CN107172983B - 冬小麦的节水丰产栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冬小麦节水丰产栽培方法，包括：播前造墒；优化整地；优化施肥；优化灌水。与传统种植模式相比，本发明提供的栽培方法由于后期节约了一次灌水投入，在整个生育期中投入并没有明显增加，但其产量较高，且耗水量较低，整体投入产出比最高。本发明采用的栽培方法在播前为冬小麦生长创造良好的地力和水分条件，促使冬小麦形成足够群体和冬前壮苗；采用缓释氮肥后充足的肥力供应，获得了较高的穗粒数，从而获得最高的产量与投入产出比。更重要的是，采用本发明提供的方法每公顷可节约446.5m³地下水，这对极度缺水的海河平原具有积极意义；而且能够显著降低麦田土壤风蚀，可比常规栽培模式T1土壤侵蚀强度平均下降69.9％。

Description

冬小麦的节水丰产栽培方法

技术领域

本发明属于农作物技术领域，尤其涉及一种冬小麦的节水丰产栽培方法。

背景技术

海河平原位于中国华北平原北部，又称河北平原，是我国冬小麦主产区之一，常年播种面积约240万ha，占全国小麦总播种面积15％，对保障国家粮食安全有重要意义。海河平原是中国资源型缺水地区之一，人均和亩均水资源分别为全国的七分之一和九分之一，属于资源型极度缺水地区。尤其在小麦生长期内，降水量为100～120mm，不足小麦正常生长需水量的四分之一。多年来，海河平原区小麦生产一直依靠超采地下水维持，年均超采40～50亿吨，导致地下水位每年下降1.2～1.8m，由此而引发的地面塌陷给该区生态环境和地质安全带来沉重生态负担和严重隐患。长期以来，海河平原小麦生产都是以追求高产为目的，对水资源消耗缺乏足够重视，小麦全生育期普遍需进行3～4次灌水，农田灌水有效利用系数仅为0.4～0.5，不足发达国家70％。而灌水频率越高，资源浪费势必越严重。因此，降低灌水频率，提高农田水分利用效率，在保证丰产条件下实现有效节水，实现效益最大化，兼顾生态效益和经济效益平衡发展，就成为未来海河平原小麦生产最重要的发展方向。

目前，海河平原冬小麦全生育期一般为越冬期、拔节期、灌浆期各一次灌水，部分地区和年行返青期也会灌水，各地实际平均灌水量超过300mm。研究表明，适期、适度的水分胁迫，可降低农田耗水量且对产量影响不显著，并可提高水分利用效率。张等指出，拔节到抽穗期为冬小麦需水关键期，该时期灌水对作物生长发育和水分利用效率有重要影响。Xue等提出，小麦分别为拔节、抽穗和扬花期灌水，总量300mm；zhang等提出小麦拔节、抽穗氧化到乳熟，总灌水量180mm；Lv等报道在拔节期和抽穗期，灌溉总量120mm，或在拔节期60～70mm灌水均可获得高产。虽然采用上述灌水方式，均可获得较高产量和农田水分利用效率，但受限于各地气候条件、年行差异、品种及栽培技术等制约，其实际指导意义并不大。因此，在冬小麦-夏玉米一年两熟种植制度下，如何充分结合海河平原气候特点，合理利用包括深松、镇压、施肥等科学合理的农艺措施，培育麦田充分的群体和健壮的个体，使拔节期灌水可适度推迟，且灌浆期不再灌水，就成为小麦节水栽培的重要研究方向。统计显示，海河平原小麦平均减少一次灌水，每年节水18～20亿m³，可满足4000万人一年生活用水。目前，针对灌水时期、灌量及其对产量和节水效果的研究较多，而针对如何构建与综合运用系统化栽培体系实现麦田节水丰产，及节水丰产机理和系统的效益评价研究较少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冬小麦的节水丰产栽培方法，本发明提供的栽培方法适合海河平原冬小麦，在实现小麦节水丰产的同时，兼顾生态效益，减少风蚀土壤和地下水用量。

本发明提供了一种冬小麦的节水丰产栽培方法，包括：

播前造墒：将玉米秸秆粉碎2～3遍，秸秆切碎长度不超过5cm，铺匀后撒施有机肥或微生物菌剂于粉碎的玉米秸秆上，再浇水造墒；或者在玉米收获前10～15天浇水，待玉米收获后粉碎秸秆，并撒施有机肥或微生物菌剂；灌溉底墒水使灌底墒水后0～200cm土层储水量达到田间持水量的75％～90％；

优化整地：每三年对土地进行深翻或深松，深翻20cm～25cm，深松25cm～30cm；深翻或深松过后，再旋耕1～2遍，旋耕深度10cm～20cm；

优化施肥：冬小麦化肥总施用量为每亩14～16kg纯氮、8～10kg P₂O₅和5～7kgK₂O，其中，磷肥、钾肥全部底施，氮肥总量的40～60％底施；同时底施有机肥和微生物菌剂；春季随灌水追施余量氮肥；

优化灌水：春季，在冬小麦起身后期至孕穗期，0～200cm土层相对含水量为50～70％时进行灌溉，灌溉至0～200cm土层相对含水量为90％。

播前造墒时，撒施80～20kg/亩有机肥或15～25kg/亩微生物菌剂。

播前造墒时，灌溉底墒水使灌底墒水后0～200cm土层储水量达到田间持水量的85％～90％，具体而言，0～20cm耕层土壤含水量75％，20～100cm土体平均含水量为田间持水量的90％。

优化整地：每三年对土地进行深翻或深松，深翻20cm～25cm，深松25cm～30cm；深翻或深松过后，再旋耕1～2遍，旋耕深度10cm～20cm，并耱压、耢地，使耕层上虚下实，土面细平。具体的，深翻20cm，深松30cm；旋耕深度15cm。

优化施肥时，氮肥总量的450％底施，底施氮肥为缓(控)释氮肥。施用精制有机肥的地块，化肥用量取低限。施用多功能微生物菌剂的地块，氮肥量取高限，磷钾肥取低限。

春季在冬小麦起身后期至孕穗期，0～200cm土层相对含水量为50～70％时进行灌溉，灌溉至0～200cm土层相对含水量为90％优化灌水时。具体的，在0～200cm土层相对含水量为60％时进行灌溉。中后期随“一喷三防”喷施磷酸二氢钾，每次100g/亩。

另外，冬小麦播种时需要适期、适量、精细播种，具体为：

从当地常年气温稳定通过3℃终日前推积温560℃，同时满足冬性品种在日平均气温16～18℃，半冬性品种在日平均气温14～16℃，为最适播期；

按基本苗25万/亩计算播种量，播深3～5cm。

播种机要匀速慢走，时速4～5公里，等行距(＜15cm)播种。播后和越冬前根据墒情、苗情适时镇压。

本发明提供的冬小麦种植方法为海河平原冬小麦的种植方法。

与传统种植模式相比，本发明提供的栽培方法由于后期节约了一次灌水投入，在整个生育期中投入并没有明显增加，但其产量较高，且耗水量较低，整体投入产出比最高。本发明采用的栽培方法在播前为冬小麦生长创造良好的地力和水分条件，促使冬小麦形成足够群体和冬前“壮苗”；采用缓释氮肥后充足的肥力供应，获得了较高的穗粒数，从而获得最高的产量与投入产出比。更重要的是，采用本发明提供的方法每公顷可节约446.5m³地下水，这对极度缺水的海河平原具有积极意义；而且能够显著降低麦田土壤风蚀，可比常规栽培模式T1土壤侵蚀强度平均下降69.9％。

附图说明

图1为本发明提供的实施例中试验区研究期间降雨量和近30年平均降雨量；

图2是不同栽培方式下小麦根系干物质积累、表面积和总长度；

图3是不同处理根系活力、硝酸还原酶活性和脱落酸含量；

图4是不同处理冬小麦叶绿素含量、总茎数、叶面积指数、干物质积累和光合速率；

图5是不同处理风蚀情况；

图6是不同处理灌浆速率。

具体实施方式

1、材料与方法

1.1试验区概况

试验于2013～2016年小麦生长季，分别在河北省辛集市河北农业大学辛集实验站(辛集实验站,115.22E,37.92N)、河北省文安县大留镇小务村(文安实验站,116.47E,38.87N)和河北省沧州市献县农业局原种场(献县实验站,115.22E,37.92N)进行。

辛集实验站：试验区土壤为黏性壤土，0～20cm耕层土壤有机质14.2g/kg、全氮1.21g/kg、碱解氮64.9mg/kg、速效磷23.8mg/kg、速效钾120.6mg/kg。献县实验站：试验区土壤黏性壤土。0～20cm耕层有机质12.9g/kg，碱解氮109mg/kg，速效磷10.3mg/kg，速效钾96.7mg/kg。文安实验站：试验区土壤为黏性壤土，0～20cm土层含有机质14.2g/kg，碱解氮115.3mg/kg，速效磷48.6mg/kg、速效钾124.1mg/kg。

1.2试验设计

1.2.1前精后简栽培模式节水丰产效应及机理研究

2013～2015年小麦生长季，于辛集实验站进行。供试小麦品种为石麦15(国审麦2009025)，实验设4个处理：(1)播前趁墒+常规整地+常规施肥+常规灌水(简称T1)；(2)播前造墒+优化整地+优化施肥+优化灌水(简称T2)；(3)播前趁墒+优化整地+常规施肥+常规灌水(简称T3)；(4)播前趁墒+常规整地+优化施肥+优化灌水(简称T4)。每处理3次重复，每重复1个小区，小区面积80m²，采用随机区组设计。2个生长季均于10月10日播种，播量195kg/ha，于6月13日收获。试验区研究期间降雨量参见图1，图1为本发明提供的实施例中试验区研究期间降雨量和近30年平均降雨量。

其中，播前造墒为：在玉米收获前10～15天浇水，待玉米收获后粉碎秸秆，并撒施100kg/亩精制有机肥或20kg/亩多功能微生物菌剂。灌溉底墒水前，测定土壤含水量，确定灌水定额，以灌底墒水后0～20cm耕层土壤含水量75％，20～100cm土体平均含水量为田间持水量90％。

常规整地为前茬玉米秸秆还田，采用1GN-180型旋耕机旋耕2遍，作业深度15cm。机播后镇压。

常规施肥：播前底肥施纯氮120kg/ha，P₂O₅112.5kg、K₂O112.5g/ha，春季随灌水追施纯氮120kg/ha。

常规灌水：2013年11月28日和2014年11月30日，各灌水一次，灌量60mm；2014年3月29日、4月27日、2015年4月1日、5月1日各灌水一次、灌量分别为90mm。

优化整地：前茬玉米秸秆全量粉碎还田，采用WLSG-2700型深松旋耕联合整地机作业一遍，作业深度27cm。播前、播后镇压。

优化施肥：播前底肥施纯氮120kg/hm2(肥料为脲酶抑制剂型缓释氮肥)，P₂O₅112.5kg.ha^-1，K₂O 112.5kg.ha^-1，并施有机肥(有机质≥40％)1200kg.ha^-1，多功能土壤添加剂(枯草芽孢杆菌活菌数≥4.0×10⁸cfu.g^-1)450kg.ha^-1。春季随灌水追施纯氮120kg.ha^-1。

优化灌水：2013年10月2日和2014年9月30日各灌水45mm，2014年4月15日和9月30日，2015年4月13日各灌水120mm。

1.2.2前精后简栽培模式节水丰产效应综合效益评价

2015～2016年小麦生长季，于辛集、文安和献县三个实验站同时进行，对前期筛选出的具有较好节水丰产效果的T2处理进行大田示范，并对行综合评价，以T1处理为对照，试验田处理流程同1.2.1。每处理4次重复，每重复1ha。各实验站T1处理，于2015年12月1日灌水60mm，2016年4月1日和4月29日各灌水一次，灌量各97.5mm。T2处理均于2015年9月30日灌水45mm，2016年4月14日灌水135mm。文安实验站于2015年10月8日播种，其它实验站于10月9日播种。各试验站均于2016年6月14日收获。

1.3测定内容与方法

1.3.1根系生理生态指标的测定

于小麦苗期、越冬期、返青期、拔节期、开花期、乳熟期和完熟期，采用长方形样方分层取样方法，选取同行内连续且植株长势均匀20cm样段，长宽各向外1/2株距长度，分层(0～20cm；20～40cm)取根系，清洗、去杂后扫描，用WinRHIZO(Regent Instruments Inc.,加拿大)根系分析系统分析根长密度和根系表面积，然后80℃烘干至恒重，计算根系干物质积累量。另取采集的根系测定根系活力，采用氯化三苯基四氮唑(TTC)比色法测定根系还原能力，采用高效液相色谱(HPLC)测定根系脱落酸(ABA)含量，采用磺胺比色法测定根系硝酸还原酶活性。

1.3.2地上部生长生理指标的测定

于小麦苗期、越冬期、返青期、拔节期、开花期、乳熟期和完熟期，测定群体总茎数(穗数)，取植株顶端叶片，参照Berges J A方法测定叶绿素(SPAD)含量，采用C1-203型叶面积仪测定单株叶面积，计算群体叶面积指数(LAI)，采用LI-6800便携式光合仪测定光合速率。

1.3.3开花、结实特性与灌浆速率测定

于开花前取样观察其可孕小花数(已具有完整绿色花药和羽毛状柱头)，以麦穗第一朵小花雄蕊露出定为开花期，之后每日上午8:00记载其分化小花形成和退化情况。

1.3.4土壤水分利用与土壤风蚀特性测定

采用风蚀圈法测定土壤风蚀量。于播种后、越冬、拔节分别将，适量农田土壤称重，放于风蚀圈中，使该风蚀圈中土壤与大田自然土壤形成一个上下贯通的整体，于越冬、拔节和完熟取出，测定其土壤含水量和湿重，前后2次土壤干重差值即为该阶段该风蚀圈面积内风蚀量(W)。计算公式：W_f＝W/(S×10^-4)，W＝W₁×X₁-W₂×X₂，S＝(d/2)^2×π，其中S为风蚀圈面积，W_f为单位面积风蚀量(kg.m^-2)，W为整个风蚀段风蚀量(kg)，W1为土壤放置前湿土重(kg)，W2为风蚀测定结束后土壤湿土重(kg),X₁为土壤放置时含水量(％)，X₂为风蚀测定结束后土壤含水量(％)，S为土壤风蚀面表面积(cm²)，d为风蚀圈的内径(cm)，π为圆周率。

棵间蒸发量采用微型棵间蒸发器(Micro-lysimeters,MLS)测量，制作参考AllenS J的制作方法。播种后即在田间埋置，每天测量1次土壤质量，3～5d更换一次原状土，雨后或灌溉后重新取原状土。棵间蒸发量计算公式为：E_i＝10×(M_i-M_i+1)/S，式中，E_i为第i天棵间蒸发量，mm/d；M_i为小型棵间蒸发器第i天08：00测量的总质量，g；M_i+1为小型棵间蒸发器第(i+1)天8:00测量的总质量(g)；S为小型棵间蒸发器内土面面积(cm²)。

土壤含水量测定采用德国IMKO公司生产的TRIME-PICO便携式水分测定仪测定。采用水量平衡法测定农田总耗水量，其计算公式为：ET＝ΔS+M+P₀+K，式中，ET为农田总耗水量(mm)；ΔS为小麦生育期间土壤贮水变化量(mm)，即土壤贮水消耗量；M为全生育期内的灌水量(mm)；P₀为全生育期降水量(mm)；K为全生育期地下水补给量(mm)。当地下水埋深大于2.5m时，K值可不计。试验区地下水埋深5m，K＝0。

农田水分利用效率计算公式为：U_w＝Y/ET，式中ET为单位面积上的蒸散量(kg)；Y是单位面积上收获的干物质重量(kg)，U_w是水分利用效率。

1.4数据统计分析

本研究中数据统计采用Excel 2010，数据方差分析采用ANOVA(analysisofvariance)方法，多重比较均采用LSD(least significant difference)法，统计分析过程采用SPSS20.0软件完成。采用Origin9.0制图。

2结果与分析

2.1不同栽培模式下麦田节水丰产机理

2.1.1不同栽培模式下小麦根系时空分布及干物质积累

根系对水分和养分的吸收能力与其体积密切相关。图2(a～f)是不同栽培方式下小麦根系干物质积累、表面积和总长度。由图2a和图2d可知，0～20cm土层，T2处理在越冬期显著高于其它处理，平均高29.4％，返青期各处理无显著差异，拔节后，T1和T3处理干物质积累速度开始加快，且显著高于T2和T4处理。至完熟，T1和T3处理根系干物质积累量平均为172.7g.m^-2，分别比T2和T4处理高10.2％和29.3％。在20～40cm土层，越冬至开花，各处理根系干物质积累规律与0～20cm一致。乳熟以后，T2处理根系衰老速度明显低于其它处理，至完熟期，T2处理根系干物质积累量比其它处理平均高13％。拔节前，0～20cm土层中，T2和T3处理根系表面积均高于T1和T4处理，但无显著差异；拔节后，T2和T4处理根系表面积增长开始减慢，并开始显著低于T1和T3处理，2年分别平均第9.2％和8.9％。在20～40cm土层，全生育期中T2和T3处理根系表面积无显著差异，但均显著高于T1和T4处理，2年平均高28.9％(图2b和图2e)。

全生育期中，0～20cm和20～40cm土层中，T2和T3处理根长密度均显著高于T1和T4处理，2年平均分别高15％(图2c和图2f)。由此可见，在20～40cm土层，精细整地可显著促进根系生长。但在0～20cm土层则有所不同，前期麦田精耕细作有效保证了播种至返青阶段小麦根系生长，促进了根系表面积、长度增大，有利于干物质积累，这对保证形成充足群体和健壮个体，抵御冬季低温逆境具有积极意义。但开花后，减少灌水使得根系衰老速度明显高于正常灌水处理，虽然可获得更大的根长密度，但表面积和干物质积累都明显受限，这在一定程度上限制了灌浆效率。

3.1.2不同栽培模式下小麦根系生理性状

硝酸还原酶是作物抗逆生理和氮吸收代谢能力强弱的重要指标，其活性和含量高低直接表征作物抵御逆境胁迫和氮代谢能力强弱。根系活力则可反映作物对水分和养分吸收能力的强弱。0～20cm土层，开花前，T2处理根系活力显著高于其它处理，2年平均高27.6％；开花至乳熟，T1和T3处理根系活力仍缓慢上升，之后则迅速下降，但T2和T4处理则开花至成熟则持续下降。完熟期，T1和T3处理根系活力显著高于T2和T4处理，两年平均高67.2％。在20-40cm土层，全生育期，T2和T3处理根系活力2年平均为96.7mg.g^-1.h^-1，为T1和T4处理2年平均值的1.86倍(图3a和图3b)。0～20cm土层，开花前，T2处理根系硝酸还原酶活性显著高于其它处理，至乳熟，除T4处理外，其它处理已无显著差异，但乳熟后，T2和T4处理硝酸还原酶活性降幅度明显。至完熟期，T2和T4处理硝酸还原酶活性平均为0.27μg.g^{- 1}.min^-1，为T和T3处理平均值的47.4％。在20～40土层，T2和T3处理返青以后均显著高与T1和T4处理(图3c和图3d)。

由图3e和3f可知，在拔节前，0～20cm土层，T2和T4处理ABA含量均显著低于T1和T3处理；但乳熟以后，T2和T4处理ABA开始迅速积累，至完熟，T2和T4处理ABA含量平均达116.74pmol.g^-1，为T1和T3处理的1.6倍。在20～40cm土层，T2和T3处理ABA积累量则显著低于T1和T4处理。根系ABA作为根源逆境信号，广泛存在于根系木质部，尤其是根尖部位，在其大量积累时，可促进根系衰老，抑制地上部生长。T1和T4处理在0～20cm土层的根系在后期生长受到缺水影响非常明显，而该层次也是小麦根系数量最多的层次，而大量积累的ABA和较低的硝酸还原酶活性也直接限制了根系对水分和养分的吸收，并最终导致T2和T4处理在灌浆期根系活力下降、衰老加速，这也直接导致了T2和T4处理根系各种生长指标均较低。

3.1.3不同栽培模式下小麦群个体生长与生理

图4(a～j)是不同栽培方式下小麦群体干物质积累、茎蘖动态和叶面积指数(LAI)的差异。由图4(a-b)可知，开花以前，各生育阶段T2处理干物质积累量均高于其它处理，尤其在越冬期，T2处理干物质积累量为其它处理平均值的1.25倍。至开花期，T2处理干物质积累速度下降，但依然高于其它处理，分别为T1、T3和T4处理的1.12倍、1.03倍和1.18倍。开花以后，T2和T4处理干物质积累速度显著下降，至完熟期，T3处理干物质积累量最高，为2001g.m^-2，T1和T2处理差异不显著，T4处理最低。返青以前，T2处理LAI显著高于其它处理，分别为T1、T3和T4处理的1.29倍、1.16倍和1.1倍。返青期以后，T2和T4处理LAI增幅明显降低，至完熟期，T2和T4处理LAI分别为1.11和1.2，显著低于T1和T3处理的1.6和1.67图4(c-d)。

总茎数变化规律与LAI相似，基本表现为返青以前，T2处理增幅较大，但返青以后增幅明显下降，显著低于T 1和T 3处理图4(e-f)。开花以前各阶段，T2处理的叶绿素均显著高于其它各处理，其平均值为4.8mg.g^-1，分别为1.22倍、1.14倍和1.15倍。尤其在越冬期，T2处理叶绿素含量相当于常规种植模式T1处理的1.53倍。至开花期，各处理已基本无显著差异。开花以后，T2和T4处理叶绿素含量开始迅速下降，至完熟，T2和T4处理叶绿素含量分别仅相当于1/2(图4g-h)。光合速率的变化规律基本与叶绿素一致，在越冬期，T2处理的光合速率达到T1处理的1.87倍，且T2处理较高的光合速率一直维持至开花期，之后开始迅速减弱。至完熟期，T2处理的光合速率分别仅相当于T1和T3处理的58％和49％(图4i-j)。

综上所述，在T2处理所采用栽培模式下，苗期可明显促进了冬小麦生长，获得较大数量的总茎数和LAI，同时叶绿素含量和光合速率也较大，进而形成充足的群体，并积累更多的干物质，以利于其安全越冬。但返青以后，该栽培模式下小麦群体发育开始受限，尤其是花后土壤缺水，导致LAI和干物质积累增幅均不同程度下降，叶绿素也开始大量分解，光合速率也随之明显减弱，尤其乳熟以后表现尤为明显。这直接影响了T2处理后期灌浆和产量形成。

3.1.4不同栽培模式下麦田耗水与土壤侵蚀特性

表1是不同栽培方式下小麦不同生育阶段耗水情况。由表1可知，播种至拔节，T2处理棵间蒸发量最低，比T1处理降低22.2％。其中，越冬至拔节差异最大，该阶段T2处理棵间蒸发量2个生长季平均为33.95mm，比T1处理低35.5％。拔节后，T2和T4处理棵间蒸发较低，但与T1和T3处理无显著差异。

两个生长季麦田棵间蒸发量变化规律相似。播种至拔节，T2处理植物蒸腾耗水量较高，2个生长季平均为常规栽培方式T1处理的1.25倍；拔节以后，T1和T3处理植物蒸腾耗水量快速增大，平均为T1处理的1.18倍。由表2可知，T1和T3处理在2个生长年度中耗水量均最大，分别平均为435.8mm和419.8mm，T2处理耗水量最低，为391.1mm，分别比T1和T3处理降低了10.1％和6.8％；从耗水来源分析，T2和T4处理耗水中土壤水消耗比例较大，其中T2最为明显，平均为32.3％，比T1处理平均提高26.7％。

表1不同处理下麦田不同生育阶段耗水差异

其中，SE代表植物蒸腾；PT代表土壤蒸发；FTC代表农田总蒸散量。

表2不同处理下麦田耗水来源差异

风蚀是造成表层土壤退化、破坏环境的重要因素。海河平原冬春季节干燥多风，风蚀现象明显。通过合适的农艺措施降低风蚀，是农业生态恢复中的重要环节。T2和T3处理均可显著降低麦田土壤风蚀，其中T1处理，全生育期2个生长季平均比T1处理降低39.4％。其中在播种到越冬阶段，由于地表裸露比较多，且此时也是海河平原干燥多风的时期，2个生长季中，T2处理可比常规栽培模式T1土壤侵蚀强度平均下降69.9％(图5)。

综上所述，在T2和T4栽培模式下，麦田总耗水量显著降低，尤其是T2处理耗水量降低最明显，其中播种至越冬期较低的棵间蒸发量和开花后适度的土壤水分胁迫形成的较低的植物蒸腾量，是导致T2处理总耗水量较低的重要因素。而这可能与T2处理前期精耕细作形成的良好土壤表层结构有关。另外，上文研究中播种至越冬期T2处理较高的LAI所形成良好覆盖，也是抑制T2处理土壤蒸发的重要因素。同时，地表的精耕细作与较好的地表覆盖，也是T2处理可明显抑制地表土壤风蚀的重要因素。

3.1.5不同栽培模式下小麦开花结实与灌浆特性

小花和小穗的发育与养分供给密切相关，而且不同栽培方式可显著影响小麦开花结实特征与灌浆进程。由表3可知，T2和T4处理栽培模式下，小麦小穗数和结实小穗数均高于T1和T3处理，2个生长季平均分别高10.4％和11％。T2处理可分化小花数可孕小花数均显著高于其它处理，分别为常规栽培模式T1处理的1.22倍和1.29倍，但各处理的小花退化比例无显著差异。T2处理单穗粒数最高，平均为36.9粒，比T1和T3处理平均多1.9粒。研究表明，海河平原冬小麦越冬至拔节，一般是穗分化伸长期至小花原基分化期，此时是决定穗数、粒数和小花数量的关键期。而T2处理栽培模式中的精耕细作环节充分保证了该阶段作物个体的生长，前文所述各生长生理指标研究结果均对此进行佐证，这直接保证了二棱期穗分化前期的小穗数分化、颖片分化两个关键环节，形成了足够的小穗数和小花数，为穗粒数增多打下良好基础。

土壤水分胁迫可显著影响小麦灌浆过程。由图6(a-b)可知，T2和T4处理灌浆比T1和T3处理提前2d开始，且前期T2和T4处理灌浆始终保持较高的速率，并显著高于T1和T3处理，至花后18d，各处理灌浆速率基本相等。其中，最大差异出现在花后第8d，T2与T4处理平均比T1和T3处理高0.23g.d^-1。花后18d至灌浆终止，T1和T3处理灌浆速率始终高T2和T4处理，两个生长季分别高0.17g.d^-1和0.20g.d^-1。灌浆速率进程与作物光合能力显著相关，前文研究也表明麦田T2和T4处理叶片光合速率在乳熟后显著下降，这与上述2个处理灌浆速率的下降趋势基本一致。

表3不同栽培模式下小麦单株开花与结实特征

3.1.6不同栽培模式下小麦产量结构与综合效益评价

由表4可知，T2和T4处理穗粒数较高，二者穗粒数平均比T1和T3处理多1.8粒/穗。但T2和T4处理穗数和千粒重均较低，二者穗数和千粒重分别平均比T1和T3处理低3.7％和5.1％。2个生长季中，T3处理产量均最高，T2和T1处理其次，且二者无显著差异，T4处理产量最低。T2处理全生育期耗水量最低，2个生长季平均为391.1mm，分别比T1和T3处理低10.3％和6.8％，而其水分利用效率则与T1和T3处理分别高12.4％和6.3％。各处理N肥偏生产力无显著差异。综合表2和表3所反应的耗水量情况与产量情况可知，深松处理在消耗最少水量的基础上获得最大的产量，体现了较好的节水增产效应。

由表5可知，各处理投入差异主要在肥料、耕地与镇压、灌水和用工等几个方面，其中T2处理的肥料、耕地与镇压两个指标投入较高，2个生长季平均总计4350元.ha^-1，比T1和T3处理分别高1385元和1020元。T2处理在灌水和用工两个指标中投入较少，2个生长季平均总计3525元.ha^-1，比T1和T3处理分别低600元和675元。总体看，T2处理投入要稍高于T1和T3处理，但3个处理总产出差异不大，其产投比也无显著差异。与常规栽培模式的T1处理相比，T2处理虽然每公顷增加了785元投入，但采用T2处理每公顷可节约446.5m³地下水，这对极度缺水的海河平原依然具有积极意义。

表4.不同栽培模式下麦田产量结构与水肥利用

表5.不同栽培模式下麦田经济效益评价

3.2前精后简栽培模式大田示范综合效益评价

由表6可知，采用优化栽培模式T2与常规栽培模式T1相比，三个示范区小麦产量均无显著差异。在总投入和总产出比较看，采用优化栽培模式T2，其总投入要明显高于T1，平均高710元/公顷，其中肥料和耕整地两项，T2处理明显高于T1，而灌水投入则要低于T1。各示范区对比，T2处理盈利能力均不同程度低于T1处理，其中辛集示范区差异最小，为749.6元/公顷，献县最大，为853元/公顷，三地平均800.2元/公顷。虽然采用优化栽培模式T2，其经济收益有一定程度降低，但其生态效益却非常显著。四个示范区数据显示，采用优化栽培模式T2每公顷可减少风蚀土壤6067.5kg，节约地下水34.6mm，折合346m³.ha^-1。另外，采用优化栽培模式T2每公顷还可节约2.5个用工。综上所述，采用优化栽培模式T2，在适当降低经济收益的同时，可有效保护生态环境，节约水资源，并减少劳动投入，初步实现了经济效益、生态效益和社会效益的兼顾。

表6.冬小麦前精后简栽培模式综合效益评价

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种冬小麦的种植方法，包括：

播前造墒：将玉米秸秆粉碎2～3遍，秸秆切碎长度不超过5cm，铺匀后撒施有机肥或微生物菌剂于粉碎的玉米秸秆上，再浇水造墒；或者在玉米收获前10～15天浇水，待玉米收获后粉碎秸秆，并撒施有机肥或微生物菌剂；灌溉底墒水使灌底墒水后0～200cm土层储水量达到田间持水量的75％～90％；

优化整地：每三年对土地进行深翻或深松，深翻20cm～25cm，深松25cm～30cm；深翻或深松过后，再旋耕1～2遍，旋耕深度10cm～20cm；

优化施肥：冬小麦化肥总施用量为每亩14～16kg纯氮、8～10kg P₂O₅和5～7kg K₂O，其中，磷肥、钾肥全部底施，氮肥总量的40～60％底施；同时底施有机肥和微生物菌剂；春季随灌水追施余量氮肥；

优化灌水：春季，在冬小麦起身后期至孕穗期，0～200cm土层相对含水量为50～70％时进行灌溉，灌溉至0～200cm土层相对含水量为90％；

所述冬小麦的种植区域为海河平原。

2.根据权利要求1所述的种植方法，其特征在于，播前造墒时，撒施80～20kg/亩有机肥或15～25kg/亩微生物菌剂。

3.根据权利要求1所述的种植方法，其特征在于，深翻20cm，深松30cm；旋耕深度15cm。

4.根据权利要求1所述的种植方法，其特征在于，底施氮肥为缓释氮肥。

5.根据权利要求1所述的种植方法，其特征在于，优化灌水时，0～200cm土层相对含水量为60％时进行灌溉。

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