河北衡水地區(qū)小麥節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)的研究

河北衡水地區(qū)小麥節(jié)水高產(chǎn)技術(shù)的研究河北衡水地區(qū)小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究——基于冬小麥夏玉米雙輪作系統(tǒng)虧盈灌溉的技術(shù)策略分析摘要盈虧灌溉是一種節(jié)水灌溉戰(zhàn)略，其灌溉用水總量低于作物對水的總需求。。有些研究人員認(rèn)為如果盈虧灌溉節(jié)水與水利或者集雨技術(shù)聯(lián)合使用會更大的增加水的利用效率。這項(xiàng)為期六年的實(shí)地研究的目的是將盈虧灌溉結(jié)合塑料薄膜覆蓋和秸稈地膜犁溝（RF）對谷物產(chǎn)量和用水效率的影響進(jìn)行比較。還研究了節(jié)水管理措施和氮肥水平之間的相互作用。結(jié)果表明，在RF+DI和SM+DI處理下的是盈虧灌溉DI和常規(guī)溝灌(CFI)處理下的1.6倍。在六年的研究中，在RF+DI處理下的玉米總的產(chǎn)量比在CFI處理下高5580kg/ha，比在DI處理下的產(chǎn)量高了6500kg/ha。在RF+DI和SM+DI處理下的小麥產(chǎn)量與CFI處理下的產(chǎn)量相近但略高于在DI處理下的產(chǎn)量。收獲時(shí)，RF+DI，SM+DI，DI，CFI的不同處理下0-200cm土壤中的含水量沒有明顯的不同。與沒有施肥的玉米和小麥相比，含氮肥料的產(chǎn)量大幅度增加；然而，當(dāng)施用氮的比率超過120千克/公頃時(shí)，產(chǎn)量沒有進(jìn)一步增加。總之，這些結(jié)果表明，DI與SM或RF的結(jié)合提高了作物產(chǎn)量，提高了冬季小麥和夏季玉米旋轉(zhuǎn)中水的使用效率。與CFI措施相比，SM、DI和RF、DI措施在六年內(nèi)減少了大約350毫米的灌溉用水。關(guān)鍵字：小麥種植節(jié)水栽培高產(chǎn)盈虧灌溉目錄TOC\o"1-3"\h\u117721緒論 138701.1研究背景 1241681.2研究目的 1253211.3研究意義 1243082研究內(nèi)容以及方案 2276712.1地點(diǎn)說明 2100042.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) 3236482.3土壤取樣和降水?dāng)?shù)據(jù) 385472.4計(jì)算和統(tǒng)計(jì) 473103結(jié)果 486123.1玉米產(chǎn)量 4284353.2小麥產(chǎn)量 5285183.3土壤含水量 5308423.4水分利用率 6131204討論 8256885關(guān)于小麥節(jié)水栽培技術(shù)總結(jié) 9170295.1科學(xué)選種 9211415.2保足底墑、科學(xué)使用底肥 9260625.3科學(xué)整地與播種 9226125.4栽培管理 10227565.4.1早春管理 10309105.4.2生育后期管理 10304015.5病蟲害預(yù)防 1023929參考文獻(xiàn) 11緒論1.1研究背景河北是中國主要的小麥生產(chǎn)區(qū)，也是中國主要的小麥生產(chǎn)基地，因此，不斷改善該地區(qū)的小麥生產(chǎn)以確保中國的糧食安全具有戰(zhàn)略意義。長期以來，農(nóng)業(yè)科學(xué)家和技術(shù)人員為提高當(dāng)?shù)匦←湲a(chǎn)量做了大量工作，取得了一系列重要成就：他們形成了小麥高產(chǎn)技術(shù)體系，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。然而，從可持續(xù)生產(chǎn)的角度來看，一些傳統(tǒng)的高產(chǎn)技術(shù)存在著嚴(yán)重的缺陷：側(cè)重于高產(chǎn)目標(biāo)；沒有注意到水和肥料效率的目標(biāo)?；蛘咧皇亲鳛楦弋a(chǎn)水和肥料的一種手段，高投入的延續(xù)，高產(chǎn)量，造成嚴(yán)重的環(huán)境和環(huán)境問題，并阻礙農(nóng)民收入的增長。河北省衡水區(qū)位于河北省東南部，位于合龍港濟(jì)中平原，有四個(gè)季節(jié)，同一個(gè)雨和熱季節(jié)，夏季降雨量溫濕，降雨量集中，雨水和雪稀少。適于種植小麥的氣候。在水管理方面，傳統(tǒng)的高產(chǎn)小麥作物通常以滿足小麥每一生長期的生理水需求為基礎(chǔ)。因此，在灌溉小麥的過程中，生產(chǎn)通常是4至6倍，灌溉量超過300毫米，甚至400毫米。雖然近年來由于水資源減少和節(jié)約用水技術(shù)的發(fā)展，小麥田灌溉的數(shù)量在某種程度上有所減少，但播種后的灌溉通常是3至4次。1.2研究目的隨著我國農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在目前情況下，采用節(jié)水和高產(chǎn)小麥作物技術(shù)已成為不可避免的趨勢，并成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要手段。小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量對確保中國的糧食安全和人民的營養(yǎng)健康非常重要。近年來，隨著國家農(nóng)民發(fā)展政策的不斷頒布，根據(jù)河水地區(qū)土壤特性、氣候條件和水資源情況，研究適宜的種植技術(shù)，以節(jié)約用水和提高產(chǎn)量。1.3研究意義在技術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)，在節(jié)水栽培條件下，節(jié)水可以節(jié)省肥料，小麥中氮肥的損失可以大大減少，氮的使用效率可以大大提高，氮的使用效率也可以大大提高。小麥還可以進(jìn)一步改進(jìn)，數(shù)據(jù)表明，節(jié)水作物更符合當(dāng)?shù)貧夂蚝偷乩憝h(huán)境。在過去的一個(gè)世紀(jì)里，灌溉的擴(kuò)大在提高世界糧食生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。目前，灌溉用水占全球淡水消費(fèi)量的60%以上。在西亞和北非缺水的情況下，灌溉用水占總用水量的75%。必須減少農(nóng)業(yè)淡水資源的分配，以確保未來的國內(nèi)需求得到滿足，特別是在水資源貧乏的地區(qū)。同時(shí)，預(yù)計(jì)到2005-2050年，世界糧食需求將增加一倍。減少用水對提高糧食產(chǎn)量很重要。在許多地方，盈虧灌溉是一種用以減少用水量，提高水分利用效率的優(yōu)化策略。在盈虧灌溉系統(tǒng)中，灌溉用水總量低于作物全部水分需求。研究表明，盈虧灌溉可以提高小麥，玉米的水分利用效率達(dá)10-42%。也有研究顯示，如果盈虧灌溉節(jié)水與水利措施（覆蓋）或者集雨技術(shù)（塑料薄膜覆壟和秸稈地膜犁溝）結(jié)合，可以將產(chǎn)量和水分利用效率進(jìn)一步提高。冬季小麥和夏季雙輪玉米是一種高產(chǎn)量密集型生產(chǎn)系統(tǒng)，占中國北部平原小麥總產(chǎn)量的50%，占玉米總產(chǎn)量的35%。500-650毫米，相當(dāng)于每年缺水150-300毫米。為了彌補(bǔ)這個(gè)差距，小麥和玉米都需要灌溉。畦灌或漫灌是主要使用的方式，因此水損失是一個(gè)嚴(yán)重的問題。在華北平原以及全球的其他地方，大規(guī)模的開采地下水用于灌溉導(dǎo)致地下水水位迅速下降。有機(jī)材料“秸稈”或塑料膜的覆蓋物可廣泛用于保護(hù)土壤的濕度和抑制雜草的生長。土地覆蓋還影響到土壤的通風(fēng)和溫度。有機(jī)薄膜通常在冬季使土壤比赤裸的土壤熱，夏季使土壤比赤裸的土壤涼爽；塑料薄膜的覆蓋通常在整個(gè)一年中提高土壤溫度。土壤生物和化學(xué)，如礦化C，N.小麥和玉米殘留物的C/N更高。小麥稻草或玉米稻草的分解可以固定N土壤，減少氮的作物供應(yīng)。因?yàn)楦采w影響到許多土壤特性和過程。因此，重要的是要了解氮使用的覆蓋率和效率之間的相互作用。這項(xiàng)為期六年的實(shí)地研究的目的是將灌溉與稻草或塑料薄膜的組合對冬季小麥和夏季玉米轉(zhuǎn)動中的谷物產(chǎn)量和用水效率的影響進(jìn)行比較。還研究了節(jié)水管理措施與氮使用效率之間的相互作用，結(jié)果表明，在使用紅水的地區(qū)提高用水效率可能是有益的。2研究內(nèi)容以及方案冬小麥夏玉米雙輪作是一種密集和高產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)，占華北平原小麥總產(chǎn)量50%和玉米生產(chǎn)總量的35%。作物的輪作需要超過800mm的降雨，但每年的降水量區(qū)域范圍從500-650mm不等，這相當(dāng)于年度虧缺150-300mm水。為了彌補(bǔ)這個(gè)差距，小麥和玉米都需要灌溉。畦灌或漫灌是主要使用的方式，因此水損失是一個(gè)嚴(yán)重的問題。在華北平原以及全球的其他地方，大規(guī)模的開采地下水用于灌溉導(dǎo)致地下水水位迅速下降。有機(jī)物(秸稈)或塑料薄膜覆蓋可以廣泛用于保護(hù)土壤水分和抑制雜草的生長。覆蓋也影響通風(fēng)和土壤溫度。有機(jī)薄膜通常使土壤在冬天里比裸土更溫暖，在夏天里比裸土更涼爽；而塑料薄膜覆蓋通常會全年增加土壤的溫度。土壤溫度的變化是由于覆蓋顯著地影響土壤生物和化學(xué)過程，如C、N礦化。小麥和玉米的殘留部分有較高的C/N。分解的小麥秸稈或玉米秸稈覆蓋可以使土壤固定N，減少N對作物的可用性。因?yàn)楦采w物影響到許多的土壤特性和過程，。因此，弄明白覆蓋和氮肥利用率之間的互作效應(yīng)是很重要的。這六年田間研究的目標(biāo)是比較在冬小麥夏玉米輪作中盈虧灌溉結(jié)合秸稈地膜(SM)或塑料薄膜覆壟與秸稈地膜犁溝(RF)對籽粒產(chǎn)量和水分利用效率的影響。還研究了節(jié)水管理措施和氮肥利用率之間的相互作用。研究結(jié)果表明在已經(jīng)使用赤水灌溉的地區(qū)對于提高水分利用效率可能是有用的。2.1地點(diǎn)說明這項(xiàng)研究開始于2003年6月，在河北衡水中國農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)場進(jìn)行的。該地區(qū)位于我國長江以北，黃河以南。氣候條件屬于溫帶半濕潤，年平均氣溫為13?C，年平均降雨量為632mm，大約60%的降水量是集中在7月和9月之間。平均年蒸發(fā)量是990mm。當(dāng)?shù)氐拟}質(zhì)粘壤土被劃分為濕土，相當(dāng)于美國農(nóng)業(yè)部系統(tǒng)中的濕潤薄層干淋溶土。種植前的土壤化學(xué)性質(zhì)如表1所示。表12003年種植前供試土壤化學(xué)性質(zhì)pHOrganicmatter(g/kg)TotalN(g/kg)NO3–N(kg/ha)NH4–N(mg/kg)Olsen-P(mg/kg)NH4OAc–K(mg/kg)8.2515.20.6730.41.917.21692.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)在這項(xiàng)研究中，裂縫區(qū)的設(shè)計(jì)包括（1）傳統(tǒng)水下灌溉（2）利潤和損失灌溉（3）稻草灌溉（4）灌溉'。在次級處理中，氮肥有三種：0、120和240公斤N/公頃。主要區(qū)域面積12m×4.5m，在過去六年中研究過的細(xì)胞的位置為4m×4.5m的裂縫區(qū)的大小保持不變，每次處理四次。。CFI和DI處理為沒有秸稈或地膜覆蓋的苗床。在CFI處理中，小麥在冬季獲得40mm的灌溉水。促進(jìn)植物生長，在早期生長期就對玉米進(jìn)行灌溉。灌溉量年際間不同（0-60mm/年），這取決于每年的降雨量。玉米是完全依賴于降雨滿足在生殖階段的需水量的。在DI處理中，小麥不灌溉，玉米灌溉的量是CFI處理的一半。SM+DI處理為覆蓋4500kg/ha曬干秸稈的水平苗床。從2003年至2007年小麥秸稈都用于小麥和玉米。2008年初，小麥田用玉米秸稈覆蓋，玉米用小麥秸稈覆蓋。在所有的處理中，護(hù)根覆蓋被切成5cm長、從出苗后開始應(yīng)用60天。RF+DI處理為交替的壟（30cm寬，15cm高）和溝（寬30cm），每公頃壟溝用2250kg秸稈覆蓋。SM+DI處理的灌溉量與DI處理相同。每個(gè)地塊的灌溉都是獨(dú)立的，每個(gè)處理的小區(qū)都有0.8–1.5米的邊界以防止串肥。小麥（小堰22）在十月上旬播種，次年六月上旬收獲。所有處理的播種量都是225kg/ha。CFI、DI和SM+DI處理的行距都為20cm，每個(gè)小區(qū)有21行。在RF+DI處理中，兩行小麥播種在每個(gè)溝里，沒有小麥種壟上，每個(gè)小區(qū)16行。所有肥料均勻撒在土壤表面，在播種時(shí)滲入上層15cm的土壤里，氮肥用尿素和磷肥（每公頃80公斤P2O5）用過磷酸鈣，本研究不施用鉀肥。小麥的雜草用除草劑控制。在小麥播種前對土壤噴施農(nóng)藥，防治蠐螬、螻蛄。用三唑酮（3-甲基-2-丁烯醛）控制條銹病。收獲后立即播種了小麥（2007年前，山丹902，此后，鄭丹958）。線路間隔為60厘米，種植密度為57780個(gè)植物/公頃。在RFDI處理中為每一個(gè)溝槽播種一條線。種子不是氮肥。將每種氮肥的1／3應(yīng)用于種植階段，其余2／3應(yīng)用于開辦階段，并將L’氮肥應(yīng)用于播種旁邊的土壤上，使用一根煤。玉米是在十月上旬收獲。玉米田的雜草用手拔，不使用除草劑或殺蟲劑。2.3土壤取樣和降水?dāng)?shù)據(jù)在小麥和玉米的種植幾年，用土鉆取樣從20cm增加到200cm的深度以減少小區(qū)干擾。我們只收集了2004、2005和2006年玉米收獲后、2005、2006和2009年小麥?zhǔn)斋@后的土樣，因此，我們只能計(jì)算這些年的水分利用效率。用質(zhì)量含水量表示土壤含水量。以1.15kg/m3的土壤容重值將每個(gè)土層的土壤重量含水量換算為土壤體積含水量。降水量數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)離小區(qū)約400m的氣象站里。生長季6個(gè)月的累積降水量如圖1所示。圖12003-2009年小麥和玉米生長季降水量2.4計(jì)算和統(tǒng)計(jì)用以下方程每種計(jì)算作物總用水量：TWU=P+I+ΔW?R?D?CRTWU是作物生長的總用水量，毫米；P是降水量，毫米；I是灌溉用水，毫米；W是播種時(shí)土壤中的水含量，減去收獲時(shí)土壤中的水含量，0-200厘米；R徑流，毫米；D是遷移，毫米；這是吸收根，毫米。由于黃土的橫向斜坡、深層土壤和最大的水分儲藏能力，地面上沒有流水。根部的移動和吸收一般被認(rèn)為是微不足道的，在計(jì)算中沒有考慮。據(jù)推測，由于試驗(yàn)場的年蒸發(fā)量（990毫米）大于年降雨量（632毫米）。此外，該項(xiàng)研究中的灌溉量也很低（CFI加工中不到100毫米/年）。這種灌溉量不可能導(dǎo)致排水量低于200厘米。水的使用效率是作物產(chǎn)量和生長的總用水量。分析了水經(jīng)濟(jì)管理措施和這兩個(gè)因素的氮肥施用率，并與WindowsSASV8.1系統(tǒng)一起設(shè)計(jì)了裂縫區(qū)測試以處理數(shù)據(jù)。3結(jié)果3.1玉米產(chǎn)量2003年以及從2005年到2008年間，節(jié)水管理措施對玉米產(chǎn)量有明顯的影響，如表(2)。RF+DI和SM+DI處理下的玉米平均產(chǎn)量與DI和CFI處理下的相比有顯著(P<0.05)的增加。與其他處理相比，RF+DI處理下的玉米產(chǎn)量年度之間變化不大，表明RF+DI措施不僅增加了玉米產(chǎn)量，同時(shí)還穩(wěn)定了玉米產(chǎn)量。與未施氮肥處理相比氮肥的應(yīng)用顯著的提高玉米產(chǎn)量(表2)。但是在N120和N240處理之間玉米產(chǎn)量沒有顯著(P>0.05)的差異。節(jié)水管理措施和氮肥互作效應(yīng)顯著的只有在2006年，這可能與在2006年夏季玉米生長季節(jié)降雨量極低相關(guān)(圖.1)表2節(jié)水管理措施和氮肥對玉米產(chǎn)量的影響（kg/ha）處理200320042005200620072008平均CV(%)總產(chǎn)量變化百分?jǐn)?shù)節(jié)水措施(W)CFI5590B8330A4570C2920D3960C6640A5330C36.632010C–RF+DI6550A9000A5510A4510A5390A6630AB6270A24.837590A17.4SM+DI6110AB8650A5220B3920B4170B6760A5800B30.534820B8.8DI–7980A4350C3390C4170B6020B5180C35.531090C-2.9氮肥(N)N05410b7690b4660b2610b2800b5870b4840b40.029030b–N1206290a8880a5010a4150a5490a6820a6110a27.136650a26.2N2406540a8900a5060a4300a4980a6850a6100a27.636620a26.1IW×N互作NSNSNSHYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*NSNSNS–––3.2小麥產(chǎn)量從2003年到2006年，水的經(jīng)濟(jì)管理措施對小麥的產(chǎn)量沒有產(chǎn)生重大影響，但在2007年至2008年期間，差別很大（<0.05>）。在2005年和2008年的試驗(yàn)中，有重要的水管理措施和氮肥相互作用的影響。表3節(jié)水管理措施和氮肥對小麥籽粒產(chǎn)量的影響（kg/ha）處理200420052006200720082009平均CV(%)總產(chǎn)量變化百分?jǐn)?shù)節(jié)水措施(W)CFI4840A4950A4280A4470A3260BC3130AB4160A18.924940A–RF+DI4780A4730A4030A3970A4510A3320A4220A13.325330A1.6SM+DI5010A4930A3860A3920A3720B2990B4070A1924410A?2.1DI4320A4890A3910A3720A3110C2880B3810B19.722840B?8.4氮肥(N)N03400b3260b2480b2400b2060b1270c2480b31.814860b–N1205450a5770a4810a4930a4510a3800b4880a14.329270a97.0N2405370a5590a4770a4730a4380a4170a4830a11.529010a95.2W×N互作NSNSHYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*NSNSHYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*NS–––3.3土壤含水量節(jié)水管理措施通常對0-200cm土壤含水量沒有顯著的影響(表4)。唯一的例外是2003年的玉米收獲后，DI處理下的土壤含水量顯著(P<0.05)少于CFI，RM+DI，SM+DI處理下的。2004年、2005年和2006年收獲小麥后，經(jīng)過氮處理的土壤中的水含量低于無氮含量。在2003年和2005年玉米收獲后，施用氮肥對土壤水分沒有重大影響，但在2004年大大降低了土壤水分。結(jié)果可能與2004年玉米生長季節(jié)降雨量下降有關(guān)。(圖1)。表4節(jié)水管理措施和N肥在0-200cm土壤層的蓄水效應(yīng)（mm）時(shí)間氮肥(kg/ha)節(jié)水措施平均CFIRF+DISM+DIDI2003.10.50530536509489516a120525534530483518a240523517516500514aAverage526a529a518a491b2004.6.20348345359357352a120322297305318310b240327309305348322bAverage332a317a323a341a2004.10.40502502515502505a120481467485498483b240462480489488480bAverage482a483a496a496a2005.6.20387380369375378a120306321292338314b240320311310304311bAverage338a337a324a339a2005.10.90535539553543543a120544559550538548a240537546543515535aAverage538a548a549a532a2006.6.60409479427399428a120344383386386375b240365362368379368bAverage373a408a394a388a注：同一行或一列后不同字母表示在0.05水平下的差異顯著性。CFI：常規(guī)溝灌；RF：秸稈地膜犁溝灌溉；SM：秸稈地膜灌溉；DI：盈虧灌溉。3.4水分利用率從2004年到2006年，RF+DI和SM+DI處理的玉米濕度的有效處理大大高于通過DIF和CIF處理的玉米濕度（表5.L）。小麥用水效率（<0.05>）在不同的管理措施之間差異很大。2009年，RF+DI水的使用率最高，而CFI水的使用率最低。小麥和玉米.N120和N240治療對水利用的影響因生長季節(jié)而異。對于玉米，互動表（）顯示了重要的相互作用（P<0.05>在2004、2005和2006年）。2003年至2009年玉米小麥生產(chǎn)中用水的總效率見表6.L。水的總利用率下降的次序是RF+di>sm+di>cfi.l氮肥的使用提高了水的總利用效率。N120與N240之間的用水率差別很大。（表6）。表5節(jié)水管理措施和氮肥在不同年份對玉米和小麥的水分利用率的影響（kg/（mmha））。處理玉米小麥200420052006平均200520062009平均節(jié)水措施(W)CFI31.0B14.8B15.6C20.5C13.0A11.5A8.9C11.1BRF+DI42.2A20.0A25.2A29.1A13.8A13.0A11.7A12.8ASM+DI41.1A19.8A23.0A28.0A13.4A12.0A10.3B11.9BDI35.0B14.6B19.2B22.9B14.0A12.7A9.2C12.0AB氮肥(N)N031.9c14.1b13.0c19.7b9.9b8.9b4.1c7.6bN12041.3a19.2a23.3b27.9a15.6a14.0a12.4b14.0aN24038.9b18.6a25.9a27.8a15.1a14.1a13.6a14.3aW×N互作HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0025#tblfn0025"**HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0025#tblfn0025"**HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0025#tblfn0025"**HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0025#tblfn0025"**HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0020#tblfn0020"*NSHYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0025#tblfn0025"**NS注：玉米產(chǎn)量一列數(shù)字后不同字母表示在0.05水平下的差異顯著性（LSD）。對于W×N互作，NS表示沒有顯著差異。CFI：常規(guī)溝灌；RF：秸稈地膜犁溝灌溉；SM：秸稈地膜灌溉；DI：盈虧灌溉。HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"**表示差異顯著性在0.05水平；HYPERLINK"/science/article/pii/S0378429011000918"\l"tblfn0005#tblfn0005"*表示差異顯著性在0.01水平表6節(jié)水管理措施和氮肥對玉米和小麥的超過六年的平均水分利用率的影響處理2003年土壤蓄水量(mm)2003-2009年總降水量(mm)灌溉量(mm)2009年小麥?zhǔn)斋@后土壤蓄水量(mm)水分消耗量(mm)水分利用率(kg/(mm

ha))節(jié)水措施CFI3493560465306A406814.0DRF+DI3493560113326A369617.0ASM+DI3493560113327A369516.1BDI3493560113310A371214.5C氮肥N03493560268353a382411.5bN1203493560268297b388017.0aN2403493560268302b387517.0a注：在一列數(shù)字后不同字母表示在0.05水平下的差異顯著性（LSD）。。CFI：常規(guī)溝灌；RF：秸稈地膜犁溝灌溉；SM：秸稈地膜灌溉；DI：盈虧灌溉。4討論1980前在中國北方，秸稈通常用作動物飼料。在過去的30年里，農(nóng)事操作已經(jīng)改變了，現(xiàn)在一些農(nóng)民飼養(yǎng)奶?；蝰R。秸稈的處理是一個(gè)嚴(yán)重的問題。許多農(nóng)民焚燒小麥和玉米秸稈，這引起了空氣污染，土壤有機(jī)質(zhì)含量下降。為了提高土壤肥力和節(jié)約用水，當(dāng)?shù)卣膭钷r(nóng)民將秸稈還田。秸稈覆蓋的使用就是按照了這建議。許多研究已經(jīng)證實(shí)，秸稈覆蓋有利于保持土壤水分，減少雜草的生長。然而，秸稈覆蓋對作物產(chǎn)量的影響是不一致的。稻殼和秸稈覆蓋在半干旱地區(qū)的印度和濕潤的亞熱帶地區(qū)的孟加拉國可以提高小麥產(chǎn)量。相比之下，其他的研究報(bào)告表明秸稈覆蓋會減少冬小麥產(chǎn)量。我們的研究結(jié)果表明，相對于CFI處理，SM+DI處理中，小麥產(chǎn)量下降而玉米產(chǎn)量增加。對于小麥產(chǎn)量這種下降的一種解釋是秸稈覆蓋降低了土壤溫度和在早春延遲了小麥生長。在附近的一個(gè)田塊，在SM處理下，3月0–10cm土壤平均溫度是8.5°C，而CFI處理是9.5°C。在SM處理下，10-20cm土壤平均溫度是7.3°C，而CFI處理是8.0°C。相反，在SM處理下，較低的土壤溫度和較大的土壤含水量可能對夏玉米生長有益。在半濕潤和副熱帶地區(qū)與不覆蓋相比，秸稈覆蓋條件下較低的土壤溫度有利于增加馬鈴薯產(chǎn)量。這些結(jié)果表明，秸稈覆蓋對作物產(chǎn)量的影響取決于作物和氣候條件。在RF+DI中，在播種時(shí)，塑料薄膜覆壟將降雨和徑流溝引入溝中。該方法不僅收獲了水，也降低了土壤水分蒸發(fā)，提高土壤溫度。以前的研究表明，RF+DI顯著提高了小麥和玉米產(chǎn)量。所以，RF+DI從2000年在中國西北甘肅和陜西省等已被廣泛采用。在我們的研究中，與CFI處理相比，RF+DI處理六年多使玉米總產(chǎn)量增加了17.4%，小麥總產(chǎn)量增加了1.6%與CFI處理相比（表2和表3）。玉米產(chǎn)量的增幅比小麥大可能是因?yàn)樾←湻N植面積的減少達(dá)24%，（CFI田塊21行，RF+DI田塊16行），而種植玉米的面積沒有變化。王等人（2009）發(fā)現(xiàn)，在1:1的RF情況下（60cm壟，60cm溝）的玉米產(chǎn)量和水分利用率比1:2的RF情況下（30cm壟，60cm溝）低。產(chǎn)量和水分利用率的降低可能是由于1:1的RF減少了種植面積。顯然，RF+DI對作物產(chǎn)量的影響是一個(gè)特定地點(diǎn)的溝壟比。在降雨量小的地區(qū)，一個(gè)相對高的溝壟為植物生長收集更多的水；降雨量大的地區(qū)，低溝壟比可以增加種植面積和產(chǎn)量。因此，溝壟的最佳比例應(yīng)由各個(gè)位置確定。RF+DI處理玉米產(chǎn)量和水分利用率比SM+DI處理更大，這表明，塑料薄膜覆壟與秸稈地膜犁溝（RF+DI處理）結(jié)合比SM+DI處理在土壤水分和溫度條件上更優(yōu)化了玉米生長。觀察表明，玉米水分利用率高于小麥?zhǔn)强梢灶A(yù)期的，因?yàn)橛衩资荂4作物而小麥?zhǔn)荂3作物。與CFI方法相比，SM+DI和RF+DI處理不僅增加了玉米和小麥的產(chǎn)量，6年多也總共節(jié)約了350mm的灌溉水（表6）。DI處理相對傳統(tǒng)的灌溉方法提高水分利用效率，減少水的使用；然而，DI處理的小麥和玉米產(chǎn)量比SM+DI和RF+DI處理都要低。這表明，DI方法在這一地區(qū)并不是最有效的管理措施。本研究處理中的常規(guī)灌溉并不是一個(gè)完整的灌溉，這種處理的灌溉率低于該區(qū)域正常灌溉水平。因此，這些結(jié)果表明，在該地區(qū)增加作物產(chǎn)量和水分利用率有著巨大的潛力。施用氮肥減少了水的儲存深度，特別是在小麥?zhǔn)斋@后（表4），因此施用氮肥增加了葉指數(shù)和冬季小麥的蒸騰率。氮的應(yīng)用大大提高了小麥和玉米水的使用效率和產(chǎn)量，表明氮肥是提高研究區(qū)谷物產(chǎn)量的有效方法。中國北部和西北部使用氮肥提高了小麥和馬鈴薯水的使用效率平均為20%。N120處理的小麥總產(chǎn)量是未施肥對照的1.97倍，而玉米總產(chǎn)量僅為1.26倍。玉米對氮肥的響應(yīng)比小麥低可能是因?yàn)橄募据^高的土壤溫度加速了土壤氮礦化。這會增加土壤速效氮，從而減少玉米對肥料氮的吸收。N240和N120處理的籽粒產(chǎn)量和水分利用率無顯著差異，這表明過量施氮對產(chǎn)量沒有促進(jìn)作用。節(jié)水管理措施和施氮對玉米產(chǎn)量在2006有顯著的交互作用，這可能是因?yàn)槟悄暧衩咨L的夏天年降雨量只有228mm，比平均值低43%（圖1）。我們前面提到只在夏玉米生長季的第一個(gè)月進(jìn)行灌溉，在這之后，玉米完全是靠儲存在土壤中的水和降雨。小麥在2005和2008年的節(jié)水管理措施和氮肥之間有著顯著的互作關(guān)系，我們無法解釋為什么交互效應(yīng)只有在這兩年顯著。玉米產(chǎn)量在2003和2008年的變化超過了小麥，這個(gè)結(jié)果可能是因?yàn)樵谙挠衩咨L季節(jié)的降水變化比在冬小麥生長季大。本研究的六年，在玉米生長季節(jié)降水量變化范圍為228-711mm，變異系數(shù)為39.6%（圖1）。而在小麥生長季降雨量是相對穩(wěn)定的，變化范圍為148-191mm，變異系數(shù)為11.2%。很明顯，土地和水資源是有限的，農(nóng)業(yè)為了養(yǎng)活世界的人口需要進(jìn)一步強(qiáng)化農(nóng)業(yè)。作為一個(gè)密集的生產(chǎn)系統(tǒng)，本研究所說的麥-玉輪作系統(tǒng)每年兩熟，增加了每公頃的糧食總產(chǎn)量。冬小麥-夏玉米種植制度是在半干旱的亞熱帶和半濕潤亞熱帶地區(qū)與稻-麥種植制度保持水文平衡一個(gè)合適的選擇。因此，該系統(tǒng)有望在全球范圍內(nèi)的食品和營養(yǎng)安全發(fā)揮著越來越重要的作用，在這一地區(qū)的不同地點(diǎn)發(fā)展節(jié)水管理措施需要進(jìn)一步的研究。5關(guān)于小麥節(jié)水栽培技術(shù)總結(jié)5.1科學(xué)選種小麥節(jié)水高產(chǎn)栽培的一個(gè)重要基礎(chǔ)就是選種，在這種栽培模式下所選擇的品種都是節(jié)水抗旱品種，當(dāng)前市場上的小麥品種較多，不同品種的小麥所需要的生長條件也不相同，因此，在選擇小麥品種時(shí)，我們必須根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際情況作出選擇，以確保小麥的高質(zhì)量生長。此外，除了考慮到小麥品種的區(qū)域適應(yīng)性外，我們還必須注意早期篩選、緊湊形狀、小葉、面包卷、成熟根品種、超營養(yǎng)品種呼吸強(qiáng)度、蒸發(fā)水楊的消費(fèi)量很大。在選擇種子之后，必須在種植前處理小麥種子，必須除去受損的霉菌種子和種子種子，必須選擇好的干燥時(shí)間，種子必須種植3-4小時(shí)，每天2-3天……同時(shí)，對于繃帶，提高種子發(fā)芽率和發(fā)育率。5.2保足底墑、科學(xué)使用底肥在節(jié)水小麥生產(chǎn)中，濕潤播種是提高小麥產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵，使小麥能夠充分生產(chǎn)小麥，不受冷凍水的影響，不受青春期和受控水的影響。因此，在種植前必須保證底層的濕度。只有足夠濕潤的土壤才能永久地為小麥供水。通常在夏季玉米收獲前10天左右開始灌溉土壤的濕度，需要在土壤中施用基本肥料，以改善種子的生存和發(fā)芽。為了改善冬季小麥的生長，最好在種植前施用底肥料，最好根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)部門的大地測量配方。例如，在小麥種植中使用含硫肥料。使用微量元素肥料對小麥生長過程有著重大影響，通常使用的小規(guī)模元素是鋅、硼等?！变\和硼肥料提高了小麥種子的質(zhì)量，并提高了土壤中氮鉀的使用。以氮、磷和鉀為基礎(chǔ)的硫酸鋅每公頃15公斤，硼砂每公頃3公斤。5.3科學(xué)整地與播種必須加強(qiáng)對種植過程的控制，土壤必須進(jìn)行改良，土壤必須做好小麥的準(zhǔn)備，小麥作物的種植通常節(jié)約用水，必須在不超過15厘米的深度輪流進(jìn)行。特別是在玉米是稻草來源的土地上，稻草一旦退回，很容易造成深層土壤的腐蝕和稻草的形成。旋轉(zhuǎn)，有效地避免收獲后土壤過度開采。同時(shí)，考慮到小麥成熟后可能出現(xiàn)擁塞，應(yīng)根據(jù)土壤面積來計(jì)算播種量。實(shí)現(xiàn)合理的密度，為小麥的生長提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并促進(jìn)小麥的生長。5.4栽培管理5.4.1早春管理早春期管理是冬季小麥生長的一個(gè)關(guān)鍵步驟，根據(jù)小麥幼苗的生長確定肥料管理的時(shí)間表。雖然每公頃種植的植物數(shù)量為1200萬，但小麥田不需要再生水。這些田地可以采取保溫和濕度措施?？刂魄啻浩谏挚撤ズ痛龠M(jìn)小麥根的發(fā)展。在小麥開始和脫脂開始后，通常先使用每公頃300公斤尿素灌溉，然后再灌溉，因此，在冬季，小麥容易凍結(jié)