淮北地区大豆玉米带状复合种植的大豆品种筛选试验初报
作者: 陈惠华 刘秀秀 陈露婷 徐鹏 李振宏
大豆玉米带状复合种植的技术核心是选用紧凑型玉米和耐荫型大豆品种,利用2行密植玉米带与2-6行大豆带复合种植,大豆、玉米缩株保密,株距缩小到0.1m左右,中间种植大豆的距离,相当于将玉米的行距扩大到1.2m-1.4m,更好地利用光能和肥力,提高土地产出率。玉米受光空间由净作的平面受光变成立体多面受光,行行具有边行优势;大豆受光量显著增加,边际劣势显著下降;实现玉米基本不减产、多收一季豆,每667m2土地产出1.5倍。
大豆是我国主要的作物之一,大豆不仅是重要的植物蛋白食品和食用油原料,而且是畜牧业重要的饲料来源。我国大豆供需矛盾突出,进口依赖严重。大豆巨大的供需缺口是困扰国家粮油安全的卡脖子难题。为了解决国内大豆缺口,耕地面积有限的问题,国家从2022年起大力推广大豆玉米带状复合种植。2022年睢宁县承担了1667.5万m2的大豆玉米带状复合种植推广任务,同时还承担了农业农村部安排的733700m2部级示范区以及大豆玉米品种筛选和不同模式实验核心示范区106720m2的任务,坚持稳粮与增豆并重,力争玉米单产与清种基本相当,尽可能增加大豆产量,争取大豆平均每667m2达到100kg左右,甚至更高。
2022年7月和8月,持续高温干旱,雨水稀少,降水量只有常年同期的不到四成。高温和干旱叠加,对大豆、玉米的产量影响较大。玉米出现花粒、突尖、瘪粒、空杆、畸形穗等现象,加重穗腐病的发生。大豆容易导致植株叶片枯萎死亡,花而不实,瘪荚不鼓粒,落花、落荚,坐荚率明显减少的现象。在这样的气候条件下,对适宜带状复合种植的大豆品种提出了更高的要求,不仅要耐荫,耐密植,还要耐热,抗干旱。
该技术稳粮增豆,是扩大大豆种植面积、提升大豆产能的有效途径,对保障国家粮食安全特别是玉米大豆安全具有重要战略意义。
试验目的:以耐荫抗倒为基础,通过多品种试验,筛选出淮北地区适应大豆玉米带状复合种植的大豆高产良种。
一、试验设计与方法
1、复合种植小区
①播种面积: 54m2; 行长:20m。
②每单元大豆4行,玉米2行,带宽2.7m。
③每单元玉米行距:0.4m;株距0.11m;大豆行距: 0.3m;株距0.1m,玉米行与大豆行的间距0.7m。大豆的理论密度为9877株/667m2,玉米的理论密度为4490株/667m2。
④清种小区,行长:8m,大豆6行,行距 0.4m,株距0.17m,密度为9804株/667m2;玉米4行,行距0.6m,株距0.25m,密度为4445株/667m2。
2、试验的基本情况
大豆品种:选取江苏睢宁表现较好的耐荫抗倒20个品种,徐豆25、徐豆27、神州豆3号、灌豆2号、灌豆4号、瑞豆1号、徐豆20号、淮豆13号、南农47、齐黄34、中黄301、苏豆21、皖宿1208、徐豆18、南农69、苏豆26、荷豆33、嘉豆2号、安豆203、郓豆1号。大豆播前采用精甲·咯菌腈、噻虫嗪三元复配药剂拌种。
玉米品种:选取株型紧凑耐密抗倒的品种,MY73、江玉898、瑞华玉288、裕丰303、农大372等40个品种。使用28.08%噻虫嗪+0.66%咯菌腈+0.26%精甲霜灵三元复配种衣剂进行二次包衣。
地点:江苏省睢宁县王集镇田河村,经纬度为N:33°97′10.11″,E:117°76′66.25″。
基本情况:土壤质地为沙土,地势平坦,土壤肥力中等偏上,试验为小麦玉米周年生产,前茬小麦产量在650kg/667m2左右。
整地情况:播前麦草离田耕翻,浅旋,镇压。
种植情况:玉米施肥情况,2022年6月18日播种,机械播种,播种量1.5kg/667m2肥料运筹为基施茂施控释掺混肥(N-P2O5-K2O=25-5-8)65kg/667m2,种肥同播。
大豆施肥情况:2022年6月20-21日播种,人工点播,播种量3kg/667m2,肥料运筹为基施硫酸钾型复合肥(N-P2O5-K2O=14-16-15)15kg/667m2, 种肥同播。
产量调查:收获前理论产量测定,量取一个生产单元中大豆的距离,计算大豆的平均行距,依据平均行距,计算临近2行的每1m2株数,算出667m2的株数。连续测定10株大豆的株高和底荚高,并取回室内考种,测定水分、株荚数、株粒数、百粒重。
理论依据:采用玉米带与大豆带复合种植,既充分发挥高位作物玉米的边行优势,扩大低位作物大豆受光空间,实现玉米带和大豆带年际间地内轮作,又适于机播、机管、机收等机械化作业,在同一地块实现大豆、玉米和谐共生、一季双收。一般玉米带种植2-4行、大豆带种植2-6行,通过调控作物的株行距,实现玉米与清种密度基本相当、大豆达到清种密度的70%以上。
播种出苗情况:播种时气候高温干旱,大豆顶土能力较差,出苗率只有65%左右,进行了人工补种。
二、 试验结果与分析
1、由表1分析,大豆玉米带状复合种植中大豆的株高和底荚高数值普遍偏高。为筛选出耐荫、耐密、抗倒、早熟、抗病和宜机收的品种,大豆整个生育期都未喷施化控产品。在大豆玉米带状复合种植模式中,由于大豆受到高位作物玉米不同程度的遮荫,光照不足,光合作用降低,生长发育受到抑制,植株的茎杆变得细弱,节间伸长,茎杆强度低,容易倒伏。通过调查,徐豆25植株明显瘦高,茎杆细。灌豆4号由直立型变成半直立型。徐豆27不抗倒伏,倾斜度高。带状复合种植要求大豆植株主茎发达,节间短,抗倒伏,有限或亚有限结荚习性。分枝多,单株粒重在10g以上,苗期抗倒力强的中晚熟大豆品种。缩短大豆的节间,增强植株茎秆的韧性,增加茎秆的抗折力尤为重要。
2022年7月28日睢宁县遭遇一场8级以上阵风、短时强降水强对流天气,玉米出现不同程度的茎折,大豆植株出现不同程度的倾斜。大豆开花期出现倒伏现象可不采取任何措施,靠植株自我调节进行恢复;开花期以后严重倒伏可人工适当两行对扶,但不能人工强行扶起,以免植株折断形成二次伤害。
2、灌豆4号和瑞豆1号清种株型较大,表现为半张开型;而复种株型较小,表现为收敛型。同一品种,复种的大豆分枝普遍比清种的分枝要少。其中瑞豆1号清种的分枝比复种的分枝多4.2个,南农47清种的分枝比复种的分枝多3.7个,中黄301清种的分枝比复种的分枝多2.9个。徐豆20号、郓豆1号、灌豆2号清种的分枝和复种的分枝分别多0.3个、0.7个和0.9个,相差较小。20个品种中只有苏豆21复种的分枝比清种的分枝多0.6个。空瘪率清种大豆和复种大豆无明显的规律性。
3、由表2分析,同一品种大豆复种的种荚数明显少于清种的荚数,其中南农47的复种荚数比清种少110.7个,灌豆4号的复种荚数比清种少57.5个,中黄301的复种荚数比清种少50.9个。除郓豆1号的复种荚数和清种相差最小,为5.2个,其余品种的复种荚数和清种的数值相差在10-50个之间。只有大豆属低位作物,受到高位作物玉米的影响,大豆的节间过度伸长,叶面积变小,叶柄夹角变小,捕光能力弱,茎杆的强度降低,形成了低产株型。
4、由表2分析,同一大豆品种复种的豆粒数明显少于清种的豆粒数。其中南农47的豆粒数复种和清种相差最大,相差183.3粒,灌豆4号的豆粒数复种比清种少116.4粒,瑞豆1号的豆粒数复种比清种少109.7粒。徐豆20号、郓豆1号、苏豆21豆粒数复种和清种相差相对较小,分别为36.7粒、36.5粒、10.9粒,苏豆21的豆粒数复种和清种相差最小。
土壤肥力不足的小区,可追施鼓粒肥。在鼓粒初期(播种后60d左右),每小区追施氮磷钾复合肥0.7kg,保荚、促鼓粒,增加单株有效荚数、单株粒数和百粒重。一般地块要在鼓粒中后期着重进行叶面喷肥,每7~10d叶面喷施磷酸二氢钾加芸苔素内酯2次,延缓大豆叶片衰老,促进鼓粒,增加百粒重,提高产量。
同一大豆品种复种的产量明显低于清种的产量。其中南农47的复种产量和清种产量相差最大,复种产量比清种产量低243.47kg/667m2,瑞豆1号的复种产量比清种产量低215.86kg/667m2,灌豆4号的复种产量比清种产量低211.05kg/667m2。徐豆18、徐豆20号、苏豆21的复种产量比清种产量分别低58.71kg/667m2、49.34kg/667m2、18.44kg/667m2苏豆21的复种产量和清种产量相差最小。
三、试验总结
通过试验数据分析,大豆玉米带状复合种植中大豆产量较高、综合性状表现较好的品种有苏豆21、灌豆2号、郓豆1号、灌豆4号,复种产量分别为137.34kg/667m2、135.45kg/667m2、121.27kg/667m2、110.03kg/667m2,在未施用任何化控产品的情况下,每667m2产量均超过了100kg/667m2,较适合带状复合种植,是耐荫、耐密植、抗倒伏的品种。
大豆的生物固氮作用和轮作效应使土壤有机质含量增加,根瘤固氮量提高, 经田间调查发现带状复合种植玉米和大豆的病虫害明显减轻,减少了农药的施用量。
四、试验中的技术难题和注意事项
1、播种。为提高播种质量,防止机械拥堵和实施苗前封闭化学除草,小麦收获后应秸秆离田或机械灭茬。麦收后及时板茬适墒播种,墒情较好地块抢墒播种;土壤较干旱时,根据天气预报等墒播种或造墒适时播种,有条件的播后及时喷灌,浇蒙头水,切忌漫灌,漫灌后土壤容易板结,大豆顶土能力差,影响出苗。使用大豆玉米种肥一体机播种提倡使用北斗导航系统,提高作业精度及衔接行距的均匀性,便于田间管理及后期收获。
2、苗期管理。当大豆小苗长两片真叶,第一片复叶尚未展开时,根据留苗密度进行人工手动间苗。去掉弱、小、病苗,保留壮苗,留苗要均匀一致。2022年播种时气候干燥,大豆出苗较差,出现成段缺苗断垄现象,移密补稀或在相邻穴(行)留双苗,双苗要尽量大小一致,对缺苗现象严重地块的进行补播,保证小区的种植密度。
3、 沟系配套。带状复合种植田块防止涝害,应以预防为主,地块整好后及时开沟,两个带宽开一条纵沟,20m-30m开一条腰沟,沟宽0.25m-0.30m,开沟机器安装北斗导航系统,以保证沟的平直,方便后期种肥一体机播种。低洼地块还要加深沟的深度,要做到内外沟系畅通,降低田块的水位。大豆、玉米播种后若遇连续阴雨天气,田间易出现积水,要及时出沟排水,做到雨歇无积水。田块积水时间较长的,已经出现烂根、死苗,造成田间大量缺苗,应及时查田补栽,缺苗断垄严重的,应及时补种或重种。
4、化学除草。杂草防除采用“一封一杀”策略。在玉米和大豆播种后立即进行土壤封闭处理,土壤封闭施药后,可结合喷灌、降雨或灌溉等措施,将小麦秸秆上沾附的药剂淋溶到土壤表面,提高封闭效果。播后苗前用 96%精异丙甲草胺乳油(金都尔)100ml/667m2封闭除草。封闭效果不佳时,在玉米3-5叶期、大豆2-3复叶期、杂草2-5叶期茎叶除草,选择玉米、大豆专用除草剂进行定向喷药。因播种时存在玉米行距宽窄不一,生产单元也宽窄不一,给机械化田间化除带来难度,很容易造成玉米和大豆两种除草剂相互侵害粘附漂移。大部分种植户采用自制隔板,田间操作是一人喷药,左右各一人持隔板,3人同步进行,效率低。
5、科学化控。试验田未化控,大豆、玉米的茎秆细弱,不抗倒伏,大豆植株均出现了不同程度的倾斜。带状复合种植大豆、玉米一定要进行化控,玉米8-10叶期喷施矮壮素或玉黄金(胺鲜酯和乙烯利),控制株高,缩短基部节间,降低穗位高,增强抗倒伏能力,减弱遮荫效果。严格遵守“喷高不喷低、喷旺不喷弱、喷黑不喷黄”原则。大豆分枝期和初花期用烯效唑,初花期或结荚期用胺鲜酯控旺,促进细胞分裂,提高结荚数并促进灌浆,增加茎粗,缩短节间,增强抗倒力。
6、病虫害防治。大豆玉米统一采用植保无人机、高杆喷雾机等喷施高效低风险农药,统防统治。生长期间注意防治蚜虫、点蜂缘蝽、蛴螬、甜菜夜蛾、食心虫、豆荚螟等害虫。防治点蜂缘蝽,在大豆植株现蕾、开花和初荚期,可用噻虫嗪、呋虫胺每隔7~10d喷1次,连喷2次。注意防治成株期病害,主要包括大豆根腐病、大豆溃疡病、大豆拟茎点种腐病、炭疽病等,可在开花初期及结荚期使用嘧菌酯+苯醚甲环唑进行防控。
7、收获。大豆适宜收获时期是在黄熟期后至完熟期之间,此时大豆叶片脱落80%以上,豆荚和籽粒均呈现出原有品种的色泽,籽粒含水率下降到15%~18%,豆粒归圆,植株变成黄褐色,茎和荚变成黄色,用手摇动植株会发出清脆响声。大豆收获作业应该选择早、晚露水消退时间段进行,应避开中午高温时段,减少收获炸荚损失。
(作者单位:221200 江苏省徐州市睢宁县农业农村局)