黃土臺原旱地小麥機械化保護性耕作栽培體系的水分及產(chǎn)量效應(yīng)

1、第18卷第4期2002年7月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報TransactionsoftheCSAEVol.18No.4July2002黃土臺原旱地小麥機械化保護性耕作栽培體系的水分及產(chǎn)量效應(yīng)廖允成韓思明溫曉霞(西北農(nóng)林科技大學(xué))摘要:針對黃土臺原自然資源特點及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際在已有研究基礎(chǔ)上將“高留茬”、“深松耕”和“起壟覆膜溝播”3項技術(shù)有機結(jié)合組成旱地小麥機械化保護性耕作栽培體系。研究表明夏閑期采用高留茬、深松耕可以把夏閑期占小麥全生產(chǎn)年度50%的降水

2、最大限度地蓄積并保存于土壤之中較傳統(tǒng)翻耕法多蓄水約76.2mm蓄水率達55%以上在此基礎(chǔ)上種麥時再應(yīng)用起壟覆膜溝播技術(shù)既可以把夏閑期蓄積到土壤中的水分最大限度地保住又可把小麥生育期的降水量最大限度地蓄留從而使旱地小麥的水分條件明顯改善增產(chǎn)增收效果顯著是黃土臺原旱作小麥實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的一種比較理想的模式。關(guān)鍵詞:旱地小麥耕作栽培體系水分利用效率產(chǎn)量效應(yīng)黃土臺原中圖分類號:S512文獻標(biāo)識碼:A文章編號:100226819(2002)042

3、0068204收稿日期:2002201209基金項目:國家自然科學(xué)基金(30070439)國家“九五”科技攻關(guān)項目(962004205208)作者簡介:廖允成男副教授博士陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院712100Email:yunchengliao@163.com黃土臺原是黃土高原重要的地貌特征區(qū)之一面積約占黃土高原的1?10[1]是晉、陜兩省糧、果、畜的主要生產(chǎn)基地。冬小麥?zhǔn)侵匾募Z食作物其產(chǎn)量高低、品質(zhì)好壞對該區(qū)乃至整個黃土高原農(nóng)業(yè)

4、可持續(xù)發(fā)展意義重大。然而由于干旱缺水該區(qū)冬小麥一年一熟多實行夏季休閑。夏閑地也多采用傳統(tǒng)翻耕法形成裸露的地表和疏松的耕層結(jié)構(gòu)。這樣的地表狀態(tài)和耕層結(jié)構(gòu)在高溫多雨的夏季不僅會造成水土的嚴(yán)重流失而且會加劇土壤水分的無效蒸發(fā)加之土壤比較貧瘠冬小麥產(chǎn)量長期低而不穩(wěn)。為此韓思明等于20世紀(jì)80年代初便開始了機械化殘茬覆蓋深松耕作法的研究[23]陳君達、遲仁立、李立科等也進行了類似的試驗研究[4～6]。我國與澳大利亞合作在山西中南部進行的“旱地農(nóng)業(yè)

5、保護性與帶狀耕作研究”與此相似[7]。這些研究在夏閑期均有較好的蓄水、保水和防止水土流失的效果但由于殘茬覆蓋量有限加之殘茬的保水效果差在漫長的冬季不能將蓄存于土壤中的水分有效地保存而且降低了地溫因而其增產(chǎn)效果受到很大限制。目前推廣的地膜覆蓋技術(shù)雖然能提高旱地小麥產(chǎn)量但無論是甘肅的“膜上穴播”模式還是山西的“膜側(cè)溝播”模式都只是在小麥播種時才進行覆膜不能把夏閑期占小麥整個生產(chǎn)年度50%左右的降水最大限度地蓄留、保墑最終因底墑不足使地膜覆蓋

6、的增產(chǎn)效果也不能充分發(fā)揮[8]。鑒此我們針對黃土臺原區(qū)降水量少季節(jié)分布不均年際間變幅大且多大雨、暴雨的特點和大面積土壤比較瘠薄的實情在過去試驗研究的基礎(chǔ)上將“高留茬”、“深松耕”和“膜側(cè)溝播”3項技術(shù)相結(jié)合取長補短組成旱地小麥機械化保護性耕作栽培體系其主要農(nóng)藝流程由留茬、深松、翻耕和起壟覆膜溝播等環(huán)節(jié)組成該流程的各個環(huán)節(jié)也均采用相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機具。為了查明這一新的耕作栽培模式的諸多效應(yīng)我們于1999～2000小麥生產(chǎn)年度在黃土臺原所轄的陜西

7、乾縣北原進行了田間比較試驗進行其水分與產(chǎn)量效應(yīng)的研究。1試驗材料與方法1.1基本情況試驗設(shè)在陜西乾縣吳店鄉(xiāng)三合村西北農(nóng)林科技大學(xué)乾縣試區(qū)。該試區(qū)屬典型黃土臺原地貌海拔900m左右半濕潤偏旱氣候年平均氣溫10.9℃年均降水量584.2mm年際間變幅大50%左右集中在7、8、9三個月。試驗地土壤為黃土中的土善土前茬冬小麥肥力中等。試驗?zāi)甓认拈e期降水352.3mm小麥生育期降水126.1mm合計小麥生產(chǎn)年度共降水478.4mm屬干旱年份。特別

8、是從2000年4月初開始至5月底將近60d的高溫干旱少雨對小麥成穗、開花、灌漿造成嚴(yán)重影響。1.2試驗材料供試小麥品種為長武134地膜為西安市塑料86圖4麥田不同時期不同處理2m土層土壤水分比較Fig.4Soilmoisturein2msoilprofileatdifferentstageofwheatunderdifferenttillagemethods2000年4月初以后直至小麥?zhǔn)斋@長達50多d的高溫干旱少雨土壤水分消耗非常嚴(yán)重。

9、從圖3和圖4來看小麥?zhǔn)斋@后不同處理2m土層土壤含水率已無明顯差異?？梢娫诜柿Φ绕渌蛩夭怀蔀橄拗埔蛩氐臈l件下小麥產(chǎn)量不論高低到收獲時2m土層土壤水分均下降到全年的最低值。2.3不同耕作栽培體系對小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響由圖1～4不難發(fā)現(xiàn)采用不同的耕作栽培體系導(dǎo)致麥田2m土層的土壤水分狀況不同因而對小麥產(chǎn)量以及水分利用效率也產(chǎn)生不同影響其結(jié)果見表1。表1不同耕作栽培體系對小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響Table1YieldWUEofwh

10、eatunderdifferenttillagecultivationsystems處理產(chǎn)量?kghm2播種時儲水?mm收獲時儲水?mm生育期降水?mm總耗水量?mm耗水系數(shù)?mm(kghm2)1水分利用效率WUE?kg(mmhm2)1傳統(tǒng)溝播3474.0425.2255.1126.1296.20.08511.729免耕溝播3943.5458.5275.3126.1309.30.07812.750深松溝播4906.5501.4282.8

11、126.1344.70.07014.234由表1看出3種處理的小麥產(chǎn)量以深松溝播的產(chǎn)量最高較免耕溝播增產(chǎn)24.4%較傳統(tǒng)溝播增產(chǎn)41.2%。說明深松溝播已將夏閑期多儲蓄的76.2mm降水轉(zhuǎn)化為小麥產(chǎn)量水分利用效率達到14.234kg?(mmhm2)高于其它兩處理而耗水系數(shù)卻是最低使有限的降水得到了充分利用。3小結(jié)1)夏閑期實行高留茬、深松耕技術(shù)通過深松和殘茬覆蓋的雙重作用能將夏閑期占小麥全生產(chǎn)年度50%的降水最大限度地蓄住、保住是解決黃

12、土臺原區(qū)干旱缺水、提高旱地小麥產(chǎn)量的有效途徑。本年度試驗留茬深松較傳統(tǒng)翻耕多蓄水76.2mm蓄水率達55%以上。2)小麥播種時采用起壟覆膜溝播技術(shù)既能將夏閑期蓄積到土壤中的水分最大限度地保住又可把小麥生育期有限的降水最大限度地蓄住、保住即可為旱地小麥健壯生長創(chuàng)造最好的水分條件。3)由“高留茬”、“深松耕”和“起壟覆膜溝播”3項技術(shù)組成的旱地小麥機械化保護性耕作栽培體系融“深松深層儲水效應(yīng)”、“殘茬覆蓋保水、增肥效應(yīng)”和“起壟覆膜溝播聚水

13、、保水、增溫、透光效應(yīng)”于一體對改善旱地麥田水、肥、氣、熱環(huán)境條件有明顯效果因而具有顯著的增產(chǎn)、增收效應(yīng)是黃土臺原旱作小麥實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的最佳模式選擇。[參考文獻][1]李佩成包紀(jì)祥韓思明等.黃土臺原的治理與開發(fā)[M].西安:陜西人民出版社1993.[2]韓思明史俊通楊春峰等.旱地殘茬覆蓋耕作法研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究1988(3):1～6.[3]韓思明史俊通楊春峰等.渭北旱原抗旱耕作法研究[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報1988(3):2

14、5～30.[4]陳君達王興文李洪文.旱地農(nóng)業(yè)保護性耕作體系與免耕播種技術(shù)[J].北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)學(xué)報199313(1):27～23.[5]遲仁立左淑珍.土壤耕作現(xiàn)代化的探討[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究1982(1):30～33.[6]李立科.小麥留茬少耕秸稈全程覆蓋新技術(shù)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)1999(4):41～43.[7]高煥文李洪文陳君達.可持續(xù)機械化旱作農(nóng)業(yè)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究1999(1):57～62.[8]王虎全韓思明.旱地