[科普中国]-[原创]玉米育种试验田“2行畦”精准高效种植法

1   玉米育种试验田操作方法的现状1.1   玉米育种试验田的设置要求玉米育种试验田满足土地平整、地力均匀、灌溉排水方便等条件。玉米育种田间试验主要包括育种材料晋代试验、测配组合比较试验和新组合（品种）比较试验，行长4～10 m，中间留有0.5～1.5 m的观察走道。晋代试验单行种植，测比试验每个组合种植2行，品比试验每个组合（品种）种植4行或5行。为了灌溉方便，一般每4～6行起一个畦埂。1.2   田间试验操作步骤人工撒施肥料，耕地机械进行翻耕和旋耕，保证播种质量；按照试验标准，测量并确定畦埂位置，插标识杆，人工起埂或拖拉机携带打埂机进行起埂，人工使用铁耙把畦面拉平；使用约18 kW以下的小型拖拉机携带改造的3行玉米播种机进行开沟；人工划出播种区和走道，排放种子后，人手一根播种竿逐行播种，最后覆土，浇水。由于不同工人撒施肥料的习惯、方式不同，因此肥料施用均匀度不高；采用小型四轮拖拉机携带3行玉米播种机开沟时，两边的播种沟与拖拉机行走方向重叠，造成两条边沟低、中间沟高。灌溉时中间沟水少，出苗慢，行间出苗时间差异大，增大了试验误差。采用手提自动播种施肥器播种，虽然可以实现精准施肥，但是需要先进行人工划行，这样就需要较大工作量，且株距标尺固定螺母经常松动，株距难以控制均匀，播种嘴和施肥嘴时常张不开，易发生漏播种和漏排肥的现象，效率难以提高。采取框线法播种无须划行开沟，使用点播器不必弯腰埋种，减轻了劳动强度，精准度高。但是使用框线法播种时需要固定两人专门负责移动框线，框线松紧需严格控制，长时间使用会拉长株距；随着两侧钢管的长度误差以及行距测量误差不断积累，极易造成行向倾斜的现象；点播器下种口也易被泥土堵塞。多年来虽然都在传统方法上做了改进和提高，但整个操作过程步骤多、用工多、成本高、耗时长、精准度低的问题一直没有获得实质性的进步。1.3   畦面宽度对试验管理的影响现在多数玉米育种单位多种植4～6行畦。条件好的单位使用微喷灌、平畦种植，布设微喷带需要较多工时，且微喷带两头浇水量有时差异较大。因玉米播种时间紧，很难使畦面平整度达到理想水平；若畦面宽、高低不匀，浇水时水流速度低、用时长、浇水量大，水分利用效率低。特别是在玉米生育后期，往往会因漫灌水量大造成玉米倒伏；由于畦埂能够储藏较多的养分和水分，造成靠近畦埂的2行玉米明显比畦面的玉米长势好，影响了试验的一致性和精准度。1.4   “2行畦”的特点蔬菜种植管理精细，浇水次数多，产值高，“2行畦”一般用于蔬菜栽培中，大田作物鲜有采用。畦面越窄，则起埂越多，起埂工时越长，但畦面平整难度降低，浇水速度加快，试验一致性提高。如果把玉米试验地设计为2行畦，则可以明显提高浇水速度，且每行玉米都与1畦埂相邻，满足试验对一致性的要求。但是“2行畦”模式需要制作的畦埂数量多，且埂与埂的中心距离仅仅1.2 m，无法使用机械起埂。这也是玉米育种试验一直没有采用2行畦种植的技术瓶颈所在。2   玉米育种田间试验，“2行畦”精准高效种植的方法针对宽畦面（4～6行）平整难度大、浇水效率低、行间差异大、试验精准度低，采取“2行畦”种植又无法采用机械起埂，靠人工起埂用工过高的问题，本研究团队经过多年的摸索、探讨和实践，成功研究出一种实现玉米育种试验“2行畦”精准高效种植的方法。“2行畦”精准高效种植法的操作步骤如下。2.1   改造4行玉米播种机，实现施肥开沟机械化以15～18.75 kW的拖拉机作为配套动力，悬挂玉米4行单粒播种机。播种耧腿双侧增加翻土板，并改造成开沟器。在播种机两侧增加划行器。调整开沟器，行距为60 cm。调整施肥耧腿的深度，且比开沟器深3～5 cm，向左或向右错开开沟器8 cm以上，防止肥烧种。调整拖拉机悬挂，使4个开沟器中心线与拖拉机中心线重合。调整划行器划线位置，且与拖拉机中心线距离为240 cm。根据播种机提供的参数，调整肥料用量调控装置，达到试验要求施肥量。2.2   直接翻耕、旋耕不施肥，施肥、开沟和起埂一次成直接翻耕、旋耕，达到试验地所要求的整地质量。把肥料加入到播种机肥料料斗中，从左或右一侧开始施肥、开沟。为保证拖拉机第一次行走为直线，可在地两头拖拉机行走中心线上插上标志杆。从左侧开始时（图1），放下右侧划行器，开始施肥、开沟，行间自然成埂。到地头时收起右侧划行器；返回时，拖拉机行走中心线与划行器的划线重叠，放下左侧划行器。从右侧开始时，反之。因为拖拉机的左右轮内距大于或等于75 cm，轮外距小于170 cm，因此拖拉机左右轮正好位于第1行与第2行、第3行与第4行中间，不与播种行重叠。如图2 -Ⅰ所示，B埂是拖拉机轮子行走压过的位置，所以B埂高度会比A埂低5～7 cm。田间作业操作过程中，人员可踩B埂，但不能踩A埂。2.3   划区后 “一杆双行”播种，横向覆土平整一次成畦按试验规划，在试验地两侧拉上长卷尺，根据行长和走道设计插上标识杆，横向拉上绳子，即完成小区划分。摆放种子，人手一根播种竿进行播种。把播种竿放在B埂上，播种人员的脚踩在左右两个播种沟中，“一杆双行” 向前播种。覆土人员使用铁耙横向推、拉，把B埂的土覆盖到左右两个播种沟中（图2-Ⅱ），多余的土可拉到A埂上，拉平畦面，保留A埂，并将其作为畦埂，完成覆土、平畦、成畦作业（图2-Ⅲ）。覆土人员对下一畦面覆土时，同时正好完成脚下畦面2行的镇压工作。2.4   规划水垄沟，浇水保齐苗根据试验地长度和地势，规划横向的浇水垄沟。原则上纵向浇水长度不超过30 m，这样做可以提高浇水效率。由于开沟后播种时间长，很容易造成墒情不足，出苗不匀，因此不提倡播种前造墒。播种后浇“蒙头水”，可以保证种子萌发且水分充足，促使出苗整齐，一播全苗。3   “2行畦”精准高效播种法的技术优势（1）巧妙利用施肥开沟时形成且拖拉机未曾压到的土埂作为“2行畦”的畦埂，增加了划行器，未额外增加作业程序和工作量，解决了“2行畦”机械化精准起埂问题。（2）“2行畦”的畦面窄，可将播种后覆土与畦面平整工序合并，使工作量减少，降低了平整作业难度，易形成平整度高的畦面。（3）每行玉米都与1畦埂相邻，保证了行与行之间土壤环境条件的一致性。（4）通过机械化操作，提高了行距、种肥距离、播种深度、施肥量的精准度，土壤中的肥料、水分空间分布均匀度高，同时显著提高了工作效率。（5）“2行畦”的畦面宽约70 cm，灌溉时水流速度快，与4行畦相比，每667 m2浇水时间缩短了30～40 min，浇水量减少了1/5～1/3，且水头水尾水量差异小，浇水均匀度高。特别是玉米生育期的中后期可以 “小水多次”浇水，避免了大畦漫灌水量大易造成玉米倒伏的风险。总之，使用本方法，采用机械化操作，达到了施肥精准、行距精准、播种精准，节水高效、省事省工、管理方便，玉米育种试验地精准、高效种植的目的。编辑：韩风审核专家：山西省农业种子总站研究员 姚宏亮