一種沙漠化土地治理玉米種植方法

1、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(yíng)養(yǎng)均衡施肥、脈沖式間歇輪灌、智能自動(dòng)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(guó)家糧食安全。目前在干旱地區(qū)普遍推廣使

2、用膜下滴灌節(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(yíng)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(shì)低處出水量大，遠(yuǎn)處、地勢(shì) 高處出水量小，造成水、肥不勻，作物長(zhǎng)勢(shì)不整齊，產(chǎn)量潛力不能充分發(fā)揮。發(fā)明內(nèi)容【0003】針對(duì)沙漠化土地的特點(diǎn)和膜下滴灌種植存在問題，本發(fā)

3、明的種植方法 是集成優(yōu)化滴灌管淺埋、全生育期全營(yíng)養(yǎng)均衡施肥、脈沖式間歇輪灌、智能自 動(dòng)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?！?004】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5 15cm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0.5 1.2L/h，優(yōu)點(diǎn)在于： 克服

4、中耕覆土淺埋保水性差的不足，發(fā)揮沙土中無毛細(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(zhǎng)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(yáng)光直射老化，延長(zhǎng)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)?！?005】全生育期全營(yíng)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(zhǎng)發(fā)育全過程實(shí)行以灌溉水為載體溶解全營(yíng)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(zhǎng)發(fā)育規(guī)律對(duì)養(yǎng)分需求，分階段使用

5、不同全水溶性肥料，隨滴灌施入作物根部，由于無種肥施用，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(rùn)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。【0007】智能自動(dòng)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

6、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、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(dòng)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 110 140cm種植行距30 50cm，種植密 度比普通種植增加30 50%合理分布單株空間，依靠群體獲得高產(chǎn)的

7、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(dòng)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(yíng)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(yíng)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(yíng)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。

8、特別是保水、保肥性差，營(yíng)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)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(tái)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(yíng)養(yǎng)元素均衡施肥、智能 自動(dòng)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(cè)量基礎(chǔ)上進(jìn)行田間規(guī)劃，明確路、橋、涵

9、及輸水管路、灌水小區(qū)的位置。平整首先要?jiǎng)冸x地表30cm 土層集中堆放（特別是低洼處表層土壤養(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(shì)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【0011】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、

10、施肥罐、施肥機(jī)等設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)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?！?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(dòng)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)

11、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(duì)碾壓地段進(jìn)行旋耕，恢復(fù)播種狀態(tài)?！?014】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(duì)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4c

12、m。種植密度為收獲株數(shù)7.5萬株/公頃，播種量 加15%0間損失?！?015】播種后立即按灌水小區(qū)進(jìn)行滴灌管與支管連接，完成一個(gè)調(diào)試一個(gè)， 采取人工手動(dòng)高壓調(diào)試，水壓是正常壓力的2倍運(yùn)行2小時(shí)，檢測(cè)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(cè)結(jié)束恢復(fù) 正常水壓，開啟智能自動(dòng)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%L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

13、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)。【0017】中耕培土 第一年種植要進(jìn)行三次中耕培土作業(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。【0018】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30

14、0ml，用自走式高架噴藥機(jī)噴 霧防治。【0019】全生育期全營(yíng)養(yǎng)均衡施肥智能自動(dòng)控制管理根據(jù)高產(chǎn)玉米各生育期生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分、養(yǎng)分需求數(shù)據(jù)庫(kù)建立多因子動(dòng)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(cè)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(chǔ)、 計(jì)算、比對(duì)分析發(fā)出執(zhí)行指令。埋深5cm張力計(jì)檢測(cè)淺表層土壤濕度、埋深 30cm張力計(jì)檢測(cè)根系主要分布 區(qū)內(nèi)的土壤濕度，土壤濕度較低時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)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(duì)根部養(yǎng)分濃度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)根部養(yǎng)分濃 度低于動(dòng)態(tài)指標(biāo)范圍時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)施肥機(jī)和滴灌設(shè)備，執(zhí)行

15、脈沖式間歇 輪灌程序進(jìn)行施肥、灌水，同時(shí)對(duì)加入管道內(nèi)的肥料EC值進(jìn)行抽樣檢測(cè)，并與根部數(shù)據(jù)對(duì)比分析，判斷肥料施入量；高于動(dòng)態(tài)指標(biāo)時(shí)，會(huì)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(cè)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(duì)根系微環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)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(duì)分析計(jì)算獲得。施用肥料NPK及中、微量元素比例在各生長(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育；在二葉一心期開始少量施肥，保證玉米安 全渡過營(yíng)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，

16、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 ；玉米抽穗期到籽粒灌漿 期是營(yíng)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(huì)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制完成。埋設(shè)在根部的溫度傳感器會(huì)實(shí)時(shí)采集土壤溫度變化，當(dāng)土壤溫度過高時(shí)也 會(huì)啟動(dòng)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(huì)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(duì)話窗口更便于操作，反饋數(shù)據(jù)可長(zhǎng)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

17、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)成表種植方式1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7.1487.637.212.8814.8普通滴灌6.96463.234.811.22-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?！?021】大壟雙行免耕加密種植第二年開始對(duì)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

18、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(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)元素均衡施肥的智 能自動(dòng)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)。一、申請(qǐng)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(yè)用此頁(yè)，續(xù)頁(yè)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(yè)邊距：左側(cè)和頂部各25毫米，右側(cè)和底部各15毫