北疆滴灌小麥茬后免耕復(fù)播油葵可行性研究*

劉文杰，段維，王波

（1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院）

隨著滴灌小麥的推廣應(yīng)用，小麥和油葵的生育期都會不同程度的提前，這為一些風(fēng)險區(qū)域?qū)嵤満竺飧麖?fù)播油葵提供了保障，北疆大部分區(qū)域一熟有余，二熟不足，而7月份以后的光熱資源比較充足，如能加以利用，可極大提高土地的利用率，增加農(nóng)民收益。而傳統(tǒng)的耕作措施耽誤農(nóng)時，造成積溫浪費(fèi)，不能保證油葵完全成熟的積溫要求。新疆農(nóng)墾科學(xué)院油葵專家團(tuán)隊通過幾年的大田試驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)專家的試驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出了北疆區(qū)域麥后復(fù)播油葵的關(guān)鍵技術(shù)和可行性理論依據(jù)，為今后大面積推廣奠定了基礎(chǔ)。

1 可行性理論依據(jù)

為了更好地推廣滴灌小麥茬后免耕復(fù)播油葵技術(shù)，本文對業(yè)內(nèi)專家的試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，獲得了可行性理論依據(jù)。

1.1 該模式對土壤物理結(jié)構(gòu)的影響

石河子大學(xué)蔣桂英等人研究表明[1]，實(shí)施免耕復(fù)播措施對土壤的緊實(shí)度主要表現(xiàn)在土壤的表層部分，對深層土壤的緊實(shí)度和結(jié)構(gòu)影響并不大。免耕措施對土壤密度的影響也集中體現(xiàn)在土壤表層20 cm以內(nèi)，20 cm以下的土層密度并無明顯變化和差異。

1.2 對土壤儲水量的影響

通過對土壤儲水量的測定發(fā)現(xiàn)[1-2]，有耕作措施的土壤儲水量是隨著生育期的變化而變化的，其規(guī)律是前期逐漸升高，后期又逐漸降低的一個過程。其原因可能是前期葉面積指數(shù)逐步變高，由于葉片遮蔽，減少了水分蒸發(fā)，而隨著生育進(jìn)程，在后期葉片數(shù)減少，葉面積指數(shù)降低導(dǎo)致蒸發(fā)增多。而在對麥后免耕措施的土壤儲水量測定發(fā)現(xiàn)，其各生育期均表現(xiàn)出土壤有較高的儲水量，其整個生育期的變化幅度相對較小。原因是在滴灌條件下灌水頻率較高，使得土壤耕層始終在一個比較濕潤的狀態(tài)，土壤水分的分布與有耕作措施的不同，同時水分減少較少，所以土壤儲水量相對較高，另一個原因是免耕沒有破壞土壤結(jié)構(gòu)，有機(jī)質(zhì)分解降低。

1.3 對復(fù)播油葵生育期的影響

由于免耕措施不進(jìn)行犁地、耙地、鋪設(shè)水帶等環(huán)節(jié)，極大的節(jié)約了時間，能更多的爭取7月份寶貴的光熱資源，延長生育期。王振華等人[3]研究表明，與同期其他耕作措施相比，免耕播種復(fù)播油葵其出苗期能提前2～3 d。

1.4 對干物質(zhì)積累的影響

免耕是一種新型的耕作技術(shù)，也是一種可持續(xù)的耕作措施。與傳統(tǒng)的耕作措施相比，在影響土壤環(huán)境以及改變土壤理化性質(zhì)方面存在很大的差異，所以對作物的出苗、特別是根系的生長發(fā)育造成一定的影響，導(dǎo)致作物產(chǎn)量有一定的差異。干物質(zhì)積累的過程和途徑是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素，楊相昆等人[4]研究表明，使用免耕和傳統(tǒng)的耕作方式對于不同生育期的油葵干物質(zhì)積累也產(chǎn)生不同的影響。

試驗(yàn)研究表明[5-6]，傳統(tǒng)的耕作措施下油葵的干物質(zhì)積累高于免耕處理，主要原因是對土壤進(jìn)行耕作以后，土壤質(zhì)地松軟，通透性好，利于苗期根系的發(fā)育。其干物質(zhì)積累規(guī)律是苗期有耕作措施的處理高于免耕處理，蕾期的干物質(zhì)積累最多，占油葵全生育期的1/3左右，而在盛花期、灌漿期、成熟期的干物質(zhì)積累相差不大。采取耕作措施的油葵干物質(zhì)積累主要集中在蕾期和盛花期，在灌漿期急劇減少，成熟期又呈逐漸上升趨勢。主要原因可能是耕作處理使生育期延長，而后期光照強(qiáng)度不夠以及積溫低所造成。

劉建國等人[7]通過研究不同生育時期干物質(zhì)的日增長量變化發(fā)現(xiàn)，各生育時期都表現(xiàn)出相同的趨勢，但在灌漿時期耕作處理卻低于免耕處理，這是導(dǎo)致2種處理品質(zhì)和產(chǎn)量差異的主要原因。耕作處理生育期延長，后期溫度較低是主要因素。在免耕措施下，油葵的生長勢比較均勻，干物質(zhì)的日積累量也比較平均。但是在耕作處理條件下，在作物的生長前期干物質(zhì)積累較快，而在后期逐漸下降，總的干物質(zhì)積累免耕處理高于耕作處理。

1.5 2種耕作處理產(chǎn)量比較

耕作與保護(hù)性耕作（免耕）2種處理產(chǎn)量結(jié)果表明，耕作處理的油葵在生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量及收獲指數(shù)方面都高于免耕處理。原因可能是耕作處理有利于作物出苗、保苗以及前期生長良好的土壤環(huán)境。但在個體產(chǎn)量性狀上，由于免耕處理能夠充分利用光熱資源，有更多的發(fā)育時間，通過調(diào)查花盤直徑、結(jié)實(shí)率以及千粒重等性狀都表現(xiàn)出優(yōu)于耕作處理。

1.6 保護(hù)性耕作（免耕）對經(jīng)濟(jì)效益的影響

保護(hù)性耕作是一種可持續(xù)的耕作措施，其廣泛的應(yīng)用對提高油葵經(jīng)濟(jì)效益影響較大。一方面，保護(hù)性耕作可優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤環(huán)境，增加有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力，長期來看能顯著提高作物產(chǎn)量。有研究表明其產(chǎn)量比其他耕作措施提高15%左右。另一方面，該措施操作容易，環(huán)節(jié)簡單，節(jié)本增效。與傳統(tǒng)的耕作措施相比，保護(hù)性耕作的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在減少對農(nóng)機(jī)設(shè)備的使用、人工的投入、滴灌設(shè)施和地膜等資源的重復(fù)再利用，極大地節(jié)約了成本。有研究表明，該措施能減少成本15%左右。

1.7 保護(hù)性耕作（免耕）對生態(tài)效益的影響

保護(hù)性耕作措施能有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力。以此來代替化肥的投入，減少化肥的使用量，而且秸稈還田替代秸稈焚燒，保護(hù)了環(huán)境。逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)生良好的社會和生態(tài)效益。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.7.1 固碳減排

與傳統(tǒng)的秸稈焚燒相比，保護(hù)性耕作實(shí)施秸稈還田能減少碳排放量30.3 kg/hm2。

1.7.2 減輕大氣污染

保護(hù)性耕作（免耕）能夠有效的減少碳流失，減輕大氣污染。另外，保護(hù)性耕作的原理是對土壤進(jìn)行少耕或者免耕以及秸稈還田，這樣增加了表層殘茬的覆蓋，減少有機(jī)碳的流失，增加了土壤有機(jī)碳的含量。

1.7.3 防止水土流失

保護(hù)性耕作能充分利用天然降水，減少徑流、風(fēng)蝕和水蝕。研究估計，如果保護(hù)性耕作措施應(yīng)用得當(dāng)，每年可以節(jié)約超過10億t的土壤。目前，保護(hù)農(nóng)業(yè)覆蓋全球約15.3%的農(nóng)田，減少了約7%的土壤侵蝕。在南美洲（16.0%）、大洋洲（15.4%）和北美（12.5%）中，保護(hù)農(nóng)業(yè)造成的土壤流失最嚴(yán)重。而我國每年流失土壤50t[8]。保護(hù)性耕作將作物殘茬覆蓋在地表，通過深松少耕及地表覆蓋，減少地表徑流50%左右。同時，保護(hù)性耕作的殘茬覆蓋能夠減少雨水對表層土的沖刷，防止水蝕和風(fēng)蝕，減少水土流失80%左右。我國目前治理水土流失的成本為70萬/km，如果能夠廣泛推廣保護(hù)性耕作，就可節(jié)約該筆治理費(fèi)用。

1.7.4 改善土壤結(jié)構(gòu)

保護(hù)性耕作秸稈粉碎性還田是以非腐殖質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)入土壤的，其加速分解的階段增加了土壤的活性，形成新鮮的腐殖質(zhì)；同時，秸稈翻壓還田的方式在深松、深耕過程中，增加了深層土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分，為作物的質(zhì)量提供原始養(yǎng)料。

2 主要栽培措施

2014—2018 年新疆農(nóng)墾科學(xué)院西域綠洲種業(yè)一直致力于推廣麥后免耕復(fù)播油葵技術(shù)，并取得了一定的推廣面積，在推廣過程中逐步完善栽培技術(shù)體系，主要措施包括以下幾點(diǎn)：（1）針對北疆早熟滴灌小麥地，在小麥?zhǔn)斋@以后，土壤不做任何耕作措施，先噴施金都爾或?qū)Ｓ贸輨瑴绯镩g雜草。（2）復(fù)播油葵品種選擇上，盡量選用早熟、抗性較強(qiáng)的品種，生育期在85～90 d以內(nèi)。其中康地5號、新葵20號和新葵10號都是比較適宜復(fù)播的早熟品種。（3）播種要在7月5日前完成，在滴灌小麥?zhǔn)斋@后用免耕播種機(jī)及時播種，土壤不做任何耕作，利用原有的滴灌設(shè)施。復(fù)播一定要和時間賽跑，早播能保證作物成熟所需積溫要求，產(chǎn)品品質(zhì)較好；晚播影響成熟和營養(yǎng)品質(zhì)，播種最遲不超過7月10日。（4）及時收獲，防止鳥害。

3 小結(jié)

（1）滴灌免耕復(fù)播技術(shù)與傳統(tǒng)的翻耕漫灌相比，免耕操作使土壤表層的密度和緊實(shí)度有所增加。而滴灌技術(shù)又能使土壤的耕作層保持較濕潤的狀態(tài)，耕層內(nèi)部的水分分布產(chǎn)生變化，同時也能減少水分的蒸發(fā)，土壤的儲水量比傳統(tǒng)的耕作措施要高，對改善土壤的物理性質(zhì)有所幫助。（2）從產(chǎn)量和水分利用方面來看，該栽培技術(shù)在麥后免耕復(fù)播油葵上運(yùn)用是可行的，適用的。優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)合了免耕和滴灌關(guān)鍵技術(shù)，無論在增產(chǎn)還是節(jié)水方面，效果都很明顯。（3）滴灌條件下配合免耕復(fù)播較常規(guī)復(fù)播技術(shù)相比可減少翻耕整地和澆水生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少農(nóng)耗期，可實(shí)現(xiàn)小麥?zhǔn)斋@后及時復(fù)播油葵、大豆等作物，為北疆一熟有余，二熟不足地區(qū)實(shí)施“一年二作”創(chuàng)造了條件。（4）從直接經(jīng)濟(jì)效益來看，該模式具有投入少，產(chǎn)出高，見效快的優(yōu)點(diǎn)。（5）從生態(tài)效益來看，免耕復(fù)播在固碳減排、減輕大氣污染、防止水土流失、改善土壤結(jié)構(gòu)、節(jié)約資源等方面有無法替代的作用。