甘肅小麥全膜覆土穴播技術(shù)研究綜述

李偉綺，孫建好，趙建華

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070）

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由資源消耗型向技術(shù)效益型逐步轉(zhuǎn)化，以及甘肅省農(nóng)業(yè)區(qū)干旱威脅的逐年加劇，提高水分資源利用效率和生產(chǎn)效益已成為甘肅省農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的重點(diǎn)。小麥全膜覆土穴播栽培技術(shù)集免耕、覆蓋抑蒸、集雨保墑等技術(shù)為一體，有效解決了旱地小麥生長期缺水和產(chǎn)量低而不穩(wěn)的問題，徹底解決了傳統(tǒng)地膜小麥播種穴與幼苗錯位、出苗率低、人工放苗勞動強(qiáng)度大等問題［1］，1次覆膜可連續(xù)使用2～3 a、3～4茬，可明顯減少人工、畜力、機(jī)械投入，較露地小麥可減少生產(chǎn)成本1 200元/hm2，減少用工37.5個/hm2［2］，累計(jì)節(jié)省投資2 400～2 625元/hm2［3］，較大幅度地提高了地膜的增產(chǎn)效能［4］，被作為實(shí)現(xiàn)旱地農(nóng)田降水高效利用、提高小麥等密植作物生產(chǎn)水平的重要手段而大面積推廣應(yīng)用。2011年甘肅省全膜覆土穴播小麥種植面積達(dá)2.53萬hm2，2012年推廣6.70萬hm2，預(yù)計(jì)2016年可擴(kuò)展到33.33萬hm2，增產(chǎn)潛力巨大。

1 技術(shù)背景

甘肅省是典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)和資源型缺水區(qū)域，水資源總量缺乏且降水稀少、蒸發(fā)量大，十年九旱，土壤鹽漬化、荒漠化、沙塵暴等生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重［2，5～6］。全省年均降水量300mm左右，而年蒸發(fā)量是降水量的3～4倍。總體表現(xiàn)為春季、初夏（3—6月）小麥等主要作物的生長季節(jié)降水少，而7—9月降水量占年降水量的70%，且多以暴雨形式出現(xiàn)，小麥等夏糧作物常因集中降水時段與需水關(guān)鍵期錯位而產(chǎn)量不穩(wěn)定，減產(chǎn)嚴(yán)重。地膜覆蓋栽培技術(shù)具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、生理、產(chǎn)量等方面的顯著優(yōu)勢，甘肅自上世紀(jì)80年代引進(jìn)地膜后，一度大面積推廣，為小麥產(chǎn)量提高做出過巨大的貢獻(xiàn)，但由于產(chǎn)出投入比低、經(jīng)濟(jì)純收益不高、耗工費(fèi)時等實(shí)際原因，導(dǎo)致覆膜小麥播種面積大幅度下降［7～8］，全膜覆土穴播技術(shù)就在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。

2 應(yīng)用范圍及增產(chǎn)效果

李福等提出了旱地小麥全膜覆土穴播小麥技術(shù)規(guī)程，該規(guī)程適用于年降水300～600mm的半干旱、半濕潤偏（易）旱地區(qū)川臺、塬地、梯田等平整地塊，適宜于小麥、大豆、青稞、胡麻和油菜等密植作物［1］。多點(diǎn)測產(chǎn)的結(jié)果表明，全膜覆土穴播小麥產(chǎn)量平均可達(dá)4 500 kg/hm2以上，最高可達(dá)6 000～7 500 kg/hm2，較露地小麥增產(chǎn)3 750 kg/hm2，平均增產(chǎn)1 500 kg/hm2以上，增產(chǎn)率達(dá)29.19%～40.00%［1～3，9］。

3 主要技術(shù)參數(shù)

3.1 播種密度

作物群體存在自動調(diào)節(jié)能力，合理的群體密度有利于緩沖個體與群體的矛盾，使產(chǎn)量因子和光合器官達(dá)到最理想的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)［10］。密度過小不利于群體增加，過大則易于倒伏、脫肥，養(yǎng)分偏耗嚴(yán)重，造成減產(chǎn)［4］。研究表明，一般穴距12 cm、行距16 cm，每穴播8～12粒，播量420萬～630萬粒/hm2較為適宜，利于提高壯苗率，促使提早返青、成熟［11～14］，1次覆膜可免耕多茬種植。

3.2 覆膜規(guī)格和覆土厚度

覆膜應(yīng)避開雨天，以免覆土板結(jié)造成出苗困難。土壤濕度過大時應(yīng)翻耕后晾曬1～2 d，耙松平整后再覆膜［15］。可選擇厚度為0.008～0.010mm、寬120cm的抗老化地膜，兩幅膜之間緊靠對接，不留縫隙、不重疊。膜上均勻鋪細(xì)綿土1 cm左右，以基本上看不見地膜為宜。覆土過薄則壓膜不實(shí)，易造成苗孔錯位、大風(fēng)揭膜、播種孔鉆風(fēng)失墑、地膜易外露；過厚則降水利用效率低、播種深度不夠、缺苗斷壟。

4 生態(tài)學(xué)及生物學(xué)效應(yīng)

地膜覆蓋后，地膜與土壤之間設(shè)置了一道物理阻隔，膜下土壤至作物冠層形成了一個相對獨(dú)立的微生態(tài)系統(tǒng)，溫、光、水、肥、氣等生態(tài)條件都發(fā)生了變化。膜上覆土后其生態(tài)環(huán)境又發(fā)生了相應(yīng)的變化，對作物的生長發(fā)育、生長進(jìn)程和最終產(chǎn)量都產(chǎn)生了影響。

4.1 對作物生態(tài)學(xué)性狀的影響

首先，全膜覆土穴播技術(shù)通過高效積蓄降水、減少土壤無效蒸發(fā)而增加土壤蓄水量，使作物在生育后期能有效利用土壤深層水分，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用［16］。研究表明，全膜覆土對土壤水分的利用率可比裸地提高19.9%～42.6%［7，15～16］。在相同施肥水平下，全膜覆土穴播小麥的水分利用效率比露地穴播提高33.7%～48.3%［17］。劉慶建等通過對POD、SOD、MDA和脯氨酸含量的測定，說明全膜覆土可提高土壤蓄水量，從而緩解越冬期小麥短時間缺水的問題［18］。其次，全膜覆土穴播技術(shù)在冬前、拔節(jié)期具有較好的增溫效應(yīng)，利于改善耕層環(huán)境，縮短小麥越冬期，相對延長分蘗期及幼穗分化時間，增加有效分蘗，提高分蘗成穗率和穗粒數(shù)［19］。在后期，可通過提高早晚各層次土壤溫度和降低午后高溫來縮小溫差，減緩膜下高溫避免逼熟［3～4］。

4.2 對生物學(xué)性狀的影響

覆膜改變了膜內(nèi)環(huán)境條件，促進(jìn)了植株的生長發(fā)育，顯著增加主莖葉面積、株高、穗長、有效小穗數(shù)、穗粒數(shù)和成穗數(shù)，提高越冬前的壯苗率、分蘗數(shù)、分蘗成穗率、莖數(shù)、容重。研究表明，全膜覆土穴播小麥產(chǎn)量構(gòu)成3要素穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重明顯高于露地小麥［20］，實(shí)施N、P、K平衡施肥利于增加干物質(zhì)積累量而提高產(chǎn)量［18，21］。

5 存在問題及展望

5.1 存在問題

一是全膜覆土穴播小麥易出現(xiàn)旺長，株高、穗大、粒重、群體密度大，后期容易倒伏［15］，因此一定要選擇抗旱、抗倒伏的中矮稈品種。二是人工覆膜覆土、穴播勞動強(qiáng)度大。配套的覆膜覆土一體機(jī)、覆膜覆土播種一體機(jī)已經(jīng)研發(fā)成功，可實(shí)現(xiàn)取土、鎮(zhèn)壓、覆膜、覆土、播種1次完成［22］，但是有些地區(qū)不具備機(jī)械種植的條件，由農(nóng)民自己承擔(dān)機(jī)械采購的費(fèi)用也有一定的困難。三是大型機(jī)械收割易對地膜造成破壞，影響留膜免耕多茬種植的效果。

5.2 展望

全膜覆土穴播技術(shù)目前主要應(yīng)用于旱地小麥種植，隨著推廣規(guī)模逐年增加，該項(xiàng)技術(shù)在其他密植作物如大豆、青稞等的應(yīng)用已經(jīng)開始嘗試，但在稀植作物乃至間套作領(lǐng)域的應(yīng)用還鮮有報道，對一膜連用經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的研究還較少，對全膜覆土條件下土壤因子與作物生長發(fā)育因子間相互作用的研究也較少涉獵，因此提高相關(guān)因子的生產(chǎn)能力，最大限度的挖掘該項(xiàng)技術(shù)的生產(chǎn)潛力是今后研究的重點(diǎn)。

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