劉梅 郝德有 陳永 曹九生 李偉 郭安強(qiáng) 趙軒宇 王秀果

摘 要：為提高麥田水分利用效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝節(jié)水，試驗(yàn)對(duì)小麥無壟栽培均勻種植和傳統(tǒng)條播2種種植方式麥田的水分利用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，蘇正研發(fā)基地?zé)o壟聯(lián)合耕播機(jī)示范區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果表明，與小麥傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培水分利用效率提高了24.19%，產(chǎn)量增加了14.23%；吳橋試驗(yàn)站蒸滲儀試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥無壟栽培全生育期耗水量較傳統(tǒng)條播減少了1.49%，亦具有節(jié)水效果；通過對(duì)2種種植方式投入情況的調(diào)查，結(jié)果顯示，小麥無壟栽培均勻種植技術(shù)與傳統(tǒng)條播相比可節(jié)支712.5元·hm-2。綜合說明，小麥無壟栽培均勻種植技術(shù)是北方干旱地區(qū)一種適宜的種植方式。

關(guān)鍵詞：小麥；無壟；勻播；節(jié)水

中圖分類號(hào)： S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.12.010

Abstract： The experiment was conducted to improve the water use efficiency and achieve agricultural water conservation in the wheat field， the water use indices of two kinds of planting methods including the uniform planting without ridges and the traditional sowing were monitored. The results of the demonstration area of the no-ridge joint cultivator in Suzheng's research and development base showed that， compared with the traditional sowing method， the water use efficiency and the yield of wheat without ridge increased by 24.19 % and 14.23 %， respectively. The results of the evaporator test at Wuqiao test station showed that the total water consumption during the whole growth period of wheat without ridge cultivation decreased by 1.49 % compared with the traditional strip sowing， indicating that the uniform planting without ridges had water-saving effect. According to the input investigation of the two planting methods， the results showed that the uniform planting technology of ridgeless cultivation of wheat could save 712.5 RMB· hm-2 compared with traditional strip sowing. In conclusion， the uniform planting technique of wheat without ridge could be a suitable planting method in arid areas of north China.

Key words： wheat； ridge free； uniform sowing； water conservation

小麥常規(guī)種植方式是條播行壟[1]，但近20年來單產(chǎn)提高緩慢，權(quán)威部門公認(rèn)增產(chǎn)率不可能超過8%。小麥無壟栽培均勻種植是單株均勻分布的種植方式，具有能充分利用光、風(fēng)、肥資源等特點(diǎn)[2]。郝德有等[3]研究表明，其可增產(chǎn)幅度為801～1 897.2 kg·hm-2，增產(chǎn)率達(dá)9.15～29.21%；平均增產(chǎn)1 324.2 kg·hm-2，增產(chǎn)率達(dá)19.43%。目前，河北省農(nóng)科院旱作所小麥栽培研究團(tuán)隊(duì)已發(fā)明無壟聯(lián)合耕播機(jī)，施肥、播種、鎮(zhèn)壓一次性完成。目前，已有小麥無壟栽培均勻種植的相關(guān)研究報(bào)道，喬蕊清[4]研究認(rèn)為與傳統(tǒng)條播相比較，旋耕后撒播小麥種植產(chǎn)量更高。但有關(guān)小麥機(jī)械化無壟勻播在節(jié)水方面的研究尚未見報(bào)道。

本研究通過開展小麥無壟均勻種植節(jié)水機(jī)理試驗(yàn)，旨在比較小麥行壟種植與無壟栽培兩種方式的麥田蒸散規(guī)律和無壟節(jié)水效能，為這一種植方式的進(jìn)一步研究和大面積推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗(yàn)用中穗型冬小麥品種衡0628，由河北省農(nóng)科院旱作所抗旱鑒定團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)；采用的2BXW200型小麥無壟耕播機(jī)為河北省農(nóng)科院旱作所小麥栽培研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)生產(chǎn)。

1.2 方 法

1.2.1 不同種植方式水分利用情況比較試驗(yàn) 試驗(yàn)在蘇正研發(fā)基地?zé)o壟聯(lián)合耕播機(jī)示范區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)于2012—2013年開展，采用大區(qū)對(duì)比法，設(shè)置2個(gè)處理，即無壟栽培和常規(guī)15 cm等行距對(duì)照，大區(qū)面積1 334 m2。2012年10月15日播種，無壟栽培和常規(guī)處理播種量均為210 kg·hm-2，播前造墑，灌溉量75 mm[5]。分別于播種、拔節(jié)、抽穗、成熟等各生育階段測(cè)定小麥蒸騰、蒸散和蒸發(fā)量，并計(jì)算生育期水分利用效率；小麥成熟后測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量，并折合成公頃產(chǎn)量。

階段蒸散量計(jì)算公式：

ETi=（W1-W2）×h×γ

式中，Eti—階段麥田蒸散量；W1和W2分別為階段初始和階段末期1 m土體平均土壤水分含量（g/g），土壤水分含量采用土鉆取土，烘干法測(cè)定，每次測(cè)定1 m土體，每20 cm土壤含水量；h為土體深度（mm），這里取1 000 mm；γ為土壤容重（g·cm-3）。

階段土壤蒸發(fā)量計(jì)算公式：

Ei=Ed×d

式中，Ei—階段麥田土壤蒸發(fā)量（mm）；Ed為利用微型蒸滲儀測(cè)定的平均每天土壤蒸發(fā)量（mm）；d為階段持續(xù)天數(shù)；

階段土壤蒸騰量計(jì)算公式：

Ti=ETi-Ei

式中，Ti為階段作物蒸騰量（mm）；ETi為階段麥田蒸散量（mm）；Ei為階段麥田土壤蒸發(fā)量（mm）。

水分利用效率計(jì)算：

WUE=y/ET/10

式中，WUE為小麥水分生產(chǎn)效率（kg·m-3）；y為小麥單位面積產(chǎn)量（kg·hm-2）；ET為小麥生育期蒸散量（mm）；10為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。

1.2.2 不同種植方式耗水情況比較 試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)吳橋試驗(yàn)站蒸滲儀中進(jìn)行。于2012年10月17日播種，無壟栽培和常規(guī)處理處理播種量均為21 g·m-2，播前造墑，灌溉量60 mm。分別于越冬前、越冬期、播種、拔節(jié)、抽穗、成熟等各生育階段利用蒸滲儀測(cè)定不同階段始末重量差[6]，計(jì)算耗水模系數(shù)，公式如下：

Ci=ETi/ET×100%

式中，Ci為不同生育階段蒸散模系數(shù)（%）；ETi為小麥階段蒸散量（mm）；ET為小麥生育期蒸散量（mm）。

1.2.3 不同種植方式投入情況調(diào)研 于2013年10月7日，課題組在衡水地區(qū)組織調(diào)研活動(dòng)，會(huì)同項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)組深入田間地頭，調(diào)研對(duì)象包括田間作業(yè)的農(nóng)民，播種、秸稈還田滅茬、旋耕機(jī)等機(jī)手，著重對(duì)秸稈還田滅茬、肥料撒施、旋耕、播種等機(jī)械費(fèi)用以及種子投入差異費(fèi)用進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并比較無壟栽培和常規(guī)處理的前期投入情況。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft excel 2010和 SPSS18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播的水分利用情況比較

從表1可以看出，隨著生育期的推進(jìn)，麥田蒸騰占比增加而蒸發(fā)耗水減少，其耗水模式由蒸發(fā)主導(dǎo)向蒸騰主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，且各個(gè)生育階段無壟栽培麥田蒸騰占比均高于傳統(tǒng)條播，應(yīng)該是由于無壟栽培麥田全覆蓋時(shí)間較傳統(tǒng)條播封壟時(shí)間提前的緣故[7]，根據(jù)田間觀察（數(shù)據(jù)未在表中體現(xiàn)），無壟栽培于小麥兩葉一心或三葉期，即正常播期播種后30～40 d實(shí)現(xiàn)全覆蓋，而傳統(tǒng)行播種植則至春季拔節(jié)期才能封壟；因無壟栽培麥田全覆蓋提前，其棵間蒸發(fā)量較傳統(tǒng)條播減少了36 mm，尤其在抽穗前減少量為24 mm，占全生育期總耗水量減少量（33 mm）的72.73%，但同時(shí)由于其栽培密度大，蒸騰較傳統(tǒng)條播增加了3 mm，故全生育期蒸散量較傳統(tǒng)條播可節(jié)水7.91%；與小麥傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培產(chǎn)量增加了14.23%，水分利用效率提高了24.19%。由此可見，無壟栽培能更好地覆蓋地表，減少了蒸發(fā)[8]，增強(qiáng)了蒸騰作用[9]，使生育期土壤裸露時(shí)間短，裸露面積小，降低了麥田土壤水分的無效蒸發(fā)損失[10-11]，提高了生育期水分利用率，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝節(jié)水，尤其在苗期效果最明顯。

2.2 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播耗水量情況比較

從表2可以看出，與比傳統(tǒng)條播相比較，小麥無壟栽培全生育期耗水量減少6.56 mm（1.49%），越冬前、越冬期耗水量和耗水模系數(shù)均較小，應(yīng)該是由于無壟栽培苗期均勻覆蓋地表，減少蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水[12]；但是，從返青—成熟期，小麥無壟栽培各階段耗水量和耗水模系數(shù)均高于傳統(tǒng)條播，應(yīng)該是因?yàn)闊o壟勻播密度較傳統(tǒng)條播大，蒸騰加強(qiáng)，使得耗水量增加。

2.3 小麥無壟栽培和傳統(tǒng)條播開支情況比較

調(diào)研結(jié)果（表3）顯示，小麥無壟均勻種植每公頃機(jī)械、人工、多用種子投入平均1 462.5元，傳統(tǒng)行播種植每公頃投入2 175～2 250元，無壟均勻種植比傳統(tǒng)行播種植每公頃至少可節(jié)支712.5元。

3 結(jié)論與討論

與傳統(tǒng)條播相比較，小麥機(jī)械化無壟栽培均勻種植方式的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）增產(chǎn)效果顯著；（2）節(jié)能節(jié)支，實(shí)行耕、種聯(lián)合作業(yè)，消滅了單純播種程序，可減少拖拉機(jī)進(jìn)地4次，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)支；（3）節(jié)水，一方面小麥苗期提早封壟有效減少土壤表面蒸發(fā)，提高小麥水分利用率，另一方面玉米生長(zhǎng)前期的麥茬麥秸可均勻覆蓋，對(duì)下茬玉米有節(jié)水作用；（4）減輕環(huán)境污染，小麥無壟聯(lián)合耕播的均勻種植可有效抑制雜草，減少除草劑應(yīng)用，在節(jié)約成本的同時(shí)可減少農(nóng)藥殘留污染[13]。本試驗(yàn)中，小麥無壟栽培均勻種植水分利用效率較傳統(tǒng)條播提高了24.19%，產(chǎn)量增加了14.23%；調(diào)查結(jié)果顯示，小麥無壟栽培均勻種植技術(shù)與傳統(tǒng)條播相比可節(jié)支712.5元·hm-2。

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