摘 要:小麥作為我國重要的糧食作物之一,其抗旱節(jié)水栽培技術(shù)研究對于保障糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。山東地區(qū)作為主要小麥產(chǎn)區(qū),受限于季節(jié)性干旱和水資源短缺問題,開展抗旱節(jié)水技術(shù)的探索尤為關(guān)鍵。本文從小麥抗旱節(jié)水栽培的理論基礎(chǔ)出發(fā),系統(tǒng)分析了小麥生態(tài)條件及其抗旱生理需求,結(jié)合山東地區(qū)的實際情況,探討了抗旱節(jié)水品種的選育與種植、土壤改良、精準灌溉以及田間綜合管理技術(shù),驗證了其對提升小麥產(chǎn)量和水分利用效率的積極作用。研究表明,科學的抗旱節(jié)水技術(shù)能夠顯著提高資源利用效率,緩解水資源供需矛盾,為旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有效的技術(shù)支持與實踐經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:小麥;抗旱節(jié)水;栽培技術(shù);山東地區(qū);農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
山東地處我國華北平原東部,冬小麥種植面積廣泛,是重要的糧食生產(chǎn)基地。然而,干旱頻發(fā)和水資源短缺嚴重威脅小麥生產(chǎn)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)高耗水栽培模式不僅加劇了水資源的消耗,還難以滿足氣候變化背景下的生產(chǎn)需求。通過抗旱節(jié)水技術(shù)的推廣,可以有效緩解水資源壓力,提升小麥的抗旱能力和產(chǎn)量穩(wěn)定性。這種技術(shù)融合了抗旱品種選育、精準灌溉與土壤改良等手段,不僅適應區(qū)域氣候特點,還推動了資源高效利用與農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。
1小麥抗旱節(jié)水栽培的理論基礎(chǔ)
1.1山東地區(qū)小麥生長的生態(tài)條件分析
山東地區(qū)的小麥生長環(huán)境受溫帶季風氣候的深刻影響,冬季寒冷干燥,春季常伴隨干旱天氣,夏季降水集中但分布極不均勻。冬小麥主要生長在降水較少的季節(jié),其返青期和灌漿期是需水的關(guān)鍵階段,干旱往往對生長造成嚴重威脅。近年來,山東氣候變化顯著,干旱情況更加頻繁,使得傳統(tǒng)栽培模式難以適應[1]。土壤方面,山東主要分布褐土和潮土,土壤保水性和透水性一般,有機質(zhì)含量相對較低,抗旱能力受到制約。長期使用淺層灌溉方式,導致部分土壤出現(xiàn)板結(jié)問題,進一步限制了根系的吸水能力。水資源狀況也不容樂觀,山東農(nóng)業(yè)灌溉依賴地表水和地下水,由于過度開采,地下水位下降趨勢顯著,加劇了農(nóng)業(yè)水資源短缺的局面。通過抗旱節(jié)水技術(shù)的推廣,可以優(yōu)化水資源利用效率,同時緩解水資源過度依賴帶來的生態(tài)壓力。
1.2小麥抗旱生理特性與需求
小麥的抗旱能力主要體現(xiàn)在根系吸水、葉片保水和水分利用效率三個方面。發(fā)達的須根系統(tǒng)使小麥在干旱環(huán)境中能夠更好地汲取水分,尤其是深根系品種,其抗旱能力更為突出。葉片保水性則是通過減少蒸騰作用來維持水分平衡,抗旱品種通常表現(xiàn)出較低的蒸騰速率和較強的保水能力,這對于山東地區(qū)的干燥氣候尤為適應。水分利用效率(WUE)是衡量小麥在有限水資源條件下產(chǎn)量高低的重要指標,抗旱小麥通過優(yōu)化光合作用和呼吸作用的效率,在干旱環(huán)境中依然能夠保持穩(wěn)定的產(chǎn)量。研究表明,選擇適宜山東地區(qū)生態(tài)條件的抗旱品種,并通過科學管理提高其水分利用效率,是提升小麥抗旱性能的重要途徑。
1.3節(jié)水農(nóng)業(yè)的理論與應用原則
節(jié)水農(nóng)業(yè)以最少的水資源投入實現(xiàn)作物的高產(chǎn)高效為目標,強調(diào)資源利用的可持續(xù)性。水分臨界理論指出,不同生長階段對水分的需求差異顯著,小麥在返青期和灌漿期需水量較大,而苗期和成熟期耐旱性較強。通過精準掌握作物的水分需求規(guī)律,可以在關(guān)鍵生長期進行適量灌溉,從而提高產(chǎn)量并減少浪費。精準灌溉技術(shù)利用土壤水分監(jiān)測和作物需水量預測,科學調(diào)控灌溉頻率與用量,大幅度減少了水資源的不必要消耗,尤其在山東這種水資源壓力較大的地區(qū)具有廣泛的應用價值。此外,節(jié)水農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展原則強調(diào)通過綜合技術(shù)手段優(yōu)化水資源配置,同時保障生態(tài)環(huán)境的平衡。這一理論在山東的推廣,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了新的技術(shù)支持,也為水資源的可持續(xù)利用開辟了新的路徑。
2小麥抗旱節(jié)水栽培技術(shù)
2.1抗旱節(jié)水品種的選育與種植
抗旱節(jié)水品種的選育是小麥抗旱節(jié)水栽培技術(shù)的基礎(chǔ)。選擇適宜的抗旱品種,不僅能夠提高小麥的產(chǎn)量,還能顯著提升水分利用效率,緩解水資源短缺問題。山東地區(qū)的氣候特點使得抗旱節(jié)水品種在小麥種植中的應用尤為重要,尤其是在干旱頻發(fā)的年份,抗旱節(jié)水品種能夠顯著增強小麥的抗旱能力和產(chǎn)量穩(wěn)定性[2]。
在東營地區(qū),德抗6756和德旱986等抗旱小麥品種廣泛推廣。這些品種具有明顯的抗旱性和高產(chǎn)性,特別適應山東地區(qū)干旱頻發(fā)的氣候條件。以德抗6756為例,這一品種在育種過程中經(jīng)過了多次改良,增強了根系的深度和葉片的保水性,使得作物在干旱環(huán)境下能夠更好地吸收和保留水分。東營地區(qū)的農(nóng)民表示在種植德抗6756后,不僅減少了一次返青期的灌溉水量,還能在拔節(jié)期推遲灌溉時間,這大大降低了生產(chǎn)成本。德抗6756的畝產(chǎn)量達到了489.9千克,較傳統(tǒng)小麥品種增產(chǎn)10%~15%,并且在節(jié)水方面表現(xiàn)突出。這一品種能夠節(jié)約30%以上的水資源,為農(nóng)民提供了更高的經(jīng)濟回報。該地區(qū)的農(nóng)民通過改種抗旱品種,不僅減少了50元以上的灌溉費用,還因產(chǎn)量增加而獲得了更多的收入,充分展示了抗旱節(jié)水品種的高效節(jié)水增產(chǎn)能力。
為了提高抗旱節(jié)水品種的應用效果,東營地區(qū)的農(nóng)民還采取科學的種植方式,如起壟播種和適度密植等技術(shù)。這些措施改善了田間的通風透光條件,進一步提高了水分利用效率。通過這些綜合技術(shù)的應用,不僅節(jié)約了水資源,還提高了土地的生產(chǎn)效率。
2.2土壤改良技術(shù)
土壤改良是提高小麥抗旱節(jié)水能力的另一項重要措施。土壤的保水能力直接決定了作物的抗旱能力和水分利用效率。山東地區(qū)的土壤主要為潮土和褐土,具有一定的保水性,但在干旱季節(jié)易出現(xiàn)水分不足的情況。為了提升土壤的水分保持能力,山東地區(qū)廣泛推廣了深松整地和秸稈覆蓋技術(shù)。
深松整地是改善土壤結(jié)構(gòu)、增強水分下滲能力的有效手段。該技術(shù)通過打破土壤表層的板結(jié)層,增加了土壤的透水性和保水能力。深松深度一般控制在30厘米左右,這不僅為小麥根系提供了更好的生長空間,還增加了土壤水分的下滲深度,為小麥提供了更持久的水源保障。特別是在干旱地區(qū),深松能夠有效防止土壤表層水分過度蒸發(fā),并改善土壤的通透性,使水分能夠更深層地滲透到土壤中,提供小麥生長所需。
秸稈覆蓋技術(shù)則是在地表覆蓋一層秸稈或其他有機物,能有效減少水分的蒸發(fā),并提高土壤的溫度穩(wěn)定性。山東地區(qū)的農(nóng)業(yè)試驗區(qū)通過推廣秸稈覆蓋技術(shù),顯著提高了土壤的含水量。秸稈覆蓋后,田間土壤的含水量提高了15%~20%,尤其是在春季和灌漿期,土壤的水分保持能力大幅提升。此外,秸稈覆蓋還能抑制雜草生長,減少了除草成本,同時為農(nóng)田提供了更好的耕作條件。
秸稈覆蓋技術(shù)的另一大優(yōu)勢是提升土壤的有機質(zhì)含量,增強土壤的肥力,從而促進小麥健康生長[3]。在山東的部分地區(qū),秸稈覆蓋的推廣已經(jīng)成為了提升小麥抗旱能力和水分利用效率的重要措施。
2.3精準灌溉技術(shù)
精準灌溉技術(shù)是提高小麥水分利用效率和產(chǎn)量的關(guān)鍵。山東地區(qū)由于水資源有限,傳統(tǒng)的灌溉方式(如漫灌)不僅浪費水資源,還會導致土壤養(yǎng)分流失。而精準灌溉技術(shù)通過科學管理灌溉頻率和水量,能夠大幅度提高灌溉效率,減少不必要的水資源浪費。
滴灌和微噴灌是山東地區(qū)最常應用的精準灌溉技術(shù)。這些技術(shù)通過精確控制水流量和水分分布,將水直接輸送到作物根系周圍,有效減少了水分的蒸發(fā)和深層滲漏損失。以某推廣案例為例,當?shù)剞r(nóng)戶在返青期至拔節(jié)期采用滴灌技術(shù),每畝地減少了約30%的灌溉水量。通過精準灌溉,土壤水分得到了更好的管理,不僅減少了水資源浪費,還提升了小麥的單產(chǎn),單產(chǎn)超過480千克,較傳統(tǒng)灌溉方式增加了10%。
精準灌溉技術(shù)的優(yōu)勢還在于其高度的自動化和智能化。在一些試驗區(qū),農(nóng)戶通過土壤含水量監(jiān)測系統(tǒng)和氣象數(shù)據(jù),能夠提前預測作物的水分需求,自動調(diào)整灌溉時間和水量。這不僅節(jié)省了大量人工成本,還避免了人為操作不當所導致的水分浪費。通過這種智能化管理模式,每畝田塊年均節(jié)約用水約150立方米,經(jīng)濟收益增加100元以上。
2.4田間綜合管理技術(shù)
田間綜合管理技術(shù)通過多種措施的綜合應用,有效提高了小麥抗旱節(jié)水栽培技術(shù)的效果[4]。東營地區(qū)在推廣節(jié)水栽培技術(shù)時,結(jié)合了地膜覆蓋、病蟲害防治和深耕中耕等多項技術(shù),這些技術(shù)協(xié)同作用,大幅提升了小麥的抗旱能力,促進了水資源的高效利用。
地膜覆蓋是東營地區(qū)廣泛推廣的節(jié)水技術(shù)之一。通過覆蓋地膜,能夠減少地表水分的蒸發(fā),并提升土壤的溫濕度,改善小麥的生長環(huán)境。在實際應用中,地膜覆蓋技術(shù)有效減少了20%以上的灌溉水量,同時畝產(chǎn)量提高了10%~15%。這一技術(shù)在東營地區(qū)取得了顯著成效,特別是在旱情較為嚴重的年份,地膜覆蓋幫助小麥保持了較為穩(wěn)定的產(chǎn)量。
病蟲害防治也是田間管理中的重要環(huán)節(jié)。東營地區(qū)通過綠色防控技術(shù),減少了化學農(nóng)藥的使用,降低了生產(chǎn)成本,并且有利于環(huán)境保護。在某些試驗田中,農(nóng)民采用了生物農(nóng)藥和物理防治方法來控制病蟲害,有效降低了病害發(fā)生率,并節(jié)省了防治費用。
深耕和中耕技術(shù)也是東營地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的管理措施。通過適度的中耕,能夠有效減少土壤表層水分的蒸發(fā),增加土壤的通氣性,改善小麥根系的生長環(huán)境,從而增強作物的抗旱能力。東營地區(qū)農(nóng)民在種植過程中通過深耕技術(shù),進一步提升了土壤的蓄水能力,為小麥的生長提供了更為穩(wěn)定的水源。
3抗旱節(jié)水技術(shù)的應用效果
3.1增產(chǎn)效果
抗旱節(jié)水技術(shù)在提高小麥產(chǎn)量方面取得了顯著成果。以東營地區(qū)為例,經(jīng)過幾年的推廣和實踐,抗旱品種的應用與節(jié)水技術(shù)的結(jié)合使得小麥產(chǎn)量得到了顯著提升[5]。以德抗6756和德旱986為代表的抗旱品種,在應用精準灌溉、秸稈覆蓋和地膜保墑等技術(shù)后,平均畝產(chǎn)量普遍提高了10%~15%。具體來看,德抗6756小麥品種在使用節(jié)水技術(shù)后的畝產(chǎn)達到了489.9千克,而傳統(tǒng)品種的畝產(chǎn)為430千克左右,增產(chǎn)幅度接近14%。類似地,德旱986小麥品種在應用這些節(jié)水技術(shù)后,畝產(chǎn)也從420千克增加到475.3千克,增幅為13.2%。
為更清晰地展示這些增產(chǎn)效果,表1中對比了不同小麥品種在傳統(tǒng)種植與應用抗旱節(jié)水技術(shù)后的產(chǎn)量變化。
這些數(shù)據(jù)表明,應用抗旱節(jié)水技術(shù)后,小麥的產(chǎn)量明顯提高,尤其在干旱較為嚴重的年份,抗旱品種的產(chǎn)量穩(wěn)定性更為突出。通過精準灌溉和秸稈覆蓋等技術(shù),農(nóng)田的水分利用效率得到了極大的提升,使得農(nóng)民在面對干旱挑戰(zhàn)時,不僅能夠保證穩(wěn)定的產(chǎn)量,還能實現(xiàn)較為顯著的增產(chǎn)效果。
3.2節(jié)水效果
抗旱節(jié)水技術(shù)的核心目標之一是通過高效的水資源利用,減少灌溉用水量。東營地區(qū)在推廣這些技術(shù)后,顯著減少了農(nóng)業(yè)灌溉水的使用量,極大緩解了水資源緊張的問題。
以精準灌溉為例,東營地區(qū)的農(nóng)民通過土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)和作物需水量預測技術(shù),精確控制了灌溉量。在使用滴灌技術(shù)的田塊中,每畝的灌溉用水量減少了30%左右,這一節(jié)水效果在干旱季節(jié)尤為明顯。通過精準灌溉和其他節(jié)水技術(shù)的綜合應用,東營地區(qū)的年節(jié)水量累計超過1000萬立方米,極大減輕了對地下水和地表水的依賴。
秸稈覆蓋技術(shù)的應用也顯著減少了土壤表層的水分蒸發(fā),提升了土壤的保水性。具體實踐中,秸稈覆蓋能夠減少約25%的水分蒸發(fā)量,為小麥提供了更為穩(wěn)定的水分供應,尤其在春季和灌漿期,土壤水分得到了更好的保持。這種技術(shù)不僅節(jié)約了水資源,還為小麥生長提供了更為適宜的環(huán)境,進一步提升了水分利用效率。
3.3經(jīng)濟效益
抗旱節(jié)水技術(shù)在改善小麥生產(chǎn)條件的同時,也顯著提高了經(jīng)濟效益。通過減少灌溉用水、降低農(nóng)資成本和增加產(chǎn)量收益,農(nóng)戶的綜合收入得到了有效提升。在某技術(shù)推廣區(qū)域,每畝小麥節(jié)約灌溉費用為50元,減少病蟲害防治費用為20元,同時產(chǎn)量提高所增加的每畝經(jīng)濟收益為120元。綜合計算,每畝總收入增加近200元。
以山東的一位農(nóng)戶為例,其種植的7畝抗旱小麥田選用的是德抗6756品種,結(jié)合精準灌溉和秸稈覆蓋技術(shù),全年節(jié)支增收超過500元。這種顯著的經(jīng)濟效益吸引了更多農(nóng)戶加入抗旱節(jié)水技術(shù)的推廣應用中。在大面積推廣的背景下,山東地區(qū)年節(jié)支增收總額達數(shù)億元,為農(nóng)戶帶來了可觀的經(jīng)濟回報,也為區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展注入了新的動力。
抗旱節(jié)水栽培技術(shù)在山東地區(qū)的小麥生產(chǎn)中展現(xiàn)出顯著的實踐價值和推廣前景。這些技術(shù)以科學選育的抗旱品種為基礎(chǔ),結(jié)合精準灌溉、土壤改良和田間綜合管理手段,不僅有效緩解了干旱和水資源短缺的雙重壓力,還實現(xiàn)了糧食增產(chǎn)與節(jié)水增效的雙贏目標。在當前氣候變化和農(nóng)業(yè)用水緊張的背景下,推動抗旱節(jié)水技術(shù)的規(guī)?;瘧?,不僅是保障區(qū)域糧食安全的關(guān)鍵策略,也是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑。未來應進一步優(yōu)化技術(shù)方案,探索智能化管理模式,助力區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)與經(jīng)濟的協(xié)同發(fā)展,為其他同類生態(tài)區(qū)域提供借鑒與參考。
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