冀中南高產(chǎn)冬小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)推廣研究

侯大山 李月華 王云超 孫明清 王維蓮 范存智 柴玉博 董勝旗 王路彩 侯麗敏 鈕琪 李光 李明遠(yuǎn) 謝松青 李娟茹

摘要[目的]實現(xiàn)水分資源高效循環(huán)利用。[方法]總結(jié)了高產(chǎn)冬小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)的主要內(nèi)容，以及項目推廣措施和實施產(chǎn)生的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。[結(jié)果]該技術(shù)實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益、農(nóng)田節(jié)水與小麥高產(chǎn)相統(tǒng)一，增加土壤水用量，明顯提高水分利用率。[結(jié)論]該研究為冀中南地區(qū)糧食作物節(jié)水生產(chǎn)技術(shù)推廣提供借鑒。

關(guān)鍵詞 冀中南;冬小麥;水分循環(huán)利用;推廣

中圖分類號 S512.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）13-0026-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.008

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Highyielding Winter Wheat Field Water Efficient Recycling and Utilization Technology in Central and Southern Hebei Province and Its Extension

Abstract [Objective]To realize the efficient recycling of water resources. [Method]We summarized the main contents of highyielding winter wheat field water efficient recycling and utilization technology， as well as the social， economic and ecological benefits generated by project extension measures and project implementation. [Result]This technology realized the unification of environment benefit and ecological benefit， and the unification of farmland watersaving and wheat high yield， enhanced the soil water content， and significantly increased the efficiency of water application. [Conclusion]This research provided references for the popularization of watersaving production technology of grain crops in central and southern Hebei Province.

Key words Central and southern Hebei Province;Winter wheat;Water recycling and utilization;Extension

冀中南地區(qū)土壤肥沃，是我國重要的冬小麥產(chǎn)區(qū)[1]，當(dāng)?shù)匦←湲a(chǎn)量直接關(guān)乎到全國糧食安全，地位至關(guān)重要[1-2]。但是，河北省已成為水資源嚴(yán)重危機的地區(qū) [3]，水資源匱乏已成為影響當(dāng)?shù)厣鐣a(chǎn)的障礙因素[4-5]。

當(dāng)?shù)匦←湽喔纫猿槿〉叵滤疄橹?，長期超采造成地下水位連年下降，已形成面積達(dá)5萬km2的全國面積最大的地下水采空漏斗區(qū)[6]。研究表明，河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水約占總用水量的70%，而小麥生產(chǎn)用水約占農(nóng)業(yè)用水量的70%[6-7]，因此研究小麥高產(chǎn)節(jié)水技術(shù)，從而實現(xiàn)小麥生產(chǎn)的生態(tài)良性循環(huán)是緩解水資源緊缺和解決地下水超采綜合治理的關(guān)鍵。國家發(fā)改委、財政部從2014年開始專門投入巨資，單獨把河北省列入地下水超采綜合治理試驗示范區(qū)，實施地下水超采綜合治理項目，以期總結(jié)經(jīng)驗全國推廣[8-10]，其中農(nóng)業(yè)部重點支持實施的小麥春灌節(jié)水栽培工作是地下水超采綜合治理的重要舉措和標(biāo)志性工程[9-10]。

高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)正是針對冀中南高產(chǎn)小麥田水分供需現(xiàn)狀，圍繞小麥-玉米輪作體系中“夏儲、秋保、春用”水分循環(huán)的優(yōu)化模式，實施“選用節(jié)水品種、秸稈還田、足墑播種、適期晚播、等行種植、播后鎮(zhèn)壓、旱脅迫管理、澆好關(guān)鍵水”等8項關(guān)鍵生物、農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)措施，改變當(dāng)?shù)匦←渹鹘y(tǒng)“冬前一水、春季兩水”或“春季三水”的常規(guī)灌溉習(xí)慣，實現(xiàn)高產(chǎn)水平下節(jié)1～2水，有效減少地下水資源消耗，實現(xiàn)水分資源高效循環(huán)利用。鑒于此，筆者總結(jié)了高產(chǎn)冬小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)的主要內(nèi)容，以及項目推廣措施和實施產(chǎn)生的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，旨在為冀中南地區(qū)糧食作物節(jié)水生產(chǎn)技術(shù)推廣提供借鑒。

1 高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)

項目依托單位石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，根據(jù)小麥需水的特點和規(guī)律，自然降水供應(yīng)狀況以及全年土壤水儲藏和供應(yīng)的變化情況，圍繞小麥高產(chǎn)節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)（節(jié)水品種、秸稈還田、足墑播種、適期晚播、等行全密、播后鎮(zhèn)壓、干旱脅迫、澆好關(guān)鍵水），形成高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)體系，在冀中南區(qū)域示范推廣。2017年1月23日石家莊市科學(xué)技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)局邀請河北省農(nóng)林科學(xué)研究院、河北省科學(xué)院專家，組成驗收工作組對石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心承擔(dān)的高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)行驗收。驗收專家一致認(rèn)為，該項目集成了“夏儲、秋保、春用”小麥水分高效循環(huán)利用技術(shù)體系，較傳統(tǒng)灌溉減少灌水1次，單位面積節(jié)水600 m3/hm2，通過多樣化推廣宣傳措施，在石家莊市、邯鄲、邢臺等地累計推廣133萬hm2以上，取得顯著經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益，為冀中南地區(qū)節(jié)水做出巨大貢獻(xiàn)。

1.1 推廣節(jié)水品種，實現(xiàn)生物節(jié)水

選用優(yōu)種是實現(xiàn)小麥高產(chǎn)的基礎(chǔ)，在項目實施的冀中南區(qū)域，選用表現(xiàn)為株型緊湊、葉片上舉、頂2葉窄小、初生根多、根系發(fā)達(dá)、灌漿早快、千粒重較高、穗層整齊、粒數(shù)穩(wěn)定的耐旱、抗旱、中早熟節(jié)水品種，為生物節(jié)水技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。具體推廣種植品種為衡4399、觀35、石農(nóng)086、中麥155、石麥22、邯6172、農(nóng)大399、嬰泊700、邯麥15、冀麥585、河農(nóng)7069、輪選103等節(jié)水小麥品種。

1.2 實施秸稈還田，做到精細(xì)整地

玉米秸稈還田能增加小麥、玉米周邊2 m土體的儲水量，研究表明蓄水、保水能力小麥季效果好于玉米季，其中小麥越冬至返青效果較佳[11]。玉米收獲后及時秸稈還田，將秸稈粉碎2遍，并在田間鋪勻。秸稈還田的時間一般在玉米收獲后盡快翻耕入土，避免因秸稈被曬干而影響腐熟速度，秸稈還田增施氮調(diào)節(jié)碳氮比，減少秸稈腐熟與作物生長后期爭氮的矛盾。秸稈粉碎后精細(xì)整地，旋耕深度要達(dá)到15 cm以上，旋耕2次，連續(xù)3年以上旋耕的地塊，進(jìn)行1次深松，深松應(yīng)達(dá)到30～35 cm，整地根據(jù)墑情掌握好時間，達(dá)到地面平整、上虛下實、無明暗坷垃。

1.3 強調(diào)足墑播種，實施“一水兩用”

足墑播種是確保小麥苗全的關(guān)鍵措施，在小麥播種前掌握口墑適宜，耕層土壤相對含水量在75%。秋季降水量小時，在玉米成熟前10～15 d采取“一水兩用”（即玉米生育后期澆水同時達(dá)到玉米增產(chǎn)和小麥足墑播種目的）的辦法進(jìn)行補墑，既使玉米增產(chǎn)、也給小麥提供足夠墑情，又避免因搶墑播種、播后澆蒙頭水，造成的出苗不良[12]。

1.4 選擇適期晚播，掌握適量播種

適時播種是爭取冬前合理群體、培養(yǎng)冬前壯苗的基礎(chǔ)。冀南麥區(qū)適宜播期在10月8—18日、冀中在10月5—12日。在適宜播期范圍內(nèi)冀中南地區(qū)掌握基本苗330萬～375萬株/hm2，整地質(zhì)量高、種子發(fā)芽率高的麥田，播量在165～195 kg/hm2，整地質(zhì)量差、種子發(fā)芽出苗率稍差的適當(dāng)增加播量。貫徹播期播量相配套技術(shù)，每晚播1 d增加播量7.5 kg/hm2。

1.5 等行全密種植，做到播深適宜

在生產(chǎn)上將三密一稀、四密一稀、大小行種植形式改為12～15 cm等行距全密種植形式，有效地利用土地、光熱資源，減少水分蒸發(fā)，減輕缺苗斷壟的影響，改善群體結(jié)構(gòu)，增加群體，提高穗數(shù)，實現(xiàn)增產(chǎn)[13-14]。項目區(qū)一般采取15 cm等行全密種植形式，部分區(qū)域也采取了等深勻播、7.5 cm窄行密植播種形式。播種深度掌握在3～5 cm，掌握沙土地適當(dāng)深播、黏土地適當(dāng)淺播、墑情差宜深、墑情好宜潛的原則。

1.6 播后強力鎮(zhèn)壓，踏實土壤抗寒保墑

播后強力鎮(zhèn)壓可有效碾碎坷垃，踏實土壤，增強種子與土壤的接觸，提高出苗率，不但能起到抗寒作用，還能有效抑制土壤水分蒸發(fā)，起到保墑貯水作用，只要冬前鎮(zhèn)壓，保墑貯水時效可延續(xù)到返青期[15]，省去冬前澆凍水。播后待土表墑情稍干時鎮(zhèn)壓或采取冬前鎮(zhèn)壓，鎮(zhèn)壓作業(yè)采用專用強力鎮(zhèn)壓器進(jìn)行，鎮(zhèn)壓器重量達(dá)到每延米120～130 kg。

1.7 干旱脅迫管理，延遲春一水

小麥苗期一般不澆水，根據(jù)苗情、墑情、土壤、地力盡可能延遲第一水，實行旱脅迫栽培。在冬前實現(xiàn)理想群體的基礎(chǔ)上，春季第一次肥水關(guān)鍵期是推遲到拔節(jié)期前后，既能促進(jìn)小麥初生根系下扎生長，充分吸收利用土壤深層水分生長，又能有效控制春后無效分蘗的大量生長，使起身后群體發(fā)展比較平穩(wěn)，達(dá)到麥腳利索，有利于通風(fēng)透光，增強抗倒伏能力。

1.8 春季澆好關(guān)鍵水，施足關(guān)鍵肥

春一水掌握在拔節(jié)期前后，單位面積莖數(shù)1 500萬/hm2以上的麥田，拔節(jié)初期追肥澆水;單位面積莖數(shù)1 800萬/hm2以上的麥田拔節(jié)中期追肥澆水。結(jié)合澆水追尿素262.5～300.0 kg/hm2;個別因旱災(zāi)、凍害等原因冬后苗情差，在返青期提前追肥澆水的麥田，此期也結(jié)合澆水，施尿素150～225 kg/hm2。春二水掌握在孕穗楊花或楊花灌漿期進(jìn)行，一般麥田不需要再追肥，沙質(zhì)脫肥田，可在澆水前酌情施尿素75.0～112.5 kg/hm2，但嚴(yán)格控制用量，防止貪青晚熟。

2 高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)創(chuàng)新性推廣

針對冀中南麥區(qū)傳統(tǒng)栽培管理全生育期灌溉3～4次，水分利用效率較低，水資源緊缺等生產(chǎn)實際情況，該項目在河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助下，創(chuàng)新性的采取“三依托、兩突出”具體工作措施，進(jìn)行試驗、示范、推廣，取得顯著成果。

2.1 依托新型經(jīng)營主體開展大規(guī)模典型示范

項目依托專業(yè)種糧農(nóng)民合作社、種植大戶、家庭農(nóng)場等新型經(jīng)營主體，采取“以點帶面，點面結(jié)合”的新型項目示范推廣方式，使項目技術(shù)在示范區(qū)得到快捷有效推廣。利用農(nóng)業(yè)合作社等經(jīng)營主體統(tǒng)一管理的優(yōu)勢，采取統(tǒng)一培訓(xùn)、統(tǒng)一供種、統(tǒng)一栽培管理和統(tǒng)一肥水運籌等措施，開展大規(guī)模典型示范，把樣板田、“千畝方”建在新型經(jīng)營主體，充分發(fā)揮新型主體的輻射帶動作用，小區(qū)域帶動大整體，實現(xiàn)了快速推廣應(yīng)用。

2.2 依托相關(guān)農(nóng)業(yè)項目迅速擴(kuò)大推廣規(guī)模

為了使該項快速推廣應(yīng)用，與河北省相關(guān)項目互促互用，相互推進(jìn)，起到了很好的推廣作用。一是依托河北省地下水超采綜合治理重點項目—小麥穩(wěn)產(chǎn)節(jié)水品種推廣，二是小麥綠色高產(chǎn)高效項目示范，三是“水肥一體化”等，結(jié)合這些小麥節(jié)水節(jié)肥項目實施，對該項目技術(shù)推廣起到了很好互促作用。

2.3 依托新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)提高基層技術(shù)水平

充分發(fā)揮專家技術(shù)指導(dǎo)作用，在項目實施重點縣（市、區(qū)）開展巡回指導(dǎo);利用多種渠道，采取多種形式，在項目實施區(qū)組織開展了不同層次的技術(shù)培訓(xùn)，擴(kuò)大該項目普及推廣范圍。項目推廣的各地市也利用多種形式進(jìn)行廣泛宣傳，邀請相關(guān)專家講解品種選擇、配方施肥、田間管理等重要技術(shù)，對項目推廣實施種植大戶、專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場等進(jìn)行專項培訓(xùn)，抓住農(nóng)時季節(jié)項目技術(shù)人員分鄉(xiāng)包片深入生產(chǎn)第一線，解決生產(chǎn)中存在的實際問題，使項目技術(shù)傳送到千家萬戶，確保了各項關(guān)鍵技術(shù)落實到位。

2.4 突出各類宣傳提高農(nóng)民認(rèn)知水平

突出宣傳培訓(xùn)是提高基層農(nóng)技人員和種糧戶對項目技術(shù)的認(rèn)知度，促進(jìn)項目技術(shù)迅速推廣普及的關(guān)鍵。為確保項目順利實施，一是提高基層技術(shù)人員理論水平，編著了《河北省小麥高產(chǎn)節(jié)水節(jié)肥栽培技術(shù)》專著一部，發(fā)放到各基層農(nóng)技、農(nóng)資企業(yè)等單位，為他們提供理論圖書支持;二是編制了《冀中南小麥高產(chǎn)節(jié)水節(jié)肥技術(shù)》掛圖，大量分發(fā)到種糧大戶、科技示范戶、農(nóng)民群眾，讓他們看著做，跟著學(xué)。與此同時，各地利用電視、報紙、網(wǎng)絡(luò)廣泛開展媒介宣傳。第一與報紙、電臺、電視臺合作及時把技術(shù)建議播發(fā)出去，傳播到千家萬戶;第二利用網(wǎng)絡(luò)多媒體在網(wǎng)站上進(jìn)行宣傳;第三利用農(nóng)村“大喇叭”項目進(jìn)行技術(shù)宣傳。在新聞單位及各種刊物發(fā)表文章和技術(shù)講座45期次，舉辦培訓(xùn)班3 000余場，培訓(xùn)技術(shù)骨干4萬余人，召開現(xiàn)場會110次，印發(fā)技術(shù)明白紙30萬份，自制流媒體26個，農(nóng)村“大喇叭”廣播18次，取得了良好宣傳效果。

2.5 突出樣板示范搞好典型引路

突出樣板抓典型是推動項目技術(shù)落實的重要手段，項目組把高標(biāo)準(zhǔn)示范方建設(shè)作為載體，以起到典型引路的作用，通過大面積示范帶動，使廣大農(nóng)民對小麥生產(chǎn)節(jié)水節(jié)肥技術(shù)做到看得見、摸得著、學(xué)的會。項目實施期間結(jié)合河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系—小麥產(chǎn)業(yè)體系相關(guān)工作，在臨漳、隆堯、趙縣、辛集分別建立了5個“千畝”示范方，在藁城、趙縣、臨漳、寧晉、辛集建立了5個“萬畝”項目示范區(qū)，結(jié)合新品種展示建立了一大批50～100“畝”的典型示范田。示范方（田）內(nèi)明確責(zé)任，技術(shù)落實到人，通過采取統(tǒng)一供種、統(tǒng)一栽培管理和統(tǒng)一肥水運籌等多項技術(shù)措施，確保了示范方建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)。

3 工作成效

3.1 實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一

冀中南是華北區(qū)地下水超采治理重點區(qū)域，小麥作為該區(qū)域重要種植作物，全生育期降水少，灌溉以地下水為主，地下水超采嚴(yán)重。2015—2017年石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心在石家莊、邯鄲、邢臺3地市推廣“高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用技術(shù)”，3年累計推廣面積179.9萬hm2，平均單產(chǎn)8 305.5 kg/hm2，單位面積節(jié)水733.5 m3/hm2，總節(jié)水13.2億m3，有效地緩解了水資源緊缺問題，也為地下水超采治理實施做出了貢獻(xiàn)。項目實施中通過項目帶動、試驗帶動、示范帶動和廣泛宣傳，提高了基層技術(shù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和廣大農(nóng)民群眾的科學(xué)種田水平，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益顯著。

3.2 實現(xiàn)了農(nóng)田節(jié)水與小麥高產(chǎn)相統(tǒng)一

小麥?zhǔn)歉吆乃魑铮?jié)水與高產(chǎn)統(tǒng)一是當(dāng)前小麥生產(chǎn)的重點。項目通過集成秸稈還田、深松深耕、適期晚播、全密種植、播后強力鎮(zhèn)壓、旱脅迫栽培等節(jié)水技術(shù)，由農(nóng)民習(xí)慣的全生育期澆3～4水（冬1，春2～3）改為僅春澆2水，產(chǎn)量達(dá)8 250 kg/hm2。

3.3 土壤水用量增加水分利用率明顯提高

項目技術(shù)通過減少灌水次數(shù)，實施旱脅迫栽培，促小麥根系下扎，提高深層土壤水的利用率。與農(nóng)民習(xí)慣灌水（冬前1水，春澆2～3水;）相比，節(jié)水栽培（全生育期春灌2水）平水年（2011—2013年）小麥2 m土體土壤水消耗達(dá)1 938 m3/hm2，較農(nóng)民習(xí)慣灌水模式多210.0～460.5 m3/hm2，增加13.6%～35.5%;枯水年（2013—2014年）小麥2 m土體土壤水消耗2 142 m3/hm2，較農(nóng)民習(xí)慣灌水多268.5～547.5 m3/hm2，增加14.3%～34.6%;豐水年（2014—2015年）小麥2 m土體土壤水消耗1 521 m3/hm2，較農(nóng)民習(xí)慣灌水多243.0～451.5 m3/hm2，增加19.0%～42.2%。

3.4 小麥節(jié)水集成技術(shù)得到普遍應(yīng)用推廣

高產(chǎn)小麥田水分高效循環(huán)及利用項目把秸稈還田、深松旋耕、全密種植、適時晚播、播后鎮(zhèn)壓、旱脅迫栽培等節(jié)水技術(shù)組裝配套，集成了小麥節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)，強化了技術(shù)服務(wù)，提高了集成配套技術(shù)的到位率。通過幾年的示范推廣，小麥灌水由過去的冬前1水、春后2～3水為主，改為以春灌2水為主體的灌溉模式，單位面積節(jié)水600～900 m3/hm2，水分生產(chǎn)率達(dá)1.77 kg/m3，提高0.16 kg/m3，水分利用率提高10.8%。

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