小麥無壟栽培均勻種植技術的節(jié)水效果研究

劉梅 郝德有 陳永 曹九生 李偉 郭安強 趙軒宇 王秀果

摘 要：為提高麥田水分利用效率，實現(xiàn)農藝節(jié)水，試驗對小麥無壟栽培均勻種植和傳統(tǒng)條播2種種植方式麥田的水分利用情況進行監(jiān)測，蘇正研發(fā)基地無壟聯(lián)合耕播機示范區(qū)的試驗結果表明，與小麥傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培水分利用效率提高了24.19%，產量增加了14.23%；吳橋試驗站蒸滲儀試驗結果表明，小麥無壟栽培全生育期耗水量較傳統(tǒng)條播減少了1.49%，亦具有節(jié)水效果；通過對2種種植方式投入情況的調查，結果顯示，小麥無壟栽培均勻種植技術與傳統(tǒng)條播相比可節(jié)支712.5元·hm-2。綜合說明，小麥無壟栽培均勻種植技術是北方干旱地區(qū)一種適宜的種植方式。

關鍵詞：小麥；無壟；勻播；節(jié)水

中圖分類號： S512.1 文獻標識碼： A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.010

Abstract： The experiment was conducted to improve the water use efficiency and achieve agricultural water conservation in the wheat field， the water use indices of two kinds of planting methods including the uniform planting without ridges and the traditional sowing were monitored. The results of the demonstration area of the no-ridge joint cultivator in Suzheng's research and development base showed that， compared with the traditional sowing method， the water use efficiency and the yield of wheat without ridge increased by 24.19 % and 14.23 %， respectively. The results of the evaporator test at Wuqiao test station showed that the total water consumption during the whole growth period of wheat without ridge cultivation decreased by 1.49 % compared with the traditional strip sowing， indicating that the uniform planting without ridges had water-saving effect. According to the input investigation of the two planting methods， the results showed that the uniform planting technology of ridgeless cultivation of wheat could save 712.5 RMB· hm-2 compared with traditional strip sowing. In conclusion， the uniform planting technique of wheat without ridge could be a suitable planting method in arid areas of north China.

Key words： wheat； ridge free； uniform sowing； water conservation

小麥常規(guī)種植方式是條播行壟[1]，但近20年來單產提高緩慢，權威部門公認增產率不可能超過8%。小麥無壟栽培均勻種植是單株均勻分布的種植方式，具有能充分利用光、風、肥資源等特點[2]。郝德有等[3]研究表明，其可增產幅度為801～1 897.2 kg·hm-2，增產率達9.15～29.21%；平均增產1 324.2 kg·hm-2，增產率達19.43%。目前，河北省農科院旱作所小麥栽培研究團隊已發(fā)明無壟聯(lián)合耕播機，施肥、播種、鎮(zhèn)壓一次性完成。目前，已有小麥無壟栽培均勻種植的相關研究報道，喬蕊清[4]研究認為與傳統(tǒng)條播相比較，旋耕后撒播小麥種植產量更高。但有關小麥機械化無壟勻播在節(jié)水方面的研究尚未見報道。

本研究通過開展小麥無壟均勻種植節(jié)水機理試驗，旨在比較小麥行壟種植與無壟栽培兩種方式的麥田蒸散規(guī)律和無壟節(jié)水效能，為這一種植方式的進一步研究和大面積推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗用中穗型冬小麥品種衡0628，由河北省農科院旱作所抗旱鑒定團隊生產；采用的2BXW200型小麥無壟耕播機為河北省農科院旱作所小麥栽培研究團隊研發(fā)生產。

1.2 方 法

1.2.1 不同種植方式水分利用情況比較試驗 試驗在蘇正研發(fā)基地無壟聯(lián)合耕播機示范區(qū)進行。試驗于2012—2013年開展，采用大區(qū)對比法，設置2個處理，即無壟栽培和常規(guī)15 cm等行距對照，大區(qū)面積1 334 m2。2012年10月15日播種，無壟栽培和常規(guī)處理播種量均為210 kg·hm-2，播前造墑，灌溉量75 mm[5]。分別于播種、拔節(jié)、抽穗、成熟等各生育階段測定小麥蒸騰、蒸散和蒸發(fā)量，并計算生育期水分利用效率；小麥成熟后測定小區(qū)產量，并折合成公頃產量。

階段蒸散量計算公式：

ETi=（W1-W2）×h×γ

式中，Eti—階段麥田蒸散量；W1和W2分別為階段初始和階段末期1 m土體平均土壤水分含量（g/g），土壤水分含量采用土鉆取土，烘干法測定，每次測定1 m土體，每20 cm土壤含水量；h為土體深度（mm），這里取1 000 mm；γ為土壤容重（g·cm-3）。

階段土壤蒸發(fā)量計算公式：

Ei=Ed×d

式中，Ei—階段麥田土壤蒸發(fā)量（mm）；Ed為利用微型蒸滲儀測定的平均每天土壤蒸發(fā)量（mm）；d為階段持續(xù)天數；

階段土壤蒸騰量計算公式：

Ti=ETi-Ei

式中，Ti為階段作物蒸騰量（mm）；ETi為階段麥田蒸散量（mm）；Ei為階段麥田土壤蒸發(fā)量（mm）。

水分利用效率計算：

WUE=y/ET/10

式中，WUE為小麥水分生產效率（kg·m-3）；y為小麥單位面積產量（kg·hm-2）；ET為小麥生育期蒸散量（mm）；10為單位轉換系數。

1.2.2 不同種植方式耗水情況比較 試驗在中國農業(yè)大學吳橋試驗站蒸滲儀中進行。于2012年10月17日播種，無壟栽培和常規(guī)處理處理播種量均為21 g·m-2，播前造墑，灌溉量60 mm。分別于越冬前、越冬期、播種、拔節(jié)、抽穗、成熟等各生育階段利用蒸滲儀測定不同階段始末重量差[6]，計算耗水模系數，公式如下：

Ci=ETi/ET×100%

式中，Ci為不同生育階段蒸散模系數（%）；ETi為小麥階段蒸散量（mm）；ET為小麥生育期蒸散量（mm）。

1.2.3 不同種植方式投入情況調研 于2013年10月7日，課題組在衡水地區(qū)組織調研活動，會同項目驗收監(jiān)測組深入田間地頭，調研對象包括田間作業(yè)的農民，播種、秸稈還田滅茬、旋耕機等機手，著重對秸稈還田滅茬、肥料撒施、旋耕、播種等機械費用以及種子投入差異費用進行調查，根據調研數據統(tǒng)計并比較無壟栽培和常規(guī)處理的前期投入情況。

1.3 數據處理和分析

數據采用Microsoft excel 2010和 SPSS18.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播的水分利用情況比較

從表1可以看出，隨著生育期的推進，麥田蒸騰占比增加而蒸發(fā)耗水減少，其耗水模式由蒸發(fā)主導向蒸騰主導轉變，且各個生育階段無壟栽培麥田蒸騰占比均高于傳統(tǒng)條播，應該是由于無壟栽培麥田全覆蓋時間較傳統(tǒng)條播封壟時間提前的緣故[7]，根據田間觀察（數據未在表中體現(xiàn)），無壟栽培于小麥兩葉一心或三葉期，即正常播期播種后30～40 d實現(xiàn)全覆蓋，而傳統(tǒng)行播種植則至春季拔節(jié)期才能封壟；因無壟栽培麥田全覆蓋提前，其棵間蒸發(fā)量較傳統(tǒng)條播減少了36 mm，尤其在抽穗前減少量為24 mm，占全生育期總耗水量減少量（33 mm）的72.73%，但同時由于其栽培密度大，蒸騰較傳統(tǒng)條播增加了3 mm，故全生育期蒸散量較傳統(tǒng)條播可節(jié)水7.91%；與小麥傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培產量增加了14.23%，水分利用效率提高了24.19%。由此可見，無壟栽培能更好地覆蓋地表，減少了蒸發(fā)[8]，增強了蒸騰作用[9]，使生育期土壤裸露時間短，裸露面積小，降低了麥田土壤水分的無效蒸發(fā)損失[10-11]，提高了生育期水分利用率，可實現(xiàn)農藝節(jié)水，尤其在苗期效果最明顯。

2.2 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播耗水量情況比較

從表2可以看出，與比傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培全生育期耗水量減少6.56 mm（1.49%），越冬前、越冬期耗水量和耗水模系數均較小，應該是由于無壟栽培苗期均勻覆蓋地表，減少蒸發(fā)，實現(xiàn)節(jié)水[12]；但是，從返青—成熟期，小麥無壟栽培各階段耗水量和耗水模系數均高于傳統(tǒng)條播，應該是因為無壟勻播密度較傳統(tǒng)條播大，蒸騰加強，使得耗水量增加。

2.3 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播開支情況比較

調研結果（表3）顯示，小麥無壟均勻種植每公頃機械、人工、多用種子投入平均1 462.5元，傳統(tǒng)行播種植每公頃投入2 175～2 250元，無壟均勻種植比傳統(tǒng)行播種植每公頃至少可節(jié)支712.5元。

3 結論與討論

與傳統(tǒng)條播相比較，小麥機械化無壟栽培均勻種植方式的優(yōu)點包括：（1）增產效果顯著；（2）節(jié)能節(jié)支，實行耕、種聯(lián)合作業(yè)，消滅了單純播種程序，可減少拖拉機進地4次，進而實現(xiàn)節(jié)支；（3）節(jié)水，一方面小麥苗期提早封壟有效減少土壤表面蒸發(fā)，提高小麥水分利用率，另一方面玉米生長前期的麥茬麥秸可均勻覆蓋，對下茬玉米有節(jié)水作用；（4）減輕環(huán)境污染，小麥無壟聯(lián)合耕播的均勻種植可有效抑制雜草，減少除草劑應用，在節(jié)約成本的同時可減少農藥殘留污染[13]。本試驗中，小麥無壟栽培均勻種植水分利用效率較傳統(tǒng)條播提高了24.19%，產量增加了14.23%；調查結果顯示，小麥無壟栽培均勻種植技術與傳統(tǒng)條播相比可節(jié)支712.5元·hm-2。

參考文獻：

[1]郝德有，郝志青.小麥機械化勻播無壟栽培理論與技術[J].北京農業(yè)，2014 （21）：15-17.

[2]趙廣才，郝德有，常旭虹，等.小麥立體勻播技術[J].農業(yè)科技通訊，2015 （7）：184-186.

[3]郝德有，龐昭進.小麥無壟栽培均勻種植方式研究[J].西南農業(yè)學報，2017（S1）：17-22.

[4]喬蕊清，衛(wèi)云宗，劉新月，等.冬小麥撒播簡化高產栽培技術的研究與應用[J].小麥研究，2001，21（2）：15-17.

[5]王志強，李會，徐心志，等.氮肥水平對限制灌溉下冬小麥旗葉光合性能及產量的影響[J].麥類作物學報，2015，35（6）：806-812.

[6]王宇明.小麥辣椒間套作最優(yōu)配置方式及非充分灌溉試驗研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2010.

[7]張勝全.低密度條件下雜交小麥節(jié)水性能比較[J].安徽農業(yè)科學，2018，46（5）：28-30.

[8]韓玉紅，靳書坤.邯鄲市小麥節(jié)水栽培技術模式探討[J].河北農業(yè)科學，2012，16（11）：18-19， 49.

[9]梁鈺琪.河北平原冬小麥節(jié)水栽培技術發(fā)展及推廣影響因素研究[D].保定：河北農業(yè)大學，2015.

[10]徐學欣，王東.微噴補灌對冬小麥旗葉衰老和光合特性及產量和水分利用效率的影響[J].中國農業(yè)科學，2016，49（14）：2675-2686.

[11]張永平，張英華，黃琴，等.冬小麥節(jié)水栽培群體“穗葉比”及其與產量和水分利用的關系[J].生態(tài)學報，2013，33（12）：3657-3667.

[12]宗潔，呂謀超，翟國亮，等.北方小麥節(jié)水灌溉技術及發(fā)展模式研究[J].節(jié)水灌溉，2014 （7）：69-71.

[13]馬忠明，張立勤，呂曉東，等.干旱灌區(qū)固定道耕作對土壤水熱效應及春小麥產量的影響[J].麥類作物學報，2015，35（7）：988-994.