[发明专利]一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术

说明书

本发明公开了一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，即垄宽60cm，垄高为15cm，沟宽120cm，垄种1行、沟种2行玉米植株的垄沟立体种植技术，种植密度为67500株/hm²，行距60cm，株距24～25cm。该种植技术基于地面构建的垄沟状微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成玉米叶层错位分布，可有效改善冠层透光率，在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积指数及较长的绿叶面积高值持续期，显著增强沟内玉米植株的光合性能，成熟期积累较高干物重，最终收获较高玉米籽粒产量，提高夏玉米的光能利用效率。该种植技术具有操作简单、技术易掌握、成本低、易于推广的优点。

技术领域

本发明属于作物种植技术领域，具体涉及一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术。

背景技术

研究发现，至2050年，全球谷物需求增长约56％，其中对玉米的需求就占到45％。如何挖掘玉米高产潜力以满足巨大的粮食需求成为当前高产栽培急需解决的关键问题。光合作用是作物产量形成的基础，而冠层结构是影响作物光分布及光合特性的重要因素。因此，如何改善冠层光照条件，使玉米在籽粒灌浆中后期维持高效冠层结构及较高的群体生产能力是我们急需解决的关键科学问题。

微地形改造是人类根据科学研究或改造自然的实际需求，有目的的对地表下垫面原有形态结构进行的二次改造和整理，从而形成大小不等、形状各异的微地形。通过微地形改造形成的不同垄沟种植模式，可显著改善土壤的通气性及冠层光照、湿度和CO₂等作物生长的微环境，对良好冠层结构的构建及作物产量提升具有重要意义。此外，垄沟种植亦可增加作物对养分的吸收利用，提高作物对土壤养分的利用效率，从而促进产量的增加垄沟种植模式亦显著提高了水分利用效率。

前人针对垄沟种植模式对作物生长的微环境及水分利用效率的调控效应已开展了相关研究，但大多仅限于垄作或者沟播。而垄、沟均种植作物的立体种植模式可直接改变作物群体中个体的生态位，人为形成叶层错位分布，可有效改善冠层光照条件，对作物高光效群体构建及产量的调控和玉米光能利用效率的提高具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在问题，本发明的目的在于，提供一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术，该技术方法可显著提高夏玉米籽粒灌浆期间光能利用效率及籽粒产量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

①通过机械或人工作业，在农田地面构建垄宽60cm、垄高为15cm、沟宽120cm的垄沟相间的微地形；②在垄沟交界处和沟中间位置分别开沟施肥。施肥种类和量分别为纯氮112.5kg hm^-2、P₂O₅120kg hm^-2、K₂O 96kghm^-2，施肥深度为8～10cm；③分别在垄上和沟内种植夏玉米。垄中间位置种植1行、沟中距离垄底30cm的位置分别种植2行玉米，行距60cm，株距24～25cm；④在玉米大喇叭口期，行间开沟追施氮肥纯氮112.5kg hm^-2，施肥深度5～8cm；⑤基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，进一步形成叶层错位分布，改善了夏玉米冠层中下部光照环境；⑥延缓沟内玉米植株叶片衰老进程，在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积和绿叶面积高值持续期，光合性能明显增强；⑦较传统种植模式而言，成熟期收获较高籽粒产量，提高玉米的光能利用效率。

本发明的垄沟均种植玉米的垄沟立体种植技术模式，基于地面沟垄相间的微地形，形成玉米群体内个体垂直高度的差异，促成不同部位叶片错位分布，在垄沟系统中构建了“波浪式”群体结构，能有效改善冠层光照条件，显著增加了冠层中下部叶层透光率；延缓了沟内植株绿叶面积的衰老进程，使其在籽粒灌浆中后期维持较高的绿叶面积及较长的绿叶面积持续期；同时沟内植株光合性能明显增强，成熟期积累较高干物质，最终收获较高籽粒产量，提高了夏玉米的光能利用效率。