華北地區(qū)冬小麥節(jié)水高產(chǎn)高效栽培模式

PAGEPAGE5華北地區(qū)冬小麥節(jié)水高產(chǎn)高效栽培模式當(dāng)今世界，水資源已成為限制農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素。農(nóng)田灌溉已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要條件。農(nóng)業(yè)是用水大戶，我國農(nóng)業(yè)用水占全國總用水量的80%以上，北方小麥用水又是大戶中的大戶，占北方農(nóng)業(yè)總用水量的70%以上。華北平原是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)，小麥生長(zhǎng)在一年中的干旱季節(jié)，產(chǎn)量高低與灌溉密切相關(guān)。然而，華北平原水資源不足已成為人們關(guān)注的重大問題。

我國人增地減的現(xiàn)實(shí)和對(duì)糧食日益增長(zhǎng)的需求形成尖銳矛盾，解決矛盾的途徑只能是大幅度提高糧食單產(chǎn)。在華北地區(qū)，持續(xù)提高小麥單產(chǎn)的主要制約因素是水資源不足。現(xiàn)行灌溉制度，實(shí)現(xiàn)畝（666.7m2）產(chǎn)400kg以上目標(biāo)，至少需灌4次水，總灌水量在200m3以上。大部分依靠超采地下水支撐現(xiàn)狀，地下水位不斷降低。小麥生產(chǎn)不高產(chǎn)不行、不節(jié)水不行，節(jié)水與高產(chǎn)的統(tǒng)一勢(shì)在必行，意義重大！

關(guān)于農(nóng)業(yè)節(jié)水，在工程和設(shè)施方面的研究已經(jīng)有很多成果，但噴灌、滴灌等設(shè)備投資強(qiáng)度較大，在沒有開發(fā)資金支持的地區(qū)很難采用，也很難適合目前一家一戶分散的小規(guī)模農(nóng)田生產(chǎn)的實(shí)情。在華北平原淺層水灌溉區(qū)，軟管輸水，行之有效，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用，使輸水中的損失變得非常有限。因此節(jié)水的潛力在于農(nóng)田節(jié)水，關(guān)鍵是建立節(jié)水與高產(chǎn)相統(tǒng)一的系統(tǒng)化栽培技術(shù)。

針對(duì)水資源不足和作物高產(chǎn)之間的矛盾，我們?cè)诤颖笔菢蚩h進(jìn)行了6年試驗(yàn)研究，形成“冬小麥節(jié)水高產(chǎn)高效栽培技術(shù)體系”，成功地實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、高產(chǎn)、高資源效益三者的統(tǒng)一。河北省將這套節(jié)水技術(shù)體系定為“吳橋模式”，已大面積推廣應(yīng)用。

1.小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培模式與效益

河北省吳橋縣地處北緯37°29′-37°47′，東經(jīng)116°19′-116°42′之間，屬黑龍港流域中部，滄州地區(qū)最南端，海拔14-22.6m，地下水位6-9m。全年降水562mm，年際間變化較大，年內(nèi)季節(jié)性分布不均，60%-70%的降水分布在7-8月份。小麥生長(zhǎng)期間降水124.8mm，占全年降水量的22.2%。年平均氣溫12.6℃，全年≥0℃積溫4862.9℃，無霜期192天。土壤為壤質(zhì)底粘潮土，土層深厚，耕層有機(jī)質(zhì)含量0.8-1.4%，全氮0.04-0.1%，堿解氮35-70mg/kg，速效磷（P2O5）10.8-30mg/kg，速效鉀90-110mg/kg。

試驗(yàn)研究在吳橋?qū)嶒?yàn)站進(jìn)行。以節(jié)水和高產(chǎn)的統(tǒng)一為目標(biāo)，以轉(zhuǎn)變耗水觀念為突破口，以提高土壤水利用率和水分生產(chǎn)率為核心，以作物為水分虧缺的響應(yīng)和適應(yīng)為依據(jù)，通過研究不同水分條件對(duì)株群結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量形成、光合、物質(zhì)生產(chǎn)、特質(zhì)分配和再分配、根群的時(shí)空分布、耗水的時(shí)空分布、周年土壤水分平衡的影響；單期灌水和組合灌水的效應(yīng)；不同品種對(duì)水分虧缺敏感程度的差異及其機(jī)制；播期與密度問題；節(jié)水灌溉條件下氮、磷、鉀肥上下茬周年運(yùn)籌和施肥技術(shù)；短期水分脅迫對(duì)源庫平衡的影響等問題，以謀求減少灌溉次數(shù)對(duì)作物不利影響的補(bǔ)償技術(shù)和趨利避害的技術(shù)措施，通過非緊缺要素對(duì)緊缺要素水的部分替代來實(shí)現(xiàn)節(jié)水與高產(chǎn)的統(tǒng)一。研究形成的小麥節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)體系，包括三種模式：（均采用塑料軟管灌溉）

①澆底墑水，生育期不澆水，畝（666.7m2）產(chǎn)量350-400kg模因此，土壤水是高效水，節(jié)水栽培通過減少灌溉次數(shù)和灌水量，顯著增加了土壤水的消耗量。充分利用土壤水的結(jié)果，不僅騰出了土壤庫容，也減少了麥季總耗水量。表1表明，春一水制與春三水制比較，小麥總耗水量減少73.1mm，水分生產(chǎn)效率明顯提高。提高土壤水分利用率是節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)的核心內(nèi)容。

2.3利用適度水分虧缺對(duì)作物的有益調(diào)控作用，建成高光效低耗水株群結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)籽粒發(fā)育

研究中發(fā)現(xiàn)上層土壤水分虧缺并不總是減產(chǎn)，小麥對(duì)土壤干旱有一定的適應(yīng)性調(diào)節(jié)能力。

（1）前期上層土壤水分脅迫，促進(jìn)根系下扎，提高深層供水能力

足墑基礎(chǔ)上，春季第一水晚澆，前期上層水分脅迫，促進(jìn)根群向深層發(fā)展，提高深層供水能力。尤其在小麥生長(zhǎng)后期，0-60cm土壤水分幾乎在萎蔫點(diǎn)以下，但小麥并不表現(xiàn)缺水，主要是利用下層土壤水分。另外，由于基本苗多，分蘗少，小麥單莖平均根量較多，根群中初生根比例增加。據(jù)剖面觀測(cè)，節(jié)水小麥初生根深達(dá)2-2.2m，可以利用深層土壤水分，保證后期籽粒灌漿。

（2）前期上層土壤水分脅迫，利于建立高光效的群體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)后期的光合能力

灌水處理影響葉群結(jié)構(gòu)和株型。春季灌水早，促進(jìn)葉片發(fā)育和植株繁茂。如二棱期灌水處理，對(duì)小麥頂部三葉的長(zhǎng)寬均有明顯促進(jìn)作用，旗葉受促作用最大。由于灌水早，增大了繁茂度，單莖葉面積增加50%，形成大株型群體，群體郁閉，通風(fēng)透光不好，特別是群體下部器官的受光不利，過早衰亡。隨著春后澆水時(shí)間后移，對(duì)上部葉片長(zhǎng)寬促進(jìn)作用減小。前期進(jìn)行適當(dāng)水分脅迫，將春后第一次澆水時(shí)間推遲到拔節(jié)期至孕穗期，此時(shí)灌水對(duì)上部葉片伸長(zhǎng)已幾乎無作用。單莖葉面積小，葉片直立，為小株型體制，特別是孕穗期灌水處理，在50萬穗群體情況下，小麥開花后仍能看到壟底，麥株通體受光好，下部葉片不早衰。節(jié)水栽培建成高光效低耗水的株群結(jié)構(gòu)，利于增加容穗量。

節(jié)水灌溉雖然減小了葉面積，但單位面積光合能力增加。特別是穗部、穗下節(jié)間和葉鞘等器官，對(duì)群體光合貢獻(xiàn)增大，單株和群體光合產(chǎn)量較高。同時(shí)，整個(gè)群體光合/蒸騰比高，水分利用效率高。

（3）適當(dāng)水分脅迫促進(jìn)籽粒發(fā)育與灌漿

前期水分脅迫促進(jìn)小麥生育進(jìn)程，使抽穗期提早；后期上層水分虧缺可加速灌漿進(jìn)程，并促使莖葉貯存碳水化合物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量增加。

2.4發(fā)揮綜合技術(shù)措施的協(xié)同調(diào)控作用，補(bǔ)償短期水分脅迫對(duì)產(chǎn)量形成的不利影響

小麥對(duì)土壤水分虧缺有一定適應(yīng)性調(diào)節(jié)能力，但不足以彌補(bǔ)減少灌溉使耗水量大幅度下降對(duì)產(chǎn)量形成帶來的不利影響。我們通過多年研究，提出了系統(tǒng)化的補(bǔ)償技術(shù)。

在節(jié)水栽培體系中，通過適當(dāng)增加播種量，以基本苗保穗，可補(bǔ)償拔節(jié)前上層土壤水分不足對(duì)穗數(shù)的不利影響，通過集中施用磷肥，適當(dāng)增加基肥氮比例，促進(jìn)前期長(zhǎng)勢(shì)，結(jié)合關(guān)鍵時(shí)期補(bǔ)充灌溉，可補(bǔ)償對(duì)穗粒數(shù)的不利影響；通過推遲春季灌水時(shí)間誘導(dǎo)根系下扎、控制上部葉片面積，建成高光效低耗水的株群結(jié)構(gòu)，可補(bǔ)償后期供水不足對(duì)粒重的不利影響；通過選用熟期早、灌漿強(qiáng)度大、結(jié)實(shí)期短、多花中粒容穗量大的品種，可補(bǔ)償后期高溫等不利氣候條件對(duì)粒重的不利影響。

4.小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培關(guān)鍵技術(shù)

（1）底墑水調(diào)整土壤貯水

這是小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培的基礎(chǔ)內(nèi)容。播種前澆足底墑水，將灌溉水轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥浪稍丛床粩嗟毓┬←溝?。而且通過土壤耕作形成松土，可有效抑制上層土壤水分蒸發(fā)，增大實(shí)效耗水比例，提高水分生產(chǎn)效率。

（2）選用早熟、耐旱、容穗量大、水分生產(chǎn)效率高的品種

節(jié)水小麥實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)400kg的產(chǎn)量目標(biāo)，對(duì)品種的要求并不嚴(yán)格，目前生產(chǎn)中使用的高產(chǎn)品種大部分可用。但是熟期早、容穗量大、多花、中粒、光合/蒸騰比大、經(jīng)濟(jì)系數(shù)高、水分生產(chǎn)率高的品種最為適宜。

（3）適當(dāng)晚播

要求年前生長(zhǎng)積溫300-400℃，單株麥苗生長(zhǎng)3-4片葉。由于小麥晚播，年前讓出積溫200-250℃使玉米充分灌漿成熟，提高粒重。小麥由于晚播，生長(zhǎng)量小，葉少蘗小，減少了年前及早春的水分消耗。

（4）集中施用磷肥

全年磷肥集中施給小麥，小麥顯著增產(chǎn)，夏玉米利用小麥磷肥后效并不減產(chǎn)。在節(jié)水灌溉條件下，集中施用磷肥可以增加前、中期吸收強(qiáng)度，增加小麥長(zhǎng)勢(shì)，增加畝穗數(shù)。集中施磷有利于促發(fā)根群，增加下層根量，擴(kuò)大吸收范圍。全年磷肥施給小麥可增加前期和中期的吸磷量，后期通過體內(nèi)磷的再分配，滿足籽粒發(fā)育和灌漿充實(shí)的重要。

（5）增加基本苗，確保播種質(zhì)量

與常規(guī)灌溉相比，節(jié)水小麥應(yīng)適當(dāng)增加基本苗，以補(bǔ)償拔節(jié)前上層水分虧缺對(duì)穗數(shù)的不利影響。10月1日播種每畝20萬苗，每晚播一天增苗1.5萬，增至50萬苗后，再晚播不再增苗。

增加基本苗，最根本的一點(diǎn)是為建立獨(dú)特的根群結(jié)構(gòu)，苗多單穗占有初生根量則多，這就為后期充分利用深層水創(chuàng)造了有利條件。

由于基本苗多，苗間的均勻分布程度顯得格外重要。因此，要確保播深適度，深淺一致，落粒均勻。

（6）播后暄土保墑，澆水后及時(shí)松土

小麥播種采取垅內(nèi)鎮(zhèn)壓垅背暄土具有良好保墑效果，可減少蒸發(fā)無效耗水，提高土壤水的實(shí)效性。澆水后及時(shí)松土，能顯著減少蒸發(fā)耗水。

（7）春季灌水時(shí)間

生育期間澆一水模式，灌水時(shí)間從起身到孕穗期可延續(xù)一個(gè)月之久，在這個(gè)期間灌一次水均可達(dá)到畝產(chǎn)400kg目標(biāo)，生育期間灌兩水模式，起身水配孕穗水、拔節(jié)配開花水，都可實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)450kg目標(biāo)。

（8）適宜的土壤類型

由于土壤類型不同，貯水量和供水能力有較大差異，并不是任何土壤都能適應(yīng)。砂壤土、輕壤土、中壤土均可，但砂土地和粘土地不宜采用。因?yàn)樯巴恋匾诐B漏，貯水量少；粘土地貯水量雖多，但有效供水量少，加之蒸發(fā)耗水多，水利用率低，應(yīng)用這套技術(shù)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加灌水次數(shù)。

以上冬小麥高產(chǎn)節(jié)水技術(shù)體系，在吳橋縣