旱地小麦蓄水保墒技术高志强

旱地小麦蓄水保墒技术山西农业大学高志强TEL：0354-6289789HTTP：//WWW.sxau.edu.cnShanxiAgriculturalUniversityFAX：0354-6222942Email：gaozhiqiang1964@126.com山西农业大学山西—运城2012年04月24日全国旱地小麦现场观摩暨技术培训会 培训提纲旱地小麦生产的重要性旱地小麦土、肥、水、根、苗的辩证关系北方旱地小麦生产中存在的主要问题旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论旱地小麦蓄水保墒技术体系旱地小麦休闲期“三提前”蓄水保墒技术旱地小麦栽培技术总结 旱地小麦生产的重要性旱地小麦广泛分布在我国各小麦产区，但主要分布在淮河以北广大北方麦区。北方旱地的光热资源充足，水分条件是限制作物产量的主要因素，可根据水资源估算小麦生产潜力。北方旱地麦区主要指年降水在400—600mm范围内的晋、冀、鲁、豫、陕、甘等广大秋播冬小麦的非灌溉区，面积近1亿亩，占北方六省市小麦总面积的33％左右。南方丘陵地区60%的小麦也分布在旱地，近三年云南的连续干旱，对小麦生产造成严重威胁，2011年湖北岗地小麦也出现旱情，因此，旱作技术涉及面广，影响大。北方旱地小麦大致分为两个类型区：年降水量在600mm以上的半湿润地区。可一年两熟，如山东、河南等实行小麦一玉米一小麦种植模式。年降水量400～500mm的半干旱地区。由于水分限制，一般只能一年一熟，如西北黄土高原区。 旱地小麦土、肥、水、根、苗的辩证关系哪个因素更重要？肥根苗水土以肥养土、肥土蓄墒、水肥促苗、苗壮根深、以根调水、以根用水水：伏雨春夏用，休闲期蓄水保墒技术，生育期划锄镇压技术土：深耕、深松，加厚活土层，创造良好的根际微生物活跃的环境，促根下扎肥：轮作养地，氮磷配合，增施磷肥培肥根：通过分蘖的生长，增加次生根的数量苗：培育冬前壮苗，抵御旱、寒的自然灾害开发利用土壤深层水，提高自然降水利用率的旱地高产土、肥、水、根、苗的辨证关系旱地小麦生产系统 北方旱地小麦生产中存在的主要问题1.大陆性不稳定的气候特点，是影响旱地小麦生产的重要制约因素降水量少，年际变幅大，春夏干旱，强烈的辐射蒸发与风速蒸发，造成短时期内土壤水分的大量亏缺，耕作层甚至主要根系分布层土壤水分不足。不能充分利用有利的光热资源，导致旱地小麦营养生长差，生殖生长早衰，严重威胁生育中后期穗粒重的形成，使得产量低而不稳，个别年份颗粒无收。2.土壤贫瘠，流失严重根据资料综合整理的大面积中低产旱地麦区土壤养分状况，土壤有机质普遍低于0.8％、全氮低于0.07％、速效磷多在3—5ppm以下，除钾的含量稍高外，氮磷都不能满足小麦正常生长的需求，特别是磷素普遍严重奇缺，成为小麦生长的最低限制因素。此外，丘陵旱地区，麦田多为一年一作耕作制，土壤裸露时间长、风蚀水蚀造成水土流失严重。据山东水文站资料，山丘旱地平均年侵蚀表土0.9mm，严重者达1.3mm，既流失了水，也带走了肥。 北方旱地小麦生产中存在的主要问题3．耕作粗放，技术覆盖面低小麦旱薄低产区，大多是交通不便，文化落后，科技信息不灵，技术覆盖不到位，投入少而不合理，品种退化严重，技术不配套，不仅灾年产量低，就是遇到风调雨顺的丰水年，产量也不高。4．休闲期土壤水分无效蒸发量大，水分利用效率低由于一年一作旱地麦田土壤水分的主要来源是休闲期的降水和生育期降水，而传统耕作方法是通过深耕纳雨保墒与生长期的中耕保墒等技术，这种传统耕作，虽然有雨蓄水较多，但雨后蒸发也多。据研究，这种休闲期裸露开放耕作系统，常年土壤水分蒸发损失量可占到同期降水量的50-60%，丰水年也可占到30%，夏季干旱少雨年，蒸发量甚至可以超过降水量，土壤水分严重亏缺。5．抗旱品种短缺，品种更新换代慢由于旱地品种数量少，所以农民连续几年不更换品种，品种混杂、退化现象严重，影响了旱地小麦产量的进一步提高。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论1、土壤水库的特性及其功能大气降水落到地面上以后，一部分径流汇入江河，成为地表水；一部分渗入地下，受不透水层的顶托埋藏在含水层中成为地下水；另一部分被土壤截留，蓄存，形成土壤水。由于土壤是布满大大小小空隙的疏松多孔体，土层深厚的土壤具有较显著的蓄存、调节水分的功能，所以称之为土壤水库。土壤水库的特性：（1）库容量大土壤水库的库容量相当大。如果作物利用层以2米计算，则每亩土壤可蓄水550-600毫米（相当于山西省降水量较大地区的年降水量），即360-400立方米。一个100万亩的耕地的县，土壤水库可蓄水3.6-4.0亿m3，相当于几个地面蓄水1亿m3的大型水库。（2）省工高效土壤水库不占地、不怕淤、不修渠、不耗能、不发生土壤盐渍化。只要通过一系列蓄水保墒措施就能把降水蓄在土壤中，不需要特殊的地形条件、也不需要大量的投资，可谓省工高效。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论土壤水库的功能：土壤水库的水及其可贵，因为它是作物的最直接的水分来源，不管是天上水、地表水、地下水都必须通过土壤这个载体变成土壤水库中的水，作物才能利用。（1）对作物供水具有连续性作物在整个生育阶段对水分的要求是连续不断进行的，而大气降水和灌溉却是间歇性的供水，土壤水库能变降水等间歇性的供水为连续性的均匀供水。（2）对作物供水具有调节能力土壤水库的自动调节能力主要是自动调节土壤水分含量，灵活供应毛管水：干旱时，上层水分不足，底层、深层贮存的毛管水沿毛管上升，源源不断地向上层输送；遇到降水时，非毛管空隙可使降水迅速下渗，毛管空隙内则能吸持大量水分，把渗入土层中的水变成毛管水贮存起来。减少了蒸发损失和由毛管水变成重力水的机会，有效地增加了土壤水库的蓄水能力和保水性。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论土壤水库对作物的供水调节作用：季节间调节一年之中，土壤水库一般可分为充水阶段和失水阶段。北方旱区，土壤水库雨季蓄存大量水分，是旱季作物生长的可靠水源，它解决了作物蓄水时期与降水分布时期不一致的矛盾。群众所说的“伏雨春用”、“春旱秋抗”就是土壤水库对作物供水的季节间调节作用。一些高产麦区的调查资料表明，旱地小麦产量与土壤水库的季节间供水调节作用有密切关系。据西北水土保持研究所在陕西试验，当地小麦耗水量为300—400毫米，小麦生长期降水一般为耗水量的1/2---2/3，余下的1/3—1/2则由头年蓄存在土壤水库中的贮水补足。深层贮水的调节黄土高原的土壤为质地均匀的中壤质土壤，降水入渗深度多在2米上下。以渗深2米计算，土壤贮水量达550—600毫米，相当于年降水量。其中有效水约占1/3—2/3。这部分有效水积极参与作物水分循环，对作物高产稳产起着重要作用。特别是60到100cm以下的深层贮水，具有较高的稳定性和有效性，使雨季中补给土壤水库的深层贮水较长期地保存，以供给下年旱季期间作物利用。正是由于深层贮水的调节，使土壤表现出“天旱地不旱”的功能。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论2、旱地麦田土壤水分的垂直变化旱地麦田土壤水分受降水与蒸发的季节变化、根系吸水深度、以及小麦冠层蒸腾的影响，存在明显的垂直分布的差异。一般可将小麦根系水分利用区分为三个层次：（1）水分剧烈变化层(活跃层)该层在黄土高原半干旱地区，深度约为0-80cm。该层易受大气影响，干湿变化剧烈，在春夏之交易降到凋萎湿度，在雨季短期内可达到最大持水量湿度，一般变动在6％-22％之间，靠近地表的耕层常处于风干状态。（2）水分缓慢变化层(次活跃层)黄土高原半干旱麦区该层约为80-200cm左右，由于此层不易受大气直接影响，水分变化缓慢，土壤湿度一般在10％-22％之间，主要为深层根系耗水。（3）水分稳定层该层深度在黄土高原半干旱麦区，约在200cm以下的土层，一般水分消耗变化不显著，处于相对稳定状态，无物理蒸发的影响，仅有深层根的吸水消耗，但在连续高产耗水较多或遇干旱年份，该层土壤含水也可降到13%以下。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论3、旱作麦田土壤水分的季节变化从旱地麦田7月份的雨季开始，至来年6月，可将土壤水分季节性变化分为四个特征时期：（1）土壤水分积蓄恢复期该阶段在山西最早从6月中下旬开始，最晚至10月上中旬，主要经历7～9月，降水约占全年降水的50～60%左右。以南部麦区为例，在无作物生长的休闲裸地上，常年在该阶段末0～200cm土层蓄水可达400～500mm左右，净增蓄水可达130mm左右。（2）土壤水分缓慢蒸发期该期指秋末冬初的10～12月。此期降雨减少，温度逐渐降低，土壤处于雨季后的湿润状态，充满移动性很强的毛管上升水进行蒸发并得到下层水分补充，而使土壤贮水量开始下降。此期土壤水分十分适宜小麦秋冬生长的水分需求。 旱地麦田蓄水保墒技术的基本理论（3）土壤水分凝结扩散期此期一般从1月下旬开始至第二年3月中旬，历时很长，是全年降水量最少的阶段，约占全年的10～15%左右，且多为固态降水，水量不大。经过越冬，土壤水分凝结，直至初春蒸发都很缓慢，一般占总耗水量近20～30%，该阶段为小麦越冬期，旱地小麦该阶段是用水形成冬前壮苗的关键期，该期土壤贮水一般可满足小麦之需。（4）土壤水分大量蒸发干湿交替期此期从3月中下旬开始至6月，为北方春夏季风转换期，气温由寒乍暖，风多风大，作物生长加快，土壤蒸发和作物蒸腾耗水增大，占生长期总耗水量的50%。此时旱作农田土壤水分由上到下垂直递减的速度加快，0～50cm土层经常处于凋萎界限上下，作物多靠深层根系吸收水分，为中下层土壤水分消耗期。此期从四月以后虽然降水逐渐增多，但降水强度小数量少，达到土壤水分亏缺的顶点，常年耗水深度可达两米，其中1.5m以上常可接近凋萎系数。甚至到6月初时，2米深处土壤含量也可下降到13～15%。 旱地小麦蓄水保墒技术体系一、休闲期蓄水保水技术耕作措施（深耕、深松、耙耱）、覆盖措施（秸秆覆盖、地膜覆盖）、沃土措施（增施有机肥，秸秆还田）二、播种期蓄水保墒技术化学措施（通过保水剂抗旱剂浸种、拌种）、镇压措施（播前整地后镇压、播后镇压，尤其是小麦玉米一年两茬的麦田，要特别强调镇压到位）三、生育期蓄水保墒技术地膜覆盖技术（山西模式膜际条播、甘肃模式全膜覆土穴播）、农艺措施（越冬期镇压、返青期镇压、划锄、中耕）、化学措施（冬季化学除草配合叶面喷施叶面肥与生长调节剂、春季除草配合叶面喷施叶面肥与生长调节剂、重视后期一喷三防措施的落实，达到防病虫、防早衰、防干热风的目的）四、选择抗旱稳产高产品种，提高水分利用效率 休闲期“三提前”蓄水保墒耕作培肥技术研究思路：分析目前旱地小麦生产的主要问题是:1有机肥投入少地力低，土壤蓄水保水能力低，致使水分利用效率不高；2秸秆还田时间晚，不能及时腐烂，达不到当季增加有机质的作用，同时影响播种质量；3休闲期虽然降雨相对较多，占到全年降雨的60%以上，但夏季温度高，地表水分蒸发损失多，达不到伏雨春用的目的；4旱地小麦基本上是趁墒或等雨播种，所以播种时间或早或晚，过早播种冬前旺长和过晚播种苗小苗弱几乎每年都有发生。5生育期降水少，无效降雨多，棵间蒸发量大，降水利用率低。农业生产现状：生产上呈现“两强一弱”的新形势：物质能量投入的强化（生物有机肥进入市场使有机培肥成为可能）农机作业硬件的强化（大马力深松施肥机械的研制成功使肥料深施成为可能）农田人力投入的弱化（妇女、老人农业） 休闲期“三提前”蓄水保墒耕作培肥技术的核心改旱地小麦休闲期多次作业的“四早三多”蓄水保墒技术为一次多功能作业，集培肥蓄水功能为一体的综合技术。“三提前”技术是指前茬小麦留高茬，在麦收后10-15天，遇雨提前深耕（25-30cm）或深松（30-40cm)，提前深施有机肥、保水剂以及生物菌肥（即改土保水肥），提前秸秆还田、覆盖的一次性操作技术，可改善土壤结构、提高有机质含量，增加土壤动物、微生物数量，有效提高土壤蓄水保水能力的技术措施，达到伏雨春夏用的目的。 休闲期“三提前”蓄水保墒技术模式图 两大技术体系一、深耕+施肥+秸秆还田“三提前”技术模式二、深松+施肥+秸秆覆盖“三提前”技术模式 2010-2011年不同耕作措施对不同土层土壤蓄水量的影响 2010-2011年休闲期深施有机肥对不同土层土壤蓄水量的影响 三提前技术对旱地小麦产量及其构成的影响处理时间耕作穗数Earnumber/hm2穗粒数Grainnumberperspike千粒重（g）1000-grainweight理论产量（kg/hm2）实际产量（kg/hm2）夏至模式1451.25a30.32a40.86a5590.39a4715.84a模式2428.04b28.25b41.40a5006.16b4462.42a对照405.04c25.71c40.81a4250.51c3689.17bMean428.1128.1041.024949.024289.14立秋模式1481.08a28.38a42.58a5812.49a4794.56a模式2446.58b28.24a40.59a5119.53b4588.15a对照405.04c25.71b40.81a4250.51c3689.17bMean444.2427.4441.335060.844357.29 三提前技术对播前土壤水分的影响年份处理时间土层深度（cm）模式1模式2对照模式1较对照增加率(%)模式2较对照的增加率(%)2010—2011年度夏至0-100181.74169.59153.5118.3910.48100-200143.47127.98113.7626.1112.49200-300148.56145.39139.176.754.47立秋0-100208.65194.16176.6918.099.89100-200152.29144.48124.5822.2515.97200-300154.71148.61144.537.042.822011—2012年度夏至0-100226.45231.17200.2813.0715.43100-200241.14231.59208.5015.6511.07200-300191.70183.07187.991.97-2.62立秋0-100219.21220.03200.289.459.87100-200246.76220.38208.5018.355.70200-300194.21197.05187.993.314.82 “三提前”技术研究得到农业部和山西省领导的肯定2011年3月26日，农业部常务副部长危朝安、山西省副省长刘维佳、农业厅厅长孙连珠考察旱地小麦研究基地，田间看到旱地小麦在经历了100余天的长时间干旱以后的苗情生长正常，没有明显的旱象时非常高兴，充分肯定了我们的工作，并建议在北方旱地上推广。 围绕“三提前”技术，我们对旱地小麦栽培技术进行了总结：一个中心：围绕“根-苗-水-土系统综合调控”，充分利用根系的向水性、趋肥性，培育冬前壮苗，建立根深叶茂的旱地小麦群体结构。两个重点：一是培肥地力、二是蓄水保墒。三个提前：提前深耕或深松、提前深施改土保水肥、提前覆盖与秸秆还田。四次镇压：播前镇压、播后镇压、冬季镇压、返青镇压。五大效果：减少了无效蒸发、提高了播种质量、培育了冬前壮苗、防止了后期早衰、增加了小麦产量 北方旱地小麦栽培关键技术通过休闲期的土壤耕作，最大限度的接纳雨水，蓄好底墒，保住表墒，伏雨春用，秋雨夏用是旱地小麦栽培技术实施的核心和主要依据。北方旱地小麦高产栽培的技术核心包括三大环节：一是以提升地力水平为目标的生物养地种植结构、轮作倒茬与施肥技术；二是以蓄水保墒提高水分利用效率为目标的播前耕作与覆盖技术；三是以培育冬前壮苗为目标的良种良法配套种植管理栽培技术。这三个技术环节相辅相成，达到以土蓄墒、土肥保墒、水肥促苗、苗壮根深、以根调水、以苗用水，实现最大限度地开发利用土壤深层水，提高自然降水的利用效率。 北方旱地小麦栽培关键技术1、施肥与土壤培肥技术旱地小麦施肥，应坚持以肥养土、肥土保墒、肥水促苗、苗壮根深、以根调水、以苗用水，最大限度开发利用土壤深层水，以提高自然降水利用率，这是保证旱地小麦丰年高产、常年增产、旱年稳产少减产的有效途径。（1）增施磷肥、氮磷配合、适当补钾（2）农牧结合、增施有机肥（3）调整茬口，合理轮作，用养结合，提高土壤有机肥力 北方旱地小麦栽培关键技术2、旱作麦田播种技术旱地麦田受自然降水的限制，难以进行有效的中后期管理。一旦由于播种措施不当很难促苗转化，造成时不尽用，地不尽力，物不尽效的结果。因此抓好旱地小麦播种技术培育冬前壮苗十分重要。(1)选用丰产抗旱冬性较强的品种旱地小麦选用根系发达，分蘖多成穗高，苗期在同样干旱下易形成繁茂株型，中后期能达到一定高度，积累较高生物量，后期运转快，抗干热风，熟相好，粒重高，同时抗寒，苗期发育慢，生长稳健的品种是种好小麦的第一关。 北方旱地小麦栽培关键技术（2）适期适量播种，培育冬前壮苗旱地小麦播种过早，群体过大，发育过旺，消耗大量水分，春季干旱极易早衰，所谓“麦无二旺”主要指旱地小麦。但播种过迟，群体过小，冬前一旦形成弱苗，冬后很难转化为壮苗。因此，旱地小麦适时适量播种尤为重要，各地一定要根据当地气候与冬前最适苗龄及历年气象资料综合分析确定最适播期。一般旱地小麦冬前适宜苗龄为主茎叶龄6-7片，单株分蘖5个左右（三大两小，旱地小麦一般达不到水地小麦叶龄与分蘖数的对应关系）并要求冬前匍匐蹲实，不上穿不封行，表现壮而不旺。群众的顺口溜叫做“三大二小五个蘖，十条根子七片叶，麦叶宽短颜色深，爬到地上不起身”，这样的壮苗不仅在常年丰年增产幅度大，而且在灾年、旱年减产少，是高产、稳产的好苗架。根据上述苗龄北方半干旱地区约需80-85℃左右，大约冬前达到壮苗指标的积温，约需520-600℃。北方旱作麦区，传统经验都有白露种高山，秋风种平川的习惯，其原理大约是在气温15-17℃左右播种为宜。半干旱地区由于降水较少，不少丘陵高海拔区冬季严寒，非带绿越冬，分蘖成穗很低，一般在1-2之间（包括主茎），因此在确定播量时多在18-25万苗左右，在正常播期的播量前提下，随播期推迟一天，亩播量可增加0.25公斤左右。 北方旱地小麦栽培关键技术3、冬春镇压、适时耙耱划锄、保苗防病虫旱地小麦播后的管理主要是围绕保墒、保苗，遇雨适时划锄破除板结，早春锄麦保墒，通气灭草，冬春镇压提墒蹲苗，早春耙耱促苗早发。同时遇暖冬要及时防除秋冬麦蚜，以控制黄矮病的发生，早春遇旱极易发生小麦红蜘蛛的危害，一定要及时发现及时防治，以免传播酿成大灾。4、小麦生育后期一喷三防。 小麦地膜覆盖技术目前全国推广的主要模式有生产种：山西模式：膜际条播模式甘肃模式1：全膜覆土穴播模式甘肃模式2：全膜穴播地膜覆盖的作用：保墒、聚水、增温、改善土壤结构、防草，达到增产的目的。 欢迎各位到山西指导工作！