水、保肥性差，營養(yǎng)貧乏的沙漠化土地應(yīng)用這一種植方法使作物獲得高產(chǎn)，并經(jīng)

8、過310年交替循環(huán)使沙漠化土地得到根本治理。具體實(shí)施方式：【0009】種植是在遠(yuǎn)大智能種植示范基地進(jìn)行，基地選擇在科爾沁沙地南緣的遼寧省彰武縣章古臺鎮(zhèn)清泉村，是典型的沙丘地。經(jīng)過土地平整、耕整土地、設(shè)備安裝、鋪設(shè)管路、密植播種及滴灌管淺埋、管線連接、高壓調(diào)試、灌出苗水、封閉除草、中耕培土、病蟲害防治、全生育期全營養(yǎng)元素均衡施肥、智能自動控制管理、收獲等過程完成第一年種植。第二年以后使用原有的滴灌設(shè)施，以滴灌管為軸心加、減行距錯(cuò)位深松免耕加密播種?！?010】土地平整 在細(xì)致測量基礎(chǔ)上進(jìn)行田間規(guī)劃，明確路、橋、涵及輸水管路、灌水小區(qū)的位置。平整首先要剝離地表30cm土層集中堆放（特別是低洼處表層

9、土壤養(yǎng)分含量高切勿埋入地下），待土地平整后鋪回地表；其后在進(jìn)行平整作業(yè)，若地勢落差較大，在不影響機(jī)械化耕種的前提下，可實(shí)行灌水小區(qū)分別平整，單一灌水小區(qū)內(nèi)高低落差控制在最小，粗平后使用激光平地機(jī)精細(xì)平整更好。達(dá)到灌水小區(qū)內(nèi)高低落差小于100cm?！?011】耕整土地 土地平整過程中由于工程機(jī)械碾壓，使土地緊實(shí)，要進(jìn)行耕整作業(yè)。選用翻轉(zhuǎn)犁進(jìn)行深翻作業(yè)，深度不超過30cm，翻后耙平、耙碎達(dá)到播種要求?！?012】設(shè)備安裝 種植使用的滴灌首部是公司采取工業(yè)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的集成產(chǎn)品。包括智能控制柜、過濾器、施肥罐、施肥機(jī)等設(shè)備，現(xiàn)場只需連接電源、進(jìn)水、出水、傳感器、控制線路即完成首部設(shè)備安裝。【0

10、013】鋪設(shè)管路 主管道是田間永久性管道，同步鋪設(shè)田間電磁閥控制電纜。鋪設(shè)原則是靠近路邊便于田間機(jī)械作業(yè)和管道維護(hù)，選擇高處垂直坡向，北方凍土地區(qū)要防止管道凍裂和凍堵。解決辦法是鋪設(shè)管道時(shí)留有落差，在最低點(diǎn)安裝排水閥和排水井凍前排空管道積水，這種設(shè)計(jì)在灌溉期間還便于清洗管道，也可在低處留下抽水口，收獲后使用拖拉機(jī)帶動小水泵抽空管道內(nèi)積水。這樣鋪設(shè)管路深度以田間深耕作業(yè)不傷害管道為基準(zhǔn)，一般深度不小于50cm，每個(gè)灌水小區(qū)留出水口與支管連接。支管走向垂直于主管，開溝25cm，少量填埋保證播種作業(yè)機(jī)械通過。管路鋪設(shè)完成要連接試水，檢查是否漏水后填埋管道。對碾壓地段進(jìn)行旋耕，恢復(fù)播種狀態(tài)?！?014

11、】密植播種及滴灌管淺埋 播種機(jī)械是在大壟雙行精量點(diǎn)播播種機(jī)基礎(chǔ)上，加裝滴灌管卷盤支撐架、開溝鏵、滴灌管導(dǎo)向定位器、覆土板等裝置。一次完成滴灌管鋪設(shè)淺埋、精量點(diǎn)播、覆土鎮(zhèn)壓等工序。滴灌管淺埋深度為地表下8cm，鋪設(shè)滴灌管要讓滴孔向上，便于沖洗滴灌管中的沉積物。播種機(jī)械播種同時(shí)要對地頭、支管附近等漏播部分進(jìn)行人工補(bǔ)種。品種選擇抗逆性強(qiáng)、熟期適中、株型收斂、耐密植的先玉335為種植品種；發(fā)芽率95%、種子凈度98%。采用大壟雙行滴灌管淺埋種植方式，壟距110cm、行距40cm、株距23cm，播深4cm。種植密度為收獲株數(shù)7.5萬株/公頃，播種量加15%田間損失?！?015】播種后立即按灌水小區(qū)進(jìn)行滴

12、灌管與支管連接，完成一個(gè)調(diào)試一個(gè)，采取人工手動高壓調(diào)試，水壓是正常壓力的2倍運(yùn)行2小時(shí)，檢測管路是否有漏點(diǎn)，并及時(shí)修復(fù)，同時(shí)逐一清洗主管、支管、滴灌毛管。全部檢測結(jié)束恢復(fù)正常水壓，開啟智能自動控制系統(tǒng)進(jìn)行種子發(fā)芽、出苗水灌溉，一般三天時(shí)間可滿足出苗用水需求，關(guān)閉系統(tǒng)停止灌溉?！?016】封閉除草 沙化土地雖然雜草較少仍需進(jìn)行封閉除草，施用時(shí)間是播種后3天內(nèi)以早為好，除草劑公頃用量為：90%乙草胺1.8kg+75%噻吩磺隆30g加水250L噴藥機(jī)噴灑，噴頭距離地面60cm；噴藥時(shí)要注意往復(fù)結(jié)合，保證不重噴、不漏噴，各噴頭噴量一致、霧化均勻，禁止大風(fēng)天氣作業(yè)?！?017】中耕培土 第一年種植要進(jìn)行

13、三次中耕培土作業(yè)，玉米三葉一心期進(jìn)行第一次淺松，用主桿尺在壟溝中心位置，深度15cm,兩側(cè)加小桿尺位置在苗帶外側(cè)7cm，深度10cm；第二次在玉米五葉一心期進(jìn)行，機(jī)械與第一次相同，主桿尺加深至25cm，小桿尺加深至15cm；最后一次在玉米拔節(jié)前，每個(gè)壟溝一個(gè)中耕培土鏟，使土壤培到玉米外側(cè)根部?！?018】病蟲害防治 沙土地種植玉米病蟲害較少，可根據(jù)田間發(fā)生情況采取靈活措施；種子采用低毒、無殘留種衣劑拌種，若喇叭口期田間玉米螟成蟲發(fā)生量大，公頃使用2.5%高效氯氟氰菊酯水乳劑300ml，用自走式高架噴藥機(jī)噴霧防治?！?019】全生育期全營養(yǎng)均衡施肥智能自動控制管理 根據(jù)高產(chǎn)玉米各生育期生長發(fā)育對

14、水分、養(yǎng)分需求數(shù)據(jù)庫建立多因子動態(tài)指標(biāo)模型，通過埋設(shè)在玉米根部的傳感器實(shí)時(shí)檢測采集各種數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給模糊控制處理器存儲、計(jì)算、比對分析發(fā)出執(zhí)行指令。埋深5cm張力計(jì)檢測淺表層土壤濕度、埋深30cm張力計(jì)檢測根系主要分布區(qū)內(nèi)的土壤濕度，土壤濕度較低時(shí)會自動啟動滴灌系統(tǒng)，執(zhí)行脈沖式間歇輪灌程序?qū)崿F(xiàn)灌溉，使530cm土層始終保持在最佳濕度范圍。根部的EC值、硝酸根值傳感器是對根部養(yǎng)分濃度進(jìn)行檢測，當(dāng)根部養(yǎng)分濃度低于動態(tài)指標(biāo)范圍時(shí)，系統(tǒng)會自動啟動施肥機(jī)和滴灌設(shè)備，執(zhí)行脈沖式間歇輪灌程序進(jìn)行施肥、灌水，同時(shí)對加入管道內(nèi)的肥料EC值進(jìn)行抽樣檢測，并與根部數(shù)據(jù)對比分析，判斷肥料施入量；高于動態(tài)指標(biāo)時(shí)，

15、會發(fā)出停止設(shè)備運(yùn)行。埋設(shè)在根部的土壤PH值傳感器實(shí)時(shí)檢測根部酸堿度變化，依據(jù)植物根系喜弱酸環(huán)境的特性，當(dāng)根部土壤PH值偏高時(shí)對根系微環(huán)境進(jìn)行自動滴酸，降低根部PH值，保持最佳根系微環(huán)境。滴酸量是通過抽檢加入管道酸溶液PH值與田間根部PH值比對分析計(jì)算獲得。施用肥料NPK及中、微量元素比例在各生長發(fā)育階段不同，玉米二葉一心期前依靠母體養(yǎng)分可滿足生長發(fā)育；在二葉一心期開始少量施肥，保證玉米安全渡過營養(yǎng)臨界期，施用1:1:1比例的肥料配合鋅肥為主的微量元素肥料，肥料純量控制在20kg/公頃以下，至五葉一心以促進(jìn)幼苗根系發(fā)育為主；其后逐漸加大氮肥比例，到大喇叭口期NPK比例達(dá)到2.5:1:0.5；玉米

16、抽穗期到籽粒灌漿期是營養(yǎng)最大效果期，這一階段要加大鉀肥施用比例達(dá)到5:3:8、同時(shí)加入鋅、硼肥為主的微量元素肥料；施肥量和施肥時(shí)間系統(tǒng)會自動檢測、自動控制完成。埋設(shè)在根部的溫度傳感器會實(shí)時(shí)采集土壤溫度變化，當(dāng)土壤溫度過高時(shí)也會啟動滴灌系統(tǒng)灌水降溫。當(dāng)兩個(gè)或以上因子出現(xiàn)矛盾時(shí)，模糊控制處理器會通過計(jì)算分析、給出優(yōu)化方案并予執(zhí)行。系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接，使對話窗口更便于操作，反饋數(shù)據(jù)可長久保存在計(jì)算機(jī)中，便于今后分析整理。計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作?！?020】收獲 在玉米灌漿中后期停止水、肥供給，待玉米穗外包葉變黃、籽粒乳線消失、黑層形成標(biāo)志玉米完全成熟可以收獲。沙地玉米智能種植產(chǎn)量構(gòu)成表種

17、植方式株數(shù) 萬/公頃穗粒數(shù)百粒重 g產(chǎn)量 噸/公頃產(chǎn)比 %智能滴灌7.1487.637.2 12.88 14.8普通滴灌 6.96 463.2 34.8 11.22 -智能滴灌比普通滴灌增產(chǎn)14.8%，產(chǎn)量差異主要表現(xiàn)在穗粒數(shù)、百粒重的增加。采用玉米摘穗扒皮機(jī)收獲，留20cm高茬，秸稈直接覆蓋田間。【0021】大壟雙行免耕加密種植 第二年開始對原有滴灌設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)、清洗管路，達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)。播種是使用免耕精量點(diǎn)播機(jī)，取下上一年使用的滴灌管卷盤支撐架、開溝鏵、滴灌管導(dǎo)向定位器、覆土板等部件；加裝錳鋼波形圓盤切刀、齒式撥草輪、深松桿尺等裝置，實(shí)現(xiàn)根茬秸稈切斷、兩側(cè)剝離、苗帶深松、精量點(diǎn)播一次

18、完成全部作業(yè)程序，播種位置是以滴灌管為軸心，各外擴(kuò)5cm，形成行距50cm的種植。第三年采取同樣播種方式，位置以滴灌管為軸心，兩側(cè)各15cm，形成行距30cm的種植形式。免耕種植密度和第一年相同，玉米生長發(fā)育期間不進(jìn)行中耕作業(yè)。水、肥管理及其它農(nóng)藝措施與第一年相同，經(jīng)過幾個(gè)生產(chǎn)周期使沙化土壤得到固定和修復(fù)，期間也可用同樣方式種植其它作物進(jìn)行輪作，降低病、蟲害發(fā)生率。滴灌管淺埋灌溉與免耕加密種植結(jié)合，克服了覆膜滴灌第二年殘留地膜無法播種和免耕種植追肥困難后期脫肥問題，全生育期全營養(yǎng)元素均衡施肥的智能自動控制和脈沖式間歇輪灌很好的解決了沙化土壤不保水、保肥難題，使沙漠化土地治理的同時(shí)獲得作物高產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。100002 2010.2說明書100002 2010.2注意事項(xiàng)一、申請發(fā)明專利或者實(shí)用新型專利應(yīng)當(dāng)提交說明書，一式一份。二、說明書應(yīng)當(dāng)打字或者印刷，字跡應(yīng)當(dāng)整齊清晰，呈黑色，符合制版要求，不得涂改，字高在3.5毫米至4.5毫米之間，行距在2.5毫米至3.5毫米之間。說明書首頁用此頁，續(xù)頁可使用同樣大小和質(zhì)量相當(dāng)?shù)陌准?。紙張?yīng)當(dāng)縱向使用，只限使用正面，四周應(yīng)當(dāng)留有頁邊距：左側(cè)和頂部各25毫米，右側(cè)和底部各15毫米。三、說