小麦玉米套作水分利用研究进展

（新疆兵团第八师141团灌溉工作站，石河子市，832028） 邵辉军

农作物的间套复种能够充分利用空间，增加叶面积指数；充分利用边行优势，用地与养地相结合；充分利用生长季节，发挥作物的丰产性能；增强作物的抗逆能力，以达到稳产保收的目的。在农业生产上间套粮食作物以小麦、玉米居多，按种植区域主要分布在中国北方地区。从种植方式来说，农作物的套作与间作有较大区别，套作指在同一块田地上，在前季作物的生育后期，在其株行间播种或移栽后季作物的种植方式，它是复种的一种方式。间作是在一个生长季节内，在同一块田地上将两种或两种以上不同的作物分行或分带间隔种植。相比而言，作物套作土地利用率高于间作。

1 小麦玉米套作的水分利用特性

1.1 套作耗水量与单作耗水的加权平均差异较小

国内外众多研究结果表明小麦/玉米套作具有较好的光能利用优势和增产效果。刘巽浩（2000）、隋鹏（2000）、柴强（2002）等从光能利用率及产量方面进行了小麦/玉米套作研究，认为套作方式明显优于平播，小麦/玉米套作籽粒产量分别比单作小麦、玉米增产13.21～38.53%，年均光能利用率较单作小麦和玉米分别提高了49.67%和50.66%。为客观评价间套作物的水分利用特性,Morris等总结前人的研究成果后得出,尽管不同的间套作消耗水分绝对量因作物类型和环境条件差异很大,但与相应单作(加权平均)比较,水分消耗量的差异很小。旱地间套作物组合耗水量并非各种作物耗水量的算术累加,而是小于算术累加值,水分在共生期间具有共同使用季节和互调余缺机制。

1.2 合理的间套作具有明显的水分利用效率优势

Mandal(1986)研究表明，合理的间套作并未增加作物的需水量，但可提高水分利用效率。Morris(1993)等总结了10种间作模式的水分利用特性后发现，间作水分利用效率与单作加权平均相比可提高4～99%，大多在18%以上。毛学森（1996）、孟文（1996）、黄高宝（2002）、李凤霞（2003）、张步羽中（2004）、任根深（2008）等进行了小麦/玉米套作水分利用效率研究，结果表明套作可显著提高小麦、玉米的产量和水分利用效率，是既可提高干旱区当季降水利用率又可保留适宜底墒水平的高效种植模式。王仰仁（2000、2003）进行了作物组合种植的需水量研究，结果表明作物组合种植具有明显的节水增产增收效果，同时分析得出了作物组合种植形式需水规律的特点。高阳（2005、2007）进行了冬小麦春玉米间作种植方式下棵间蒸发规律试验，结果表明与单作小麦相比，冬小麦生育期内间作麦田土壤蒸发量增加26.00mm，作物蒸腾量减小64.81mm，蒸发蒸腾量减小40.81mm。与单作春玉米相比，间作春玉米的土壤蒸发减少了40.94mm，作物蒸腾增加了147.73mm，蒸发蒸腾量增加了106.79mm。Morris等总结发现,间套作水分利用效率较单作可增加18～99%,说明间套作具有提高水分利用效率的优势。在作物配置或者田间结构不合理情况下,套作与单作相比水分利用效率并不存在优势，但是当套作总密度高于单作时,由于水分竞争加剧而使间套作产量低于单作产量,水分利用效率降低。由此可见,套作较高的水分利用效率是建立在合理的作物组合、适宜的供水界限和种植密度的基础之上的。

2 小麦玉米套作灌溉技术

据李守谦等研究,在甘肃河西及西北绿洲区,占高产主体的小麦玉米带田灌水定额在6 750m3/hm2时,产量可达15 000kg/hm2；采用微垄沟灌技术,小麦间作玉米在灌水量为6 000m3/hm2时,产量达到12800kg/hm2,较平作增产23.7%；但杨秀英等研究提出,采用传统大水漫灌时,河西沙漠沿线区“带田”水分利用效率最高时的灌溉量为8775m3/hm2。为系统研究间作系统水分消耗特征,开发节水型带田灌溉技术,王仰仁等在玉米平作和垄作两种田间结构下研究了小麦/玉米/大豆耗水特性,结果表明,在同等施肥、灌溉水平下套作比单作产量提高了17.8～28..4%,这一研究结果为通过改善复合。苏德荣（2001）进行了春小麦-玉米间作种植的分作物滴灌试验研究，结果表明与地面灌溉相比，间作种植分作物滴灌节水48～61%，并进行了分作物滴灌间作田间耗水量、耗水规律及灌溉制度的研究，认为干旱区春小麦-玉米间作种植分作物滴灌应采用高频少量灌水。

3 研究进展分析及展望

间套复种技术应用研究在我国有着悠久的历史，获得了广泛的应用。因地制宜的开展作物的间套复种种植方式，将有效的提高当地作物产量，提高作物的单位面积种植效益。国内外小麦/玉米间套复种研究较多，在小麦/玉米间套条件下种植模式及生物特性，作物需水量与需水规律，根系的时空分布与水分利用效率关系都方面取得了较好的研究成果。但是总体而言，与单作小麦、玉米节水灌溉技术研究相比，针对小麦/玉米间套复种节水技术研究成果较少。

3.1 套作根系时空分布与水分利用效率研究

在影响作物根系生长的诸多因子中,水分是调控根系空间分布及其生理特性的重要因子之一。有关单作研究中,研究者已将这一理论广泛应用于挖掘作物本身的节水潜力上。套作作物与单作作物不同,如何通过水分供给的时空变异而调控根系,并产生对水分的互补利用需要进一步研究。

3.2 基于灌水技术改进的套作水分高效利用技术体系研究

目前,以地面改进为主的节水灌溉技术仍然是我国节水灌溉技术的主体,但如何将以垄作沟灌、小畦灌以及滴灌等技术集成到套作节水灌溉中还需进一步深入。

4 结语

农作物间套复种可以充分利用空间、时间和地力，有效的提高作物单位面积种植效益，农作物间套复种关系到国家粮食安全和区域的产业调整结构。进一步开展小麦玉米的间套复种模式研究和技术推广，提高适宜地区的土地利用率和单位面积种植效益。

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