[科普中国]-小麦高产抗逆栽培技术（一）

小麦生长在一个开放的自然环境中，它既能够利用日光、空气、水分、土壤等环境资源构建自身，形成产量，同时在生长发育过程中会受到各种不良环境的影响，而使小麦生长发育受阻或减产。因此,针对性研究和推广抗逆栽培技术是取得小麦高产优质高效的重要课题。山西发生频率较高的气候灾害主要有干旱、干热风、冻害、霜冻等。干旱是由于麦区降水时空分布不均，蒸发量大，水土流失，土壤瘠薄，耕作粗放，而导致危害形成；干热风属小麦生长后期的高温低湿多风气候，南部冬麦区和中部冬麦区均有轻重程度不同的发生；冬冻害主要在中部麦区，南部也偶然发生;霜冻主要在南部麦区，中部冬麦区轻微。多灾是山西小麦产量低而不稳的重要原因之一。1、干旱 干旱是山西小麦生产经常性普遍性的制约因素，常年少雨导致麦田土壤水分亏缺和空气干燥，不能满足小麦生产的正常需要，影响产量。水分亏缺严重时形成旱灾，或无法下种，或停止生长、死苗，或无法抽穗，或子粒秕瘦，造成减产或绝收。1.1山西麦田干旱的主要特点 山西麦田以旱地为主，占到小麦总面积的60％～70%。旱地麦田多分布在丘陵、山区的垣、坡薄地区，产量往往决定于生育期降水量和非生长季节的土壤蓄水状况，相关性非常高。水浇地麦田的灌溉措施，在干旱年也受水源减少限制，浇灌次数、灌溉面积减少，产量降低，所以山西每年的小麦产量相当大程度受干旱的左右。干旱现象主要表现为降水总量不足（年降水量在400～650毫米之间），蒸发量大（年蒸发量为1100～1200毫米，干燥度为5～4间），季节间降水不平衡，年度间、季节间降水变率大。另外地形地势造成的水土流失也加剧了干旱危害。山西干旱既有土壤干旱，也有大气干旱，或土壤干旱、大气干旱同时发生。土壤干旱是因长期缺少降水或灌溉引起麦田土壤水分亏缺，小麦无法得到正常的水分供应。麦苗长时间供水不足，或造成可恢复的暂时萎蔫，或造成永久性萎蔫（部分叶死亡，或苗死亡），制约麦苗生长发育。根据土壤湿度（土壤含水量和土壤田间持水量表示）将麦田土壤分为极旱、重旱、轻旱。各种干旱程度的土壤含水量（%）和田间持水量（%）指标如下：土壤干旱是干旱气候（缺雨、大量蒸发）长期积累的结果。大气干旱指在1天到几天时间里形成的干热风天气，特点是大风、温度高和湿度低，麦苗根系吸收水分不能满足麦株蒸腾水分的消耗，植株体内水分失衡，便造成茎叶的暂时萎蔫或穗部、芒、花器、叶尖部分失绿、干枯。大气干旱常常伴有土壤干旱。大气干旱多发生在小麦灌浆期的5月中旬至6月上旬，以南部麦区的临汾盆地、运城盆地发生严重，以干热风形式表现。中部麦区要轻，多以6月收获前的高温逼熟形式表现。大气干旱严重影响小麦籽粒灌浆，降低千粒重。按小麦生育季节，把干旱分为秋旱、冬旱、春旱、伏旱或两季连旱。伏旱会降低伏天雨季土壤贮水总量，对小麦全生育期供水形成不利影响。秋旱影响小麦备耕、播前整地、及时下种，严重时无法下种，或播后出苗不全，苗小苗弱。若伏旱连秋旱对小麦播种和前期生长影响更大。春旱的发生频率最高，对冬小麦春季返青、分蘖、拔节、穗分化不利，降低穗数和穗粒数。初夏的干旱直接影响小麦灌浆、降低粒重，冬天少雨雪引起的干旱会加剧冻害。在以上各季节干旱中，伏旱发生机率要低，但影响最为深远，伏旱使旱地麦田的土壤蓄水减少，从而影响全年土壤底墒。农谚“麦收八、十、三场雨”，一定程度上反映小麦对降雨的季节性需求规律，倘若关键季节缺水干旱，将会严重影响小麦生长和产量。两季连旱也时有发生，但机率要低。山西冬小麦生产与降水季节并不同步，干旱危害是规律性的。冬小麦全生育期降水为220～300毫米左右（占全年总降水量的50%～60%），生育期降水总量不足。出苗至拔节期降水平均200毫米，但低于100毫米年份达40%左右。拔节至开花期是小麦需水盛期，需水量180毫米左右，而此期间降水仅平均为50毫米。开花至成熟期小麦需水170毫米，而降水平均为70毫米。由此可见，小麦季节性干旱十分突出。其原因是山西属大陆性季风气候，冬春受大陆干冷气团控制，降水稀少，夏季东南暖温气流西进，降水集中，季节分布明显。各季降水占总降水比例为春季15%～20%，夏季50%～60%，秋季为20%～30%，冬季为2%～3%。季风交替运动变化年际间差异很大，造成各年度间降水、各季节间降水变化大，往往容易形成干旱危害。1.2干旱对小麦生长发育的不利影响 干旱对小麦危害表现为破坏植株的水分平衡，根系吸收的水分满足不了植株蒸腾的水分消耗和正常生命活动的需要，影响了小麦的光合作用、呼吸作用、物质运输等正常生理活动，植株生长受到抑制。干旱形成麦苗萎蔫，轻者供水后可恢复，严重水分亏损会发生不可恢复的永久性萎凋，最后枯干即出现干旱死苗现象，更多常见的是干旱造成的植株弱小、生长发育受阻、穗少穗小粒秕、产量降低。幼苗期干旱，土壤水分降到10%以下，降低种子发芽率，出苗期延长，出苗后不分蘖，次生根生长受抑制，叶窄、叶色浅灰色，越冬期不耐冻。春季返青晚，叶片由浅灰色到枯黄，不分蘖不长次生根，萎蔫严重时会死苗。起身、拔节、孕穗期干旱，会降低分蘖成穗率，麦田穗数减少，严重时不拔节不抽穗；节间短，株高降低，中部叶片窄小，下部老叶早枯；穗分化受阻，花粉母细胞的四分体时期是水分敏感期，水分亏缺可造成小花大量退化，使穗粒数急骤减少。灌浆期干旱，会使中下部叶片过早干枯，上部叶片萎蔫，叶尖、芒、顶部小穗青干，光合作用和灌浆过程受阻，提前青干逼熟，籽粒秕瘦，粒重降低。各生育期不同的干旱程度，对整个生长发育影响是不同的。干旱过程是降低生物产量、降低籽粒产量的过程。1.3防御和降低干旱危害的主要栽培技术措施 在研究认识干旱规律的基础上，针对山西干旱的环境条件，采取相应的抗逆栽培的技术路线主要包括：一是选育抗旱品种，调整好种植制度，适应当地的水资源条件，趋利避害，利用好有限的水分条件；二是大力改善麦田水分环境，平田整地，治理水土流失，培肥土壤，加深耕层，提高蓄水保墒能力。发展农田林网防护，兴修水利，开发地下、地面水源，实施节水灌溉等；三是实施抗旱耕作栽培和节水栽培，提高水分利用效率。1.3.1麦田改造和深耕培肥 旱地麦田主要分布在丘陵、旱垣、坡地，水土流失严重，土壤瘠薄。土石山区耕层浅，限制土壤对自然降水的接纳和贮存。要因地制宜进行平整土地，垣旱地“里切外垫”，丘陵区整修“等高田”，山区修筑“梯田”，减少地表径流拦蓄降水。据研究，水平梯田比坡耕地土壤含水量可提高6%～10%，径流减少70.7%,拦蓄降水效果显著。通过深耕或深松打破犁底层，结合培肥，改善土壤结构，增强保水能力。培肥深耕措施包括：增施有机肥，提高土壤有机质含量，达到以肥蓄水、以肥调水的作用；留高茬收割，秸秆还田；增施氮磷化肥，轮作倒茬，种植豆科绿肥，以及适度休闲恢复地力等等。闻喜县东官村调查，伏深耕配合增施有机肥及氮磷化肥配施，0～200厘米土层的贮水能力可提高14%以上，实现播前土壤含水量400毫米以上。1.3.2合理布局抗旱品种 小麦品种间对干旱适应性和水分利用率差异很大。所以筛选、培育、应用好抗旱品种是旱地高产稳产的重要措施。抗旱品种一般表现为冬性强，出苗能力强、小麦分蘖多，根系发达；中期抗旱主要表现为拔节、抽穗能力强；后期抗旱表现为灌浆快，落黄好，抗干热风。植株形态上，表现为叶片大小适中、叶色浅，株高适中。各麦区品种布局上，对品种要求有所不同：中部麦区要求强冬性，山区要求更耐瘠薄；南部麦区要求强冬性、冬性，品种产量潜力要大。平坦肥厚旱地，要求丰产抗旱品种，而山区薄旱地，要求耐旱耐冻稳产。另外，为了适应丰水（雨）年和少水（雨）年的年际变化，可以实行根据降雨年型确定品种或丰、抗品种搭配用种的办法。比如：伏期（7～8月）降雨达到250～300毫米，当年安排以高产抗旱品种为主；伏期降雨200毫米以下时，当年播种以抗旱丰产品种为主；伏期雨量属常年时，品种搭配以地力为基础，高产抗旱品种和稳产抗旱品种各占一定比例。这样可以最大限度地保证丰水（雨）年能增产，干旱年少减产，实现年际间的产量稳定。1.3.3耕作保墒 休闲期蓄水保墒耕作是抗旱基本措施之一。山西雨季在7、8、9月，旱地休闲麦田6月份麦收后，应及早灭茬深耕，雨后早犁细耙，以便滴雨归田，内张外合，表土封口防蒸发，上虚下实无疙瘩。也可以进行深松、免耕覆盖，同样可以达到纳雨保墒效果。播前备耕整地要注意播种前的9月份降水减少，所以备耕要早，早施肥早整地，浅耕多耙。伏雨少的干旱年份播前整地应以深耙重耙代替耕犁，墒情差的麦田切勿旋耕，力争把耕作中的水分消耗降低到最小程度。抗旱播种可采取抢墒播种等方式。冬春耕作的核心是保墒。冬前应普遍耙耱、镇压，疏松表土，弥补裂缝，减少坷垃；春天顶凌耙地，可减少春季升温风大耗墒，或结合锄草进行锄地。如早春表土过干时，亦可镇压提墒，助苗返青。1.3.4麦田覆盖 包括秸秆覆盖和地膜覆盖。秸秆覆盖一种方法是休闲期在裸土上覆盖麦草或豆科牧草，形成太阳辐射与土壤之间的隔离层，使休闲期的土壤水分循环，由全开放式变为封闭、半封闭，既降低了地表温度，又减少了土壤水分的蒸发；第二种覆盖方式是在小麦苗期将切短的麦秆在越冬前均撒在麦行间（春季清垄），可减少土壤水分蒸发消耗，使春季土壤含水量提高4%～5%。地膜覆盖保墒效果更好，无论是全覆盖（膜上穴播）和半覆盖（膜侧条播），均比不覆盖减少土壤水耗50%，田间水分利用率提高30%，可增产10%～15%，适宜大面积推广应用。1.3.5集水补灌 无论垣、坡、山丘旱地各类麦田，均可在地头路边打旱井，收集伏天雨季降雨的径流水。在小麦拔节等生长关键期小水补浇，旱年救苗，丰年增产。1.3.6轮作倒茬养地 在中部麦区旱地和南部麦区的薄旱地、坡旱地一般采取夏季休闲方式蓄墒养地，保证来年小麦收成。在南部麦区旱垣地、丘陵梯田旱地麦田，降水保证率较高，地力肥厚蓄水能力强，可灵活采取轮作倒茬方式达到抗旱增产目标。种植豌豆、油菜、苜蓿等养地作物，减少水分消耗，增加有机质含量改善土壤结构。编辑：马飞 审核专家：山西省农业技术推广站研究员 董方红