邯郸市永年区雨养旱作冬小麦高产栽培可行性分析及其主要技术

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  摘要 通过对冬小麦旱作栽培生理基础及生态条件的可行性分析,提出了永年区雨养旱作冬小麦高产栽培技术,主要包括选用优质抗旱品种、玉米秸秆还田及增施有机肥、深耕整地、播种、压麦锄划、配方施肥、虫草害防治、适时收获等方面内容,以供种植户参考。
  关键词 冬小麦;雨养旱作;高产;栽培技术;河北邯郸;永年区
  中图分类号 S512.1.048 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2017)16-0037-03
  Abstract Through feasibility analysis on physiological and ecological conditions of winter wheat growing in rainfed area,high yield cultivation of rainfed winter wheat in Yongnian District were proposed,including high-quality drought resistant varieties selection,organic fertilizer application,deep tillage,sowing,cordyceps pest control,harvest and so on,in order to provide reference for growers.
  Key words winter wheat;rainfed;high yield;cultivation techniques;Handan Hebei;Yongnian District
  永年区地处太行山山麓平原和低平原区,全区有耕地面积64 000 hm2,其中雨养地9 133.3 hm2,占总耕地的14%。本区属暖温带季风气候,年均气温13 ℃左右,无霜期200 d以上,≥0 ℃活动积温4 800 ℃以上,≥10 ℃活动积温4 300 ℃左右。热量积温可满足一年两熟的需要,当地农民利用雨热同期优势,粮食作物实行冬小麦、夏玉米两熟制,复种指数大为提高。但由于没有采用现代的旱作栽培技术,使产量偏低,产量仅2 775 kg/hm2(2004—2008年平均数)。随着人口的增长、耕地的减少以及水资源的日趋匮乏,如何大幅度提高旱地、半旱地的粮食产量和品质,增加效益,已成为各级政府和科技人员面临的重要课题。笔者于2009—2015年针对本地旱区的自然资源特点及生产条件进行了雨养旱作冬小麦高产栽培技术的试验示范,小麦、玉米一季产量达10 500 kg/hm2,由毫米降水量产粮食5.55 kg/hm2提高到21 kg/hm2,据此提出永年区雨养旱作冬小麦高产栽培技术应为以提高自然降水利用率和提高水分利用效率为中心,以选用抗旱品种为前提,以增施有机肥、加大肥料投入为手段,实现以肥调水,以土蓄水,以水促根,以根抗旱,通过农机与农艺相结合,传统抗旱措施与现代抗旱技术相结合,最大限度地提高土地生产率。
  1 雨养旱作冬小麦高产栽培可行性分析
  1.1 雨养旱作冬小麦高产栽培生理基础
  1.1.1 冬小麦生育时期耗水特点。据测定,冬小麦从播种(10月上旬)至返青期(翌年2月中旬),历时约130 d,平均日耗水量0.38~0.46 mm,土壤共耗水50~60 mm,占整个生育时期的17%~19%;从返青期至起身期(3月上中旬),常年约20 d,平均日耗水量0.45 mm左右,总耗水量8~10 mm,占整个生育期的2.7%~3.2%;从起身期至孕穗期(4月中旬),历时约35 d,平均日耗水1.21 mm,总耗水35~42 mm,占整个生育期的12%左右;从孕穗至抽穗期(4月下旬),常年约10 d,平均日耗水4.14 mm,共耗水42~50 mm,占整个生育期的14.3%~16.0%;从抽穗至成熟(6月上旬),历时约40 d,平均日耗水约4 mm,共耗水158 mm左右[1],占整个生育期的50%左右。全生育期共耗水293~320 mm。
  1.1.2 冬小麥产量与耗水系数关系。研究表明,随着产量的提高,冬小麦的耗水量总趋势是增加的,但耗水系数却相对降低。如河南农业科学院测定,产量1 500 kg/hm2耗水量为2 625 m3/hm2,耗水系数为1 750,产量3 750 kg/hm2耗水量为4 425 m3/hm2,耗水系数却降为1 170[2],这说明产量越高,小麦用水越经济。由此可见,只要提高农业栽培技术水平,就能在同样耗水量的情况下,使小麦产量大大提高。
  1.1.3 麦田土壤水分消耗层次。小麦利用的土壤水分主要是1 m以内的土层水分,据测定,在选墒播种前提下,不论降雨多寡年份,土壤水分的消耗越冬前以活跃层(0~20 mm的土层)的土壤水分为主;起身拔节期达40 cm,即次活跃层(20~50 mm的土层),该层旱年土壤水分相对含量可维持在60%以上;孕穗以后,土壤水分消耗层次可达80 cm以下,即蓄存层(50~100 mm土层),该层为1 m土体中的重要蓄水层,水分分布一般比较均匀稳定,仅在小麦拔节以后才有所下降[1-2]。
  1.1.4 冬小麦根系特点及对产量的影响。冬小麦的根属须根系,由初生根和次生根组成。初生根冬前其长度可达90 cm以上,向两侧可扩展达30 cm,到拔节时,其入土深度可达3 m以下,拔节后不再生长。次生根系多集中在20~30 cm土壤耕层中[3]。研究表明,在返青、拔节、抽穗期分别去掉初生根和次生根,均降低小麦产量,且无论任何时期去掉初生根降低千粒重的幅度均大于去掉次生根。证明初生根对千粒重的增加起着主导作用。另外,在干旱贫瘠条件下,去掉初生根的千粒重为34.7 g,去掉次生根的千粒重为37.1 g,分别较不去根处理38.9 g降低11%和5%,这表明初生根较次生根具有较强的抗旱耐瘠的特性[1]。只要采取措施增加小麦根系的数量和深层的比重,就使旱作栽培高产成为可能。   1.2 雨养旱作冬小麦高产栽培的生态条件分析
  1.2.1 冬小麦全生育期降水情况及分析。全区常年降雨500 mm左右。从10月中旬(小麦播种)至翌年2月中旬(小麦返青)常年降水48.2 mm(2009—2015年平均数),基本上可满足小麦此期耗水50 mm的需求;从2月中旬至3月上中旬(小麦起身),常年降水量8.52 mm,基本上可满足小麦此期耗水8~10 mm的需求;从3月上中旬至4月中旬(小麦拔节孕穗)常年降水20 mm,而小麦此期耗水35 mm,相差15 mm左右,小麦拔节后水分消耗主要是40~50 cm土层的水分,该层即使在旱年,土壤相对含水量也可维持在60%以上,因而小麦不至受太大的损害;从4月中旬至6月上旬(小麦成熟)常年降水量80 mm,此阶段小麦耗水160 mm左右,相差80 mm左右,但小麦孕穗后水分消耗主要是80 cm深的土壤蓄存层的水,该层水分比较均匀稳定,因而应采取一切措施增加小麦深层根的数量,以减少产量损失。如有条件,最好在拔节期浇1次水,约可补充60 mm的水分,不至使土壤水分亏损严重。
  1.2.2 土壤肥力基础。雨养地的土壤肥力都比较低,一般有机质含量都在1%以下、碱解氮50 mg/kg左右、速效磷10 mg/kg左右、速效钾80 mg/kg左右。
  2 雨养旱作冬小麦高产栽培主要技术
  雨养旱作冬小麦高产栽培的目标是减少农田水分的蒸腾蒸发,提高农作物产量,提高单位水的增产增收效益。旱作节水农业是土、肥、水、光、温综合协调配合,高产农艺节水、高效灌溉技术和科学管理相结合的农业生产经营体系,是以提高农业用水的有效性为目标的农业。根据本区的生态和生产条件及冬小麦的生理特点,雨养旱作冬小麦高产栽培的原则:以提高自然降水利用率和提高水分利用率为中心,以选用抗旱品种为前提,以增施有机肥、加大肥料投入为手段,实现以肥调水,以土蓄水,以水促根,以根抗旱,通过农机与农艺相结合,传统抗旱措施与现代旱作技术相结合,最大限度提高土地生产率。
  2.1 选用优质抗旱品种
  有资料表明,同种作物品种间的水分利用率差异显著,小麦品种间相差达40%[3]。因此,选用抗旱品种是雨养旱作栽培高产的前提。
  经过几年的试验对比,最终决定选用衡136小麦品种作为“雨养旱作冬小麦高产栽培”课题的主推冬小麦品种,该品种是由河北省农林科学院旱作农业研究所培育的抗旱节水冬小麦品种,它的突出特点就是抗旱节水产量高。2008—2011年国家黄淮冬麦区旱肥组、河北省黑龙港流域节水组的区域试验和生产试验结果,以及2011—2013年度国家小麦产业技术体系河北麦区节水高效品种筛选试验结果表明,在干旱胁迫或限水灌溉条件下,衡136一般产量为6 000~7 500 kg/hm2,春浇1次水时最高產量可达到9 000 kg/hm2以上,抗旱指数为1.130,水分利用率在0次水、1次水和2次水灌溉条件下分别较对照品种石4185提高17.3%、14.9%和10.5%[4]。该品种具有节水抗旱、抗寒、丰产稳产性好、产量三因素协调、适应性广等优点。具体分析有以下原因:一是在遗传学方面,衡136具有节水抗旱、高产的遗传背景,能够在土壤干旱、大气干旱双重胁迫下和肥力较低条件下,提高水分利用率和营养利用率,保持植株正常生长。二是在生长发育方面,衡136幼苗半匍匐,分蘖性极强,分蘖成穗较高,播量135~150 kg/hm2,穗数可达675万~705万穗/hm2,可以减少种子和肥料的投入,节种省肥;综合抗逆性强:抗寒,抗病,抗倒,抗干热风,落黄好,不早衰,籽粒硬质、饱满,蛋白质含量12.4%,沉降值25 mL,硬度62%,容重802 g/L。前期生长繁茂、长势壮;中期生长稳健,小穗小花分化发育时间长,光温敏感性差,有利于增加小穗数和结实率;后期叶片功能好,抗高温、抗青枯、落黄好,有利于籽粒灌浆。该品种平均穗数706.5万穗/hm2,穗粒数32.4粒,千粒重37.4 g。穗大粒饱,有利于高产。三是在形态特征方面,该品种旗叶宽大、厚实,叶片持绿时间长,能够制造较多的物质,具有宏大的库;茎秆粗壮,输导组织发达,在植株体内物质运输流畅;根系发达、活性高、吸收能力强,深层根比例高,地上部植株和地下部根系干重、鲜重、根冠比均较对照品种高15%以上,初生根5~7条,较一般品种多2~3条,因而吸水、吸肥能力强,节水高产,在干旱胁迫下,该品种底部黄叶比一般品种少2片以上。四是在生理生化方面,该品种具有光合性能好,叶片功能期长的特点。在干旱胁迫条件下,叶片SOD活性高、MDA含量低,渗透调节能力强,因此叶片衰老的慢,灌浆时间长。
  2.2 玉米秸秆还田及增施有机肥
  在玉米充分成熟后,连苞叶整穗摘除,把秸秆进行切碎还田,切碎秸秆长度≤5 cm,灭茬深度4 cm,防止漏切。如不能秸秆还田,要施厩肥或堆肥30 t/hm2以上。增施有机肥,可改善土壤的团粒结构,提高土壤水库对水的入渗性、持水力和释水力。通过培肥地力,以肥调水,以水促肥,以根抗旱,把降水的潜在生产力转化为现实生产力。资料显示,瘠薄地每生产1 kg小麦需消耗7.2 mm以上降水,而肥沃土地只需消耗1.4~3.0 mm降水。因此,培肥土壤是提高旱作农业土壤水分利用率的突破口。秸秆还田或增施有机肥是增加有机质、培肥地力的有效措施。
  2.3 深耕整地,蓄水保墒
  由于雨养旱作冬小麦玉米一年两熟栽培模式,一年只深耕1次,因此要求一定要深耕20 cm以上,以打破浅耕形成的硬实犁底层。深耕能够改良土壤结构,增强保水保肥能力,促进有机质分解,有利于提高土壤肥力和含水量;深耕能够使小麦根系充分发育,增加深层根的数量和比重,有利于抗倒抗旱,提高产量。
  抢墒播种时,要快收快耕不晾茬,随耕随耙不晾垡。土地要平整,做到小雨不出地、大雨无径流,充分接纳自然降水。   2.4 播种
  将播期从10月10日前推迟至10月20日前后,这样冬前有300 ℃活动积温,冬小麦以2叶1心越冬;基本苗从300万~330万株/hm2提高到450万~525万株/hm2,行距从15 cm缩小到10 cm,播深4 cm。播前用25 g FA旱地龙加水3 kg,充分溶解后拌麦种25 kg,对抢墒播种保全苗有明显作用。
  播期推迟10~15 d,可以缩短小麦生育期,缩短小麦耗水时间,并可免浇冻水;增加基本苗可以增加冬小麦生育前期地面覆盖度,更好地利用深层土壤水,还可在晚播情况下保证小麦群体,为高产打下基础;缩小行距可以增加前期覆盖度,可减少前期株间蒸发30%以上,可以提高小麦的田间均匀度,防止缺苗断垄,改善小麦单株的通风透光条件,提高单位面积穗数,一般可以提高穗数30万穗/hm2。
  2.5 压麦锄划
  在表土缺墒的情况下于小麦三叶期或分蘖期压麦,可以增加土壤紧实度,促使毛细管水上升,有提墒、促根、增蘖和壮苗的作用。
  在土壤上冻后化冻前及时进行冬季压麦,不仅可弥实土壤裂缝,还可以压碎坷垃,减少水分蒸发,有防寒保墒、改善耕作质量等多方面作用。压麦时间一般在晴天中午以后,不要在早晨霜冻时压麦,以免伤苗过重。
  2.6 配方施肥
  干旱少雨虽然对农业生产构成严重威胁,但地力不足仍是导致农田水分无谓消耗的直接原因。试验表明,旱地小麦、玉米产量随施肥量的增加而显著增加,提高了水分利用率。根据本区肥力状况和产量水平,施肥量应为纯N 210~330 kg/hm2、P2O5 140~180 kg/hm2、K2O 120~160 kg/hm2、ZnSO4 22.5 kg/hm2。秸稈还田的麦田,在深耕前应增施纯N 275 kg/hm2,以利秸秆腐解。在施肥技术上,改变过去“三肥垫底”的施肥习惯,纯N的80%和其他肥料全部底施,剩下纯N的20%根据作物长势于小麦起身拔节期追施。在小麦起身至拔节期,要借雨追肥,追施纯N 13~20 kg/hm2,如无雨要开沟深施,沟深15 cm,施后及时覆土严实。
  根据本区降雨情况,一般于小麦孕穗期和灌浆期共喷施2次FA旱地龙,中间间隔15 d。每次可用FA旱地龙1 050 g/hm2兑水750 kg/hm2均匀喷雾。可明显提高小麦抗旱能力,增产15%左右。
  2.7 虫草害防治
  抽穗灌浆期,蚜量达到800头/百株,蚜虫∶天敌>200时,应及时进行药剂防治。用50%辟蚜雾可湿性粉剂105 g/hm2,兑水750 kg/hm2均匀喷雾。小麦返青—起身期,用75%杜邦巨星干燥悬浮剂13.5~21.0 g/hm2,兑水450 kg/hm2均匀喷雾。
  2.8 适时收获
  在小麦蜡熟末期及时用联合收割机收割,做到颗粒归仓。收获时要高留麦茬25 cm左右。
  3 参考文献
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