小麥土肥水平直接影響著苗株的長(zhǎng)勢(shì)及發(fā)育,也會(huì)直接或間接的影響到小麥的產(chǎn)量。高產(chǎn)小麥需要根據(jù)小麥生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律實(shí)施土肥管理,為小麥生大穗和高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。文章第一部分闡述了小麥栽培獲得高產(chǎn)的必要條件;第二部分以山東煙臺(tái)棲霞地區(qū)為例,研究了土肥管理技術(shù)在高產(chǎn)麥田中的應(yīng)用,探討了土肥管理關(guān)鍵技術(shù),提出了提高小麥產(chǎn)量的土肥管理策略。旨在為小麥栽培土肥科學(xué)化管理和提高小麥栽培產(chǎn)量、效益提供一些參考。
近兩年,我國(guó)從中央到地方,推出了一系列保障國(guó)家糧食安全的政策,加大了對(duì)于糧食生產(chǎn)的政策補(bǔ)貼,極大的推動(dòng)了地方糧食生產(chǎn)技術(shù)的革新。在這種背景下,各地積極的進(jìn)行糧食高產(chǎn)田的創(chuàng)建及組織實(shí)施高產(chǎn)糧食作物栽培技術(shù)的試驗(yàn)。以小麥為例,目前,國(guó)內(nèi)一些小麥高產(chǎn)田塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了畝產(chǎn)千斤以上的目標(biāo),為小麥穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和保障國(guó)家糧食安全做出了重要的貢獻(xiàn)。雖然學(xué)術(shù)領(lǐng)域關(guān)于小麥高產(chǎn)栽培管理技術(shù)的研究較多,但大部分是基于小麥規(guī)模化產(chǎn)區(qū)組織的試驗(yàn)及研究,適用于平原地區(qū)小麥規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),在山區(qū)或個(gè)體戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中適用性受限。本文基于影響小麥產(chǎn)量的土肥要素研究提高小麥產(chǎn)量的土肥管理技術(shù),對(duì)于普及小麥栽培增產(chǎn)技術(shù)和推動(dòng)傳統(tǒng)小麥栽培向綠色高效化轉(zhuǎn)型有著重要的意義。
一、小麥栽培獲得高產(chǎn)的必要條件
影響小麥產(chǎn)量的構(gòu)成因素包括單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量,而它們的形成與小麥生長(zhǎng)的土壤環(huán)境有著緊密的關(guān)系。土壤結(jié)構(gòu)、土壤肥力、田間持水量等是左右種子萌發(fā)、幼苗分蘗、拔節(jié)生長(zhǎng)、開(kāi)花成穗、孕穗灌漿的重要條件。從小麥出苗至成熟,每個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段的重點(diǎn)不同,對(duì)于土肥環(huán)境要求也不同。
根據(jù)小麥植株的器官發(fā)育,小麥的生長(zhǎng)發(fā)育分為營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官兩個(gè)階段。在營(yíng)養(yǎng)器官階段,又分為根、莖、葉及葉片、葉鞘、節(jié)間同伸幾個(gè)階段。在根部器官發(fā)育階段,要求土壤結(jié)構(gòu)松軟深厚,便于扎深根。扎深根是保證苗株前期養(yǎng)分和水分供應(yīng)的關(guān)鍵,也是增強(qiáng)苗株抗旱能力的基礎(chǔ)。中后期,隨著主根的發(fā)育完善,次生根開(kāi)始發(fā)育,根部的吸收能力增強(qiáng),對(duì)于土壤的養(yǎng)分需求也隨著增高。
隨著分蘗期的到來(lái),莖、葉等營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)發(fā)育,需要通過(guò)獲取充足的營(yíng)養(yǎng)來(lái)形成壯苗,對(duì)于肥水量的需求也不斷增加。進(jìn)入生殖器官發(fā)育階段,需要充足的氮肥和必要的硼肥來(lái)保證穗的形成,延長(zhǎng)穗分化的時(shí)間,保證向穗部養(yǎng)分供應(yīng)充足,從而提高結(jié)實(shí)率。
在籽粒灌漿后期,隨著穗部的灌漿與乳熟,穗粒質(zhì)量逐日增加,籽粒干質(zhì)量將在3~7天內(nèi)達(dá)到最大值,此時(shí)干物質(zhì)停止積累。隨著含水量的下降,干物質(zhì)停止積累,又會(huì)出現(xiàn)籽粒體積縮小、變硬的轉(zhuǎn)變,而此時(shí)植株的呼吸作用尚未停止,未收獲或管理不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致籽粒干質(zhì)量持續(xù)下降。
通過(guò)上述的分析,可以看出土肥參與了小麥生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程,同時(shí)也參與了小麥產(chǎn)量的變化過(guò)程。土肥管理得當(dāng)則有利于促進(jìn)小麥產(chǎn)量的提升,否則會(huì)影響產(chǎn)量的降低。因此,加強(qiáng)土肥管理是小麥栽培獲得高產(chǎn)的必要條件。
二、土肥管理技術(shù)在高產(chǎn)麥田中的應(yīng)用
1、棲霞地區(qū)小麥生產(chǎn)狀況
棲霞地區(qū)地形以山地丘陵為主,山地丘陵面積占93%,年降雨量為659mm,屬溫帶季風(fēng)性半濕潤(rùn)氣候,境內(nèi)水文條件良好。近些年,全區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施設(shè)備日益完善。在小麥種植方面通過(guò)土地流轉(zhuǎn)開(kāi)展實(shí)現(xiàn)了集中化、規(guī)模化的生產(chǎn),機(jī)械化投入率相對(duì)較高。截至2022年5月,全區(qū)創(chuàng)建多個(gè)綠色高質(zhì)高效小麥?zhǔn)痉秴^(qū),小麥?zhǔn)崭顚?shí)現(xiàn)了100%的機(jī)械化率。僅上半年,小麥生產(chǎn)中共計(jì)投入聯(lián)合收割機(jī)220套,平均畝產(chǎn)達(dá)到850kg以上。依托國(guó)家糧食綠色高質(zhì)高效項(xiàng)目,在示范麥田推廣高產(chǎn)小麥栽培技術(shù)體系,推廣小麥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式,推廣高產(chǎn)潛力的新品種,應(yīng)用精細(xì)化整地、水肥一體化技術(shù)、全程機(jī)械化技術(shù)及配套的水、土、肥管理技術(shù)等,全面系統(tǒng)化的改良土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力,極大地提高了小麥的產(chǎn)量。
2、土肥管理技術(shù)在高產(chǎn)麥田中的應(yīng)用
(1)施肥量的確定
高產(chǎn)小麥田施肥量需要根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算和確定。具體確定步驟如下:
①計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)量
目標(biāo)產(chǎn)量=(1+遞增率)×前3年的平均單產(chǎn)。
②根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量及小麥品種計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分總需求
小麥目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分總需求=目標(biāo)產(chǎn)量×百公斤產(chǎn)量所需要的養(yǎng)分量。
③確定土壤供肥量
土壤供肥量=不施養(yǎng)分區(qū)小麥產(chǎn)量×百公斤產(chǎn)量所需養(yǎng)分/100。
④測(cè)算肥料利用率
肥料利用率=(施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量-缺素區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量)/(肥料使用量×肥料中的養(yǎng)分含量百分比)×100%,單位為公斤/畝。
⑤確定計(jì)劃施肥量
(2)施肥方案的制定
棲霞區(qū)山區(qū)受雨季雨水沖刷,土壤土層較薄,土壤肥力偏低,但土質(zhì)好,可利用耕層深,灌溉條件好,小麥栽培具有較高的增產(chǎn)潛力。針對(duì)麥作區(qū)土肥偏薄的情況,制定高產(chǎn)田長(zhǎng)期綠色施肥方案。該方案以施用有機(jī)肥為主,輔助多種技術(shù)手段和多種肥料改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力的施肥策略。該方案整體上采用分層施肥、減施化肥、精準(zhǔn)施肥、增加有機(jī)肥、應(yīng)用綠肥及秸稈還田等技術(shù)措施,在了解土壤肥力、小麥品種形狀需肥量的基礎(chǔ)上科學(xué)合理的施肥用肥。具體的施肥方案為:有機(jī)肥或農(nóng)家腐熟肥45000kg/hm2;純氮195~225kg/hm2;五氧化二磷90~120kg/hm2;氧化鉀60~150kg/hm2。有機(jī)肥或農(nóng)家腐熟肥、磷肥、鉀肥以基肥全肥施入,氮肥基肥占50%,追肥占50%,中后期根據(jù)麥田群體結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)勢(shì)以補(bǔ)肥的方式實(shí)施促控管理。
(3)土肥管理關(guān)鍵技術(shù)
①化肥減施技術(shù)
增施有機(jī)肥。有機(jī)肥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和多種的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有利于保證土壤養(yǎng)分的全面性。長(zhǎng)期使用有機(jī)肥對(duì)于改善土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤肥力意義重大。旱地山區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)容易流失,通過(guò)增施有機(jī)肥可以有效的減緩?fù)寥劳嘶头柿Τ掷m(xù)性降低的問(wèn)題,增強(qiáng)土壤中微生物數(shù)量和生物活性,改善土壤理化性能,增強(qiáng)化肥的轉(zhuǎn)化率和利用率,進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量。
使用配方肥。配方肥是基于土壤肥力檢測(cè)基礎(chǔ)上針對(duì)土壤條件和作物肥分吸收需求而專(zhuān)門(mén)研發(fā)配置的肥料,其目的是通過(guò)精準(zhǔn)的控制氮、磷、鉀肥的比例來(lái)提高肥料利用率,調(diào)整作物生長(zhǎng)狀態(tài),預(yù)防偏施肥、過(guò)量施肥和肥量不足等問(wèn)題,從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)。旱地小麥應(yīng)用測(cè)土配方施肥技術(shù),在了解土壤和小麥品種需肥要求的情況下確定用肥量和用肥比例,科學(xué)設(shè)計(jì)配方肥后統(tǒng)一采購(gòu),統(tǒng)一供應(yīng),有利于提高整個(gè)區(qū)域小麥用肥的合理性,提高肥料綜合利用率,預(yù)防土壤板結(jié)和退化問(wèn)題?;谂浞椒试诖龠M(jìn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和提升小麥長(zhǎng)產(chǎn)量增長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)下,建議旱地小麥產(chǎn)區(qū)積極推廣配方肥技術(shù)。
水肥一體。水肥一體技術(shù)是一種新型的高效施肥技術(shù),但需要完善的灌溉系統(tǒng)輔助才能發(fā)揮水肥一體化的優(yōu)勢(shì)。小麥旱地山區(qū)在配套完善的滴灌系統(tǒng)或微噴灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,可以推廣水肥一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉和高效施肥的雙重目標(biāo)。相對(duì)于傳統(tǒng)的水肥,水肥一體化技術(shù)可以根據(jù)小麥對(duì)于水肥的需要適時(shí)的提供水肥補(bǔ)給,保證水分和養(yǎng)分供應(yīng)的充足平衡,降低小麥栽培水、土、肥管理的成本,提高小麥栽培的綜合效益。在水肥一體化管理中,還可以使用微生物肥料、緩控釋肥料對(duì)小麥生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)控,滿足小麥生長(zhǎng)對(duì)于各種養(yǎng)分的需求。
②化肥分層施用技術(shù)
對(duì)于土壤肥力較為薄弱的麥田,在基肥中可以適當(dāng)加大化肥的用量,但化肥和有機(jī)肥采取分層施用的方法。化肥分層施用是先施有機(jī)肥,隨土壤翻耕埋入,施入深度約20~25cm,然后整平后再采取淺耕的方式埋入化肥,化肥的位置大約在有機(jī)肥上層土壤三分之一的位置。分層施用化肥多應(yīng)用與免耕直播或條播,采用播種機(jī)械時(shí)配合化肥淺層埋入,保證土壤肥力的充足,為小麥苗期培育壯苗奠定基礎(chǔ),確保冬小麥安全越冬和春季有效分蘗。
③秸稈還田及綠肥技術(shù)
秸稈還田技術(shù)、綠肥技術(shù)是改善土壤結(jié)構(gòu)和增加土壤養(yǎng)分的重要措施。秸稈還田指上茬作物的秸稈粉碎后直接隨翻耕整地埋入土壤,通過(guò)秸稈分解作用來(lái)補(bǔ)充土壤中的有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤結(jié)構(gòu)的透氣性。苜蓿、紫云英、油菜、蠶豆等作物適合漚制綠肥,對(duì)于改善土壤結(jié)構(gòu)和提高肥力作用顯著。山地小麥種植區(qū)可以通過(guò)輪作的方式種植綠肥,再以秸稈還田處理的方式或收割后漚制綠肥再施入來(lái)改善土壤肥力條件差、有機(jī)質(zhì)含量少、透氣性差等問(wèn)題。
④精量化藥肥技術(shù)
隨著科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,各類(lèi)智能化裝備的出現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提供了精量化管控工具,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式趨于科學(xué)化、精準(zhǔn)化。在小麥栽培管理中,通過(guò)機(jī)械化生產(chǎn)來(lái)提高麥田作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度,提高噴藥噴肥的精準(zhǔn)性,保證用量精量化,避免藥肥浪費(fèi),防止病源、蟲(chóng)害、草害問(wèn)題的發(fā)生,提高藥肥的綜合利用率,促進(jìn)小麥產(chǎn)量的提升。
(4)施肥方法的選擇
由于氣候、土壤、栽培措施、品種特性的不同,小麥植株一生中所吸收的氮、磷、鉀數(shù)量及其在植株不同部位的分配也有變化。大部分情況下,其小麥的籽粒大約為每生產(chǎn)100kg,就需要吸取純氮2.8-3.2kg左右,磷1-1.5kg,鉀2-4kg,氮、磷、鉀三者的比例約為1∶0.4∶1。其中氮、磷主要集中于子實(shí),分別占全株總含量的76%和82.4%,鉀主要集中于莖葉,點(diǎn)全株總含量的77.6%。
①基肥
綠色高產(chǎn)小麥栽培應(yīng)該以基肥為主,而基肥應(yīng)該以優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥或高溫殺菌的農(nóng)家腐熟肥為主,輔助三元復(fù)合肥和追肥促生長(zhǎng)。高產(chǎn)小麥田基肥比例應(yīng)該占60%以上,其中氮肥占40%~60%,具體根據(jù)土壤肥力而定。旱地山地在播前施入,隨翻耕整地入土,可達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)和提高肥力的作用。中等肥力條件的土壤基肥施用量為有機(jī)肥或農(nóng)家腐熟每667m2施2000~3000kg,三元復(fù)合肥每667m2施25~30kg。
②埋肥
小麥高產(chǎn)田在分蘗期或拔節(jié)期追肥可用根外埋肥的方式,追施三元復(fù)合肥,用量為15~20kg,肥量占總肥量的40%。具體根據(jù)苗株長(zhǎng)勢(shì)酌情而定。
③水肥及葉面肥
在苗期、抽穗期根據(jù)麥苗的長(zhǎng)勢(shì)及莖葉狀態(tài)考慮酌情補(bǔ)肥。補(bǔ)肥主要以水肥和葉面肥為主。水肥采取滴灌的方式隨水施肥。葉面肥以噴霧的方式施用。水肥和葉面肥常用高氮型葉面肥+靚果素5000倍液,在苗期和抽穗期各補(bǔ)施兩次。
④種肥
小麥播種時(shí),還可以將少量化肥作種肥,以保證小麥出苗后能及時(shí)吸收到養(yǎng)分,對(duì)增加小麥冬前分蘗和次生根的生長(zhǎng)均有良好作用。小麥種肥在基肥用量不足或貧瘠土壤和晚播麥田上應(yīng)用,其增產(chǎn)效果更為顯著。種肥可用尿素30-45kg/hm2,或硫酸銨75kg/hm2左右和過(guò)磷酸鈣75-150kg。種子和化肥最好分別播施。碳酸氫銨不宜作種肥。
⑤增施有機(jī)肥
有機(jī)肥和化肥相比較,具有養(yǎng)分全面、改善土壤結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),因此保證一定的有機(jī)肥用量是小麥豐產(chǎn)豐收的基礎(chǔ),一般畝用有機(jī)肥2000-2500kg,多用更好。
⑥提倡追肥
小麥一生中吸收的養(yǎng)分雖然前期十分重要,但用量少,其需肥高峰一般在中期偏后,因此說(shuō),應(yīng)提倡追肥,特別是氮肥在土壤中易于流失,有水澆條件地塊應(yīng)分次追施,建議追肥比例為50%。當(dāng)然無(wú)水澆條件地塊仍應(yīng)采用“一炮轟”施肥方法。
綜上據(jù)科學(xué)研究證明,農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素:60%的氮、70%的磷、70%的鉀都直接來(lái)自土壤。多年來(lái),由于偏施、單施、重施化學(xué)肥料,導(dǎo)致土壤酸堿度發(fā)生變化,有機(jī)質(zhì)含量降低,土壤板結(jié)嚴(yán)重,保水、保肥、透氣性極差,土壤中有益生物菌群大量減少,使土壤中離子產(chǎn)生拮抗,因此植株生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)不良,病蟲(chóng)危害和植物生理病害逐年加重,農(nóng)作物產(chǎn)量普遍偏低。
3、提高小麥產(chǎn)量的土肥管理策略
(1)基于土肥測(cè)量施肥
根據(jù)土肥條件的差異性,在小麥栽培管理中務(wù)必要做好麥田土壤肥力及理化特性的檢測(cè),了解土壤類(lèi)型、肥力狀況及理化結(jié)構(gòu),再根據(jù)土壤本身的理化特性及生產(chǎn)條件決定是否需要土壤改良,或選擇何種施肥技術(shù)。土壤肥力不足以滿足高產(chǎn)小麥栽培條件的麥田,根據(jù)當(dāng)?shù)貦z測(cè)的土壤實(shí)際情況推廣秸稈還田技術(shù)、綠肥利用技術(shù),科學(xué)確定用肥量,選擇施肥方法,來(lái)提高土壤肥力條件。
(2)重視土壤改良系列技術(shù)的運(yùn)用
山地地區(qū)易發(fā)生水土流失,土壤土層肥力會(huì)隨著暴雨的沖刷而流失,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量減少。針對(duì)該問(wèn)題,應(yīng)該通過(guò)土壤改良技術(shù)來(lái)增加土壤上層的有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤肥力,改善土壤結(jié)構(gòu)。在坡度相對(duì)較大的山地,可以營(yíng)造防護(hù)林來(lái)加強(qiáng)水土治理,預(yù)防水土流失。在此基礎(chǔ)上,再通過(guò)種植綠肥、建設(shè)農(nóng)田灌排工程、秸稈還田技術(shù)、施用松土促根劑、施用化肥及微量元素、改進(jìn)耕作方式等進(jìn)行系統(tǒng)化土壤改良,來(lái)達(dá)到改善土壤結(jié)構(gòu)、增加有機(jī)質(zhì)、均衡養(yǎng)分和全面提高土壤肥力的目的。
(3)減少化肥的使用
化肥的合理使用能夠一定程度上實(shí)現(xiàn)改善土壤理化特性和肥力的作用,但過(guò)量使用或使用方法不當(dāng)則會(huì)加劇土壤退化、土壤污染、土壤板結(jié)等問(wèn)題的產(chǎn)生。針對(duì)該問(wèn)題,現(xiàn)階段在小麥栽培中應(yīng)該減少化肥的使用,以有機(jī)肥、農(nóng)家腐熟肥、綠肥、生物肥等替代化肥。
(4)輔助現(xiàn)代化儀器、技術(shù)及設(shè)施設(shè)備的應(yīng)用
小麥產(chǎn)區(qū)想要進(jìn)一步提高小麥栽培的產(chǎn)量,還需要根據(jù)小麥品種、土壤條件等進(jìn)行生產(chǎn)模式的創(chuàng)新,引入現(xiàn)代化儀器、設(shè)施設(shè)備等先進(jìn)的技術(shù)實(shí)施土肥管理,推廣機(jī)械化生產(chǎn)。如土壤測(cè)肥儀、土壤檢測(cè)傳感器、植物養(yǎng)分測(cè)定儀、全自動(dòng)精量施肥機(jī)等。應(yīng)用這些儀器有利于用戶更加全面準(zhǔn)確的了解麥田土肥狀況及麥苗生長(zhǎng)狀態(tài),并根據(jù)麥苗的長(zhǎng)勢(shì)及時(shí)調(diào)整水、肥、土等管理,來(lái)保證麥苗養(yǎng)分吸收的全面、均衡,促進(jìn)小麥產(chǎn)量的提升。
綜上所述,糧食是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安定的基礎(chǔ),改善土壤條件、提高土壤肥力是促進(jìn)作物長(zhǎng)勢(shì)和提高產(chǎn)量的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ),因此強(qiáng)化土肥管理、促進(jìn)糧食增產(chǎn)增收是保證國(guó)家糧食安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的發(fā)展的保障。因此,建議小麥栽培管理中加強(qiáng)土肥管理,重視土壤改良和施肥技術(shù)的運(yùn)用,為小麥增產(chǎn)創(chuàng)建良好的生長(zhǎng)環(huán)境,提高小麥栽培產(chǎn)量。
(作者單位:265300山東省棲霞市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心)