新时期玉米高光效休耕轮作技术与现代农业发展

祁艳春

（博兴县庞家镇农业综合服务中心，山东博兴 256500）

0 引言

随着人口的增长和食品需求的不断增加，农业产量的提高成为现代农业发展的主要目标之一。在此过程中，高光效休耕轮作技术被广泛应用于玉米生产中。该技术通过合理配置种植系统、优化肥料管理以及控制有害生物等手段，能够有效提高土壤质量和作物产量，并降低农药使用量和环境污染。因此，进一步深入研究高光效休耕轮作技术的优化和应用，对于推动现代农业的发展具有重要意义。

1 新时期玉米高光效休耕轮作技术的应用优势

玉米高光效休耕轮作技术通过适应当地气候、土壤等自然条件，采取合理的管理措施，对土壤、水分、肥料、杂草以及有害生物进行有效控制，从而提高土壤质量和作物产量，并降低农药使用量和环境污染。其应用优势主要包括以下几个方面：

1）提高土壤质量。在传统农业中，过度耕种和不合理肥料施用等问题会导致土壤质量下降，而玉米高光效休耕轮作技术能够通过合理轮作、绿肥覆盖、有机肥料施用等措施改善土壤结构和养分含量。例如，采用豆科植物作为绿肥，既能增加土壤有机质和氮素含量，又能抑制土壤病虫害的发生，提高土壤肥力。

2）增加产量。通过稳定供应养分、控制有害生物和采用合理的轮作种植，玉米高光效休耕轮作技术能够显著提高玉米产量。例如，在玉米、大豆、小麦等作物的轮作中，可以通过改善土壤环境条件，控制病虫害等手段，提高作物抗逆性和养分利用率，从而有效提高玉米产量。

3）降低农药使用量。传统农业中常常采用大量的化学农药来控制病虫害，但是这些农药的使用会导致土壤污染和食品安全问题，同时也会增加农民的经济负担。而玉米高光效休耕轮作技术则采用多种综合措施，如优化肥料管理、选择抗病虫害品种和绿色防治等方法来减少对农药的依赖，降低农药使用量和环境污染。

4）保护生态环境。随着对自然资源的过度开发和污染，生态环境面临着一系列的威胁。而玉米高光效休耕轮作技术则能够有效减少农业对生态环境的破坏。例如，采用合理轮作、植物间作和有机肥料施用等措施，能够增加土壤有机质和改善土壤微生物生态环境，进一步促进土壤保持和生态系统稳定。

5）推动农业可持续发展。玉米高光效休耕轮作技术在促进农业产业结构调整、提高农民收入和推动农业现代化进程等方面也发挥着重要的作用。它可以通过优化种植结构、提高作物资源利用效率、增强抗逆性等手段，实现农业可持续发展，为农业经济的长期稳定发展打下坚实基础。

2 新时期玉米高光效休耕轮作技术的应用策略

2.1 轮作作物选择

新时期的玉米高光效休耕轮作技术是一种具有生态、经济和社会综合效益的农业生产方式。在其应用策略中，轮作物的选择尤为关键，应根据当地的实际情况和作物特性灵活调整。

2.1.1 菜豆轮作。菜豆（包括豇豆、蚕豆等）能够进行固氮，提供自然脱氮，改善土壤肥力，并且有助于控制病虫害。而菜豆的种植周期较短，大大利于玉米的种植。此外，菜豆的市场需求旺盛，轮作产出可带来可观的经济收益。

2.1.2 荞麦轮作。荞麦是另外用于玉米轮作的选择，特别是在山区和丘陵地带。荞麦有着优良的抗虫性和草害程度较低的特点。此外，荞麦的根系深入土壤，有助于改善土壤结构，增强土壤的保水能力。最后，荞麦的种植周期短，成本低，需求稳定，新品种荞麦也逐渐受到市场欢迎。

2.1.3 豆科作物轮作。大豆、黄豆等豆科作物也是玉米高光效休耕轮作中的其他选择。豆科作物既可以补充土壤的氮素，还有很好的遮恶效果，可显著降低杂草的数量和生长速度。此外，豆科作物的生命周期与玉米有一定差异，可打乱害虫的生命周期，阻断其生命周期的自然延续。

2.1.4 小麦轮作。对于许多地区，如黄淮海平原，小麦玉米轮作已经是传统的种植模式。小麦在冬季种植，在春季收获，然后再种植玉米，这样就可以一年内获得两次收成。现代的玉米高光效休耕轮作技术中，除了单一种植模式的轮作外，还尝试了多元化轮作。例如，玉米、大豆、小麦、马铃薯等作物的多年轮作模式，不仅可以最大限度地改善土壤生态环境，而且在风险管理方面也有明显的优势。另外，多元化轮作还有利于制定更为灵活的种植计划，以便适应市场需求的变化[1]。

2.2 休耕期制定

玉米高光效休耕轮作技术能够有效地改善土壤结构，提高土壤肥力，改变病虫害生态环境，打破其生命周期，增强抗灾能力，为塑造高效、安全、环保的现代农业体系作出贡献。休耕是农田轮作的一种形式，通常于一年或者更长时间内将土地空置，不种植任何农作物，使土壤中的养分得到恢复、修复，还有助于控制病虫草的发生发展。而制定休耕期是指确定在何时进行农田的休耕，需要考虑多方面因素的决定过程。在制定休耕期的具体策略时，需要考虑以下几个方面的问题。

2.2.1 养分供需状况：这取决于过去几年的农田耕作模式和作物种植情况。如果发现经过几年的连续种植，土地的肥力有所下降，那么就应该考虑进行休耕以恢复土地的肥力。

2.2.2 病虫害发生情况：如果农田频繁出现病虫害，尤其是一些难以防治的病虫害，那么应该通过休耕的方式打破其生命周期，从而达到防治的目的。

2.2.3 气候条件：此方面是需要考虑的重要因素。例如，在极端干旱或湿润的年份，种植作物可能会受到限制，休耕可以给农田带来缓冲机会。

2.2.4 市场形势：对于种植的决定也有很大影响。如果市场对某种作物的需求下降，那么可以选择在这段时间进行休耕。

通常每2～3年进行一次休耕是比较理想的。考虑到玉米种植的周期性，通常在秋季收割结束后，进行一年的休耕，然后在次年春季重新开始种植玉米，这样可以将休耕期和玉米的生长周期完美结合起来。在休耕期间，最好可以种植一些覆盖作物，如豆科或草本植物，以防止土壤流失，同时提供有机肥料[2]。

2.3 提高土壤微生物多样性

丰富土壤微生物多样性的基本准则是在保护土壤结构的同时，通过科学的管理方法，促进土壤微生物生态系统的健康与稳定发展。休耕轮作能够通过在多年生或季节性作物之间暂停种植，创造供土壤微生物繁衍的安静环境。这种工作方式对于维持土壤微生物多样性至关重要，因为一些微生物种类需要中断植被生长的休息时间来完成其生命周期。不仅如此，休耕还能降低土壤生态压力，增强其复原力，这有利于维持和提升土壤微生物多样性。此外，休耕期的土壤也更易吸收养分，为土壤微生物成长提供了良好环境。

但单纯地休耕并不能满足土壤微生物多样性的全面需求。在实际应用，应当辅以合理的轮作策略。由于土壤微生物种类繁多，它们对土壤环境和养分的需求也各有不同。因此，农户要根据不同微生物的生存需求，设计出包括多种作物的轮作策略，从而在不同生长阶段为土壤提供丰富而平衡的养分来源，满足多样化微生物的生长需求。此外，农作物种子、施肥方式以及农田管理方法方面也会影响土壤微生物多样性。可以选择对土壤微生物生长具有积极作用的种子品种。

适量使用有机肥料，以避免过度使用无机肥料导致的土壤酸化，影响微生物多样性。农田管理，如旱作、水作、覆盖物等也需要综合考虑。有机肥料中丰富的有机物质条件可以创造出有利于微生物生长的环境。有机物质分解后会释放营养物质，这些营养物质是土壤微生物存活、繁盛的物质基础。此外，有机物质的衰败和变化也将影响土壤的物理性质，并通过改善土壤结构来创建更有利于微生物活动的环境。实际应用中，农户可选择优质的有机肥料，比如绿肥、腐熟后的粪便等，也可以有其他如堆肥等相关的有机肥料。同时，配合充足的水分，让有机肥保持适当的湿度，在配置过程中激发其富含的微生物活性。最后，土壤微生物多样性的提高并不是一蹴而就的，土壤微生物的生物量、种类、活力等因素存在动态平衡。可引入现代科技手段，例如定期使用DNA测序等生物标记技术，对土壤微生物多样性进行监测和评估，通过数据来指导农业操作，并根据反馈调整策略[3]。

2.4 合理密植，提高光合作用效率

玉米的最佳种植密度应根据具体的气候条件、土壤肥力情况以及品种特性综合考虑确定。一般来说，优质杂交种的密度可以适当提高，而较差品种的密度需要适当降低。种子在田间的分布应尽可能均匀，避免因非均匀分布导致光照不足和出苗率低。每行玉米之间的距离要保持一致，避免出现密植区和稀植区交替。

提高光合作用效率方面，应选择高光效品种，对于光能利用效率较高的玉米品种，通过增加照射光强，可以显著提高其光合作用效率。因此，在品种选择中需要倾向于选用高光效品种。并通过科学判定并调整作物之间的相对位置，改变作物叶面和株数的分布，有效利用自然光照，提高单位面积的光能吸收量，从而提高作物的光能利用效率和产量[4]。

2.5 合理施肥灌溉

施肥前先进行土壤养分测试，了解土壤pH值，有机质，总氮，有效磷，速效钾以及微量元素等养分的含量。根据土壤养分含量，结合玉米在生长周期各阶段对养分的需求，制定施肥计划。通常，玉米对氮肥的需求较大，其次是磷肥和钾肥。一般氮肥用量在60～120 kg/667 m2，磷肥和钾肥各在30～60 kg/667 m2。同时，根据土壤中微量元素含量，适当补充含铁、锰、锌等的微量元素肥。施肥方法方面，可采用基础肥和追肥结合的方法。在播种前，将2/3的氮肥和全部的磷肥、钾肥作为基础肥进行施用。追肥在玉米长至8～10叶阶段使用，此时正是玉米快速生长阶段，营养消耗较大。追肥应主要以氮肥为主，一次追肥氮素的用量通常控制在基础肥量的1/3左右。同时，应对施肥量进行精细化管理，可以利用无人机等先进技术在大范围内准确、高效地施肥，避免肥力浪费和环境污染。此外，科学合理地施用有机肥能够改善土壤结构，提高土壤的营养素供给能力和持水性。有机肥应在播种前进行施用，用量通常控制在3 000～5 000 kg/667 m2。施肥深度和时间方面，基肥施入土壤15～20 cm深处，追肥一般置于10 cm左右。此外，通常在早晚温度较低且湿度适宜时施肥，以减少肥料挥发。施肥过程中，应注意施用浓度过高的化肥会导致肥料中毒，为此，在施肥过程中要注意不要将肥料直接与种子或幼苗接触，并保证玉米生长过程中的水分供应，利用水分稀释肥料的浓度。

灌溉则需要结合温度、湿度、土壤湿度等环境因素，以及玉米生长的不同阶段来考虑。在玉米的生长过程中，抽雄期和齐穗期是水分需求最大的阶段，此时应适当增加灌溉量。在温度较高或降雨量较少的情况下，也需要适当增加灌溉。但是在降雨量充足时，应适量减少灌溉，避免灌溉过度，导致渗水损失及养分流失。实际可以以滴灌或渗灌等节水灌溉方式为主，尽量避免大规模洪灌，以减少水资源浪费和土壤营养流失。还可以考虑使用具有自动感应控制系统的智能灌溉设备，根据对土壤水分、气象条件的实时监控数据，自动调整灌溉量和频率。

2.6 综合病虫害防治

玉米种植中，常见的病虫害有玉米螟、纹枯病、叶斑病等。农户只有全方位了解它们的生命周期、习性，才能有效防治。首先，应采取符合环保可持续的生物防治策略。例如，采用天敌生物，比如若虫、苍蝇寄生蜂、瓢虫等，对害虫进行生物防治。在没有极端病虫害发生的情况下，能尽可能减少化学农药的使用。其次，合理使用化学农药。化学农药是目前防治病虫害的主要手段，需要科学规划药剂的使用。应尽量选择低毒、高效、残留量小的化学农药。并且，要围绕农药使用周期，避免在玉米抽雄、开花阶段大范围使用。最后，运用现代科技手段，比如遥感技术，利用无人机对特定区域进行病害预警和分布预测，能够提前做好预防。数字化农业与实时监测系统，能够实时反馈威胁，并为农药的使用做出指导[5]。

3 结语

综上所述，高光效休耕轮作技术作为现代农业的重要手段之一，将在未来继续发挥着重要的作用。在不断发展创新的推动下，高光效休耕轮作技术将会得到更加广泛的应用和推广，从而促进农业生产效率的提高、资源利用的优化以及环境保护的实现。