有机玉米的种植模式及生态农业技术实施策略
作者: 田化冰 吕春晓 郭力
玉米,别称玉蜀黍,禾本目禾本科玉蜀黍属植物,是我国的主要粮食作物之一。伴随社会主义市场经济发展,人民群众物质生活提升,有机农业已经成为当今农业产业创新发展的热点之一,通过积极开展有机玉米种植模式,有助于提高玉米质量、维持土壤健康、保护生态环境,高效推动农业可持续发展。为达成玉米种植绿色、高产目标,务必要融入生态农业理念,深入研究有机玉米种植模式及生态农业技术,探讨如何最大限度地发挥其优势,解决存在的问题,对其发展和创新具有重要实践意义。因此,下文对有关内容展开了分析。
一、有机玉米种植技术介绍
为实现“绿色”“生态”农业高效发展,满足消费者对健康食品的追求和承诺,有机玉米种植模式应运而生。作为一种以自然生态、环境友好的方式种植玉米作物,主张尊重自然的生长规律,促进生物多样性,通过采用轮作、间作的耕作模式,有选择性地种植玉米,不使用农药化肥、转基因技术,注重保护土壤和水源,生产出更加绿色健康、营养丰富的玉米产品。相比较传统高投入、高产量的种植模式,其更加关注社会、经济、环境等方面的协同发展,不仅提高了农产品质量,为农民提供稳定的经济收入,又能够满足消费者对绿色、安全食品的需求,是一种推动农业产业结构调整和农业可持续发展的探索和实践。
二、玉米生长发育与生理特点
1、光照条件
光合作用是植物生长的基础,通过吸收阳光能量,将二氧化碳和水转化为氧气和碳水化合物,直接影响其生长速度、形态、功能和产量。玉米每天都要接受充足光照,约为10~12h以上,光照充足可以提高植物光合作用速率,促进植物生长和发育,而光照质量不佳,则会导致光合速率下降,叶片色素合成受阻,玉米植物呈现黄化、萎缩等症状,降低其开花结果和籽粒填实,影响玉米产量。
2、温度条件
玉米生长发育对温度条件有着严格要求,其直接关联了玉米产量和品质。玉米种子发芽期,应处于温暖条件下进行,约在17~22℃之间;玉米幼苗生长期,适宜生长温度大约在20~30℃之间;穗期和花粒期,生长适宜温度为15~30℃。虽然玉米植株对温度具有一定的耐受性,但如果超出这个范围的情况,将会造成种子腐烂、幼苗枯萎、籽粒稀疏等,对玉米产量和品质产生不良影响。
3、水分条件
玉米植株生长发育离不开水,其不同阶段对水分需求有所不同,比如玉米幼苗期的水分需求较小,但也不能缺水;植株生长期要保持充足水分,尤其是苗期和抽雄期,水分充足与植株高度和叶片有着直接关联;开花结实期,水分需求量会进一步增加。如果水分不充足,玉米植株叶片会出现卷曲、干枯等现象,植株生长缓慢,株高和茎粗度减小,最终导致玉米亩产降低。
4、土壤条件
相比较其他条件,玉米植株对土壤要求较低,但也不能随意种植,通过科学把控各项要素,有效提升有机玉米产品质量。一是pH值,最适宜的土壤pH值在6.5~7.5之间的偏碱性土壤;二是质地,较为肥沃、疏松、排水良好的土壤是最适宜的生长环境,三是养分,应保持土壤养分含量,比如氮、磷、钾等,以及有机质等;这样土壤能够促进其根系生长和养分吸收,促使玉米植株茁壮成长。
三、有机玉米栽培种植技术要点
1、玉米品种择优选择
在有机玉米种植中,挑选品种优良、适应性强的玉米品种是至关重要的。由于农业市场中玉米品种类型众多,每个品种类型对生长发育环境要求均有所差异,这就要求种植户应该科学挑选有机玉米品种,既要拥有国家农业部门的认证许可,咨询当地农业专家,获得准确的选择建议,又要遵从因地制宜原则,围绕当地气候、土壤、水文等环境条件,比如干旱地区适合耐旱性强的品种,湿润地区适宜耐涝性强的品种,确保其满足有机玉米正常生长发育要求。同时,也要严格按照以下四点标准,合理筛选有机玉米品种,具体内容如下:①选择具有高产潜力、穗型较大的中晚熟的玉米品种,保证其有着良好的抗倒伏能力;②选择发芽率>85%、纯度>98%的有机玉米品种,再配合上土壤培肥、精量播种、水肥管理等技术要点,可以进一步提升7%左右的玉米发芽率;③应以种植地块土壤肥力、养分情况,挑选高产的玉米品种,如登海605、丹玉405、农大372、伟科702等;④需要积极引入抗病虫害性强的玉米品种,有助于增加玉米抗病虫害的能力。通过精心的品种选择,能够为有机玉米栽培种植奠定坚实基础,进一步提高有机玉米产量和品质。
2、玉米播前精细整地
待有机玉米种植地块选择完成后,需要测量土地湿度,针对土壤板结、失水干燥等地块情况,积极引用大型牵引式、驱动式农机设备,完成有机玉米整地工作,有效提升整地作业质量和效率。在不同季节和耕作方式下,种植户要采用不同的整地作业实施方法,具体内容如下:①春季整地,应优先去除冬季积蓄的杂草和残留物,保持农田地块表面整洁,再选择晴天进行整地,通过采用灭茬旋耕方式,合理把控灭茬与旋耕深度,即灭茬7~8cm、旋耕10~15cm,及时平整耕地土壤,保持灭茬、旋耕、起垄、镇压等作业的连续性;②秋季整地,需要将田间作物残渣和杂草清除干净,采用深翻、深耕、深松方式,打破地块犁底层,将土壤中的养分和有机质混入下层土壤,促进土壤肥力提高,先一次性完成耙茬、深松、夹肥,待起垄后完成镇压;③免耕整地,指的是整地过程中免去犁耕操作,采用轮耕方式进行土地整理,比如“玉米—大豆”“玉米—小麦”轮茬耕作模式,可在上一茬作物收获后,采用免耕播种技术,减少土壤侵蚀,保持结构完整,有助于土壤保护和生态平衡。
与此同时,为确保种子发芽效率高、幼苗生长发育快等栽培种植目标,种植户应该遵从适量施肥原则,对有机玉米种植地块土壤进行肥力培育。一方面,应根据种植地块土壤肥力条件,施加足量基肥,如有机菌肥,按照9000~13500kg/hm2的施加量,配合上45%脲基硫酸钾控释肥,以满足土壤肥力满足有机玉米种子发芽率(95%);另一方面,也要根据一次性精量播种目标,科学选用绿色无污染的有机肥料,施加用量为60~75kg,确保其不影响玉米幼苗发育。
3、按照实况适量播种
在有机玉米种子播种中,种植户要积极引入机械化种植技术,完成抢墒播种作业。为降低整地作业对耕作层结构破坏性,不断增强土壤团粒结构性,减少种植地块水土流失问题,必须遵守因地制宜原则,根据当地天气情况、土壤实情,结合生态种植理念和可持续发展目标,采取玉米与大豆的耕地轮作休耕模式,通过利用玉米精量播种机设备,按照有机玉米种植技术流程及内容,有序完成田间起垄、玉米播种、底肥施加、覆膜处理、土壤镇压等操作步骤。同时,也要根据土壤质地情况,科学控制有机玉米播种深度,一般情况下翻土铲入深度及播种深度为3~5cm,当土壤质地为砂土、黏土时,应该适当增加播种深度,约为5~7cm,并要根据有机玉米品种及所处区域,每亩播种量为1.5~2.0kg之间,单双籽率≥90%。待玉米播种完成后,便要采取灌透水沉实和机械覆土镇压操作等方式,进一步强化土壤与玉米种子接触,从而确保有机玉米种子发芽率≥95%,实现一次性播种后苗齐、苗全、苗壮的栽培种植目标。
4、贯彻落实水肥管理
合理控制肥料施加是有机玉米健康生长和实现高产的关键环节,为达成有机玉米种植效益得以提升,务必要重点关注玉米生长发育的各个阶段,尤其是拔节期、孕穗期、灌浆期这三个阶段的追肥处理,通过选择农家肥、畜禽粪便、生物菌肥等,有助于种植成本降低、丰富营养物质、活化土壤微生物等作用,促进土壤有机物的分解和释放。①拔节期,每年6月上旬至7月上旬左右,玉米植株生长速度快,雌雄穗分化,促使营养生长向生殖生长转化,能够让玉米植株果穗获得更多的营养物质,在此期间,可以采用沟施方法,有效控制施肥深度,约为8~10cm,并要根据播种密度,每亩适当追加微量元素肥料6~10kg,并要在追肥后及时灌水,确保有机肥料得到充分吸收;②孕穗期,每年7月中旬时,玉米植株对肥料需求量逐步增加,为避免玉米植株出现早衰或脱肥,将会对有机玉米单位亩产造成巨大影响,在这一时间段每亩地追加有机肥料20kg左右,追肥之后立即灌溉浇透水分;③灌浆期,9月份起初,有机玉米植株进入了灌浆期,这时需要更多的肥料和水分提供支持,以保证玉米干茎、枝叶中营养物质顺利传输。在此过程中,所追加的肥料应以微量元素肥料为主,待每次肥料追加完成后,便要立即开始进行灌水作业,保持水分供应量大于生育期水分供应总量,从而确保有机玉米籽粒完成成熟。
5、病虫害防治技术应用
作为有机玉米栽培种植期间,病虫害防治是至关重要的环节,这就需要严格遵从有机农业生产种植原则,不使用合成化学农药和肥料,而是采用更加环保和健康的方法。{1}生物防治是采用天敌或其他生物来控制病虫害问题的一种方法,比如释放捕食性昆虫、寄生性昆虫和真菌等天敌,其会寻找和捕食害虫,有效控制害虫群落及数量,降低病虫害发生风险,不仅不会对土壤和环境造成污染,又不会给人体和昆虫造成危害。{2}物理防治是利用物理手段来预防和控制病虫害的方法,防治措施包括网罩覆盖农田、设置粘虫板、白糖板等,阻止害虫入侵、吸引捕捉害虫,适合有机玉米生产种植,不会对生态环境造成负面影响。{3}在有机玉米栽培中,可以选择符合有机农业生产标准的化学药剂,其通常是以植物提取物、微生物抑制剂等为主要成分的药剂,对病虫害问题具有一定的控制作用,同时对种植地块环境影响较小。{4}需要定期监测和调查玉米种植田块的病虫害问题,及时发现病害、虫害暴发点及扩散区域,通过根据实际监测结果,采取相应防治措施,比如人工拾取害虫、剪除病叶,以防止病虫害大面积暴发,最大程度上减轻病虫害问题对有机玉米产量和品质的损害。
四、生态农业技术主要类型和内容
1、良性循环多级利用技术
主要指的是采取生物循环和资源再生方式,实现农业生产种植中的资源和能源的多级循环利用,其目的是提高资源利用效率,减少资源浪费,保护土地资源,在农业生产中实现循环经济模式。有机玉米植株收割后留下的残体(秸秆、茎叶)等进行堆肥处理,经过腐烂发酵后用于土壤改良和有机肥料生产,实现废弃资源的再利用和提高土壤肥力,再通过构建农田水循环系统,收集和利用雨水、灰水等农业生产中产生的废水,进行农田灌溉,减少因水资源浪费、废水污染等引发的环境问题,有效提高水资源的利用效率。通过开展农牧循环生产,农作物生产的废弃物可以作为牲畜饲料,而养殖产生粪肥可用于肥料,形成良性循环生产模式,进一步提高农业生产资源利用率,减少生态环境污染。
2、立体开发多层利用技术
这项技术是通过垂直种植、立体种植等方式,将有限的土地空间利用起来,实现农业生产资源的高效利用,不仅可以增加农产品产量,提高土地利用效率,又能够促进我国农业转型升级,推进现代农业发展。具体内容如下:{1}垂直种植,通过将农作物种植在垂直方向上不同层次的生长系统中,比如垂直种植蔬菜、草莓或种植花卉等,最大限度上利用空间资源,提高农产品质量;{2}立体种植,通过在同一地块上种植不同高度的农作物,比如上层种植果树、中层种植蔬菜、底层种植药材等,可以同时生产多种农产品,不会浪费土地资源;{3}多层养殖,通过在不同层次使用不同养殖设施进行养殖,比如鸡鸭禽畜、鱼类水产、水果蔬菜等,为“畜牧业+农业”生产种植环境提供技术保障。
3、时空掩体合理配置技术
生态农业的时空掩体合理配置技术,是指通过合理规划和配置农田、水源,促使农业生产在时空上形成良好的生态平衡,其目的提高农业资源利用效率,减少生态环境破坏,促进社会经济与生态环境的协同发展。一方面,应根据土地种类、资源分布、气候条件等因素,科学规划种植田块,合理布局种植区域,以保证各种农作物拥有足够的生长空间,并要根据地形地貌和水源分布情况,选择合适的灌溉方式,确保农田干旱季节能够获得足够的水源,以避免出现土壤水分亏缺和作物生长受阻。另一方面,也要综合考虑气候变化和季节周期,合理安排农作物种植时间和品种选择,积极采用旋耕、机耕等方式,减少土地侵蚀和土质下降,有效保护土壤生态系统,提高土地资源的可持续利用能力。
4、生态系统调节控制技术
该项技术是以生态系统思维为基础,综合考虑生物、环境、社会等多个方面要素,通过高效构建生态系统,科学管理和优化各项农业活动,合理调节土地、水资源和气候因素,能够实时监控农业生产过程中的各种变量,实现农作物生长环境的管理和控制,有助于提高生产效率和保护自然环境。在此过程中,基于大数据、人工智能等现代信息技术支持下的农业管理系统,可以全过程、全方位监控农业生产过程,包括作物生长周期、温度、湿度、土壤水分含量等,及时发现土壤养分不足或作物生长异常等问题,再配合上自动化排水系统、智能喷灌系统等设备应用,优化调整施肥方案和灌溉计划,还能够根据以往种植经验预测作物生长过程中的问题,提前采取预防措施。
综上所述,积极推进有机玉米种植模式和生态农业技术应用,不仅能够提高玉米产量和品质,又能够维护当地生态环境。因此,要清楚认识这两项栽培种植技术的重要性,贯彻落实玉米品种择优选择,玉米播前精细整地,按照实况适量播种,贯彻落实水肥管理,病虫害防治技术应用等操作内容,并要融入生态农业技术理念及方式,不断促进我国农业产业转型升级,实现生态农业发展。
(作者单位:273516 山东省邹城市北宿镇人民政府农业综合服务中心)
DOI: 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.28.017