黃土丘陵區旱地小麥膜側條播種植模式增產效應試驗與示范

馬愛平等

摘 要：為高效利用天然降水資源，緩解干旱逆境因子對旱地小麥的不利影響，在山西洪洞、聞喜采用大田對比方法，開展了黃土丘陵區旱地小麥膜側條播種植模式增產效應試驗與示范。結果表明：在嚴重干旱年型條件下，2個試驗示范點的2種覆膜種植模式均較露地條播小麥增產，2種覆膜種植模式中1膜4行優于1膜2行，2種覆膜種植模式增產的原因主要來自于穗粒數的增加和千粒重的提高；土壤水分測定表明，在小麥起身期2種覆膜模式0～60 cm土壤水分明顯優于露地麥田，其中1膜2行模式的土壤水分優于1膜4行模式；該試驗示范為旱地冬小麥抵御干旱逆境提供了理論和技術支撐。

關鍵詞：旱地小麥；地膜覆蓋；種植模式；增產效應；黃土丘陵區

中圖分類號：S512.1 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0128

Abstract： In order to effectively use water rainfall and relief adverse effect of drought stress factors on arid land wheat， the yield-increasing effect tests and demonstrations were conducted on film-side drilling planting models in arid land wheat using the method of field comparison in Hongdong and Wenxi in Shanxi. The results showed that， the two types film mulching planting models were increased in yield compared to uncovered drilling wheat in two exemplary bases under the serious drought condition， in which four rows of one film was superior to two rows that， and the increasing-yield cause of two types film mulching planting models mainly came from the increase of grains per spike and 1000-grain weight. The soil moisture measurement showed that， the soil moisture in 0-60 cm of two types film mulching planting models was obviously higher than that of uncovered drilling in jointing stage， in which two rows of one film was better than four rows that. The study provided important theoretical basis and technical support for resisting drought stress on winter wheat.

Key words： Upland Wheat； Film Mulching； Planting Model； Yield-increasing Effect； Loess Hilly Region

0 引言

自20世紀80年代中后期以來，在全國不同地區開展了地膜覆蓋小麥的種植模式研究。其間相繼出現了“高寒山區冬小麥地膜蓋苗技術研究”[1]，“春小麥地膜覆蓋穴播節水技術[2]、調虧灌溉和底墑灌溉[3-4]技術研究”，“冬小麥膜側條播增產機理[5-6]、壟溝覆膜集雨栽培[7-8]及增產效果[9]研究”，“春小麥全膜覆土穴播的土壤水熱效應[10]研究”，“冬小麥全膜覆土穴播的產量效應[11]、效益[12]研究”以及“地膜覆蓋對土壤氮的影響研究[13-14]”，以上各項試驗研究從不同角度探討了不同區域的不同地膜覆蓋種植模式，解決了不同區域不同種植模式的節水、穩產、高產關鍵技術問題，在不同區域生產上發揮了一定作用。在晉南主產麥區以上各種植模式均有試驗與示范，其中地膜覆蓋穴播種植模式存在“苗穴錯位”影響地膜的保墑效果，全膜覆土穴播種植模式存在地膜不易回收的問題。從近年的干旱年型對小麥生產影響看，“膜側條播”種植模式有較好的增產增收效果，較適宜山西晉南地區，但目前推廣的“膜側條播”種植模式大都為1膜2行，該種植模式60 cm（其中種植帶30 cm、覆膜帶30 cm）一條帶種植2行小麥（平均行距為30 cm），在多雨年型存在單位面積成穗數不足，個別區域出現增產不增收的現象。基于此，筆者于2007—2010年開展了“集雨模式對小麥產量和水分利用效率及經濟效益的影響”[15]研究，探討出集雨產流帶30 cm、種植帶45 cm的1膜4行種植模式，該種植模式75 cm一條帶種植4行小麥（平均行距約為19 cm），該種植模式在3個試驗年度中表現出良好的增產增收效果，克服了1膜2行種植模式在多雨年型條件下單位面積成穗數不足的問題。為使該種植模式盡快應用于生產，筆者相繼研發了該種植模式相配套的“小麥覆膜施肥播種鎮壓一體機”、“小麥起壟覆膜播種機”機械。本試驗示范旨在通過不同區域的試驗示范進一步驗證不同種植模式的增產效應和配套機具的技術參數，以期為山西黃土丘陵區旱地小麥生產提供良好的技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗示范地區概況

試驗示范于2012—2013年在山西洪洞縣羅云村（試驗示范地點1）、聞喜縣趙家嶺村（試驗示范地點2）進行。

試驗示范地點1，試驗示范年度是一個嚴重干旱、高溫和低溫冷害并存的年型。海拔750.0 m，年平均氣溫12.0℃，≥0℃積溫4608.8℃，≥10℃積溫4079.5℃；小麥生育期內總降水量為115.5 mm，較近10年（2001—2011年）小麥生育期內平均降水（137.5 mm）少22.0 mm。從小麥生育階段降水量看：除抽穗-灌漿期降水量偏高外，小麥生育期內的冬前、越冬期、返青-起身期和拔節期各生育階段降水量均較近10年（2001—2011年）各生育階段的降水量低；小麥生育期內的氣溫特點，除2012年冬前（11月份）和越冬期（12月份）氣溫偏低外，其他生育階段的氣溫均較近10年（2001—2011年）對應的各生育階段氣溫偏高；極端氣溫特點，小麥生育期內發生了2次低溫冷害過程，分別是2013年4月6日最低溫度為-1℃，2013年4月9日最低溫度為-2.1℃，2次低溫冷害過程使個別地塊葉片、穗部出現不同程度凍害。

試驗示范地點2，海拔550.0 m，年平均氣溫12.5℃，≥0℃積溫4793.3℃，≥10℃積溫4244.0℃；2012年7—9月降水量為171.1 mm，小麥生育期內降水量為142.1 mm，其中2012年10、11、12月、2013年1、2、3、4、5月降水量分別19.8、13.0、2.9，、1.5、7.4、1.5、20.8、75.2 mm。其降雨量與分布同試驗示范地點1基本相同，也是一個嚴重干旱年型。

1.2 試驗示范材料

小麥品種為‘運旱20410，微膜厚度為0.007 mm，寬度400 mm，1膜4行所用播種機為“小麥起壟覆膜播種機”，1膜2行所用播種機為“金牛2BMFP-2小麥施肥覆膜播種機”，露地條播所用播種機為“旋耕施肥播種鎮壓一體機”。谷物水分測量儀（PM-8188NEW，日本生產）。

1.3 試驗示范設計與規模

1.3.1 試驗示范設計 2個試驗示范基地均設3個處理，分別是膜側條播1膜4行種植模式，膜側條播1膜2行種植模式（ck1），露地條播種植模式（ck2）。其中膜側條播1膜4行種植模式為80 cm一條帶，覆膜產流帶 35 cm，種植帶45 cm，種植帶中種4行小麥，平均行距20 cm；膜側條播1膜2行種植模式為60 cm一條帶，覆膜產流帶30 cm，種植帶30 cm，種植帶中種2行小麥，平均行距30 cm；露地條播種植模式（ck2），平均行距20 cm。

1.3.2 試驗示范規模 試驗示范地點1，一等地：膜側條播1膜4行種植模式播種13.3 hm2，膜側條播1膜2行種植模式種植20.0 hm2，2種覆膜模式播量均為300 kg/hm2，露地條播種植模式種植13.3 hm2（播量為330 kg/hm2）；二等地：膜側條播1膜4行種植模式播種20.0 hm2，膜側條播1膜2行種植模式種植33.3 hm2，2種覆膜模式播量均為330 kg/hm2，露地條播種植模式種植20.0 hm2（播量為360 kg/hm2）；前茬均為小麥，播種期2012年9月27日—10月2日，施碳酸氫銨1125.0 kg/hm2，過磷酸鈣900.0 kg/hm2。試驗示范地點2，膜側條播1膜4行種植模式播量為300 kg/hm2，膜側條播1膜2行種植模式播量為330 kg/hm2，露地條播種植模式播量為360 kg/hm2；前茬為玉米于9月15日收獲，播種期2012年9月21日—25日，播種期表墑不足，施肥量與試驗示范地點1基本相同。

1.4 調查項目與測定方法

試驗示范地點1：用烘干稱重法（重量百分率）分別測定起身期、灌漿期0～60、0～100 cm土壤含水量；應用農業部《全國糧食高產創建測產驗收辦法（試行）》實收實打一定面積。試驗示范地點2：用烘干稱重法（重量百分率）測定灌漿期0～60 cm土壤含水量。2個試驗示范點均在成熟期對相鄰地塊的不同種植模式進行穗數、穗粒數調查，測定千粒重。

2 結果與分析

2.1 洪洞羅云試驗示范點起身期不同種植模式對土壤水分的影響

測定結果表明：不同種植模式對土壤水分的影響不同。覆蓋麥田0～60 cm土壤水分明顯優于露地條播麥田，其中1膜2行模式的土壤水分優于1膜4行模式，可能是由于二者的群體差異所致（1膜4行模式群體較1膜2行模式每公頃高近450萬莖數）。1膜4行模式麥田0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分別為5.2%、7.9%、9.5%、11.7%，1膜2行模式麥田0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分別為6.1%、8.5%、10.6%、10.5%，而旱地常規露地條播麥田的0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分別為4.0%、6.8%、9.0%、9.7%，1膜4行模式麥田與常規露地條播田相比，0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分別高1.2、1.1、0.5和2.0個百分點，1膜2行模式覆蓋麥田與露地條播田相比，0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分別高2.1、1.7、1.6和0.8個百分點（見圖1）。說明地膜覆蓋對保蓄土壤水分有良好的效果，為起身期奠定了良好的水分基礎。

2.2 不同試驗示范點不同種植模式對灌漿期土壤水分的影響

由表1看出，不同種植模式對不同土層的土壤水分含量影響不同。洪洞羅云試驗示范點：1膜2行模式在0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm各土層的水分含量均高于1膜4行、露地種植模式，這可能與1膜2行種植模式的麥田覆蓋度較高相關；而1膜4行種植模式在0～20、80～100 cm土層土壤水分含量略高于露地條播模式、20～40、60～80 cm土壤水分與露地條播模式基本相當，40～60 cm土層略低于露地條播模式，出現這種現象可能與露地條播模式的群體較低有關。聞喜趙家嶺試驗示范點：1膜4行種植模式在灌漿期20～40、40～60 cm土層較1膜2行、露地條播模式都有較好的土壤水分，0～20 cm土層水分含量也優于1膜2行，但低于露地條播模式，為小麥中后期灌漿奠定了良好的水分基礎；而1膜2行種植模式的各土層水分卻不及露地條播模式。各種植模式洪洞羅云點與聞喜趙家嶺點的土壤水分測定結果趨勢不盡相同，這可能與絕對產量值及茬口不同有關。

2.3 不同試驗示范點不同種植模式對產量的影響

2.3.1 聞喜趙家嶺試驗示范點不同種植模式對產量的影響 從表2看出，不同種植模式對產量的影響不同。2種覆膜模式均較露地模式增產，其中3種模式的產量大小依次為1膜4行>1膜2行（ck1）>露地（ck2），1膜4行模式較1膜2行（ck1）模式增產45.43%，較露地（ck2）栽培模式增產136.37%，1膜2行（ck1）模式較露地條播模式增產62.54%。從產量三因素看，2種覆膜模式的單位面積成穗數均較露地條播種植模式低，而穗粒數、千粒重均較露地條播種植模式高，2種覆膜模式的單位面積成穗數較低可能與2種覆膜模式的播種量偏低有關。3種種植模式的產量絕對植極低，除與生育期降水極少有關外，還與前茬作物玉米大量耗水造成播前低底較差有關。

2.3.2 洪洞羅云試驗示范點不同種植模式對產量的影響

（1）理論測產結果。從表2看出，不同種植模式對產量的影響不同。2種覆膜模式均較露地條播模式增產，同時表現出二等地的增產幅度較一等地的增產幅度大，說明覆膜模式更適宜土壤肥力相對較低的土壤。其中一等地，1膜4行模式較1膜2行模式增產15.97%，較露地條播模式增產83.98%，1膜2行模式較露地條播模式增產58.65%；二等地，1膜4行模式較1膜2行模式增產14.88%，較露地條播模式增產117.75%，1膜2行模式較露地條播模式增產89.55%；一、二等地平均，1膜4行模式較1膜2行模式增產15.46%，較露地條播模式增產98.18%，1膜2行模式較露地條播模式增產71.64%。

（2）實收實打結果。2013年6月8日，由山西省農業綜合開發辦公室委托山西省農業科學院技術推廣處，組織山西省農業廳、山西農業大學、山西省農業科學院和洪洞縣農業委員會有關專家，根據農業部《全國糧食高產創建測產驗收辦法（試行）》對洪洞羅云試驗點二等地的1膜4行種植模式試驗示范田進行了現場實打實收。在試驗示范區隨機用聯合收割機收獲0.3 hm2（長94.5 m、寬32.0 m），稱重并計算產量。收割前由專家組對聯合收割機進行清倉檢查；田間落粒不計算產量。用谷物水分測量儀（PM-8188NEW）測定籽粒水分含量，重復10次。實收測產點鮮重加權平均產量1097.1 kg，平均水分含量為23.08%，折國家商品糧貯藏標準含水量（13%）產量為969.9 kg （0.3 hm2），平均產量為3232.50 kg/hm2；課題組同時對上述戶主種植的0.2 hm2露地條播種植模式產量核實，平均產量為1227.0 kg/hm2，1膜4行種植模式較露地條播種植模式增產163.4%。

3 結論與討論

試驗示范結果表明，2個試驗示范點的2種覆膜模式均較露地條播小麥增產，2種覆膜種植模式中1膜4行優于1膜2行，該示范結果與亢秀麗等[15]的試驗結果相一致。在嚴重干旱年型條件下，2種覆膜模式增產的原因主要來自于穗粒數的增加和千粒重的提高，單位面積成穗數2個試驗點表現不一，其中聞喜趙家嶺試驗示范點和洪洞羅云試驗示范點的一等地的2種覆膜模式的成穗數均低于露地條播模式，而洪洞羅云試驗示范點的二等地的2種覆膜模式的成穗數高于露地條播模式。

試驗示范結果表明，在小麥起身期2種覆膜模式0～60 cm土壤水分明顯優于露地麥田，其中1膜2行模式的土壤水分優于1膜4行模式，可能是由于二者的群體差異所致；在灌漿期洪洞羅云點1膜2行模式除20～40 cm土壤水分與露地條播模式基本持平外，其他0～20、40～60、60～80、80～100 cm各土層的水分含量均高于1膜4行、露地條播模式，這可能與1膜2行種植模式的麥田覆蓋度較高有關；而同樣是灌漿期聞喜趙家嶺點的1膜2行模式在0～60 cm的土壤水分卻低于1膜4行和露地條播模式，仍有待于進一步研究。

試驗示范年度為干旱、氣溫偏高和凍害并存的年型。小麥生長前中期降水偏少，小麥生育期內氣溫偏高（除11、12月份氣溫偏低外），在拔節期發生了低溫冷害，特別是降水偏少與氣溫偏高二者結合造成了嚴重干旱。雖生長后期降水（2013年5月22日—23日）較常年偏高，但對旱地小麥的穗數與穗粒數的影響不大。小麥生育期內的4月上旬發生了2次低溫冷害，使個別地塊葉片、穗部有不同程度凍害。

“小麥起壟覆膜播種機”[16]仍有待于進一步改進、完善。“小麥起壟覆膜播種機”為1膜4行種植模式專用播種機，其特點是一次完成松土（牽引動力造成的輪轍）、起壟、覆膜、播種、鎮壓5道工序，一次作業可覆3條膜，種植12行小麥，播幅240 cm，較一般覆膜播種機作業效率高。但其不足是：集雨產流帶較原先設計的參數寬50 mm；播幅較寬要求麥田平整度較高（平整度不高常存在覆膜效果差）；各種大小地塊作業完整率低（若最后播種寬度不足240 cm寬時，只能用其他播種機完成）。因此，仍有待于進一步改進和完善。

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