CN110771457A - 小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于华北冬小麦栽培的技术领域，通过水肥减量增次微喷优化水肥供应方式实现节水高产和水氮资源的高效利用的栽培方法，具体为小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法。本方法以节水为基础，以高产高效为目标，优化整合小麦整地、播种、镇压、施肥、灌水等技术环节，通过水肥一体化减量增次微喷实现灌水、氮肥供应与主要根系分布区的协同，确保冬小麦关键生育时期上层土壤的水分和氮肥供应，增加花后水氮吸收比例，确保花后物质生产，增加粒重，提高产量和水氮利用效率，同时缓解了硝态氮向深层土壤的淋洗，有利于环境友好。

Description

小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法
技术领域
本发明属于华北地区小麦栽培的技术领域，具体是小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法。
背景技术
我国是水资源紧缺的国家，特别是在粮食主产区之一的华北地区，水资源严重紧缺，该地区农业用水主要来自地下水灌溉，为了压采地下水，实现华北地区农业的可持续发展，小麦生产需要采用高效的节水灌溉技术。目前在小麦生产上，生育期亩灌溉用水量为150-200m3，而且多采用漫灌方式，灌水量难以精确控制，往往造成灌水过多，水分利用效率较低。提高灌溉水和土壤贮水利用效率是该区小麦生产亟待解决的问题。
目前华北主推的小麦节水栽培技术是“冬小麦节水省肥高产简化栽培技术”。该技术改变了“高投入、高产出”的传统栽培观念，确立了“适度低投入、高效高产出”的栽培新观念，并以系统思想为指导。在冬小麦、夏玉米一年两熟生产背景下，统筹考虑和优化配置周年光温水肥资源，通过“种”(选用容穗量大、穗粒数稳、灌浆早而快的品种)、“土”(选用砂壤土、轻壤土和中壤土，地力中等或中等以上)、“墒”(灌足底墒水，使2m土体的含水量达到田间持水量的90％以上，切忌抢墒播种)、“肥”(合理配肥，全部基施)、“密”(晚播增密，以苗补穗，10月10日播525万/hm2，每晚播一天，增苗22.5万/hm2)、“质”(精耕匀播，严求质量)、“保”(暄土保墒，防害保苗)、“水”(春浇拔节和开花水，每次50方/667m2)八项技术结合调整了耗水结构(提高了土壤水利用率，降低了总耗水)、施肥结构(限氮稳磷补钾，提高氮素生理效率)、根群结构(扩大初生根群,充分发挥初生根的持续吸收功能，增加下层土壤水、肥资源的利用)、冠层结构(扩大冠层穗、茎、鞘等非叶器官光合面积，充分发挥非叶器官光合耐逆机能，增加后期光合生产)和产量结构(增加穗数、稳定粒数、提高粒重)，实现了节水、省肥、高产高效目标。
尽管上述节水高产高效的灌溉制度相较于传统的农民灌溉习惯，华北地区冬小麦水分利用效率已经得到了很大的提高，然而，由于灌溉水资源的日益不足，传统的节水高产高效模式在华北地下水资源严重超采区也难以可持续发展下去，该地区迫切需求更为高效的灌溉技术模式。
氮肥是作物生长过程中的最重要的营养元素之一。增施氮肥可以提高产量，但施氮过多，如华北地区超过240kg/hm2时，作物的产量会出现降低的现象，并且导致土壤剖面中残留的硝态氮含量升高，造成氮素的淋洗，对地下水资源造成污染，同时对当地的生态环境造成危害。而农民采用的地面一次性撒施氮肥的方式也会带来氨挥发和污染空气等问题。此外，采用传统漫灌，一次性灌水较多，往往会导致氮肥向深层土壤淋洗，降低氮肥利用效率。因此，在保证小麦高产的条件下，如何提高小麦养分尤其是氮肥的利用效率也是区域农业可持续发展和实现资源高效利用亟待解决的问题。
花后是小麦物质生产和产量形成的关键时期。然而，由于花后氮素从营养器官向籽粒的转运往往导致营养器官氮素含量不断降低，尤其是叶片中的氮素不足会导致花后群体的物质生产能力下降，因此，适当的氮肥后移、协调作物灌浆期氮素的转运和物质生产之间的矛盾是进一步提高作物产量的重要途径之一。
根系是植物从土壤中获取有效水分和养分的最重要的功能器官，作物对土壤水氮的吸收和利用与根系在土壤中的分布情况有紧密的关系，同样，水氮管理对根系的生长和分布特征也有重要的影响。土壤表层是根系主要的分布区域，0–40cm土层可占总根量的87.4％。在传统的生产实践中，很难实现根系与肥料和灌水之间更好的协调和同步，这就限制了水分利用效率和氮肥利用效率的进一步提高。
微喷带灌溉是近年来在逐渐发展和应用于大田生产的新的灌溉技术，该技术结合了滴灌和喷灌的优点，并且大大地降低了设备成本，收放简易、操作简单，而且容易实现水肥一体化。然而，关于微喷灌在冬小麦上的应用的研究仍存在很多不足，关于微喷灌水肥一体条件下灌溉频次、氮肥用量以及灌溉量对冬小麦产量形成和水氮资源利用效率的影响尚不明确。
发明内容
针对上述背景技术中出现的问题，本发明小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法以节水为基础，以高产高效为目标，优化整合小麦整地、播种、镇压、施肥、灌水等技术环节，通过水肥一体化少量多次微喷实现灌水、氮肥供应与主要根系分布区的协同，确保冬小麦关键生育时期上层土壤的水分和氮肥供应，增加花后水氮吸收比例，确保花后物质生产，增加粒重，提高产量和水氮利用效率，同时缓解了硝态氮向深层土壤的淋洗，有利于环境友好。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，所述方法包括如下步骤：
1)整地：精细整地，达到土面细平，上虚下实；
2)播种；
3)镇压；
4)施肥、灌水：底施基肥，播种前施入每亩优质有机肥1m3，纯氮7.0kg，有效磷8.0kg，有效钾6.0kg，硫酸锌1.0kg；于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各灌水20-25m3/亩，追施纯氮1.5-1.7kg/亩，采用水肥一体化微喷到叶面；
5)病虫害防治；
6)收获：小麦完熟初期收获，收获后晾晒。
该方法适用于京津冀水资源紧缺地区小麦生产。
在步骤2中，还包括如下步骤：
2.1选用穗容量大、株高中等、株型和穗型紧凑的小麦品种，穗容量≥45万穗/亩；播前晒种，使用药剂拌种；
2.2前茬作物玉米收获后立即粉碎秸秆，覆盖还田；播种前浇足底墒，浇足的标准是，保证播种前2m土体土壤贮水量达田间持水量的90％；
2.3播种期为每年10月8日至20日；10月8日播种量为基本苗28万/亩，其后每晚播一天，基本苗比前一天增加1.5万/亩，基本苗达到40万/亩之后不再增加；播深一致，下籽均匀。
在步骤2.3中，播种时行距15cm，播深3cm～5cm。
在步骤4中，于小麦拔节前铺设微喷带，每隔8行放置1个微喷带，根据地块的形状布设干管和支管，将支管与微喷带布置成“丰”字形，微喷带在支管两侧成对称布置，微喷带铺设走向与作物种植方向同向，支管与作物种植方向垂直，干管布设方向与作物种植方向平行。
在步骤4中，所述有效磷为P2O5，有效钾为K2O。
在步骤5中，播种前药剂拌种防地下害虫；返青期至拔节期，以防治麦田杂草、纹枯病、根腐病、麦蜘蛛为主，兼治白粉病、锈病；孕穗至抽穗扬花期，以防治吸浆虫、麦蚜为主，兼治白粉病、锈病、赤霉病等；抽穗到灌浆期防治重点是穗蚜、白粉病、锈病。
在步骤4中，最后一次水肥一体化微喷到叶面完成后人工回收微喷带。
在步骤3中，播后第二天镇压。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用的水肥减量增次微喷技术，增加了灌水的均匀性，实现了氮肥后移和水氮同步供给，提高了产量和水氮利用效率。这主要体现在三个方面：
1、水肥减量增次微喷确保了灌浆期上层土壤的水肥供应，并且每次的水肥供应主要集中在根系分布的主要区域，使得花后的物质生产与水氮需求得到协调。
2、水肥减量增次微喷延缓了花后旗叶叶片的衰老，保证了花后的干物质积累，提高了灌浆中后期籽粒灌浆速率，进而提高了千粒重。
3、水肥减量增次微喷促进了根系下扎，提高了根系对深层水肥的吸收和利用，提高了花后水氮吸收比例和花后物质生产对产量的贡献率，同时缓解了硝态氮向深层土壤的淋洗，有利于环境友好。
总之，本发明的栽培方法，通过水肥减量增次微喷，实现了根水肥同位，促进了花后水氮吸收，确保了花后物质生产，增加了粒重，从而提高了籽粒产量和水氮利用效率，且环境友好。
小麦生产采用水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，与常规漫灌相比，在灾害年份里产量平均提高了12.8％，水分利用效率平均提高了13.1％，氮肥利用效率平均提高了13.4％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明。
本发明的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，该方法适用于京津冀水资源紧缺地区小麦生产，包括以下步骤：
1、整地：精细整地，达到土面细平，上虚下实。
2、播种：
2.1选用穗容量大、株高中等、株型和穗型紧凑的小麦品种，穗容量≥45万穗/亩。播前晒种，使用药剂拌种。
2.2前茬作物玉米收获后立即粉碎秸秆，覆盖还田。播种前浇足底墒，浇足的标准是，保证播种前2m土体土壤贮水量达田间持水量的90％。
2.3播种期为每年10月8日至20日。10月8日播种量为基本苗28万/亩，其后每晚播一天，基本苗比前一天增加1.5万/亩，基本苗达到40万/亩之后不再增加。播种时行距15cm，播深3cm～5cm。播深一致，下籽均匀。
3、镇压：播后及时镇压，优选是播后第二天镇压。
4、施肥、灌水：底施基肥，播种前施入每亩优质有机肥1m3，纯氮(N)7.0kg，有效磷(P2O5)8.0kg，有效钾(K2O)6.0kg，硫酸锌(ZnSO4)1.0kg。于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各灌水20-25m3/亩，追施纯氮1.5-1.7kg/亩，采用水肥一体化微喷到叶面。
于小麦拔节前铺设微喷带，每隔8行放置1个微喷带。根据地块的形状布设干管和支管，将支管与微喷带布置成“丰”字形，微喷带在支管两侧成对称布置。微喷带铺设走向与作物种植方向同向，支管与作物种植方向垂直，干管布设方向与作物种植方向平行。
最后一次水肥一体化微喷到叶面完成后人工回收微喷带。
5、病虫害防治：播种前药剂拌种防地下害虫；返青期至拔节期，以防治麦田杂草、纹枯病、根腐病、麦蜘蛛为主，兼治白粉病、锈病；孕穗期至抽穗扬花期，以防治吸浆虫、麦蚜为主，兼治白粉病、锈病、赤霉病等；抽穗期到灌浆期防治重点是穗蚜、白粉病、锈病。
6、收获：小麦完熟初期收获，收获后晾晒。
实施例1
2017/2018年度在河北省吴桥县中国农业大学吴桥实验站进行实施，参试小麦品种为济麦22。前茬作物玉米收获后立即粉碎秸秆，覆盖还田；浇足底墒，保证播种前2m土体土壤贮水量达田间持水量的90％；播种前施入基肥，包括有机肥1m3/亩，纯氮(N)7.0kg/亩，有效磷(P2O5)8.0kg/亩，有效钾(K2O)6.0kg/亩，硫酸锌(ZnSO4)1.0kg/亩；旋耕精细整地，达到土面细平，上虚下实。于2017年10月20日用窄行匀播机进行播种，行距15cm，基本苗40万/亩，播后镇压。于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各灌水20m3/亩，追施纯氮1.5kg/亩，采用水肥一体化微喷到叶面。微喷带于小麦拔节前铺设，每隔8行放置1个微喷带。根据地块的形状布设干、支管，将支管与微喷带布置成“丰”字形，微喷带在支管两侧成对称布置。微喷带铺设走向与作物种植方向同向，支管与作物种植方向垂直，干管布设方向与作物种植方向平行。最后一次水肥一体化微喷到叶面完成后人工回收微喷带。定期进行病虫害防治。于2018年6月7日收获并晾晒。
对照组传统栽培技术试验田，肥料总量和灌水总量与水肥一体化处理一致，不同的是追施氮肥在拔节期灌溉前一次性施入6kg/亩，灌水分别于拔节期和开花期进行，每次40m3/亩。其他措施相同。本年度播种前降雨较多导致播种期推迟，春季出现低温冻害，生育后期降雨过多，气候不利于小麦生长。
试验结果如下：
本申请小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法试验地块小麦产量及产量构成三因素分别为：亩穗数44.9万，穗粒数30.3，千粒重45.4g，亩产量514.5kg，水分利用效率1.84kg/m3，氮肥偏生产效率39.5kg/kgN。
传统栽培技术对照组小麦产量及产量构成三因素分别为：亩穗数45.1万，穗粒数30.1，千粒重41.7g，亩产量456.2kg，水分利用效率1.61kg/m3，氮肥偏生产效率35.1kg/kgN。
比较发现，小麦微喷水肥一体化高产高效栽培技术通过增加千粒重，进而提高籽粒产量，产量相对于对照提高12.7％，水分利用效率提高14.3％，氮肥偏生产效率提高12.5％。
实施例2
2018/2019年度在河北省吴桥县中国农业大学吴桥实验站进行实施，参试小麦品种为济麦22。前茬作物玉米收获后立即粉碎秸秆，覆盖还田；浇足底墒，保证播种前2m土体土壤贮水量达田间持水量的90％；播种前施入基肥，包括有机肥1m3/亩，纯氮(N)7.0kg/亩，有效磷(P2O5)8.0kg/亩，有效钾(K2O)6.0kg/亩，硫酸锌(ZnSO4)1.0kg/亩；之后旋耕精细整地，达到土面细平，上虚下实。于2018年10月14日用窄行匀播机进行播种，行距15cm，基本苗37万/亩，播后镇压。于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各灌水25m3/亩，追施纯氮1.7kg/亩，采用水肥一体化微喷到叶面。微喷带于小麦拔节前铺设，每隔8行放置1个微喷带。根据地块的形状布设干、支管，将支管与微喷带布置成“丰”字形，微喷带在支管两侧成对称布置。微喷带铺设走向与作物种植方向同向，支管与作物种植方向垂直，干管布设方向与作物种植方向平行。最后一次水肥一体化微喷到叶面完成后人工回收微喷带。定期进行病虫害防治。于2019年6月11日收获并晾晒。
对照组传统栽培技术试验田，肥料总量和灌水总量与水肥一体化处理一致，不同的是追施氮肥在拔节期灌溉前一次性施入6.8kg/亩，灌水分别于拔节期和开花期进行，每次50m3/亩。其他措施相同。本年度小麦生育期降雨很少，属于极度干旱年份。
试验结果如下：
本发明小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法试验地块小麦产量及产量构成三因素分别为：亩穗数51.4万，穗粒数34.3，千粒重44.9g，亩产量604.5kg，水分利用效率1.9kg/m3，氮肥偏生产效率43.8kg/kgN。
传统栽培技术对照组小麦产量及产量构成三因素分别为：亩穗数51.1万，穗粒数28.5，千粒重39.8g，亩产量535.9kg，水分利用效率1.7kg/m3，氮肥偏生产效率38.8kg/kgN。
比较发现，小麦微喷水肥一体化高产高效栽培技术通过减量增次微喷缓解了干旱的影响，增加了穗粒数和千粒重，从而提高了籽粒产量，产量相对于对照提高12.8％，水分利用效率提高11.8％，氮肥偏生产效率提高12.9％。

Claims (9)

1.一种小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：
所述方法包括如下步骤：
1)整地：精细整地，达到土面细平，上虚下实；
2)播种；
3)镇压；
4)施肥、灌水：底施基肥，播种前施入每亩优质有机肥1m3，纯氮7.0kg，有效磷8.0kg，有效钾6.0kg，硫酸锌1.0kg；于拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各灌水20-25m3/亩，追施纯氮1.5-1.7kg/亩，采用水肥一体化微喷到叶面；
5)病虫害防治；
6)收获：小麦完熟初期收获，收获后晾晒。
2.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：该方法适用于京津冀水资源紧缺地区小麦生产。
3.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤2中，还包括如下步骤：
2.1选用穗容量大、株高中等、株型和穗型紧凑的小麦品种，穗容量≥45万穗/亩；播前晒种，使用药剂拌种；
2.2前茬作物玉米收获后立即粉碎秸秆，覆盖还田；播种前浇足底墒，浇足的标准是，保证播种前2m土体土壤贮水量达田间持水量的90％；
2.3播种期为每年10月8日至20日；10月8日播种量为基本苗28万/亩，其后每晚播一天，基本苗比前一天增加1.5万/亩，基本苗达到40万/亩之后不再增加；播深一致，下籽均匀。
4.根据权利要求1～3之一所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤2.3中，播种时行距15cm，播深3cm～5cm。
5.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：
在步骤4中，于小麦拔节前铺设微喷带，每隔8行放置1个微喷带，根据地块的形状布设干管和支管，将支管与微喷带布置成“丰”字形，微喷带在支管两侧成对称布置，微喷带铺设走向与作物种植方向同向，支管与作物种植方向垂直，干管布设方向与作物种植方向平行。
6.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤4中，所述有效磷为P2O5，有效钾为K2O。
7.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤5中，播种前药剂拌种防地下害虫；返青期至拔节期，以防治麦田杂草、纹枯病、根腐病、麦蜘蛛为主，兼治白粉病、锈病；孕穗至抽穗扬花期，以防治吸浆虫、麦蚜为主，兼治白粉病、锈病、赤霉病等；抽穗到灌浆期防治重点是穗蚜、白粉病、锈病。
8.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤4中，最后一次水肥一体化微喷到叶面完成后人工回收微喷带。
9.根据权利要求1所述的小麦水肥减量增次微喷高产高效栽培方法，其特征在于：在步骤3中，播后第二天镇压。
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