王東 林祥 殷復(fù)偉 李令偉 薛麗娜

摘 要 小麥-玉米“噸半糧”高效栽培技術(shù)通過創(chuàng)新并優(yōu)化集成麥-玉周年生產(chǎn)品種優(yōu)選搭配、耕層優(yōu)化、高產(chǎn)群體構(gòu)建、水肥精準(zhǔn)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，配套地力培肥、植保、機械作業(yè)等技術(shù)，實現(xiàn)周年產(chǎn)量1 500? ?kg/667m2及以上高產(chǎn)，有力帶動大面積中低產(chǎn)田產(chǎn)能提升，大幅度提高糧食單產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 小麥—玉米；噸半糧；高效栽培技術(shù)；產(chǎn)能提升

“噸半糧”是指在同一塊農(nóng)田里，一年中種植的小麥、玉米兩季作物，產(chǎn)量突破1 500? ?kg/667m2。中國小麥—玉米一年兩熟制地區(qū)是糧食主產(chǎn)區(qū)，然而該地區(qū)年際和季節(jié)間降水分布不均且不確定性大、部分區(qū)域土壤蓄水和保肥能力弱，小麥生產(chǎn)缺乏精準(zhǔn)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)、水肥供需匹配度尚低，導(dǎo)致資源利用效率不高、單產(chǎn)持續(xù)提升難。因此，如何實現(xiàn)土壤水分和養(yǎng)分供給與小麥和玉米需求的精準(zhǔn)匹配，充分發(fā)揮小麥和玉米良種的高產(chǎn)潛力，大幅度提高籽粒產(chǎn)量，從而實現(xiàn)“噸半糧”是目前亟需解決的技術(shù)難題。

小麥—玉米“噸半糧”高效栽培技術(shù)，是在前期多個單項關(guān)鍵技術(shù)研究和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，優(yōu)化集成的一套綜合技術(shù)模式，該技術(shù)模式通過對麥—玉周年生產(chǎn)品種的優(yōu)選搭配、耕層優(yōu)化、高產(chǎn)群體構(gòu)建、水肥精準(zhǔn)調(diào)控，并配套地力培肥、病蟲害綠色綜合防控、全程機械化作業(yè)等技術(shù)，實現(xiàn)周年產(chǎn)量1 500 kg/667m2及以上高產(chǎn)，有力帶動大面積中低產(chǎn)田產(chǎn)能提升，對確保國家糧食安全、農(nóng)民增產(chǎn)增收和助力鄉(xiāng)村振興有重要作用。

1 小麥—玉米“噸半糧”高效栽培技術(shù)主要內(nèi)容

1.1 地塊選擇、地力培肥

選擇土地平整，耕作層深厚，土壤肥沃，無明顯障礙因素，田間灌排設(shè)施完善，灌排保障高，路、林、電等配套的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。土壤質(zhì)地以壤土為宜，0～20 cm土層土壤有機質(zhì)含量一般應(yīng)在17.3 g/kg以上。小麥、玉米收獲后應(yīng)立即進行秸稈全量粉碎還田；每季作物播種前腐熟有機肥施用量為1 t/667m2左右，或每年于小麥播種前一次性施入腐熟有機肥，施用量為2 t/667m2左右。

1.2 品種搭配、群體構(gòu)建

根據(jù)周年光熱條件優(yōu)化搭配麥玉良種：全年≥10 ℃的積溫為4 200 ℃～4 500 ℃，且12月至次年2月0 ℃以上積溫（冬季積溫）低于180 ℃的地區(qū)，選擇具有成穗675萬/hm2～825萬/hm2潛力的高產(chǎn)冬小麥品種和具有9萬株/hm2密植高產(chǎn)潛力的玉米雜交種；全年≥10 ℃的積溫為 ?4 500 ℃～5 000 ℃或12月至次年2月0? ℃以上積溫高于180 ℃的地區(qū)，選擇具有成穗675 ?萬/hm2左右、單穗粒質(zhì)量達(dá)1.7～2.0 g左右潛力的高產(chǎn)冬小麥品種和具有13 500 kg/hm2以上產(chǎn)量潛力的高產(chǎn)玉米雜交種[1-2]。另外，所選冬小麥品種應(yīng)耐晚播且具有較高產(chǎn)量潛力，常用品種有‘濟麥22‘山農(nóng)28‘鄭麥1860‘偉隆169等；所選玉米雜交種，應(yīng)耐密、抗倒、抗病，常用品種有：‘登海605‘新單58‘農(nóng)大778等。

春前積溫（自冬小麥播種至次年雨水或驚蟄左右0? ℃以上的積溫；計算春前積溫一般以雨水至驚蟄期間日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定在0? ℃以上的初始日為終止日。）為500～600 ℃時冬小麥基本苗為225×104 ～300×104 hm-2，播種量約為135～180 kg/hm2，春前積溫為400～500 ℃時冬小麥基本苗為300×104 ～375×104 hm-2，播種量約為180～260 kg/hm2。

玉米播種一般應(yīng)于6月15日前完成。單穗粒質(zhì)量大于200 g的高產(chǎn)玉米雜交種基本苗為 ?6×104～6.75×104 hm-2；單穗粒質(zhì)量為150～180 g左右的高產(chǎn)玉米雜交種，在土壤有機質(zhì)含量高于和低于20 g/kg的地塊，分別以8.25× ?104～9×104 hm-2和7.5×104～8.25×104 hm-2為宜。

1.3 耕層優(yōu)化、精施底肥

1.3.1 小麥季 小麥播種前翻耕，深度20～25 cm掩埋秸稈和有機肥，旋耕2～3遍后采用寬幅精密播種機播種，或采用小麥聯(lián)合精密耕播機于翻耕+旋耕1遍后直接播種。小麥聯(lián)合精密耕播機一次進地可依次完成旋耕+按比例分層施肥+播前鎮(zhèn)壓+寬幅播種+播后鎮(zhèn)壓/耱作業(yè)[3-6]。按比例分層施肥是指將底肥按照1∶2∶1的質(zhì)量比分別條施于地表以下8 cm、16 cm和 ?24 cm土層。

耕層（0～20 cm土層）土壤有機質(zhì)含量大于20 g/kg，有效磷含量高于25 mg/kg、速效鉀含量為80～150 mg/kg的地塊，且種植的小麥品種為平均單株成穗數(shù)大于等于3個的冬性或半冬性品種時，每公頃底施復(fù)合肥（N—P2O5—K2O含量為12～18—12～18—10～15）750～900 kg；有機質(zhì)含量低于20 g/kg，有效磷含量為10～25? ?mg/kg、速效鉀高于150 mg/kg的地塊，且種植的小麥品種為平均單株成穗數(shù)小于3個的半冬性或偏春性品種時，每公頃底施復(fù)合肥（N—P2O5—K2O含量為17～24—12～18—4～6）800～950 kg[7]。

小麥播種時，每公頃添加45～60 kg生物菌肥，與小麥種子混合均勻后隨種子播入土壤。所選生物菌肥包括解磷解鉀菌類肥料、固氮菌類肥料或二者復(fù)混制成的復(fù)合型生物菌肥。

1.3.2 玉米季 玉米播種前需進行滅茬+旋耕1～2遍。選用具有按比例分層施肥功能的玉米單粒精播機播種。

耕層（0～20? cm土層）土壤有機質(zhì)含量大于20 g/kg，有效磷含量高于25 mg/kg、速效鉀含量為80～150 mg/kg的地塊，每公頃底施摻混肥（N—P2O5—K2O含量為25～30—8～12—10～15）750～900 kg；有機質(zhì)含量低于20 g/kg，有效磷含量為10～25 mg/kg、速效鉀高于150? ?mg/kg的地塊，每公頃底施摻混肥（N—P2O5—K2O含量為25～30—10～15—6～10）750～900 kg。

玉米播種時，每公頃施用60～90 kg生物 ?菌肥。

1.4 按需補灌、水肥一體

1.4.1 小麥季 播種期0～20 cm土層土壤相對含水量低于60%或0～40 cm土層土壤相對含水量低于50%，播種后灌水300～450? ?m3/hm2；起身拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期分別灌水500～700、400～500、400～500 m3/hm2。播種期0～20 cm土層土壤相對含水量大于60%但0～40 cm土層土壤相對含水量低于70%時，于越冬前、起身拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期分別灌水200～400、500～700、200～400、200～400 m3/hm2。播種期0～20 cm土層土壤相對含水量大于70%時，于越冬前、拔節(jié)期、完花期分別灌水200～400、400～500、400～500 m3/hm2[8-10]。采用滴灌或微噴灌方式實施灌溉。

小麥拔節(jié)期隨水追肥，有效磷含量高于15 mg/kg的地塊，每公頃追施配方復(fù)合肥（N—P2O5—K2O含量為30-0-5或相近）60～80 kg、尿素200～250 kg；有效磷含量低于15 mg/kg的地塊，每公頃追施磷酸二銨60～80 kg、尿素200～250 kg[11-12]。在砂壤土地塊或前期群體過大的情況下，亦可將追肥量平分為2～3份，拔節(jié)后分 ?2～3次于灌水時隨水追施。

利用微灌水肥一體化系統(tǒng)隨水追肥[13]。使用與微灌系統(tǒng)相配套的溶肥和注肥設(shè)備，如：固態(tài)肥循環(huán)攪磨快溶連注一體機、固態(tài)肥連續(xù)溶注一體機等，在補灌水的同時，將肥料快速溶解，并將肥液注入輸水管，使其隨灌溉水均勻施入田間。具體步驟如下：①根據(jù)田塊大小計算所需的肥料用量；②將固體肥料分次或一次性溶解制成肥液，液體肥料需要稀釋時應(yīng)稀釋后備用；③待1/3的灌水量灌入田間后再行注肥，注肥時間約占總灌水時間的1/3，注肥流量根據(jù)肥液總量和注肥時間確定。注肥完畢后，繼續(xù)灌水直至達(dá)到預(yù)定灌水量。

1.4.2 玉米季 于播種期、大喇叭口期、吐絲期和灌漿期測定0～20 cm土層土壤相對含水量；當(dāng)播種期0～20 cm土層土壤相對含水量低于60%時，于播種后灌水300～450? m3/hm2；大喇叭口、吐絲期和灌漿期0～20 cm土層土壤相對含水量低于60%時，灌水300～450? m3/hm2[14]。采用滴灌或微噴灌方式實施灌溉。

玉米大喇叭口和吐絲期每公頃分別追施配方復(fù)合肥（N—P2O5—K2O含量為30—0—5或相近） ?120～150 kg[15]。

利用微灌水肥一體化系統(tǒng)隨水追肥[13]，具體參照小麥季操作。

1.5 綜合防控、抗災(zāi)減損

1.5.1 防控病蟲草害 種子包衣或拌種、化學(xué)除草、病蟲害預(yù)測預(yù)報及無人機綠色噴防。

1.5.2 防干熱風(fēng)危害 小麥孕穗至開花后21 d左右，結(jié)合病蟲害防控噴施葉面肥3～4次。小麥灌漿中后期預(yù)報高溫當(dāng)天10：00時，可采用微噴灌設(shè)施噴水60～90? m3/hm2，增濕降溫，預(yù)防干熱風(fēng)危害。

1.5.3 輔助授粉抵御高溫危害 玉米吐絲期，每天10：00-11：00采用無人機輔助授粉，連續(xù)進行5 d。

1.5.4 適時減損收獲 小麥在蠟熟末期，玉米在籽粒乳線基本消失、基部黑層出現(xiàn)且籽粒含水率下降至25%左右時收獲，機收損失率分別不高于2%和3%。

2 小麥—玉米“噸半糧”高效栽培技術(shù)應(yīng)用效果

自2019年以來小麥—玉米“噸半糧”高效栽培技術(shù)在山東、河南、陜西等地推廣應(yīng)用，可實現(xiàn)周年產(chǎn)量1 500 kg/667m2及以上高產(chǎn)（表1），比采用常規(guī)栽培技術(shù)增產(chǎn)9.2%～18.9%，而且每公頃減少用工15～30個，減少灌溉用水量 ?450～900 m3，氮肥利用率提高20.1%，磷肥利用率提高 ?5.3～11.2個百分點，每公頃增收節(jié)支 ?3 000元左右，增產(chǎn)提質(zhì)增效顯著。

3 討論與結(jié)論

冬小麥-夏玉米一年兩熟種植制度在一定程度上實現(xiàn)了對光、熱和耕地等自然資源的高效利用，對糧食產(chǎn)量的穩(wěn)步提升做出了重要貢獻(xiàn)。兩季作物對周年光熱資源的合理分配是實現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)。冬小麥-夏玉米“雙晚”技術(shù)，針對傳統(tǒng)種植中夏玉米過早收獲制約產(chǎn)量提升的問題，提出了選用緊湊耐密中晚熟高產(chǎn)玉米雜交種和中熟高產(chǎn)冬小麥品種，適度推遲夏玉米收獲期和冬小麥播種期，實現(xiàn)兩季均衡增產(chǎn)的技術(shù)方案[16-18]。冬小麥晚播配以增加播量，產(chǎn)量與常規(guī)播種無顯著差異，而夏玉米增密晚收產(chǎn)量顯著增加，周年資源利用效率顯著提高[19-20]。本研究進一步分析了黃淮海地區(qū)“噸半糧”田麥-玉兩季積溫分配和品種選用特點，提出了依據(jù)不同區(qū)域全年有效積溫和冬季積溫條件，優(yōu)選搭配麥玉良種的技術(shù)方案和相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)。由于全球氣候變暖的影響，許多地區(qū)全年有效積溫和冬季積溫明顯增加，冬小麥在越冬期間仍可繼續(xù)生長，分蘗數(shù)量和干物質(zhì)積累均有一定程度的增加，有利于晚播小麥轉(zhuǎn)弱促壯。本研究基于冬季積溫的變化，提出了“春前積溫”的概念，即自冬小麥播種至次年雨水或驚蟄左右0 ℃以上的積溫。計算春前積溫一般以雨水至驚蟄期間日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定在0 ℃以上的初始日為終止日。依據(jù)春前積溫可以預(yù)測冬小麥在越冬期間的分蘗增長數(shù)量，對準(zhǔn)確確定晚播冬小麥合理的種植密度提供了參考。

通過合理耕作改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥能力，有效促進小麥、玉米豐產(chǎn)增效[21-22]。有研究認(rèn)為長期秸稈還田下深松可協(xié)調(diào)兩季作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系，提高周年產(chǎn)量[23-24]。秋季深松+旋耕+勻施底肥和夏季側(cè)位深松+深施肥可有效調(diào)控麥、玉兩季產(chǎn)量的提高[25-26]。本研究針對少免耕條件下，長期秸稈粉碎直接還田導(dǎo)致農(nóng)田病蟲害呈加重趨勢的問題，提出在“噸半糧”田冬小麥播種前采用翻耕掩埋秸稈和有機肥的技術(shù)措施，有效減輕病蟲害的發(fā)生，并有利于提高耕作和播種質(zhì)量。此外，本研究還推薦采用小麥聯(lián)合精密耕播技術(shù)，該技術(shù)通過使用小麥聯(lián)合精密耕播機，一次進地可依次完成旋耕+按比例分層施肥+播前鎮(zhèn)壓+寬幅播種+播后鎮(zhèn)壓/耱作業(yè)，顯著優(yōu)化耕層結(jié)構(gòu)，減少土壤水分蒸發(fā)散失，提高保墑效果，協(xié)調(diào)土壤水肥氣熱；其中的按比例分層施肥技術(shù)將底肥（一般為控釋摻混肥）按照1∶2∶1的質(zhì)量比分別條施于地表以下8 cm、16 cm和 ?24 cm土層，有效利用16和24 cm土層土壤平均含水量較8 cm土層穩(wěn)定且冬季溫度偏高的優(yōu)勢，顯著提高肥效，誘導(dǎo)根系下扎，增強小麥生育中后期供肥強度，明顯提高產(chǎn)量和肥料利用率。

小麥季傳統(tǒng)的水分管理多于播前造墑、關(guān)鍵生育時期定額灌溉，玉米季亦采用定額灌溉；兩季追肥方式一般為溝施或穴施[27-29]。有研究報道，全年施純氮540 kg/hm2水平下，采用小麥季重磷且玉米季重鉀模式（磷肥按麥玉兩季64∶36的比例分配，鉀肥按麥玉兩季42∶58的比例分配），有利于實現(xiàn)周年高產(chǎn)[30]。還有研究推薦在周年純氮總用量為480 kg/hm2條件下，麥玉氮素分配比例由6∶4優(yōu)化調(diào)整為5∶5，有利于提高周年產(chǎn)量和氮肥表觀利用率[31]。本技術(shù)以節(jié)水節(jié)肥高產(chǎn)高效為目標(biāo)，提出依據(jù)當(dāng)季土壤底墑推薦關(guān)鍵生育時期補灌水量的辦法，采用滴灌或微噴灌方式實施灌溉，并利用微灌水肥一體化系統(tǒng)隨水追肥[13]。追肥以氮鉀肥為主，在土壤有效磷含量低于15? mg/kg的地塊，適量補充少量磷肥。實際應(yīng)用證明，底肥按比例分層條施與水肥一體化技術(shù)相配合，提高了冬小麥-夏玉米周年水肥供需匹配度，大幅度節(jié)約灌溉用水、減少肥料投入，增產(chǎn)提質(zhì)節(jié)本增效顯著。

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High-efficiency Cultivation Technology and Application of? “One? and a? Half Ton Grain Field”? in? Wheat-maize Cropping? System

Abstract This study presents a high-efficiency cultivation technology and its application for achieving a “One and a Half Ton Grain Field”? in the wheat-maize cropping system.Through the implementation of key technologies，including optimal variety combination for year-round wheat-maize production，soil fertility cultivation，topsoil optimization，high-yield population construction，precise water and fertilizer regulation，supported by plant protection and mechanical operations，a yield of 1 500 kilograms per 667 m2 or more was achieved. This technology effectively increased production capacity of large areas with medium and low yield，and significantly enhanced grain yield per unit area.

Key words Wheat-maize cropping system；One and? a? half ton grain field；High-efficiency cultivation technology；Production capacity improvement