小麥怎樣抗旱

小麥怎樣抗旱開展小麥-玉米抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)一體化簡化技術(shù)體系研究的重要性隨著氣候變暖，冬小麥-夏玉米連作的適宜種植區(qū)域明顯在快速擴大，隨著地膜玉米的大面積應(yīng)用，冷涼和高寒山區(qū)的春（冬）小麥+春玉米間作套種的面積也明顯快速上升。近年來，玉米面積和總產(chǎn)（圖1，2）迅速擴大，單產(chǎn)也在穩(wěn)步提高，玉米已經(jīng)成為我國僅次于水稻的第二大糧食作物，小麥成為第三大糧食作物。玉米作為主要飼料對我國動物性食品安全有重要地位。隨著玉米作為飼料、生物能源和其他醫(yī)藥化工制品的廣泛用途，玉米的需求量越來越大。小麥和玉米是我國北方的兩大主要糧食作物。小麥、玉米灌溉是我國北方農(nóng)業(yè)用水大戶，占農(nóng)業(yè)用水總量的60%-70%。干旱缺水是我國北方農(nóng)業(yè)的首要問題，隨著年降水量逐漸減少，工農(nóng)業(yè)用水的增加和競爭，特別是地下水資源的明顯短缺，研究環(huán)境協(xié)調(diào)性旱作節(jié)水農(nóng)作制度將成為我國北方農(nóng)業(yè)的重要課題之一。目前我國實施的豐收計劃等農(nóng)業(yè)項目都是側(cè)重于單個糧食作物高產(chǎn)和超高產(chǎn)技術(shù)和理論研究，但在冬小麥-夏玉米連作區(qū)，和冬（春）小麥+春玉米間套區(qū)，關(guān)于小麥-（+）玉米抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)一體化簡化技術(shù)體系和理論研究急待加強。因此，建議國家有關(guān)部門立專項課題在華北和西北地區(qū)開展這一項目研究和推廣，在我國糧食安全，資源高效利用，循環(huán)農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展方面有重要意義和將發(fā)揮重要作用。我國小麥-玉米主產(chǎn)區(qū)存在的主要問題從我國玉米種植區(qū)域（圖2）中不難看出，東北平原（包括黑龍江，吉林，遼寧和內(nèi)蒙古）是我國玉米第一大主產(chǎn)區(qū)，主要是單作春玉米種植，適宜大型機械化種植，管理栽培措施簡單且容易統(tǒng)一。這一地帶玉米春旱和夏旱是限制玉米的高產(chǎn)關(guān)鍵問題，需要抗旱、抗寒的玉米高產(chǎn)品種和配套的抗旱栽培技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。從北京到陜西省寶雞市的灌溉地帶，包括華北平原，黃淮海地區(qū)的河北，山東，河南，山西省的汾河平原和陜西省的渭河平原，是我國最大的冬小麥-夏玉米連作帶，小麥第一大主產(chǎn)區(qū)和第二大玉米主產(chǎn)區(qū)。在這個地帶，氣候半干旱，光照資源豐富，土壤肥沃，是我國強筋優(yōu)質(zhì)小麥主產(chǎn)區(qū)。但該地帶冬小麥-夏玉米連作區(qū)降雨量從500mm-800mm，無法滿足冬小麥和夏玉米兩季作物高產(chǎn)的需求。利用水庫和地下水進行灌溉，是這一地帶兩年三熟高產(chǎn)的保障。冬小麥生長期間，春夏季干旱缺水嚴重，冬小麥灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水的50%-70%。夏玉米生長在雨季，因此缺水相對不是很嚴重，但由于玉米需水量較大，玉米灌溉用水仍然占農(nóng)業(yè)用水的30%-40%。特別是在華北平原，由于氣候干旱少雨（500mm-600mm），主要靠超采地下水進行農(nóng)業(yè)灌溉，已經(jīng)成為世界上四個嚴重缺水地區(qū)之一，形成了巨大的地下漏斗群。因此，在這一地帶應(yīng)該重點開展小麥-玉米抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)一體化簡化技術(shù)體系和理論研究，在保證糧食優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的同時實現(xiàn)節(jié)約用水，提高水資源利用率和水分利用效率有重要意義。隨著干旱缺水的日益嚴重，和糧食安全的基本穩(wěn)定，在這一地帶，利用間作套種，改變種植制度，減少灌溉量大的冬小麥種植，擴大生長在雨季、生育期長、產(chǎn)量潛力高的春玉米和夏玉米的種植是未來發(fā)展的趨勢。在半干旱的太行山和秦嶺山區(qū)，黃土高原區(qū)，還有大面積的春玉米和冬小麥+春玉米間作套種植區(qū)（圖2）。這些地區(qū)土壤瘠薄，氣候干旱冷涼，水土流失嚴重，需要抗旱、抗冷、耐瘠薄、穩(wěn)產(chǎn)的中高產(chǎn)品種和配套抗旱（地膜）栽培技術(shù)體系。在干旱半干旱的甘肅、寧夏和新疆的春玉米地帶，有春玉米單作，春小麥+春玉米間作套種區(qū)（主要在河西走廊）（圖2）。這一地帶，氣候干旱冷涼，土壤風(fēng)蝕和沙化及鹽堿化嚴重，保水能力差，需要抗旱抗冷抗風(fēng)沙的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)品種和配套地膜、滴灌等節(jié)水栽培技術(shù)體系。華北和西北噸糧田面積有待進一步開發(fā)和擴大由于我國華北和西北地區(qū)氣候冷涼，光照豐富，在水肥充足條件下，作物生育期相對較長，因此，作物單產(chǎn)一般較高。近年來，我國的作物超高產(chǎn)實驗和生產(chǎn)表明，冬小麥畝產(chǎn)可以達到600-700kg，夏玉米畝產(chǎn)達到600-1000kg的超高產(chǎn)水平，雙季作物超噸產(chǎn)。春玉米畝產(chǎn)可以達到1000-1300kg，單季作物超噸產(chǎn)。我國北方共有21個噸糧縣（市），其中山東省3個（桓臺，壽光，兗州），河南省4個（焦作市，博愛縣，溫縣，沁陽市），河北省6個（藁城市，三河市，大廠縣，香河縣，固定縣，正定縣，望都縣），新疆有5個（和田市、皮山縣、澤普縣、英吉沙縣、喀什市），陜西?。ǜ吡昕h）和寧夏（青銅峽市）分別有1個。說明在這一地帶的其他縣市，還有很大的高產(chǎn)潛力可以挖掘，噸糧田的面積還有待進一步擴大。但目前這些高產(chǎn)和超高產(chǎn)地區(qū)存在的問題是，高水肥投入，水肥資源浪費嚴重，同時導(dǎo)致小麥和玉米倒伏經(jīng)常發(fā)生，小麥晚收玉米晚種，產(chǎn)量和品種下降。同時，除草劑和農(nóng)藥的大量投入，肥料土壤淋溶嚴重，環(huán)境污染嚴重，投產(chǎn)比不高。因此，在這些超高產(chǎn)地區(qū)，需要水分和養(yǎng)分高效利用，抗病性強的節(jié)水節(jié)肥超高產(chǎn)品種和栽培技術(shù)。在節(jié)水，節(jié)能，節(jié)藥和節(jié)地方面還有很大的潛力可以挖掘。小麥-玉米抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)一體化簡化技術(shù)體系的建立和推廣近年來，在國家863節(jié)水農(nóng)業(yè)和支撐計劃旱地農(nóng)業(yè)課題的支持下，我們在華北平原地區(qū)(石家莊，中國科學(xué)院欒城生態(tài)實驗站)，從抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)品種篩選，到不同節(jié)水灌溉制度的確定；再到不同栽培管理措施優(yōu)化和簡化配置；從抗旱節(jié)水品種評價體系，到生理遺傳育種理論研究；對小麥-玉米抗旱節(jié)水優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)一體化簡化栽培技術(shù)體系進行了系統(tǒng)深入研究。小麥和玉米抗旱節(jié)水高產(chǎn)品種篩選研究結(jié)果表明，小麥有四種水分利用效率(WUE)類型：一種是耗水少、產(chǎn)量低，WUE低，即三低型； 二是耗水中少，產(chǎn)量中高，WUE較高，如目前在北方冬麥區(qū)旱地種植的西峰20，長6878等品種；三是耗水中上，產(chǎn)量最高，WUE最高；如目前在黃淮旱地推廣的水旱兼用型品種石家莊8號和臨豐615等； 四是耗水多，產(chǎn)量低，WUE低。小麥不同品種的產(chǎn)量在干旱條件下是330-480kg/畝；1水是330-500kg/畝；2水是342-500kg/畝。WUE［產(chǎn)量/耗水量(降水量+灌溉量-收獲后土壤含水量)］在干旱條件下是1.69-1.92(kg/mm)； 1水是1.34T.995(kg/mm)； 2水是1.38T.98(kg/mm)。2007年的玉米抗旱節(jié)水高產(chǎn)實驗研究表明，在小麥收獲后，只灌溉播種水一水(60mm)，玉米生育期降水268.7mm的情況下，浚單20(646.22kg/畝)和魯玉13(603.12kg/畝)單產(chǎn)超過600kg/畝)； 農(nóng)大108(587.65kg/畝)，鄭單958(585.27kg/畝)，聊玉18(582.04kg/畝)，冀玉9號(578.78kg/畝)和強盛31(551.75kg/畝)超過550kg/畝； 邢抗2號(541.59公斤/畝)和蠡玉18(514.12公斤/畝)超過500公斤/畝。WUE［產(chǎn)量/耗水量(降水量+灌溉量)］從1.56kg/mm-1.97kg/mm。如果考慮土壤含水量，玉米的WUE應(yīng)該在2kg/mm左右。這些抗旱節(jié)水高產(chǎn)品種都可以推薦在華北平原和西北地區(qū)廣泛種植。我們多年研究結(jié)果表明，在華北平原地區(qū)，不灌溉條件下，小麥畝產(chǎn)可達到400公斤，玉米畝產(chǎn)可達到450公斤/畝。在灌溉一水（60mm）條件下，小麥和玉米畝產(chǎn)分別可以達到500公斤和600公斤。小麥-玉米噸糧田有以下四種節(jié)水灌溉高產(chǎn)模式：豐水年（600mm）兩水噸糧：小麥播種水+玉米播種水。中水年三水噸糧（500mm）:小麥播種水+拔節(jié)返青水+玉米播種水。歉水年（400mm）四水噸糧：小麥播種水+返青-拔節(jié)水+玉米播種水十玉米拔節(jié)-喇叭口水。以前這一地區(qū)高產(chǎn)灌溉田，群眾普遍要灌溉小麥6-4水，灌溉玉米5-3水，基本都是按照小麥-玉米生育期進行對應(yīng)灌溉，小麥-玉米兩料作物要灌溉10-6水，基本上要保持小麥-玉米生育期間地皮不干，才能畝產(chǎn)噸糧?，F(xiàn)在通過種植抗旱節(jié)水高產(chǎn)品種，可以減少灌溉次數(shù)和灌溉量達1/3甚至2/3，使小麥-玉米實現(xiàn)噸糧田。因此，在充分灌溉高產(chǎn)地區(qū)，節(jié)水并不減產(chǎn)，而且節(jié)水，節(jié)肥，節(jié)藥和節(jié)能，同時提高作物品質(zhì)和投產(chǎn)比。在冬小麥-夏玉米生育期間，抗旱節(jié)水高產(chǎn)一體化的優(yōu)化簡化技術(shù)體系是：選用冬小麥抗旱節(jié)水高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)良品種一防病蟲抗旱增產(chǎn)的包衣種子一小麥播種水（因為前茬高產(chǎn)玉米地表耗水嚴重，一般必須進行灌溉，多雨年份可以不澆）一小麥專用肥或者復(fù)合肥（畝施20kg）-播種施肥一體化（或四密一?。┎シN機溝播（有利于玉米提前人工間套）一返青期噴施除草劑（免中耕除草）一拔節(jié)期灌溉（春灌很重要）一開花-灌漿期噴施農(nóng)藥和抗旱、增產(chǎn)劑（少量施用）一小麥秸稈粉碎還田聯(lián)合收割機收獲一玉米播前防草除草（噴施除草劑“一掃光”等）一選用抗旱節(jié)水高產(chǎn)玉米優(yōu)良品種一防病蟲抗旱增產(chǎn)的包衣種子一玉米播種水（因為前茬小麥深層土壤耗水嚴重，一般必須進行灌溉）一玉米專用肥（或復(fù)合肥、尿素，畝施20kg）-播種施肥一體化（兩密一?。┎シN機直播（有利于發(fā)揮玉米的邊際高產(chǎn)效應(yīng)，溝施化肥和管灌）一喇叭口期灌溉（很重要）一開花-灌漿期噴施農(nóng)藥和抗旱、增產(chǎn)劑（少量施用）一玉米秸稈粉碎還田聯(lián)合收割機收獲一旋耕（免深耕）一播種小麥。這是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢和華北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式之一。近年來，由于氣候變暖，小麥容易出現(xiàn)冬前旺苗，春季提前返青拔節(jié)，容易遭受倒春寒引起的凍害。目前小麥適宜播量5-8公斤/畝。但許多地區(qū)存在播量過大的問題，例如，在河北省保定地區(qū)，小麥播量在15kg/畝左右，明顯過量，在11月中旬，大田小麥封壟快達2/3或基本封壟，基本苗明顯過多，苗情明顯過旺，地上部過多地消耗冬季的水分和養(yǎng)分，不利于冬季長壯根和深根和后期壯苗的生長，后期還容易造成倒伏減產(chǎn)。在小麥-玉米灌區(qū)，目前群眾施肥水平過高，基本是小麥、玉米各畝施碳氨（尿素，復(fù)合肥）1袋（40-50kg），年累計畝施肥料80-100kg。我們的研究結(jié)果表明，由于近年來小麥和玉米秸稈連續(xù)還田，土壤有機質(zhì)明顯增加，無機肥料可以循環(huán)利用，因此，需要增施的肥料明顯減少。因為小麥生育期間降水相對較少，土壤肥料并沒有充分分解和利用，對玉米的后效非常顯著。玉米可以利用前茬小麥田里逐漸分解的磷肥，玉米是對氮肥敏感的作物。因此，小麥畝施20kg復(fù)合肥（或小麥專用肥），玉米施20kg尿素就可以滿足小麥-玉米噸糧田的生產(chǎn)需要。在節(jié)水灌溉方面，目前小麥冬季生長期間的冬水可以不澆，這樣減少了小麥冬季旺苗的出現(xiàn)，和小麥提前拔節(jié)造成的凍害。以前，在冬小關(guān)夏玉米區(qū)，為了提前播種玉米，許多地區(qū)都進行人工麥壟點播玉米，灌溉麥黃水，同時保證玉米的出苗，北京等地農(nóng)業(yè)科學(xué)家建議給小麥澆春水（返青-拔節(jié)）和麥黃水，給玉米不澆水，因玉米生長在雨季，可以實現(xiàn)小麥-玉米的節(jié)水和高產(chǎn)。但是，隨著聯(lián)合收割的面積的迅速擴大，為了方便小麥聯(lián)合收割機大面積進行收割，避免后期倒伏和晚熟，應(yīng)該不澆和少澆麥黃水。近年來，由于玉米密植和后期降水較多，有些品種不抗倒伏，玉米倒伏現(xiàn)象普遍發(fā)生，已經(jīng)成為當前玉米高產(chǎn)不利因素，因此，玉米密植不能太大，每畝3000-4000株就適宜。在干旱不嚴重的情況下，在玉米孕穗和灌漿期也應(yīng)該不澆和少澆灌漿水，這樣有利于玉米正常成熟和機械化收割。在灌溉和施肥方法方面，許多群眾還普遍是大水漫灌，有部分群眾已經(jīng)改小畦快灌或“小白龍”管道灌溉，可節(jié)水30%-50%，少數(shù)地區(qū)利用噴灌。在施肥方面，還有大部分群眾在小麥返青-拔節(jié)期和玉米喇叭口期追肥，進行撒施或是灌溉時將肥料沖于水中，造成了大量氮肥溶解后揮發(fā)浪費。近年來，小麥收獲后硬茬直播玉米，應(yīng)該推廣利用玉米施肥和播種一體化機械。玉米收割后一般不進行深耕，在旋耕前撒施化肥就可以，或者是旋耕后推廣利用小麥施肥和播種一體化機械。這樣由于小麥、玉米施肥基本都是在50-80cm的表層土壤里，可以滿足小麥、玉米生長的快速需要，不需要再給玉米和小麥追肥。