大豆旱作节水技术.docx
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大豆旱作节水技术
大豆旱作节水技术
大豆属于蝶形花科,大豆属。
别名黄豆。
大豆原产于我国,据推算,我国种植大豆已有多年的历史。
大豆按其播种季节的不同,可分为春大豆、夏大豆、秋大豆和冬大豆四类,但以春大豆占多数。
石家庄地区栽培大豆以夏大豆为主,兼有小部分春大豆。
夏大豆大多在小麦收获后再播种,耕作制度为麦豆轮作的一年二熟制;春大豆一般在春天播种,十月份收获。
1.大豆的生物学特性
1.1大豆的生物学特征
大豆为短日照作物,品种间对短日照的敏感性差别大。
需充足阳光,要求氮、磷、钾养分较多。
大豆喜排水良好、富含有机质、pH6.2~6.8的土壤。
大豆是直根系,由主根、侧根、不定根组成。
大豆主根和侧根上生有许多根瘤。
分布在耕作层的根瘤菌,在大豆幼苗期,受大豆根系分泌物的影响,从根毛侵入根部,刺激细胞分裂而形成根瘤。
根瘤具有固定空气中的游离氮素的作用。
出苗两周后开始固氮,到开花期迅速增加,接近成熟时固氮能力下降。
大豆茎秆强韧,茎上有节,一般主茎有节14~20个。
茎高一般50~100厘米。
有限结荚习性品种植株矮壮,无限结荚习性品种植株高大。
茎上有分枝,分枝的多少与品种、环境、栽培条件有密切关系。
大豆的叶分为子叶、单叶和复叶。
子叶两片,富含养分。
子叶出土前为黄色或绿色,出土后经阳光照射变为绿色,能进行光合作用。
子叶展开后2~3天即长出两片对生真叶,以后每节长出由3片小叶组成的复叶。
大豆为总状花序,着生于叶腋间或植株顶部。
花朵簇生在花柄上,每个花簇一般有15~20朵花。
大豆落花落荚率较高,一般达30%~40%。
每一单花由苞叶、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊组成。
苞叶两片呈管状;花萼有5个萼片,下部联合成管状;花冠蝶形,位于花萼内部,由1枚旗瓣,二枚翼瓣,二枚龙骨瓣组成;雄蕊10枚,包在龙骨瓣内,9枚联合成管状,1枚分离;雌蕊1枚,位于雄蕊管内,花柱稍弯曲,柱头球形;子房扁平,内含1~4个胚珠,表面密被茸毛。
花为白色或紫色,自花授粉。
1.2大豆的生育特性
1.2.1种子萌发特点大豆种子富含蛋白质、脂肪,在种子发芽时需吸收比本身重l-1.5倍的水分,才能使蛋白质、脂肪分解成可溶性养分供胚芽生长。
1.2.2幼苗生长特点发芽时子叶带着幼芽露出地表,子叶出土后即展开,经阳光照射由黄转绿,开始光合作用。
胚芽继续生长,第一对单叶展开,这时幼苗具有两个节和一个节间。
植株过密,土壤湿度过大,往往第一节间过长,茎秆细,苗弱发育不良。
如遇这种情况应及早间苗、破土散墒,防止幼苗徒长。
幼茎继续生长,第一复叶出现,称为三时期。
接着第二片复叶出现,当第二复叶展平时,大豆已开始进入花芽分化期。
1.2.3花芽分化特点大豆出苗后25—35天开始花芽分化,复叶出现2—3片之后,主茎基部的第一、二节首先有枝芽分化,条件适宜就形成分枝,上部腋芽成为花芽。
花芽分化期,植株生长快,主茎变粗,分枝形成,根系继续扩大,大量花器不断分化和形成。
1.2.4开花结荚期特点一般大豆品种从花芽开始分化到开花需要25-30天。
大豆开花日数18天到40天不等,有的可达70多天。
有限开花结荚习性的品种,花期短;无限开花结荚习性的品种,花期长。
大豆开花的适宜温度在25-28℃之间,29℃以上开花受到限制。
土壤湿度小,供水不足,开花受到抑制。
当土壤湿度达到田间待水量的70%-80%时开花较多。
1.2.5鼓粒成熟时特点大豆在鼓粒期种子重量平均每天可增加6-7毫克。
种子中的粗脂肪、蛋白质及糖类随种子增重不断增加。
鼓粒开始时种子中的水分可达90%,随着干物质不断增加,水分很快下降。
干物质积累达到最大值以后,种子中水分降到20%以下,种子接近成熟状态,粒型变圆。
2.大豆的需水规律
大豆属于需水较多的旱作物,对土壤水分的要求比较严格,土壤水分充足与否,对大豆各生育阶段的发育及产量形成,都有较大的影响。
2.1播种~出苗期为了使大豆种子萌发和出苗良好,需要创造适宜的温度、水分和通气环境。
大豆发芽需要吸收相当于本身重量120%~140%的水分。
试验表明,土壤湿度相当于田间持水量75%~95%时,出苗率最高。
土壤湿度低于田间持水量的70%,出苗率降低,低于田间持水量的60%则严重缺苗。
通过田间试验得出,土壤湿度为田间持水量的60.1%时,出苗率仅为77%,土壤湿度相当于田间持水量的79.7%时,出苗率可达94%。
上述试验均表明,大豆种子萌发,土壤湿度相当于田间持水量80%左右时出苗率最高。
但土壤湿度过大时,出苗率反而降低。
大豆出苗后,幼苗较耐旱,土壤水分可稍低些,宜控制在田间持水量的60%~70%。
2.2出苗~分枝期出苗到分枝出现叫幼苗期,田间分枝数达50%为分枝期。
这期间根系比地上部分生长快,根系发达,茎杆粗壮,节间短,叶片肥厚,比较耐旱。
根据黑龙江省依兰县春大豆试验资料,土壤湿度占田间持水量63%时,不影响小苗发育。
如果土壤湿度低于田间持水量的60%时,对幼苗生长有影响。
在这一阶段,为使根系向土壤深层发展,土壤水分适宜时才有利于壮杆蹲苗。
土壤湿度若超过田间持水量的75%,会导致大豆根系沿地表层发展,不利于大豆生长后期的管理。
夏大豆此时期若遇多雨年份,更应注意控制土壤水分,防止烂根病发生。
因此,土壤湿度应在田间持水量的60%~75%。
2.3分枝~花期从花芽开始分化到花开放称为花芽分化期。
花萼原基出现是大豆植株由营养生长进入生殖生长的形态学标志,需水量逐渐加大,应及时供应养分和水分,以促进根系和茎叶正常生长。
从各地春、夏大豆灌溉试验成果得出:
在这时期土壤湿度低于田间持水量的65%时,影响开花;土壤湿度低于田间持水量的60%时,大豆生长受到抑制,落花率明显增加。
试验表明,土壤湿度每下降田间持水量的1%,落花率增加0.6%~0.8%。
土壤湿度控制下限不应低于田间持水量的70%。
以土壤湿度相当于田间持水量的60%为对照,土壤湿度为田间持水量70%时增产27.8%,占田间持水量75%时增产14.8%。
因此,土壤湿度应占田间持水量的70%~80%为宜。
当土壤湿度达到田间持水量的84.7%时,则易出现烂根,下部叶片发黄,底花脱落,故此期间土壤水分不应超过田间持水量的84%为好。
2.4花期~鼓粒期开花株数达10%时的日期为始花期,从始花到终花为开花期,从幼荚出现到拉板完成为结荚期。
由于大豆开花与结荚是并进的,因此又可将这两个时期通称开花结荚期。
此期植株生长发育最旺盛,干物质积累也最多,在茎叶迅速增长的同时,株体内贮藏的营养物质和新同化的光合产物大量地向花荚积聚,此期乃是决定花荚数的关键期。
这期间大豆需水量加大,日需水强度达到顶峰。
试验表明:
当开花~鼓粒期平均土壤湿度为田间持水量的73%以上时,产量最高,落花最少,结荚数也最高。
黑龙江依兰县试验站五年试验的结果:
土壤湿度在田间持水量75%~80%时,能促进早开花,多开花,少落花,多结荚。
灌溉资料证明,花荚期土壤湿度控制在田间持水量75%以上时,较土壤湿度占田间持水量65%时大豆增产24%。
因此,对于春大豆来说,此期土壤湿度应在75%~85%为宜。
对于夏大豆来说,其作物需水状况与春大豆基本相同。
由于花荚期一般处在8月,此期降雨较多,遇到降雨偏多的年份,土壤湿度过大,豆苗易于徒长。
安徽省水科所根据试验成果提出,夏大豆花荚期最优土壤湿度,在计划湿润层(0~40厘米)应保持在田间持水量的70%~75%为好,以保证土壤有良好的透气性。
2.5鼓粒~成熟期大豆从开花结荚到鼓粒阶段,没有明显的界限。
在田间调查记载,把豆荚由扁形趋圆,籽粒显著突起的植株达50%以上时,称为鼓粒期。
当种子变圆、变硬,最终呈现本品种故有的形状和色泽时即为成熟。
成熟期大豆株体的营养生长停止,全部转入生殖生长,种子成为光合产物和茎杆营养物质转运及积累中心,可溶性物质增长很快,豆荚先增长度后长宽度,荚内豆粒逐渐膨大。
需水强度虽比花荚期有所下降,但株体快速的生殖生长也需要足够的水分。
为防止大豆早衰而影响产量,保持土壤有足够的湿度是十分必要的。
我国黑龙江省依兰县水利试验站研究认为,后期土壤湿度低于田间持水量65%时,影响大豆晚期长势,粒重相应下降,百粒重降低2.9克。
铁岭市水科所通过不同土壤湿度探求该阶段土壤水分控制标准,以田间持水量60%为对照,结果湿度占田间持水量70%的处理,增产幅度较大,比对照增产26.7%,干物重比对照增加32.8%。
降到田间持水量65%时,比对照增产14.0%,干物重增加12.4%。
安徽省水科所试验证明,对于夏大豆,这一时期0~40厘米土层内,平均含水量应在田间持水量的60%~70%,否则影响籽粒饱满度。
综上所述,大豆不同生育时期计划湿润层的适宜土壤湿度:
播种时应在田间持水量的80%;出苗后控制在田间持水量60%~70%;出苗~分枝期,为田间持水量的65%~75%;分枝~开花期,为田间持水量的70%~80%;花期~鼓粒期为田间持水量的75%~85%;鼓粒~成熟期在田间持水量的65%~75%。
夏大豆花荚~鼓粒期土壤湿度低于春大豆10%、鼓粒成熟期低5%外,其它各生育期与春大豆基本相同。
3.大豆旱作节水栽培技术措施
大豆是我市重要杂粮作物,年种植面积30万亩左右,主要是夏大豆,少部分春大豆。
春播大豆在4月25日至5月初播种,夏大豆在6月5日—20日播种。
大豆生育期基本处于我市雨量集中的夏季,但降雨分布不均,且多集中在7月下旬至8月中上旬,在大豆生育期的前期与后期往往干旱少雨,不利于大豆的生长,为充分利用中期的充沛降雨,减少前后期干旱少雨带来的不利影响,我市积极推广大豆节水栽培技术,提高大豆水分生产率,实现大豆丰产稳产。
3.1选择耐旱品种
选择生育期适宜的耐旱大豆品种,以分枝型品种为宜,以提高覆盖度,减少地表水分蒸发。
经过近几年的种植实践,适宜我市种植的大豆优良品种有冀豆4号、冀豆12号、冀黄13、五星1号、科丰6号、邯豆3、冀豆10号、冀豆7号、邯豆4号等。
同时,推行窄行密植栽培模式,行距30-40厘米。
(3)播种深度3-4厘米,亩播种量5-7公斤。
3.2合理耕作
轮作倒茬能充分发挥大豆肥茬优势,减轻病虫害发生程度,三年或两年轮作倒茬一次,效果较好。
夏大豆适期早播,可明显提高产量。
我市大豆以安排在在6月5日-20日播种为宜。
在旱地上采用横坡垄作或实施保护性耕作,可保持水土,纳雨保墒,增产增收。
3.3地膜覆盖
地膜覆盖可减少土壤表面水分的无效蒸发,提高灌溉水、自然降水以及土壤水分的利用率。
试验结果表明:
在大豆生上采用行间覆膜技术,土壤含水量提高3.4个百分点,15厘米土层土壤温度提高2.87℃,自然降水水分利用效率提高28%,大豆增产30%。
3.4秸秆还田
秸秆还田技术(包括根茬还田技术)主要有三种方式:
一是粉碎后覆于地表,二是粉碎后混拌于耕层,三是秸秆造肥还田。
在作物行间地表覆盖秸秆,不仅能减少作物地表水分的无效蒸发,而且能减少降雨的径流损失,从而提高土壤耕层供水量,有明显的增产效果。
秸秆粉碎混拌于耕层后,降低了土壤容重,增加了土壤田间持水量,同时秸秆吸水溶胀,随着腐解过程缓慢释放。
作物秸秆肥还是很好的有机肥料,可以改善土壤的理化形状,提高土壤蓄水保墒能力。
3.5化学控制
3.5.1土壤保水剂
包括土壤覆盖和作物根圈土壤混拌两种方式。
化学覆盖下土壤孔隙中的水气受到多分子膜的阻碍,不能散发,而在膜下聚积凝结,形成液态水重新返入土壤,如此循环,使耕层土壤中的水分含量不断升高。
化学覆盖的方法可分为成膜法、泡沫法和粉末覆盖。
根圈土壤混拌主要是将一些高分子吸水树脂穴施或条施到种子周围,这些高分子树脂吸水速度快,在干旱环境下能将所含水分通过扩散慢慢渗出来,并有反复吸水和渗水的特性。
3.5.2种子处理剂
应用种子处理剂进行化学控制。
一种是种子抗旱种衣剂,多属于高分子树脂类,以种子涂层、苗木根系涂层效果较好,如东北农业大学研制的抗旱种衣剂、黑龙江省农科院土肥所研制的大豆抗旱种衣剂等。
另一种是种子药剂处理,播种前进行种子药剂处理,如多种无机盐(CaCl2、NaCl、MgSO4等)、有机酸(黄腐酸、琥珀酸等)、乙醇胺、生长调节剂(赤霉素等),都可以在不同程度上取得抗旱增产的效果。
3.5.3抗蒸腾剂应用
作物根系吸收的水只有1%成为作物细胞的组成部分,其余的99%都通过作物蒸腾进入大气。
根据抗蒸腾剂的性质及其作用方式,一般分为三类:
代谢型气孔抑制剂(甲草胺、二硝基酚等)、薄膜型抗蒸腾剂(CS6342、丁二烯丙烯酸等)、反射型抗蒸腾剂(高岭土)。
3.5.4生长调节剂应用
在提高作物抗旱能力的化学药剂中,如矮壮素(CCC)、多效唑等生长抑制剂能促进根系生长发育,在干旱的情况下,发达的根系能加强作物对水分的吸收,增强作物抗旱能力。
经过反复试验,人们发现脱落酸和黄腐酸具有抗蒸腾剂和生长抑制剂的双重特点,既能促进根系发育,又能在一定程度上关闭气孔,在农业生产中有显著的抗旱增产效果。
3.6合理施肥
通过合理施肥,特别是有机、无机肥的配合施用,使作物生长健壮,增强作物根系的吸水功能,提高作物抗旱能力。
同时增加土壤有机质含量,改善土壤结构,增大土壤水库的库容量,达到以肥调水、以水促肥的水费耦合作用。
一般亩底施复合肥15-20公斤,初花期亩追尿素8-10公斤,硫酸钾5—6公斤。
夏大豆铁茬播种土壤肥力低或大豆幼苗生长瘦弱,在苗期补追二铵每亩15—20公斤。
结荚鼓粒期后植株根系开始衰老,吸收能力下降,大豆常因缺肥而造成早衰减产。
从结荚开始每隔7-10天亩用尿素300克+磷酸二氢钾150克+硼酸75克兑水50公斤,在无雨天的下午进行叶面喷肥一次,喷施部位以叶片背面为好,连喷1-2次。
试验结果表明:
在同样水分条件下,平衡施肥具有显著增产效果,可大大提高降雨利用效率。
3.7节水灌溉
大田旱作农业区很少使用灌溉技术,即使在具备灌溉条件的地区也大多数是地表流水灌溉,这样做既浪费人力、物力,又浪费水资源,同时由于地表径流使土壤养分迁移,造成地力不均。
要大力推广喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉技术,节水灌溉技术的应用,可以有效缓解旱情,提高大豆种植效益。
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