小麥玉米連作超高產(chǎn)培栽技術(shù)路線與實踐

宋忠利,郭振升,皇甫自起,田偉,張慎舉

（商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000）

商丘地處豫魯蘇皖四省結(jié)合部黃淮平原腹地（東經(jīng)114°49′～116°39′，北緯33°43′～34°52′），為國家重要的糧食生產(chǎn)核心區(qū)，素有“豫東糧倉”之說［1］。商丘自然生態(tài)條件適宜發(fā)展小麥玉米兩大糧食作物一年兩熟生產(chǎn)，是黃淮平原典型的一年兩熟制生態(tài)類型區(qū)，糧食作物生產(chǎn)主要的種植方式是冬小麥和夏玉米輪作［2］。在商丘現(xiàn)有71.88 萬hm2耕地中，小麥種植面積60 萬hm2以上，夏玉米種植面積40 萬hm2以上。近10 年來，商丘糧食生產(chǎn)能力雖有很大提升，糧食總產(chǎn)穩(wěn)定在70 億kg 以上［1］，小麥、玉米平均單產(chǎn)分別達(dá)500 kg/667m2左右、550 kg/667m2左右，但如何在耕地資源有限的情況下進(jìn)一步提高糧食作物單產(chǎn)水平，仍是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新必需重視探討和解決的問題。為此，商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南省小麥玉米兩熟超高產(chǎn)栽培技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊，著眼于服務(wù)國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)，充分利用現(xiàn)有農(nóng)業(yè)科技資源、挖掘小麥玉米優(yōu)良品種增產(chǎn)潛力，自2010年起，與河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南省三河種業(yè)有限公司、基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門以及農(nóng)民種植專業(yè)合作社等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，通過校企合作、院所合作、團(tuán)隊合作機制，有效整合高等學(xué)校、科研院所、種業(yè)企業(yè)、農(nóng)技推廣、新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體等人才、技術(shù)、基地生產(chǎn)條件資源，結(jié)合實施《豫東平原區(qū)小麥玉米兩熟農(nóng)藝農(nóng)機配套技術(shù)研究與應(yīng)用》《小麥玉米連作畝產(chǎn)1 500 kg 栽培技術(shù)研究與示范》等省、市重點科技攻關(guān)項目，以“產(chǎn)量是硬道理”的理念，在選用增產(chǎn)潛力大、穩(wěn)產(chǎn)性好、適應(yīng)性強、優(yōu)質(zhì)多抗小麥、玉米新品種的基礎(chǔ)上，采取良種良法良田相結(jié)合、農(nóng)藝農(nóng)機相結(jié)合的技術(shù)原則，形成小麥［3-4］、玉米［5］超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線，連年實現(xiàn)一年兩熟耕作制度下小麥玉米連作總產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2的超高產(chǎn)目標(biāo)。同時通過多年、多點機收實打測產(chǎn)結(jié)果印證該技術(shù)體系的成熟性和再現(xiàn)性，對有效提升豫東平原糧食生產(chǎn)核心區(qū)小麥玉米連作超高產(chǎn)栽培技術(shù)水平具有重要的借鑒意義和增產(chǎn)增收的生產(chǎn)實踐價值。

1 小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的形成與驗證

1.1 小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的基本思考與原則

主要從兩個方面進(jìn)行總結(jié)。第一是種植什么小麥品種。品種的選擇是小麥超高產(chǎn)栽培的出發(fā)點。根據(jù)與河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院許為鋼院士小麥分子育種技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊多年合作取得的共識，實施小麥超高產(chǎn)栽培，必須選用高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗適應(yīng)性強的小麥新品種。如2018年之前選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種鄭麥7698（國審麥2012009），2019—2021 年選用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)綠色中強筋小麥新品種鄭麥1860（國審麥20190027）等，優(yōu)良的小麥品種既為成功實施超高產(chǎn)栽培提供持續(xù)的內(nèi)在潛力，又體現(xiàn)了種植業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革對品種品質(zhì)的根本要求；第二是在現(xiàn)有的生產(chǎn)、生態(tài)、技術(shù)、品種、管理條件下，如何采取針對性措施既實現(xiàn)超高產(chǎn)目標(biāo)，又有利于應(yīng)用技術(shù)推廣的可操作性，也是衡量技術(shù)路線正確性的關(guān)鍵。為此，提出了“兩結(jié)合”“一兼顧”的原則，即良種良法良田相結(jié)合，農(nóng)藝農(nóng)機技術(shù)配套相結(jié)合，產(chǎn)量與品質(zhì)相兼顧。

1.2 優(yōu)質(zhì)小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的形成

根據(jù)小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的基本思考和針對性選用品種實施超高產(chǎn)栽培積累的群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，突出了具體技術(shù)措施的應(yīng)用，形成了“一提三增一穩(wěn)五防”的小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線?！耙惶帷笔侵柑岣啕溙锘A(chǔ)肥力水平，打好超高產(chǎn)栽培的基礎(chǔ)，充分發(fā)揮良田增產(chǎn)潛力；“三增”是指適當(dāng)增加種植密度，基本苗大約達(dá)23 萬～26 萬苗/667m2，增加收獲穗數(shù)，大約達(dá)44 萬～46萬穗/667m2、充分利用品種庫容，增加千粒重，達(dá)55 g 以上；“一穩(wěn)”即穩(wěn)定穗粒數(shù)，達(dá)到36 粒以上；“五防”是指防倒伏、防病蟲草害、防晚霜凍害、防干熱風(fēng)（高溫逼熟）、防青枯早衰［6-7］。實踐證明，該超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線及其采取的措施是可行的、成功的。其核心技術(shù)是增大優(yōu)質(zhì)小麥群體結(jié)構(gòu)發(fā)展起點［3］，使冬前分蘗數(shù)接近峰值，早春以控為主，塑造理想株型，拔節(jié)后主攻大穗，建立高質(zhì)量群體。

1.3 優(yōu)質(zhì)小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的驗證

“產(chǎn)量是硬道理”。項目實施一直堅持由科技主管部門組織有關(guān)專家對優(yōu)質(zhì)小麥超高產(chǎn)栽培示范方進(jìn)行機收實打測產(chǎn)驗收，用以驗證技術(shù)路線的可行性和關(guān)鍵技術(shù)的有效性。從表1 可知，2019—2021 年，各試驗點鄭麥1860 的基本苗為23.1 萬～26.3 萬苗/667m2，收獲穗數(shù) 為44.1 萬～46.3萬穗/667m2，穗粒數(shù)為36.1～37.1 粒，千粒重為55.0～62.0 g，實收單產(chǎn)為759.1～827.2 kg/667m2。實踐證明該項技術(shù)路線是符合豫東平原小麥生產(chǎn)實際的，關(guān)鍵技術(shù)切實有效。

表1 優(yōu)質(zhì)小麥超高產(chǎn)栽培群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)及機收實打產(chǎn)量

2 玉米超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的形成和驗證

2.1 夏玉米超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的形成

根據(jù)科技攻關(guān)試驗結(jié)果和超高產(chǎn)地塊群體結(jié)構(gòu)調(diào)查數(shù)據(jù)，集成了夏玉米超高產(chǎn)栽培“一提二增二穩(wěn)五防”的技術(shù)路線?！耙惶帷笔侵柑岣咄寥阑A(chǔ)肥力，打好超高產(chǎn)栽培的基礎(chǔ)?！岸觥笔侵冈黾臃N植密度和收獲穗數(shù)，平均種植密度達(dá)5 180 株/667m2以上，平均收獲穗數(shù)達(dá)到5 000 穗/667m2以上?！岸€(wěn)”是指穩(wěn)定穗粒數(shù)和千粒重。在大幅度增加種植密度的基礎(chǔ)上，穗粒數(shù)穩(wěn)定在480～560 粒，千粒重穩(wěn)定在320～350 g。“五防”是指防倒伏、防病蟲草害、防花期高溫危害、防空稈、防早衰［5，8］。

2.2 夏玉米超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的驗證

項目組多年來一直堅持進(jìn)行夏玉米超高產(chǎn)栽培示范方機收實打測產(chǎn)驗收，用以驗證技術(shù)路線的可行性和關(guān)鍵技術(shù)的有效性。從表2 知，2016—2018 年，在夏玉米品種登海618 的種植密度為4 886～4 980 株/667m2下，其收獲穗數(shù)為4 736～4 818穗/667m2，穗粒數(shù)為573～587粒，千粒重為330.1～336.8 g，機收產(chǎn)量為902.6～952.4 kg/667m2。登海618的機收產(chǎn)量均在900.0 kg/667m2以上。2019—2020 年，在夏玉米品種登海511 的種植密度為5 287～5 768 株/667m2下，其收獲穗數(shù)為5 118～5 665 穗/667m2，穗粒數(shù)為559～578 粒，千粒重為321.0～323.5 g，機收產(chǎn)量為918.3～1 059.3 kg/667m2。2020 年，在夏玉米品種登海111 的種植密度為5 789 株/667m2下，其收獲穗數(shù)為5 640穗/667m2，穗粒數(shù)為477粒，千粒重為386.9 g，機收產(chǎn)量為1 040.8 kg/667m2。其中2019—2020 年度2 點次單產(chǎn)突破1 000 kg/667m2。該技術(shù)路線得到了充分的驗證，實踐證明是可行的。

表2 夏玉米超高產(chǎn)栽培群體結(jié)構(gòu)指標(biāo)及機收實打產(chǎn)量

3 小麥玉米連作產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2關(guān)鍵技術(shù)

總體上講，在良種良法良田相結(jié)合、農(nóng)藝農(nóng)機配套技術(shù)相結(jié)合、產(chǎn)量品質(zhì)相兼顧的技術(shù)對策指導(dǎo)下，實現(xiàn)豫東平原一年兩熟耕作制度下小麥玉米連作產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2以上的關(guān)鍵配套技術(shù)措施歸納如下。

3.1 進(jìn)行小麥玉米超高產(chǎn)品種優(yōu)化組合

優(yōu)質(zhì)小麥選用超高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)綜合抗性強的早中熟品種，玉米選用超高產(chǎn)抗倒伏后期脫水快適于機收的中晚熟綠熟（活稈成熟）型品種。實現(xiàn)豫東平原適合小麥玉米連作產(chǎn)量水平達(dá)1 500～1 600 kg/667m2的超高產(chǎn)栽培目標(biāo)的配套小麥品種主要有鄭麥7698、鄭麥1860、百農(nóng)207、百農(nóng)4199 等，玉米品種主要有登海618、登海511、登海111等。

3.2 有機無機相結(jié)合培肥地力

小麥玉米超高產(chǎn)，培肥地力是關(guān)鍵。超高產(chǎn)的地力水平需經(jīng)過多年培肥才能達(dá)到［9］。培肥地力的關(guān)鍵是增施有機肥。一是小麥玉米秸稈粉碎至5 cm 以下就地還田，通過以無機促有機，增加秸稈收獲量和土壤有機物的投入量，實現(xiàn)土壤有機物產(chǎn)出與投入的良性循環(huán)。二是發(fā)展家庭養(yǎng)殖業(yè)，生產(chǎn)出更多的優(yōu)質(zhì)有機肥，實現(xiàn)種養(yǎng)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的良性循環(huán)。施入2～3 m3/667m2充分腐熟的畜禽糞便有機肥。若沒有農(nóng)家有機肥，可施入生物有機肥200 kg/667m2。爭取土壤有機質(zhì)含量達(dá)2%左右。

3.3 小麥玉米一體化保護(hù)性耕作技術(shù)

小麥推廣深耕技術(shù)，耕深達(dá)25～30 cm，耕翻后及時機耙。連續(xù)旋耕2～3年的麥田必須深耕1 次。免耕貼茬播種的玉米田采用行間機械深松，松土深度25～30 cm。深松作業(yè)不晚于玉米5 葉期。2～3 年深松1 次。在常年旋耕地塊，增施國家發(fā)明專利產(chǎn)品松土促根劑（ZL 2013 1 0067402.9）2 kg/667m2，以破除土壤板結(jié)［10］，加深耕層，構(gòu)建健康耕作層。該技術(shù)已在河南省高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目中推廣應(yīng)用。

3.4 小麥玉米一體化平衡施肥技術(shù)

3.4.1 周年總體施肥量及分配比例 小麥玉米一體化施肥，既要考慮合理確定周年總體施肥量，又要考慮上季肥料后效對下季作物產(chǎn)量的影響，從而確定合理的小麥、玉米肥料分配比例［13］。小麥玉米連作產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2周年施用氮肥（N）36～44 kg/667m2，小麥、玉米分配比例為0.45∶0.55；磷肥（P2O5）18～22 kg，小麥、玉米分配比例為0.55∶0.45；鉀肥（K2O）30～40 kg，小麥、玉米分配比例為0.50∶0.50，優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種選用硫酸鉀，以增加硫（S）素供應(yīng)。

3.4.2 小麥季的施肥 總計施入氮肥（N）16～20 kg、磷肥（P2O5）10～12 kg、鉀肥（K2O）15～20 kg、硫酸鋅1～2 kg?；┤康牧追?、鉀肥和微肥及小麥所需氮肥的55%～45%。拔節(jié)中期（3月中下旬，基部第3 節(jié)間高度3～8 cm）追施小麥所需全氮量的45%～55%。灌漿期適當(dāng)噴施葉面肥。

3.4.3 玉米季的施肥 總計施入氮肥（N）20～24 kg、磷肥（P2O5）8～10 kg、鉀肥（K2O）15～20 kg、硫酸鋅1.5～2.0 kg［11-13］。玉米貼茬播種，種肥機械異位同播，機施玉米所施氮磷鉀總量的20%、鋅肥的100%。大喇叭口期追施玉米氮磷鉀肥總量的70%，抽雄吐絲期追施氮磷鉀肥總量的10%。

3.5 小麥玉米一體化水分運籌技術(shù)

在小麥足墑播種、正常出苗以及冬前葉、蘗分化適宜并正常越冬的基礎(chǔ)上，重點做好春季麥田水分管理，重點關(guān)注的物候期是拔節(jié)至孕穗期（大體時間是3月下旬至4月初），通常此期田間需水量在100～140 mm［14］，如果田間持水量在70%以下，必須及時澆水，確保土壤水分田間持水量在80%左右，不僅可有效提高分蘗成穗率，有利小穗小花分化穩(wěn)定穗粒數(shù)，為構(gòu)建合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)創(chuàng)造有利條件，而且可減緩?fù)硭獌龊Γǖ勾汉┌l(fā)生程度，增強植株抗寒性。玉米拔節(jié)至灌漿期的耗水量占全生育期總耗水量的40%～50%，總需水量在150 mm以上［15］，尤其是抽穗前后的20 d 為需水高峰期，若田間持水量不足80%，必須及時澆水，以嚴(yán)防“卡脖旱”。小麥玉米兩季水分一體化管理的關(guān)聯(lián)點在各自的灌漿期，如小麥的灌漿水可作為玉米播種時的底墑水，而玉米的灌漿水則可作為小麥備播的底墑水，有利于實現(xiàn)苗全、苗勻、苗壯。

3.6 病蟲草害一體化綠色防控技術(shù)

選用生態(tài)、生物防控措施，播種時強化種子規(guī)范化包衣處理；小麥灌漿后重點落實以防病害（赤霉病等）、防蟲害（穗蚜等）、防干熱風(fēng)的“一噴三防”技術(shù)措施；玉米中后期（通常為大喇叭口期至乳熟期）進(jìn)行“一噴多防”，即通過噴施殺蟲劑、殺菌劑、葉面肥或植物生長調(diào)節(jié)劑等，達(dá)到防治病蟲害，防止倒伏，預(yù)防早衰，增粒增產(chǎn)等多重效果的目的。通過系列化綠色防控技術(shù)，將病蟲草危害造成的損失控制在經(jīng)濟(jì)閾值以下。玉米秸稈機械粉碎就地還田時添加秸稈腐熟劑和適量的尿素，調(diào)節(jié)碳、氮比，促進(jìn)秸稈腐熟，并立即深耕翻埋，降低病蟲草害基數(shù)。連年小麥秸稈還田、玉米貼茬播種會導(dǎo)致夏玉米病蟲草害加重發(fā)生，在玉米出苗后要及時開展綜合防治。

4 小麥玉米連作超高產(chǎn)栽培產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2示范典型案例

在現(xiàn)行耕作制度下，項目組在商丘市連年進(jìn)行了小麥玉米連作單產(chǎn)1 500 kg/667m2以上栽培技術(shù)規(guī)?；?、系列化、集成化研究和示范推廣。從表3 可知，2016—2021 年，在小麥玉米連作超高產(chǎn)栽培技術(shù)示范應(yīng)用核心區(qū)的民權(quán)縣王莊寨鎮(zhèn)冉樓村通過技術(shù)集成并實行全程跟蹤技術(shù)服務(wù)，經(jīng)機收實打測產(chǎn)驗收，小麥玉米連作連續(xù)6 年實現(xiàn)單產(chǎn)1 500 kg/667m2以上超高產(chǎn)栽培目標(biāo)（表3）。6 年6 點次平均全年兩季糧食單產(chǎn)合計突破1 600 kg/667m2，達(dá)1 632.6 kg/667m2，其中2019 年兩季單產(chǎn)合計突破1 800 kg/667m2，反映出豫東平原國家糧食生產(chǎn)核心區(qū)一年兩熟耕作制度下提高單產(chǎn)的潛力值得研究和開發(fā)，形成了最具說服力的豫東平原小麥玉米連作產(chǎn)量1 500～1 600 kg/667m2超高產(chǎn)栽培典型案例和可復(fù)制性樣板。

表3 小麥玉米連作超高產(chǎn)栽培示范點的機收實打產(chǎn)量

5 結(jié)語

2016 年以來，在豫東平原糧食生產(chǎn)核心區(qū)現(xiàn)行耕作制度下，隨著國家高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目的實施，通過構(gòu)建良種良法良田相結(jié)合、農(nóng)藝農(nóng)機技術(shù)相配套、小麥玉米新品種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)相兼顧的技術(shù)體系，充分發(fā)揮校企合作、院所合作、團(tuán)隊合作優(yōu)勢，實行小麥玉米連作全程跟蹤技術(shù)服務(wù)體制機制，連年、連季進(jìn)行規(guī)?；⑾盗谢?、集成化超高產(chǎn)栽培成功示范，小麥玉米兩熟產(chǎn)量穩(wěn)定達(dá)1 500～1 600 kg/667m2。雖歷經(jīng)不同甚至異常的生態(tài)氣候年度，但現(xiàn)場機收實打測產(chǎn)驗收實現(xiàn)連續(xù)性超高產(chǎn)目標(biāo)，驗證了小麥玉米連作超高產(chǎn)栽培技術(shù)路線的正確性、成熟性、再現(xiàn)性和可復(fù)制性，為實現(xiàn)豫東平原乃至黃淮海地區(qū)小麥夏玉米一年兩熟大面積產(chǎn)量達(dá)1 500～1 600 kg/667m2提供了明確的技術(shù)創(chuàng)新方向和示范引領(lǐng)作用。