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    张正斌,徐萍：建议加快小麦—玉米抗旱节水优质高产一体化简化技术体系研究与推行 小麦怎样抗旱

    时间：2020-02-23 07:10:38来源：百花范文网本文已影响人
     



    1.开展小麦-玉米抗旱节水优质高产一体化简化技术体系研究的重要性

    随着气候变暖，冬小麦-夏玉米连作的适宜种植区域明显在快速扩大，随着地膜玉米的大面积应用，冷凉和高寒山区的春(冬)小麦+春玉米间作套种的面积也明显快速上升。近年来，玉米面积和总产(图1，2)迅速扩大，单产也在稳步提高，玉米已经成为我国仅次于水稻的第二大粮食作物，小麦成为第三大粮食作物。玉米作为主要饲料对我国动物性食品安全有重要地位。随着玉米作为饲料、生物能源和其他医药化工制品的广泛用途，玉米的需求量越来越大。

    小麦和玉米是我国北方的两大主要粮食作物。小麦、玉米灌溉是我国北方农业用水大户，占农业用水总量的60%-70%。干旱缺水是我国北方农业的首要问题，随着年降水量逐渐减少，工农业用水的增加和竞争，特别是地下水资源的明显短缺，研究环境协调性旱作节水农作制度将成为我国北方农业的重要课题之一。目前我国实施的丰收计划等农业项目都是侧重于单个粮食作物高产和超高产技术和理论研究，但在冬小麦-夏玉米连作区，和冬(春)小麦+春玉米间套区，关于小麦-(+)玉米抗旱节水优质高产一体化简化技术体系和理论研究急待加强。因此，建议国家有关部门立专项课题在华北和西北地区开展这一项目研究和推广，在我国粮食安全，资源高效利用，循环农业，现代农业和可持续发展方面有重要意义和将发挥重要作用。

    2.我国小麦-玉米主产区存在的主要问题

    从我国玉米种植区域(图2)中不难看出，东北平原(包括黑龙江，吉林，辽宁和内蒙古)是我国玉米第一大主产区，主要是单作春玉米种植，适宜大型机械化种植，管理栽培措施简单且容易统一。这一地带玉米春旱和夏旱是限制玉米的高产关键问题，需要抗旱、抗寒的玉米高产品种和配套的抗旱栽培技术和现代农业体系。

    从北京到陕西省宝鸡市的灌溉地带，包括华北平原，黄淮海地区的河北，山东，河南，山西省的汾河平原和陕西省的渭河平原，是我国最大的冬小麦-夏玉米连作带，小麦第一大主产区和第二大玉米主产区。在这个地带，气候半干旱，光照资源丰富，土壤肥沃，是我国强筋优质小麦主产区。但该地带冬小麦-夏玉米连作区降雨量从500 mm -800mm，无法满足冬小麦和夏玉米两季作物高产的需求。利用水库和地下水进行灌溉，是这一地带两年三熟高产的保障。冬小麦生长期间，春夏季干旱缺水严重，冬小麦灌溉用水占农业用水的50%-70%。夏玉米生长在雨季，因此缺水相对不是很严重，但由于玉米需水量较大，玉米灌溉用水仍然占农业用水的30%-40%。特别是在华北平原，由于气候干旱少雨(500mm- 600mm)，主要靠超采地下水进行农业灌溉，已经成为世界上四个严重缺水地区之一，形成了巨大的地下漏斗群。因此，在这一地带应该重点开展小麦-玉米抗旱节水优质高产一体化简化技术体系和理论研究，在保证粮食优质高产的同时实现节约用水，提高水资源利用率和水分利用效率有重要意义。随着干旱缺水的日益严重，和粮食安全的基本稳定，在这一地带，利用间作套种，改变种植制度，减少灌溉量大的冬小麦种植，扩大生长在雨季、生育期长、产量潜力高的春玉米和夏玉米的种植是未来发展的趋势。

    在半干旱的太行山和秦岭山区，黄土高原区，还有大面积的春玉米和冬小麦+春玉米间作套种植区(图2)。这些地区土壤瘠薄，气候干旱冷凉，水土流失严重，需要抗旱、抗冷、耐瘠薄、稳产的中高产品种和配套抗旱(地膜)栽培技术体系。

    在干旱半干旱的甘肃、宁夏和新疆的春玉米地带，有春玉米单作，春小麦+春玉米间作套种区(主要在河西走廊)(图2)。这一地带，气候干旱冷凉，土壤风蚀和沙化及盐碱化严重，保水能力差，需要抗旱抗冷抗风沙的高产和稳产品种和配套地膜、滴灌等节水栽培技术体系。

    3. 华北和西北吨粮田面积有待进一步开发和扩大

    由于我国华北和西北地区气候冷凉，光照丰富，在水肥充足条件下，作物生育期相对较长，因此，作物单产一般较高。近年来，我国的作物超高产实验和生产表明，冬小麦亩产 可以达到600-700 kg，夏玉米亩产达到600-1000 kg的超高产水平，双季作物超吨产。春玉米亩产可以达到1000-1300 kg，单季作物超吨产。我国北方共有21个吨粮县(市)，其中山东省3个(桓台，寿光，兖州)，河南省4个(焦作市，博爱县，温县，沁阳市)，河北省6个(藁城市，三河市，大厂县，香河县，固定县，正定县，望都县)，新疆有5个(和田市、皮山县、泽普县、英吉沙县、喀什市)，陕西省(高陵县)和宁夏(青铜峡市)分别有1个。说明在这一地带的其他县市，还有很大的高产潜力可以挖掘，吨粮田的面积还有待进一步扩大。但目前这些高产和超高产地区存在的问题是，高水肥投入，水肥资源浪费严重，同时导致小麦和玉米倒伏经常发生，小麦晚收玉米晚种，产量和品种下降。同时，除草剂和农药的大量投入，肥料土壤淋溶严重，环境污染严重，投产比不高。因此，在这些超高产地区，需要水分和养分高效利用，抗病性强的节水节肥超高产品种和栽培技术。在节水，节能，节药和节地方面还有很大的潜力可以挖掘。

    4.小麦-玉米抗旱节水优质高产一体化简化技术体系的建立和推广

    近年来，在国家863节水农业和支撑计划旱地农业课题的支持下，我们在华北平原地区(石家庄，中国科学院栾城生态实验站)，从抗旱节水优质稳产高产品种筛选，到不同节水灌溉制度的确定；
    再到不同栽培管理措施优化和简化配置；
    从抗旱节水品种评价体系，到生理遗传育种理论研究；
    对小麦-玉米抗旱节水优质高产一体化简化栽培技术体系进行了系统深入研究。

    小麦和玉米抗旱节水高产品种筛选研究结果表明，小麦有四种水分利用效率(WUE)类型：一种是耗水少、产量低，WUE低，即三低型；
    二是耗水中少，产量中高，WUE较高，如目前在北方冬麦区旱地种植的西峰20，长6878等品种；
    三是耗水中上，产量最高，WUE最高；
    如目前在黄淮旱地推广的水旱兼用型品种石家庄8号和临丰615等；
    四是耗水多，产量低，WUE低。小麦不同品种的产量在干旱条件下是330-480 kg/亩；
    1水是330-500 kg/亩；
    2水是342-500 kg/亩。WUE [产量/耗水量(降水量+灌溉量-收获后土壤含水量)]在干旱条件下是1.69-1.92( kg/mm)；
    1水是1.34-1.995 (kg/mm)；
    2水是1.38-1.98 (kg/mm)。

    2007年的玉米抗旱节水高产实验研究表明，在小麦收获后，只灌溉播种水一水(60mm)，玉米生育期降水268.7mm的情况下，浚单20 (646.22 kg/亩)和鲁玉13(603.12 kg/亩)单产超过600 kg/亩)；
    农大108 (587.65 kg/亩)，郑单958(585.27 kg/亩)，聊玉18(582.04 kg/亩)，冀玉9号(578.78 kg/亩)和强盛31(551.75 kg/亩)超过550 kg/亩；
    邢抗2号(541.59公斤/亩)和蠡玉18(514.12公斤/亩)超过500公斤/亩。WUE [产量/耗水量(降水量+灌溉量)]从1.56 kg/mm- 1.97 kg/mm。如果考虑土壤含水量，玉米的WUE应该在2 kg/mm左右。这些抗旱节水高产品种都可以推荐在华北平原和西北地区广泛种植。

    我们多年研究结果表明，在华北平原地区，不灌溉条件下，小麦亩产可达到400公斤，玉米亩产可达到450公斤/亩。在灌溉一水(60mm)条件下，小麦和玉米亩产分别可以达到500公斤和600公斤。小麦-玉米吨粮田有以下四种节水灌溉高产模式：丰水年(600mm)两水吨粮：小麦播种水+玉米播种水。中水年三水吨粮(500mm)：小麦播种水+拔节返青水+玉米播种水。歉水年(400mm)四水吨粮：小麦播种水+返青-拔节水+玉米播种水十玉米拔节-喇叭口水。以前这一地区高产灌溉田，群众普遍要灌溉小麦6-4水，灌溉玉米5-3水，基本都是按照小麦-玉米生育期进行对应灌溉，小麦-玉米两料作物要灌溉10-6水，基本上要保持小麦-玉米生育期间地皮不干，才能亩产吨粮。现在通过种植抗旱节水高产品种，可以减少灌溉次数和灌溉量达1/3甚至2/3，使小麦-玉米实现吨粮田。因此，在充分灌溉高产地区，节水并不减产，而且节水，节肥，节药和节能，同时提高作物品质和投产比。

    在冬小麦-夏玉米生育期间，抗旱节水高产一体化的优化简化技术体系是：选用冬小麦抗旱节水高产优质优良品种→防病虫抗旱增产的包衣种子→小麦播种水(因为前茬高产玉米地表耗水严重，一般必须进行灌溉，多雨年份可以不浇)→小麦专用肥或者复合肥(亩施20 kg)→播种施肥一体化(或四密一稀)播种机沟播(有利于玉米提前人工间套)→返青期喷施除草剂(免中耕除草)→拔节期灌溉(春灌很重要)→开花-灌浆期喷施农药和抗旱、增产剂(少量施用)→小麦秸秆粉碎还田联合收割机收获→玉米播前防草除草(喷施除草剂“一扫光”等)→选用抗旱节水高产玉米优良品种→防病虫抗旱增产的包衣种子→玉米播种水(因为前茬小麦深层土壤耗水严重，一般必须进行灌溉)→玉米专用肥(或复合肥、尿素，亩施20 kg)→播种施肥一体化(两密一稀)播种机直播(有利于发挥玉米的边际高产效应，沟施化肥和管灌)→喇叭口期灌溉(很重要)→开花-灌浆期喷施农药和抗旱、增产剂(少量施用)→玉米秸秆粉碎还田联合收割机收获→旋耕(免深耕)→播种小麦。这是现代农业发展的趋势和华北现代农业模式之一。

    近年来，由于气候变暖，小麦容易出现冬前旺苗，春季提前返青拔节，容易遭受倒春寒引起的冻害。目前小麦适宜播量5-8公斤/亩。但许多地区存在播量过大的问题，例如，在河北省保定地区，小麦播量在15kg/亩左右，明显过量，在11月中旬，大田小麦封垄快达2/3或基本封垄，基本苗明显过多，苗情明显过旺，地上部过多地消耗冬季的水分和养分，不利于冬季长壮根和深根和后期壮苗的生长，后期还容易造成倒伏减产。

    在小麦-玉米灌区，目前群众施肥水平过高，基本是小麦、玉米各亩施碳氨(尿素，复合肥)1袋(40-50 kg)，年累计亩施肥料80-100 kg。我们的研究结果表明，由于近年来小麦和玉米秸秆连续还田，土壤有机质明显增加，无机肥料可以循环利用，因此，需要增施的肥料明显减少。因为小麦生育期间降水相对较少，土壤肥料并没有充分分解和利用，对玉米的后效非常显著。玉米可以利用前茬小麦田里逐渐分解的磷肥，玉米是对氮肥敏感的作物。因此，小麦亩施20 kg复合肥(或小麦专用肥)，玉米施20 kg尿素就可以满足小麦-玉米吨粮田的生产需要。

    在节水灌溉方面，目前小麦冬季生长期间的冬水可以不浇，这样减少了小麦冬季旺苗的出现，和小麦提前拔节造成的冻害。以前，在冬小麦-夏玉米区，为了提前播种玉米，许多地区都进行人工麦垄点播玉米，灌溉麦黄水，同时保证玉米的出苗， 北京等地农业科学家建议给小麦浇春水(返青-拔节)和麦黄水，给玉米不浇水，因玉米生长在雨季，可以实现小麦-玉米的节水和高产。但是，随着联合收割的面积的迅速扩大，为了方便小麦联合收割机大面积进行收割，避免后期倒伏和晚熟，应该不浇和少浇麦黄水。近年来，由于玉米密植和后期降水较多，有些品种不抗倒伏，玉米倒伏现象普遍发生，已经成为当前玉米高产不利因素，因此，玉米密植不能太大，每亩3000-4000株就适宜。在干旱不严重的情况下，在玉米孕穗和灌浆期也应该不浇和少浇灌浆水，这样有利于玉米正常成熟和机械化收割。

    在灌溉和施肥方法方面，许多群众还普遍是大水漫灌，有部分群众已经改小畦快灌或“小白龙”管道灌溉，可节水30%-50%，少数地区利用喷灌。在施肥方面，还有大部分群众在小麦返青-拔节期和玉米喇叭口期追肥，进行撒施或是灌溉时将肥料冲于水中，造成了大量氮肥溶解后挥发浪费。近年来，小麦收获后硬茬直播玉米，应该推广利用玉米施肥和播种一体化机械。玉米收割后一般不进行深耕，在旋耕前撒施化肥就可以，或者是旋耕后推广利用小麦施肥和播种一体化机械。这样由于小麦、玉米施肥基本都是在50-80cm的表层土壤里，可以满足小麦、玉米生长的快速需要，不需要再给玉米和小麦追肥。

    在春(冬)小麦+春玉米种植地区，应该采用直播小麦(四行)+地膜玉米双垄沟种植方式。采用小麦、玉米分区(隔沟)灌溉的方式，节水50%。因为小麦是喜冷凉作物，抗热性不强，6-8月份又是高温，因此，小麦不宜采用地膜种植，地膜小麦后期容易引起烧苗而减少分蘖，减产显著。而玉米是喜温作物，抗热性强，地膜玉米增产显著。

    随着农业科技的快速发展，我们还应该根据不同区域的特点，进一步完善和简化既好又快的小麦-玉米抗旱节水优质高产一体化优化技术体系，并加快推广应用速度，在资源节约，循环利用，可持续发展和现代农业方面做出重要贡献。



         

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