王 帅,孙 敏,任爱霞
(山西农业大学农学院,山西太谷030801)
山西省地处黄土高原,海拔高,土层深厚,光照资源充足,年均辐射量为501.6~668.8 kJ/m2,昼夜温差较大,光合有效积累率高,对于农作物生产有着得天独厚的优势,是全国少有的优质强筋小麦生产区。作为山西主要粮食作物的冬小麦,在夏粮生产中起着决定性作用,播种面积及产量占到全省粮食作物产量的30%左右[1-2]。因此,小麦生产状况对山西的农业和社会经济发展有着重要的影响[3]。近年来,随着国家加大对农业生产的投入,山西省冬小麦种植管理技术取得了长足的进步。但山西省小麦生产依然存在成本高、效益低、单产增长缓慢、播种面积大幅缩小、供需缺口持续加大、优质麦生产加工滞后等问题[4],这已严重威胁到全省的粮食安全。因此,推广秸秆还田、提高土壤肥力、发展地膜小麦和节水灌溉、保证稳定增产、完善社会服务体系、提高农民基本素质、充分发挥科技生产力[5],已成为全省的重要任务。
本研究针对山西省冬小麦第一种植大县闻喜县的种植管理技术进行调查,并对冬小麦种植管理提出一些合理化建议,从而优化山西省冬小麦的种植管理,使山西省冬小麦产量上升一个新台阶。
闻喜县位于山西省境西南,运城盆地北部,面积1 164 km2。它三面环山,地势西北、东南高,中间低,气候属典型暖温带大陆气候;年均气温12.5℃,1月气温-3.2℃,7月26.5℃;年降雨量506 mm,降雨[6]主要集中在7—9月,占全年降雨量的60%以上;无霜期190 d。该县冬小麦一般于9月下旬到10月上旬播种,第2年6月上中旬收获。2013年10月上旬,山西农业大学农学院高志强团队在闻喜县随机抽取4个乡,每个乡随机选择3个村,每个村随机调研10户,共120户,其中,30户是旱地,90户是水地,对其冬小麦种植情况进行了调查。
本研究调查内容包括:农田基本条件、整地、播种、病虫草害及防治情况、小麦肥水田间管理、产量、秸秆处理等情况,并对小麦种植面积、前茬作物、产量、耕地方式、播期播量、施肥量、施肥时期和灌溉次数进行分析。其中,经济效益=年度总收入/年度总投入。数据采用Excel进行统计。
2.1.1 调研区冬小麦种植面积分布 调研区冬小麦总种植面积为66.25 hm2,其中,90户种植的是水地,种植面积为47.48 hm2;30户种植的是旱地,种植面积为18.77 hm2。
从表1可以看出,2013年26.7%的农户冬小麦种植面积处于0.33 hm2以下,54.2%的农户冬小麦种植面积介于0.33~0.67 hm2之间,19.1%的农户冬小麦种植面积达0.67 hm2以上。可见,冬小麦人均种植面积较小,集约化程度不高,说明农户种植冬小麦的积极性不高。
表1 调研区冬小麦种植面积分布
2.1.2 调研区冬小麦产量分布 调查表明,农户冬小麦平均产量为3 809.37 kg/hm2,其中,旱地小麦的平均产量为1 870 kg/hm2,水地小麦的平均产量为4 455.833 kg/hm2。由表2可知,43.33%的农户冬小麦产量低于3 000 kg/hm2(所有旱地小麦产量均在该范围内),21.67%的农户冬小麦产量介于3 000~5 000 kg/hm2之间,26.67%的农户冬小麦产量介于5 000~6 000 kg/hm2之间,8.33%的农户冬小麦产量高于6 000 kg/hm2。说明2013年冬小麦产量明显偏低,这是由全年降雨量少、过于干旱造成的。
2.2.1 调研区前茬作物分布 从表3可以看出,前茬作物种玉米的占总数的91.67%,种黑豆与油葵的均占总数的0.83%,种向日葵的占总数的4.17%,没有种前茬作物的占总数的2.50%。可见,调研区的大部分农户种植的前茬作物都是玉米,种植结构比较单一。
表3 调研区前茬作物分布
2.2.2 调研区冬小麦耕作方式分布 从表4可以看出,28.33%的农户采用耕翻(深度20 cm左右),69.17%的农户采用旋耕(深度12 cm左右),采用免耕、免耕—旋耕的轮作方式和旋耕—翻耕的轮作方式的农户均占总数的0.83%。可见,大部分农户常年采用单一的耕作方式(旋耕、耕翻或免耕),而仅有2户采用轮作的耕作方式。从长远来看,常年使用单一耕作方式会破坏土壤结构,使肥力下降,农户应采用多种耕作方式轮作的方法,使土地得到有效的休养。
表4 调研区冬小麦耕作方式分布
2.2.3 调研区冬小麦播种方式分布 由表5可知,水地小麦均采用条播,旱地小麦均采用膜际条播,农户的播种方式比较单一。
表5 调研区冬小麦播种方式分布
2.2.4 调研区冬小麦播量分布 旱地小麦的平均播种量为101.3 kg/hm2,水地小麦的平均播种量为222.25 kg/hm2。
从表6可以看出,15.83%的农户冬小麦播量低于105 kg/hm2,25%的农户冬小麦播量介于105~150 kg/hm2之间,41.67%的农户冬小麦播量介于150~225 kg/hm2之间,13.33%的农户冬小麦播量介于225~300 kg/hm2之间,4.17%的冬小麦播量高于300 kg/hm2。当地多年试验表明,旱地小麦播量为75~105 kg/hm2时较适宜,水地小麦播量为150~225 kg/hm2时较好。可见,有部分农户存在小麦播量过多的问题,这会影响小麦的产量。
表6 调研区冬小麦播量分布
2.3.1 调研区冬小麦养分平均用量 由表7可知,调研区冬小麦氮平均用量为264.62 kg/hm2,磷平均用量为159.54 kg/hm2,钾平均用量为29.61 kg/hm2。这说明调研区氮肥平均用量较多,应适当减少施用量;磷肥施用量适中;而由于该地区土壤含钾量较高,故较少的钾肥投入量是非常合理的。
表7 调研区冬小麦养分平均用量
从表7还可以看出,调研区水地氮、磷、钾的平均投入量分别为 292.73,179.22,19.73 kg/hm2,旱地氮、磷、钾的平均投入量分别为180.30,100.50,59.25 kg/hm2。总体上来看,水地的肥料投入要远远高于旱地的肥料投入,这可能是因为限制旱地小麦产量的主要因素是水分。旱地的钾肥平均施用量高于水地,这是由于旱地多施用复合肥的缘故。除了进行秸秆还田外,所施肥料均为化肥,没有施用有机肥。
2.3.2 调研区氮、磷肥投入分布 从表8可以看出,4.17%的农户氮肥投入偏低,36.67%的农户氮肥投入适中,59.16%的农户氮肥投入偏高。可见,大部分农户氮肥投入偏高。
表8 调研区氮肥投入分布
由表9可知,10.83%的农户没有施用磷肥,5.83%的农户磷肥投入偏低,37.5%的农户磷肥投入适中,45.83%的农户磷肥投入偏高。可见,调研区的农户磷肥投入分布很不均匀,只有少部分的农户磷肥投入适中。
表9 调研区磷肥投入分布
2.3.3 调研区冬小麦种、追肥养分数量及比例 从表10可以看出,调研区施用种肥量很大,而追肥却较少,种、追肥比例极不协调,应在小麦适当生育期增加追肥量,这样能有效利用肥料,促进小麦的生长发育。
表10 调研区冬小麦种、追肥养分数量及比例
由表11可知,调研区农户总共灌水230次,平均每户灌水1.92次;产量低于3 000 kg/hm2的农户共灌水54次,平均每户灌水1.04次;产量在3 000~5 000 kg/hm2之间的农户共灌水58次,平均每户灌水2.23次;产量在5 000~6 000 kg/hm2之间的农户共灌水89次,平均每户灌水2.78次;产量高于6 000 kg/hm2的农户共灌水29次,平均每户灌水2.9次。可见,水分是限制小麦产量的重要因素,适当增加灌水次数可显著增加小麦产量。
表11 调研区冬小麦水分投入情况
从表12可以看出,26.67%的农户经济效益低于0.5,45.83%的农户经济效益介于0.5~1.0之间,25.00%的农户经济效益介于1.0~1.5之间,2.50%的农户经济效益高于1.5。可见,调研区农户的经济效益普遍不高,只有3户的经济效益高于1.5。
表12 调研区农户冬小麦种植的经济效益分布
本次调查分析结果表明,冬小麦种植户存在着种植面积小,集约化不高,前茬作物种植、耕作模式与播种方式单一,部分农户播量过大等问题。农户种植面积小造成劳动力的极大浪费,应推广大农场模式,引入高新技术,从而推动农业产业化。前茬作物种植单一,极大加重了土地负担,使土壤肥力下降,应轮换种植不同作物,从而保护耕地。连年旋耕播种而不进行深翻或深松,这样易形成坚硬的犁底层,影响根系下扎、降水下渗,不利于高产[7],故应改变耕作模式,采用旋耕与深翻、深松相结合的方式。农户播种方式单一,可以根据土壤水分条件的不同而采用不同的播种方式,如全膜覆土穴播,提高小麦产量。播量过大会致使麦苗冬前过旺,无效消耗水分和养分[9],故应适量播种。
从调查结果还可看出,农户常年施用化肥,没有配施有机肥;大部分农户的氮肥施用量过高;磷肥虽然平均用量适中,但其投入分布很不均匀;农户追肥量过少,种、追肥比例不均衡。农户常年施用化肥会使土壤肥力下降,故应配施有机肥。氮磷肥施用应合理,纯氮用量为150~180 kg/hm2为宜,P2O5用量为120 kg/hm2。农户常年施用氮肥会使土壤酸化[10],配施磷肥对小麦生长具有明显的促进作用,并影响氮代谢有关酶活性,进而影响小麦产量和品质[11-12],故应合理配施磷肥。基于冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移是可行的,氮肥后移可节省氮肥30%,是较为理想的施氮方式[13],故应适当增加追施比例,使种、追肥比例合理。此外,2013年小麦产量出现明显下降,是由于全年降水过少所致,适当增加灌溉量和灌溉次数可明显提高小麦产量,这与任三学等[14-15]的研究结果一致。农户种植小麦的经济效益明显偏低,国家应加大小麦种植投入,引导农民积极种植小麦,保障国家粮食安全。农民出售小麦方式单一、利润不高,国家应加大对小麦加工企业的扶持力度,对小麦进行深加工,使小麦生产更加市场化,提高小麦生产利润。
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