华北地区冬小麦节水高产高效栽培模式.docx

1、华北地区冬小麦节水高产高效栽培模式华北地区冬小麦节水高产高效栽培模式当今世界，水资源已成为限制农作物产量的重要因素。农田灌溉已成为农业发展的必要条件。农业是用水大户，我国农业用水占全国总用水量的80%以上，北方小麦用水又是大户中的大户，占北方农业总用水量的70%以上。华北平原是我国小麦的主产区，小麦生长在一年中的干旱季节，产量高低与灌溉密切相关。然而，华北平原水资源不足已成为人们关注的重大问题。 我国人增地减的现实和对粮食日益增长的需求形成尖锐矛盾，解决矛盾的途径只能是大幅度提高粮食单产。在华北地区，持续提高小麦单产的主要制约因素是水资源不足。现行灌溉制度，实现亩（666.7m2）产400kg

2、以上目标，至少需灌4次水，总灌水量在200m3 以上。大部分依靠超采地下水支撑现状，地下水位不断降低。小麦生产不高产不行、不节水不行，节水与高产的统一势在必行，意义重大！关于农业节水，在工程和设施方面的研究已经有很多成果，但喷灌、滴灌等设备投资强度较大，在没有开发资金支持的地区很难采用，也很难适合目前一家一户分散的小规模农田生产的实情。在华北平原浅层水灌溉区，软管输水，行之有效，现已广泛应用，使输水中的损失变得非常有限。因此节水的潜力在于农田节水，关键是建立节水与高产相统一的系统化栽培技术。针对水资源不足和作物高产之间的矛盾，我们在河北省吴桥县进行了6年试验研究，形成“冬小麦节水高产高效栽培技

3、术体系”，成功地实现了节水、高产、高资源效益三者的统一。河北省将这套节水技术体系定为“吴桥模式”，已大面积推广应用。1. 小麦节水高产栽培模式与效益河北省吴桥县地处北纬3729-3747，东经11619-11642之间，属黑龙港流域中部，沧州地区最南端，海拔14-22.6m，地下水位6-9m。全年降水562mm，年际间变化较大，年内季节性分布不均，60%-70%的降水分布在7-8月份。小麦生长期间降水124.8mm，占全年降水量的22.2%。年平均气温12.6，全年0积温4862.9，无霜期192天。土壤为壤质底粘潮土，土层深厚，耕层有机质含量0.8-1.4%，全氮0.04-0.1%，碱解氮3

4、5-70mg/kg，速效磷（P2O5）10.8-30mg/kg，速效钾90-110mg/kg。试验研究在吴桥实验站进行。以节水和高产的统一为目标，以转变耗水观念为突破口，以提高土壤水利用率和水分生产率为核心，以作物为水分亏缺的响应和适应为依据，通过研究不同水分条件对株群结构、产量形成、光合、物质生产、特质分配和再分配、根群的时空分布、耗水的时空分布、周年土壤水分平衡的影响；单期灌水和组合灌水的效应；不同品种对水分亏缺敏感程度的差异及其机制；播期与密度问题；节水灌溉条件下氮、磷、钾肥上下茬周年运筹和施肥技术；短期水分胁迫对源库平衡的影响等问题，以谋求减少灌溉次数对作物不利影响的补偿技术和趋利避害

5、的技术措施，通过非紧缺要素对紧缺要素水的部分替代来实现节水与高产的统一。研究形成的小麦节水高产技术体系，包括三种模式：（均采用塑料软管灌溉） 浇底墒水，生育期不浇水，亩（666.7m2）产量350-400kg模小麦节水栽培，春季只灌一次水，总耗水量405.4mm，其中耗土壤水221.1mm，占总耗水54.4%，耗灌溉水75mm，占总耗水18.5%，形成以消耗土壤水为主的耗水体制，土壤有效水的利用率达50%，麦收后腾出的土壤库容大，可积纳汛期多余的降水以免流失，真正做到“伏雨春用”。正常年份可挽回汛期水分损失100mm以上。2.2减少灌溉次数，提高土壤水利用率，降低总耗水量自然降水、灌溉水和土壤

6、水，它们的利用效率有很大差异。自然降水一是时间不可控，二是数量不可控，其实是可用而不可靠的。小麦生长在一年中最干旱的季节，总降水量少，而且很少有强度较大的降水，一部分降水被冠层截留，即使进入土壤上层，也多数被蒸发所耗，无效耗水比例大，实效耗水比例小，水分生产率低。灌溉水，虽然时间和数量都是可以控制的，但是，大部分保持在0-60cm土体中，表层湿润时间长，蒸发耗水多，实效耗水的比重也不及土壤水。土壤水贮存在2m土体中，可以源源不断地供小麦消耗。而且，通过土壤耕作，表层形成松土，可以有效地抑制上层土壤水分蒸发，增大实效耗水比例。我们的研究表明： 小麦的总耗水量与灌水量呈正相关，灌水次数越多，总灌水

7、量越大，总耗水量也越大。 小麦的总耗水量和生长期间的降水量呈正相关，降水量越多，总耗水量也越多。 小麦的总耗水量与土壤水的消耗量呈负相关关系，土壤水消耗量越多，总耗水量便越少。因此，土壤水是高效水，节水栽培通过减少灌溉次数和灌水量，显著增加了土壤水的消耗量。充分利用土壤水的结果，不仅腾出了土壤库容，也减少了麦季总耗水量。表1表明，春一水制与春三水制比较，小麦总耗水量减少73.1mm，水分生产效率明显提高。提高土壤水分利用率是节水高产技术的核心内容。2.3利用适度水分亏缺对作物的有益调控作用，建成高光效低耗水株群结构，并促进籽粒发育研究中发现上层土壤水分亏缺并不总是减产，小麦对土壤干旱有一定的适

8、应性调节能力。（1） 前期上层土壤水分胁迫，促进根系下扎，提高深层供水能力足墒基础上，春季第一水晚浇，前期上层水分胁迫，促进根群向深层发展，提高深层供水能力。尤其在小麦生长后期，0-60cm土壤水分几乎在萎蔫点以下，但小麦并不表现缺水，主要是利用下层土壤水分。另外，由于基本苗多，分蘖少，小麦单茎平均根量较多，根群中初生根比例增加。据剖面观测，节水小麦初生根深达2-2.2m，可以利用深层土壤水分，保证后期籽粒灌浆。（2） 前期上层土壤水分胁迫，利于建立高光效的群体结构，增强后期的光合能力灌水处理影响叶群结构和株型。春季灌水早，促进叶片发育和植株繁茂。如二棱期灌水处理，对小麦顶部三叶的长宽均有明显

9、促进作用，旗叶受促作用最大。由于灌水早，增大了繁茂度，单茎叶面积增加50%，形成大株型群体，群体郁闭，通风透光不好，特别是群体下部器官的受光不利，过早衰亡。随着春后浇水时间后移，对上部叶片长宽促进作用减小。前期进行适当水分胁迫，将春后第一次浇水时间推迟到拔节期至孕穗期，此时灌水对上部叶片伸长已几乎无作用。单茎叶面积小，叶片直立，为小株型体制，特别是孕穗期灌水处理，在50万穗群体情况下，小麦开花后仍能看到垄底，麦株通体受光好，下部叶片不早衰。节水栽培建成高光效低耗水的株群结构，利于增加容穗量。节水灌溉虽然减小了叶面积，但单位面积光合能力增加。特别是穗部、穗下节间和叶鞘等器官，对群体光合贡献增大，

10、单株和群体光合产量较高。同时，整个群体光合/蒸腾比高，水分利用效率高。（3） 适当水分胁迫促进籽粒发育与灌浆 前期水分胁迫促进小麦生育进程，使抽穗期提早；后期上层水分亏缺可加速灌浆进程，并促使茎叶贮存碳水化合物向籽粒的转运量增加。2.4发挥综合技术措施的协同调控作用，补偿短期水分胁迫对产量形成的不利影响小麦对土壤水分亏缺有一定适应性调节能力，但不足以弥补减少灌溉使耗水量大幅度下降对产量形成带来的不利影响。我们通过多年研究，提出了系统化的补偿技术。在节水栽培体系中，通过适当增加播种量，以基本苗保穗，可补偿拔节前上层土壤水分不足对穗数的不利影响，通过集中施用磷肥，适当增加基肥氮比例，促进前期长势，

11、结合关键时期补充灌溉，可补偿对穗粒数的不利影响；通过推迟春季灌水时间诱导根系下扎、控制上部叶片面积，建成高光效低耗水的株群结构，可补偿后期供水不足对粒重的不利影响；通过选用熟期早、灌浆强度大、结实期短、多花中粒容穗量大的品种，可补偿后期高温等不利气候条件对粒重的不利影响。4. 小麦节水高产栽培关键技术（1） 底墒水调整土壤贮水 这是小麦节水高产栽培的基础内容。播种前浇足底墒水，将灌溉水转变为土壤水，可源源不断地供小麦消耗。而且通过土壤耕作形成松土，可有效抑制上层土壤水分蒸发，增大实效耗水比例，提高水分生产效率。（2） 选用早熟、耐旱、容穗量大、水分生产效率高的品种节水小麦实现亩产400kg的产

12、量目标，对品种的要求并不严格，目前生产中使用的高产品种大部分可用。但是熟期早、容穗量大、多花、中粒、光合/蒸腾比大、经济系数高、水分生产率高的品种最为适宜。（3） 适当晚播 要求年前生长积温300-400，单株麦苗生长3-4片叶。由于小麦晚播，年前让出积温200-250使玉米充分灌浆成熟，提高粒重。小麦由于晚播，生长量小，叶少蘖小，减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给小麦，小麦显著增产，夏玉米利用小麦磷肥后效并不减产。在节水灌溉条件下，集中施用磷肥可以增加前、中期吸收强度，增加小麦长势，增加亩穗数。集中施磷有利于促发根群，增加下层根量，扩大吸收范围。全年磷肥施给小麦

13、可增加前期和中期的吸磷量，后期通过体内磷的再分配，满足籽粒发育和灌浆充实的重要。（5） 增加基本苗，确保播种质量与常规灌溉相比，节水小麦应适当增加基本苗，以补偿拔节前上层水分亏缺对穗数的不利影响。10月1日播种每亩20万苗，每晚播一天增苗1.5万，增至50万苗后，再晚播不再增苗。增加基本苗，最根本的一点是为建立独特的根群结构，苗多单穗占有初生根量则多，这就为后期充分利用深层水创造了有利条件。由于基本苗多，苗间的均匀分布程度显得格外重要。因此，要确保播深适度，深浅一致，落粒均匀。（6） 播后暄土保墒，浇水后及时松土小麦播种采取垅内镇压垅背暄土具有良好保墒效果，可减少蒸发无效耗水，提高土壤水的实效

14、性。浇水后及时松土，能显著减少蒸发耗水。（7） 春季灌水时间生育期间浇一水模式，灌水时间从起身到孕穗期可延续一个月之久，在这个期间灌一次水均可达到亩产400kg目标，生育期间灌两水模式，起身水配孕穗水、拔节配开花水，都可实现亩产450kg目标。（8） 适宜的土壤类型由于土壤类型不同，贮水量和供水能力有较大差异，并不是任何土壤都能适应。砂壤土、轻壤土、中壤土均可，但砂土地和粘土地不宜采用。因为砂土地易渗漏，贮水量少；粘土地贮水量虽多，但有效供水量少，加之蒸发耗水多，水利用率低，应用这套技术应当适当增加灌水次数。以上冬小麦高产节水技术体系，在吴桥县试验和范期间，经历了春季多雨的1991年，降水130mm；春季极端干旱的1992年，小麦播种到成熟期间降水21.5mm；干旱加春季冻害的1993年；初冬冻害加后期干热风的1994年和前中期生长正常后期暴风雨的1995年，不同的自然条件和灾害年型，产量均达到400kg以上水平。证明了此项技术体系有较强的适应能力。如果在我国北方同类型地区大面积推广，将会起到促进小麦增产和节水节能的重要作用。