黄土丘陵区旱地小麦膜侧条播种植模式增产效应试验与示范

马爱平等

摘 要：为高效利用天然降水资源，缓解干旱逆境因子对旱地小麦的不利影响，在山西洪洞、闻喜采用大田对比方法，开展了黄土丘陵区旱地小麦膜侧条播种植模式增产效应试验与示范。结果表明：在严重干旱年型条件下，2个试验示范点的2种覆膜种植模式均较露地条播小麦增产，2种覆膜种植模式中1膜4行优于1膜2行，2种覆膜种植模式增产的原因主要来自于穗粒数的增加和千粒重的提高；土壤水分测定表明，在小麦起身期2种覆膜模式0～60 cm土壤水分明显优于露地麦田，其中1膜2行模式的土壤水分优于1膜4行模式；该试验示范为旱地冬小麦抵御干旱逆境提供了理论和技术支撑。

关键词：旱地小麦；地膜覆盖；种植模式；增产效应；黄土丘陵区

中图分类号：S512.1 文献标志码：A 论文编号：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世纪80年代中后期以来，在全国不同地区开展了地膜覆盖小麦的种植模式研究。其间相继出现了“高寒山区冬小麦地膜盖苗技术研究”[1]，“春小麦地膜覆盖穴播节水技术[2]、调亏灌溉和底墒灌溉[3-4]技术研究”，“冬小麦膜侧条播增产机理[5-6]、垄沟覆膜集雨栽培[7-8]及增产效果[9]研究”，“春小麦全膜覆土穴播的土壤水热效应[10]研究”，“冬小麦全膜覆土穴播的产量效应[11]、效益[12]研究”以及“地膜覆盖对土壤氮的影响研究[13-14]”，以上各项试验研究从不同角度探讨了不同区域的不同地膜覆盖种植模式，解决了不同区域不同种植模式的节水、稳产、高产关键技术问题，在不同区域生产上发挥了一定作用。在晋南主产麦区以上各种植模式均有试验与示范，其中地膜覆盖穴播种植模式存在“苗穴错位”影响地膜的保墒效果，全膜覆土穴播种植模式存在地膜不易回收的问题。从近年的干旱年型对小麦生产影响看，“膜侧条播”种植模式有较好的增产增收效果，较适宜山西晋南地区，但目前推广的“膜侧条播”种植模式大都为1膜2行，该种植模式60 cm（其中种植带30 cm、覆膜带30 cm）一条带种植2行小麦（平均行距为30 cm），在多雨年型存在单位面积成穗数不足，个别区域出现增产不增收的现象。基于此，笔者于2007—2010年开展了“集雨模式对小麦产量和水分利用效率及经济效益的影响”[15]研究，探讨出集雨产流带30 cm、种植带45 cm的1膜4行种植模式，该种植模式75 cm一条带种植4行小麦（平均行距约为19 cm），该种植模式在3个试验年度中表现出良好的增产增收效果，克服了1膜2行种植模式在多雨年型条件下单位面积成穗数不足的问题。为使该种植模式尽快应用于生产，笔者相继研发了该种植模式相配套的“小麦覆膜施肥播种镇压一体机”、“小麦起垄覆膜播种机”机械。本试验示范旨在通过不同区域的试验示范进一步验证不同种植模式的增产效应和配套机具的技术参数，以期为山西黄土丘陵区旱地小麦生产提供良好的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验示范地区概况

试验示范于2012—2013年在山西洪洞县罗云村（试验示范地点1）、闻喜县赵家岭村（试验示范地点2）进行。

试验示范地点1，试验示范年度是一个严重干旱、高温和低温冷害并存的年型。海拔750.0 m，年平均气温12.0℃，≥0℃积温4608.8℃，≥10℃积温4079.5℃；小麦生育期内总降水量为115.5 mm，较近10年（2001—2011年）小麦生育期内平均降水（137.5 mm）少22.0 mm。从小麦生育阶段降水量看：除抽穗-灌浆期降水量偏高外，小麦生育期内的冬前、越冬期、返青-起身期和拔节期各生育阶段降水量均较近10年（2001—2011年）各生育阶段的降水量低；小麦生育期内的气温特点，除2012年冬前（11月份）和越冬期（12月份）气温偏低外，其他生育阶段的气温均较近10年（2001—2011年）对应的各生育阶段气温偏高；极端气温特点，小麦生育期内发生了2次低温冷害过程，分别是2013年4月6日最低温度为-1℃，2013年4月9日最低温度为-2.1℃，2次低温冷害过程使个别地块叶片、穗部出现不同程度冻害。

试验示范地点2，海拔550.0 m，年平均气温12.5℃，≥0℃积温4793.3℃，≥10℃积温4244.0℃；2012年7—9月降水量为171.1 mm，小麦生育期内降水量为142.1 mm，其中2012年10、11、12月、2013年1、2、3、4、5月降水量分别19.8、13.0、2.9，、1.5、7.4、1.5、20.8、75.2 mm。其降雨量与分布同试验示范地点1基本相同，也是一个严重干旱年型。

1.2 试验示范材料

小麦品种为‘运旱20410，微膜厚度为0.007 mm，宽度400 mm，1膜4行所用播种机为“小麦起垄覆膜播种机”，1膜2行所用播种机为“金牛2BMFP-2小麦施肥覆膜播种机”，露地条播所用播种机为“旋耕施肥播种镇压一体机”。谷物水分测量仪（PM-8188NEW，日本生产）。

1.3 试验示范设计与规模

1.3.1 试验示范设计 2个试验示范基地均设3个处理，分别是膜侧条播1膜4行种植模式，膜侧条播1膜2行种植模式（ck1），露地条播种植模式（ck2）。其中膜侧条播1膜4行种植模式为80 cm一条带，覆膜产流带 35 cm，种植带45 cm，种植带中种4行小麦，平均行距20 cm；膜侧条播1膜2行种植模式为60 cm一条带，覆膜产流带30 cm，种植带30 cm，种植带中种2行小麦，平均行距30 cm；露地条播种植模式（ck2），平均行距20 cm。

1.3.2 试验示范规模 试验示范地点1，一等地：膜侧条播1膜4行种植模式播种13.3 hm2，膜侧条播1膜2行种植模式种植20.0 hm2，2种覆膜模式播量均为300 kg/hm2，露地条播种植模式种植13.3 hm2（播量为330 kg/hm2）；二等地：膜侧条播1膜4行种植模式播种20.0 hm2，膜侧条播1膜2行种植模式种植33.3 hm2，2种覆膜模式播量均为330 kg/hm2，露地条播种植模式种植20.0 hm2（播量为360 kg/hm2）；前茬均为小麦，播种期2012年9月27日—10月2日，施碳酸氢铵1125.0 kg/hm2，过磷酸钙900.0 kg/hm2。试验示范地点2，膜侧条播1膜4行种植模式播量为300 kg/hm2，膜侧条播1膜2行种植模式播量为330 kg/hm2，露地条播种植模式播量为360 kg/hm2；前茬为玉米于9月15日收获，播种期2012年9月21日—25日，播种期表墒不足，施肥量与试验示范地点1基本相同。

1.4 调查项目与测定方法

试验示范地点1：用烘干称重法（重量百分率）分别测定起身期、灌浆期0～60、0～100 cm土壤含水量；应用农业部《全国粮食高产创建测产验收办法（试行）》实收实打一定面积。试验示范地点2：用烘干称重法（重量百分率）测定灌浆期0～60 cm土壤含水量。2个试验示范点均在成熟期对相邻地块的不同种植模式进行穗数、穗粒数调查，测定千粒重。

2 结果与分析

2.1 洪洞罗云试验示范点起身期不同种植模式对土壤水分的影响

测定结果表明：不同种植模式对土壤水分的影响不同。覆盖麦田0～60 cm土壤水分明显优于露地条播麦田，其中1膜2行模式的土壤水分优于1膜4行模式，可能是由于二者的群体差异所致（1膜4行模式群体较1膜2行模式每公顷高近450万茎数）。1膜4行模式麦田0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分别为5.2%、7.9%、9.5%、11.7%，1膜2行模式麦田0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分别为6.1%、8.5%、10.6%、10.5%，而旱地常规露地条播麦田的0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分别为4.0%、6.8%、9.0%、9.7%，1膜4行模式麦田与常规露地条播田相比，0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分别高1.2、1.1、0.5和2.0个百分点，1膜2行模式覆盖麦田与露地条播田相比，0～10、0～20、20～40、40～60 cm的含水量分别高2.1、1.7、1.6和0.8个百分点（见图1）。说明地膜覆盖对保蓄土壤水分有良好的效果，为起身期奠定了良好的水分基础。

2.2 不同试验示范点不同种植模式对灌浆期土壤水分的影响

由表1看出，不同种植模式对不同土层的土壤水分含量影响不同。洪洞罗云试验示范点：1膜2行模式在0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm各土层的水分含量均高于1膜4行、露地种植模式，这可能与1膜2行种植模式的麦田覆盖度较高相关；而1膜4行种植模式在0～20、80～100 cm土层土壤水分含量略高于露地条播模式、20～40、60～80 cm土壤水分与露地条播模式基本相当，40～60 cm土层略低于露地条播模式，出现这种现象可能与露地条播模式的群体较低有关。闻喜赵家岭试验示范点：1膜4行种植模式在灌浆期20～40、40～60 cm土层较1膜2行、露地条播模式都有较好的土壤水分，0～20 cm土层水分含量也优于1膜2行，但低于露地条播模式，为小麦中后期灌浆奠定了良好的水分基础；而1膜2行种植模式的各土层水分却不及露地条播模式。各种植模式洪洞罗云点与闻喜赵家岭点的土壤水分测定结果趋势不尽相同，这可能与绝对产量值及茬口不同有关。

2.3 不同试验示范点不同种植模式对产量的影响

2.3.1 闻喜赵家岭试验示范点不同种植模式对产量的影响 从表2看出，不同种植模式对产量的影响不同。2种覆膜模式均较露地模式增产，其中3种模式的产量大小依次为1膜4行>1膜2行（ck1）>露地（ck2），1膜4行模式较1膜2行（ck1）模式增产45.43%，较露地（ck2）栽培模式增产136.37%，1膜2行（ck1）模式较露地条播模式增产62.54%。从产量三因素看，2种覆膜模式的单位面积成穗数均较露地条播种植模式低，而穗粒数、千粒重均较露地条播种植模式高，2种覆膜模式的单位面积成穗数较低可能与2种覆膜模式的播种量偏低有关。3种种植模式的产量绝对植极低，除与生育期降水极少有关外，还与前茬作物玉米大量耗水造成播前低底较差有关。

2.3.2 洪洞罗云试验示范点不同种植模式对产量的影响

（1）理论测产结果。从表2看出，不同种植模式对产量的影响不同。2种覆膜模式均较露地条播模式增产，同时表现出二等地的增产幅度较一等地的增产幅度大，说明覆膜模式更适宜土壤肥力相对较低的土壤。其中一等地，1膜4行模式较1膜2行模式增产15.97%，较露地条播模式增产83.98%，1膜2行模式较露地条播模式增产58.65%；二等地，1膜4行模式较1膜2行模式增产14.88%，较露地条播模式增产117.75%，1膜2行模式较露地条播模式增产89.55%；一、二等地平均，1膜4行模式较1膜2行模式增产15.46%，较露地条播模式增产98.18%，1膜2行模式较露地条播模式增产71.64%。

（2）实收实打结果。2013年6月8日，由山西省农业综合开发办公室委托山西省农业科学院技术推广处，组织山西省农业厅、山西农业大学、山西省农业科学院和洪洞县农业委员会有关专家，根据农业部《全国粮食高产创建测产验收办法（试行）》对洪洞罗云试验点二等地的1膜4行种植模式试验示范田进行了现场实打实收。在试验示范区随机用联合收割机收获0.3 hm2（长94.5 m、宽32.0 m），称重并计算产量。收割前由专家组对联合收割机进行清仓检查；田间落粒不计算产量。用谷物水分测量仪（PM-8188NEW）测定籽粒水分含量，重复10次。实收测产点鲜重加权平均产量1097.1 kg，平均水分含量为23.08%，折国家商品粮贮藏标准含水量（13%）产量为969.9 kg （0.3 hm2），平均产量为3232.50 kg/hm2；课题组同时对上述户主种植的0.2 hm2露地条播种植模式产量核实，平均产量为1227.0 kg/hm2，1膜4行种植模式较露地条播种植模式增产163.4%。

3 结论与讨论

试验示范结果表明，2个试验示范点的2种覆膜模式均较露地条播小麦增产，2种覆膜种植模式中1膜4行优于1膜2行，该示范结果与亢秀丽等[15]的试验结果相一致。在严重干旱年型条件下，2种覆膜模式增产的原因主要来自于穗粒数的增加和千粒重的提高，单位面积成穗数2个试验点表现不一，其中闻喜赵家岭试验示范点和洪洞罗云试验示范点的一等地的2种覆膜模式的成穗数均低于露地条播模式，而洪洞罗云试验示范点的二等地的2种覆膜模式的成穗数高于露地条播模式。

试验示范结果表明，在小麦起身期2种覆膜模式0～60 cm土壤水分明显优于露地麦田，其中1膜2行模式的土壤水分优于1膜4行模式，可能是由于二者的群体差异所致；在灌浆期洪洞罗云点1膜2行模式除20～40 cm土壤水分与露地条播模式基本持平外，其他0～20、40～60、60～80、80～100 cm各土层的水分含量均高于1膜4行、露地条播模式，这可能与1膜2行种植模式的麦田覆盖度较高有关；而同样是灌浆期闻喜赵家岭点的1膜2行模式在0～60 cm的土壤水分却低于1膜4行和露地条播模式，仍有待于进一步研究。

试验示范年度为干旱、气温偏高和冻害并存的年型。小麦生长前中期降水偏少，小麦生育期内气温偏高（除11、12月份气温偏低外），在拔节期发生了低温冷害，特别是降水偏少与气温偏高二者结合造成了严重干旱。虽生长后期降水（2013年5月22日—23日）较常年偏高，但对旱地小麦的穗数与穗粒数的影响不大。小麦生育期内的4月上旬发生了2次低温冷害，使个别地块叶片、穗部有不同程度冻害。

“小麦起垄覆膜播种机”[16]仍有待于进一步改进、完善。“小麦起垄覆膜播种机”为1膜4行种植模式专用播种机，其特点是一次完成松土（牵引动力造成的轮辙）、起垄、覆膜、播种、镇压5道工序，一次作业可覆3条膜，种植12行小麦，播幅240 cm，较一般覆膜播种机作业效率高。但其不足是：集雨产流带较原先设计的参数宽50 mm；播幅较宽要求麦田平整度较高（平整度不高常存在覆膜效果差）；各种大小地块作业完整率低（若最后播种宽度不足240 cm宽时，只能用其他播种机完成）。因此，仍有待于进一步改进和完善。

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