水分管理下冬小麥覆膜覆膜的耗水特性

0海河平原小麥自動(dòng)破膜生產(chǎn)技術(shù)【研究】水資源缺乏是海河平原（河北平原）小麥-玉米生產(chǎn)的特征性限制因素。小麥生產(chǎn)對水的剛性需求與水資源的缺乏形成了尖銳的矛盾。小麥生長時(shí)處在穩(wěn)定干旱期,生長發(fā)育對水的大量需求通過抽取地下水來滿足的方法業(yè)已造成嚴(yán)重的生態(tài)問題,因此在海河平原探索以農(nóng)田水分有效貯供和高效利用,并兼顧高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)來滿足國家對糧食剛性需求為特色的小麥新型種植方法具有特殊意義。【前人研究進(jìn)展】多年來圍繞兩熟種植制度下小麥生產(chǎn)耗水減“量”和用水提“質(zhì)”方面做了大量研究。20世紀(jì)90年代初,利用作物適度脅迫下的超補(bǔ)償對策,王樹安以正負(fù)效應(yīng)互補(bǔ)為手段創(chuàng)建了“春季一水八百斤”技術(shù),小麥耗水量降至400mm以下,實(shí)現(xiàn)了海河平原小麥水分利用效率超16kg·mm-1·hm-2的高產(chǎn)節(jié)水重大突破。隨后,在以覆蓋降蒸、減灌節(jié)水、時(shí)量運(yùn)籌、土壤耕作和群體空間配置為核心的小麥高效用水研究相繼展開,節(jié)水理論與技術(shù)取得了重要發(fā)展。但值得指出的是,由于農(nóng)田存在著劇烈的土面蒸發(fā),小麥高產(chǎn)耗水與降水稀少的矛盾至今依然無法有效解決?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】海河平原小麥生產(chǎn)在先天降水稟賦不足和后天亦無客水補(bǔ)給條件下,土壤水分有效保蓄和自然降水高效利用是減少地下水過度開采的必然選擇。實(shí)現(xiàn)全田無隙覆蓋,以保蓄土壤水分和最大限度隔絕蒸發(fā)來解決小麥水分高耗問題的新方法及其效果研究,在海河平原區(qū)尚未見報(bào)道。筆者在多年試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過微膜和小麥品種合理選配,實(shí)現(xiàn)了全田土下微膜覆蓋下冬小麥自動(dòng)破膜生產(chǎn)。本文針對土下微膜無隙覆蓋下冬小麥耗水和產(chǎn)量效果進(jìn)行研究,以求小麥生產(chǎn)有效突破水資源的剛性限制,實(shí)現(xiàn)高效用水和穩(wěn)定糧食產(chǎn)量的目的?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為海河平原解決冬小麥水分高耗問題、緩解生產(chǎn)與生態(tài)矛盾、恢復(fù)京畿水資源環(huán)境和保障國家糧食安全提供新的技術(shù)方法和理論依據(jù)。1材料和方法1.1黑龍港平原區(qū)主要生態(tài)條件田間試驗(yàn)連續(xù)3個(gè)小麥生長季在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)辛集試驗(yàn)站和河北省農(nóng)林科學(xué)院深州旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行。辛集試驗(yàn)站位于河北省山前平原和黑龍港平原的過渡地帶(37°47′58.30″N、115°17′53.23″E,海拔32m)、深州試驗(yàn)站位于典型的黑龍港平原區(qū)(37°54′12.50″N、115°42′10.94″E,海拔20m),兩個(gè)試驗(yàn)站的東西直線距離37.1km,年降水量500mm,小麥生長季平均降水量65—100mm,年平均氣溫12.7℃,地下水埋深10m以下,其主要生態(tài)條件代表了海河平原。每個(gè)試驗(yàn)站灌水均能實(shí)現(xiàn)定量,兩塊試驗(yàn)地的耕層土壤理化性狀見表1,小麥生長期間的降水量見表2。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.2.1田間作業(yè)方案2009—2011年連續(xù)實(shí)施兩個(gè)小麥生長季,試驗(yàn)設(shè)置土下微膜覆蓋+播前灌水100mm(M&BSI100)、土下微膜覆蓋+播前灌水60mm(M&BSI60)、土下微膜覆蓋+雨養(yǎng)(M&RF)、常規(guī)種植(CK)等4個(gè)處理。采用隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)面積6×6m2,共12個(gè)小區(qū)。播前灌水在前茬夏玉米收獲前7d進(jìn)行,按小麥試驗(yàn)劃定小區(qū)定量灌溉;常規(guī)種植在小麥拔節(jié)期(4月8日)、孕穗期(4月30日)和灌漿期(5月25日)灌水3次,每次灌水75mm,3個(gè)微膜覆蓋處理在播種后不灌水,不同處理之間有1m寬的觀察道進(jìn)行隔離。以“石麥15”作為供試品種(石家莊市農(nóng)林科學(xué)院提供),10月17日播種、播種量為270kg·hm-2、15cm等行距,按每公頃N270kg,P2O5135kg,K2O180kg施足底肥,肥料使用尿素、磷酸二銨和氯化鉀,整個(gè)生長季不追肥,病蟲害防治措施同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)生產(chǎn)田。田間作業(yè)程序如下:玉米收獲后將秸稈清走,均勻撒施肥料后旋耕兩遍,清理玉米根茬后對試驗(yàn)地進(jìn)行鎮(zhèn)壓、15cm等行距小麥機(jī)械條行播種、田面耱平,而后覆膜處理用幅寬2m可碎解的0.004mm厚聚乙烯吹塑微膜(山東天壯環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn))覆蓋地面,覆膜時(shí)將膜拉緊,膜面平展無皺褶,其上覆土1—2cm,以地膜全部被土覆蓋不外露、膜與膜之間不留縫隙且不重疊為標(biāo)準(zhǔn),以此實(shí)現(xiàn)小麥自動(dòng)破膜出苗和麥田的無縫隙覆蓋,隔絕田間水分蒸發(fā)。小麥播種時(shí)田間2m土體貯水量2009年為626.3—688.4mm,2010年為603.5—671.6mm。1.2.2小區(qū)小區(qū)內(nèi)2011年10月—2012年6月實(shí)施,10月18日播種,采用“石優(yōu)20”作為供試品種(石家莊市農(nóng)林科學(xué)院提供),播種量為300kg·hm-2,試驗(yàn)設(shè)置土下微膜覆蓋+拔節(jié)期灌水75mm(M&JI75)、土下微膜覆蓋+抽穗期灌水75mm(M&HI75)、土下微膜覆蓋+灌漿期灌溉75mm(M&FI75)、土下微膜覆蓋+雨養(yǎng)(M&RF)、露地+雨養(yǎng)(B&RF)、常規(guī)種植(CK)等6個(gè)處理。采用隨機(jī)區(qū)組排列,4次重復(fù),共24個(gè)小區(qū),小區(qū)面積4×4m2,四周留有0.8m寬的畦埂作為隔離帶。常規(guī)種植處理在小麥拔節(jié)期(4月5日)、孕穗期(5月1日)和灌漿期(5月22日)灌水3次,每次灌水量為75mm。施肥量、田間種植作業(yè)程序和管理措施同辛集試驗(yàn),小麥生長期間不追肥,播種時(shí)麥田2m土體貯水量為667.4—690.5mm。1.3測量設(shè)計(jì)和方法1.3.1田間耗水量mm在播前(10月16日、10月16日(辛集),10月17日(深州))、越冬(12月5日、12月5日,12月5日)、返青(3月18日、3月14日,3月11日)、拔節(jié)(4月10日、4月8日,4月6日)、抽穗(5月15日、5月10日,5月7日)和收獲(6月19日、6月15日,6月12日)等生育時(shí)期用土鉆鉆取0—200cm土層土樣,每20cm為一層,采用烘干法測定土壤含水量。小麥生育期內(nèi)用自動(dòng)氣象站跟蹤監(jiān)測降水量。觀察表明,各年度小麥季降水和灌水均未形成徑流。田間耗水量所需計(jì)算公式如下:土壤含水量(mm)=土層厚度(cm)×土壤容重(g·cm-3)×水重/干土重×10;土壤水消耗量(mm)=階段初土壤含水量-階段末土壤含水量;田間耗水量(mm)=土壤水消耗量+降水量+灌水量+地下水補(bǔ)給量-徑流量-滲漏量。因兩個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)的地下水埋深均在10m以下,小麥生長季的降水和灌水量都很少,計(jì)算公式中的地下水補(bǔ)給量、滲漏量、徑流量在此均以0計(jì)算。1.3.2單位面積穗數(shù)確定和耗水效果估算成熟后在各小區(qū)中心區(qū)域收取2×2m2的面積,從地面處收獲后并脫粒,當(dāng)籽粒晾曬至含水量13%時(shí)稱重。收獲前每小區(qū)在中心位置選取兩行,長度2m,計(jì)數(shù)有效穗數(shù),根據(jù)行距折算單位面積穗數(shù);隨機(jī)從地面處收獲50穗,考察穗粒數(shù)、千粒重和收獲系數(shù),籽粒重量歸入各自小區(qū)(注:小麥出苗后15—20d,在每小區(qū)隨機(jī)選取1m雙行3個(gè)樣點(diǎn),計(jì)數(shù)苗數(shù),折算冬前單位面積平均基本苗數(shù))。耗水效果所需計(jì)算公式如下:水分利用效率(kg·mm-1·hm-2)=籽粒產(chǎn)量/田間耗水量;凈水分利用效率(kg·mm-1·hm-2)=(處理籽粒產(chǎn)量-覆膜未澆水籽粒產(chǎn)量)/(處理田間耗水量-覆膜未澆水田間耗水量);灌溉水利用效率(kg·mm-1·hm-2)=(處理籽粒產(chǎn)量-覆膜未澆水籽粒產(chǎn)量)/灌溉量。1.4處理數(shù)據(jù)采用SAS8.0和Excel2003對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析處理。2結(jié)果2.1小麥田間耗水量變化土下微膜覆蓋下的冬小麥生育期田間耗水量顯著低于常規(guī)種植(CK),微膜覆蓋隔絕了土壤同大氣進(jìn)行氣態(tài)水分交換的通道,有效避免了水分蒸發(fā),結(jié)果是微膜覆蓋條件下的小麥耗水量為284.3—335.7mm,僅是CK耗水量的63.2%—73.7%,比CK少耗水116.1—167.9mm(表3)。播后整個(gè)生育期內(nèi)無灌溉情況下,土壤貯水是小麥耗水的主要來源,播前灌水與否和多少對土壤貯水的消耗無顯著影響,土壤貯水消耗占總耗水量的70%以上,覆膜后雨養(yǎng)2m土體供水量212.2—225.2mm,而田間耗水量的多少則取決于降水。常規(guī)條件下灌溉補(bǔ)水是小麥田間耗水量顯著增加的主要原因,灌溉使得小麥對土壤貯水和降水的消耗顯著降低,灌水消耗則成為耗水主體,其占總耗水量的48.1%—51.0%。同時(shí)深州試驗(yàn)表明,土下微膜覆蓋在不同生育時(shí)期僅灌一水75mm(M&SEI75、M&HI75、M&FI75)條件下田間耗水量在309.4—325.0mm,不同處理間無顯著差異,土壤貯水仍是耗水的主要來源,貢獻(xiàn)率在55.5%—57.6%,而灌溉水和降水所占比例僅為19.3%—24.2%,同辛集試驗(yàn)相比,生長期間的灌溉降低了土壤貯水占田間耗水量的比例。2.2不同覆蓋物耗水量表4表明,土下微膜覆蓋顯著減少了小麥返青前的田間耗水量,深州試驗(yàn)CK是覆膜的2.75—3.18倍;辛集試驗(yàn)為1.95—3.34倍,覆膜下3個(gè)不同水分處理的田間耗水量則差異不顯著。辛集試驗(yàn)由于2009年小麥冬前降雪較大和膜上固態(tài)水不能有效入滲,導(dǎo)致土下微膜覆蓋各處理播種至冬前的田間耗水量顯著高于2010年和2011年的深州試驗(yàn)。由于覆膜的減蒸保水穩(wěn)墑作用,小麥拔節(jié)后覆膜各處理的耗水速度加快,但其耗水量仍顯著小于CK。從小麥不同生育期的田間耗水量來看,與CK相比覆膜減少了小麥返青前的耗水比例,而顯著增加了拔節(jié)后的耗水比例,這為后期灌漿和產(chǎn)量形成提供了水分來源。兩地試驗(yàn)表明,覆膜雨養(yǎng)處理(M&RF)在抽穗以后出現(xiàn)輕度干旱,抽穗至收獲耗水量則小于其它覆膜處理,但減少數(shù)量不大。而露地雨養(yǎng)處理(B&RF)拔節(jié)后耗水量顯著變小,抽穗至收獲耗水量僅是其它覆膜處理的42.2%—53.1%,這表明該處理在這一時(shí)段土壤已無水可供。在本試驗(yàn)中播前灌水≥60mm或春季灌水75mm,覆膜條件下生育期未現(xiàn)水分不足。2.3不同保水處理對土壤水消耗的影響播種至冬前(圖-A),土下微膜覆蓋在于顯著減少了60cm以上土層貯水的消耗,使得0—2m土層貯水比露地(B&RF、CK)少耗21.3—28.1mm。冬前—返青(圖-B),由于凍融作用和深層土壤水上行,覆膜處理20cm土層貯水比冬前增加3.6—6.2mm,而露地則減少7.4—9.4mm;從2m土壤水變化來看,覆膜條件下0—80cm是其主要供水層,而露地土壤水消耗則在0—120cm,越冬期間覆膜處理比露地少耗土壤水27.6—38.1mm。返青至拔節(jié)(圖-C),露地處理主要供水層為0—120cm,2m土層貯水減少量露地為43.0—45.6mm,覆膜處理不足其1/2,主要供水層也比其淺60cm。從拔節(jié)上溯到播種,覆膜處理平均消耗土壤貯水51.2mm、露地平均耗水127.5mm,說明覆膜有效降低土層貯水消耗,為小麥中后期生長發(fā)育和產(chǎn)量形成提供了充分的水分蓄存,為減少灌溉節(jié)省地下水準(zhǔn)備了條件。拔節(jié)至抽穗(圖-D),CK由于在拔節(jié)期和孕穗期兩次灌水,2m土層貯水增加58.4mm,0—80cm土層增加較多、160cm以下次之。覆膜條件下,拔節(jié)期灌水(M&JI75)除40cm以上土層有1.4—9.1mm耗水外,60cm以下則有少量增加,未灌水處理(M&HI75、M&FI75、M&RF)消耗2m土壤水66.7—74.6mm。對于露地雨養(yǎng)(B&RF)處理,由于拔節(jié)前對土壤水的大幅消耗,2m土壤水供應(yīng)量顯著小于覆膜處理。這一階段中除CK外的各處理土壤水消耗都在0—120cm土層內(nèi)。抽穗至收獲(圖-E),雨養(yǎng)條件下,露地處理(B&RF)2m土體僅供水52.2mm,其中100—160cm土層供水量較大,覆膜處理(M&RF)2m土體供水105.2mm,80—140cm土層供水量較大,可見土壤供水能力愈差其主要供水層次愈深,而CK因灌漿期灌水0—100cm土層供水占該時(shí)段土壤水消耗的84.8%。對于覆膜的其它3個(gè)灌水處理,灌水后延可致2m土體貯水消耗量顯著減少,抽穗期(M&HI75)和灌漿期(M&FI75)灌水,0—140cm是其主要供水土層,以下土層貯水則幾乎無消耗,比CK的吸水層次深40cm。2.4土壤下微膜覆蓋和不同水分管理對冬小麥產(chǎn)量和水利用的影響2.4.1播前灌漿對產(chǎn)量的影響從表5可以看出,3年兩地試驗(yàn)土下微膜覆蓋處理的冬前基本苗數(shù)為常規(guī)種植CK的87.1%—92.0%,辛集試驗(yàn)冬小麥?zhǔn)?009—2010年度秋末冬初提前降大雪和冬春長期持續(xù)低溫的影響,CK出現(xiàn)部分死苗,結(jié)果為單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)在4個(gè)處理間均無顯著差異,千粒重和最終產(chǎn)量在播前灌水兩個(gè)處理(M&BSI100、M&BSI60)和CK之間亦無顯著差異;而2010—2011年度CK的單位面積穗數(shù)比3個(gè)覆膜處理高出了5.53%—7.26%,但穗粒數(shù)和千粒重4個(gè)處理間差異不顯著,產(chǎn)量在播前灌水覆膜處理與CK間也不存在顯著差異。深州試驗(yàn)表明,土下微膜覆蓋下春季1次灌水(M&JI75、M&HI75、M&FI75)可顯著提高小麥的穗粒數(shù),對千粒重則無顯著影響,而單位面積穗數(shù)則顯著降低,最終產(chǎn)量結(jié)果是覆膜條件下拔節(jié)期或抽穗期灌水處理(M&JI75和M&HI75)與CK間無顯著差異。兩地試驗(yàn)均表明CK產(chǎn)量較高,播后雨養(yǎng)產(chǎn)量降低,但覆膜雨養(yǎng)產(chǎn)量在7500kg·hm-2以上,而露地雨養(yǎng)產(chǎn)量降低的原因在于穗粒數(shù)和粒重的顯著降低,僅是常規(guī)種植CK產(chǎn)量的68.2%。綜上可見,土下覆膜下小麥播前灌水≥60mm、春季在拔節(jié)或抽穗期灌水75mm均能獲得與常規(guī)種植相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量。2.4.2不同水分處理對小麥蒸取率的影響表5表明,土下微膜覆蓋有效抑制土壤水分蒸發(fā)的作用,可顯著改善冬小麥水分利用效果。土下覆膜與CK相比,水分利用效率提高28.2%—41.0%,兩地試驗(yàn)以覆膜下雨養(yǎng)(M&RF)和覆膜并播前灌水最高,綜合評價(jià)產(chǎn)量和水分利用效率,以覆膜在抽穗時(shí)灌水75mm(M&HI75)或播前灌水100mm(M&BSI100)為最優(yōu),而覆膜下的不同水分處理間差異不顯著。凈水分利用效率反應(yīng)的是多吸收單位水量的增產(chǎn)效果,同CK相比,土下微膜覆蓋能顯著提高小麥凈水分利用效率,而覆膜下的不同水分處理相比較,辛集試驗(yàn)中以播前灌水為最高,兩個(gè)處理間差異也不顯著;深州試驗(yàn)以抽穗期灌水75mm(M&HI75)為最高,并且顯著高于其它兩個(gè)灌水處理,說明覆膜下抽穗期灌水可有效提高小麥吸水對產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)。而露地條件下,小麥雨養(yǎng)不但比覆膜多耗水,且產(chǎn)量顯著降低,以致凈水分利用效率為負(fù)值。兩地試驗(yàn)相比較可以看出,土下微膜覆蓋條件下辛集播前灌水(M&BSI100、M&BSI60)的凈水分利用效率幾倍于深州春季灌水處理(M&JI75、M&HI75、M&FI75),表明增產(chǎn)相同時(shí),土下覆膜下播前灌水增加土壤貯水比春季灌水更能節(jié)水。灌溉水利用效率表示單位灌水量的增產(chǎn)效果,土下微膜覆蓋下抽穗期或拔節(jié)期適時(shí)灌溉75mm、或播前灌水60mm以上可顯著提高灌溉水利用效率,而在小麥灌漿期灌水其利用效率為最低。而兩地灌溉水利用效率和深州春季灌水的凈水分利用效率顯著低于水分利用效率的結(jié)果,進(jìn)一步說明保蓄土壤水比灌水在節(jié)水增產(chǎn)方面更具重要性,即覆膜效應(yīng)遠(yuǎn)大于灌水效應(yīng)。3土下微膜覆蓋下產(chǎn)量—討論由于海河平原地處京畿的特殊地理區(qū)位,其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)被賦予了保證首都圈水安全和國家糧食安全的雙重任務(wù)。在先天水資源稟賦不足和后天亦無客水補(bǔ)給的形勢下,小麥生產(chǎn)必須變以水資源改造為資源適應(yīng)為主的生產(chǎn)模式,主動(dòng)適應(yīng)改變了的自然和社會(huì)資源現(xiàn)狀,減少地下水開采量、提高水資源利用效率和穩(wěn)定小麥產(chǎn)量。因此小麥節(jié)水高產(chǎn)或節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)在海河平原是一個(gè)研究已久的課題。小麥節(jié)水主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是從消耗“數(shù)量”上要減少,二是從利用“質(zhì)量”上要提效,在我國糧食供需緊平衡前提下,小麥生產(chǎn)節(jié)約用水的同時(shí)也要兼顧穩(wěn)定糧食產(chǎn)量。已有研究表明,麥田蒸發(fā)耗水占總耗水量的30%—50%,有效降低土表水分蒸發(fā)和保蓄土壤水分是小麥節(jié)水技術(shù)研究的核心。利用適度脅迫下的作物超補(bǔ)償對策,適度的水分虧缺誘使小麥用水減量提效,促進(jìn)干物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)移,提高小麥籽粒產(chǎn)量,應(yīng)視為海河平原小麥獲得節(jié)水高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要策略和手段。筆者研究創(chuàng)建的冬小麥全田土下地膜覆蓋種植新方法,通過超薄微膜和硬胚芽鞘小麥品種的合理搭配,實(shí)現(xiàn)了小麥自動(dòng)破膜出苗,解決了海河平原傳統(tǒng)地膜小麥種植由于穴播而大幅減少基本苗數(shù)和穗數(shù),膜面裸露土壤升溫造成小麥后期早衰、土壤水分快速蒸發(fā)而不能增產(chǎn)和有效節(jié)水的問題,而且由于全田相對無隙覆蓋,幾乎完全隔絕了土壤水分同大氣交換的通道,有效保蓄了土壤水分,變無效的土面蒸發(fā)為有效的葉面蒸騰。土下微膜覆蓋條件下適度灌水或播后雨養(yǎng)造成的適度水分脅迫,充分利用了小麥的超補(bǔ)償效應(yīng),有效避免了產(chǎn)量的降低,實(shí)現(xiàn)了土下微膜覆蓋下僅耗水284mm就使產(chǎn)量達(dá)到7500kg·hm-2以上、較常規(guī)生產(chǎn)少耗水116.1—167.9mm和水分利用效率提高28.1%—41.0%、達(dá)到24.03—26.53kg·mm-1·hm-2的生產(chǎn)效果,顯著優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。同時(shí),該方法由于最大限度的防止了土壤水分的蒸發(fā),而降水或灌水通過植株莖桿與薄膜間的微隙入滲,本文計(jì)算得到的土下微膜覆蓋下冬小麥的耗水系數(shù)為176.18—198.93(表5),遠(yuǎn)低于當(dāng)前報(bào)導(dǎo)的小麥蒸騰系數(shù)540,在測定膜上覆土對水的滯納量或水分入滲量后,可作為大田條件下測定小麥蒸騰系數(shù)的一種方法。近年,秦欣等和Liu等在同一區(qū)域河北吳橋的研究結(jié)果表明,海河平原小麥-玉米一年兩熟種植制度下,小麥生長期間不灌或1次灌溉,經(jīng)過夏玉米季的汛期后2m土體貯水量基本回到上年冬小麥播種時(shí)的狀態(tài),即使在降水量546mm的平水年份,2m土體還存在著少量的水分滲漏,小麥生育期間灌水越多,土壤水庫接納汛期降水的能力就越小、滲漏量就越大,所以說小麥生長期間對土壤貯水的消耗在秋季播種前已“初始化”,土體貯水“不耗白不耗”,且“過期不候”。因此土壤水分的“夏秋蓄存、春季供應(yīng)”對于海河平原小麥節(jié)水、減少灌溉量具有特殊意義,但秋后近乎飽和的土壤貯水的有效保蓄成為小麥高效用水的瓶頸。本研究創(chuàng)建的小麥全田土下微膜覆蓋種植方法大幅減少了小麥的田間耗水量,特別是從播種到拔節(jié)這一階段的耗水量,實(shí)現(xiàn)了降水的夏玉米汛期蓄積、冬小麥旱季利用的跨季節(jié)、跨作物調(diào)度并高效用水的效果。同時(shí)覆膜后雨養(yǎng)或一次灌水,加深了小麥根系的吸水深度,擴(kuò)大了土壤水庫容量,緩解了小麥水分高耗與水資源稀缺的尖銳矛盾。為了減少海河平原地下水開采數(shù)量,有人提出了改冬小麥-夏玉米一年兩熟為冬小麥-夏玉米-春玉米兩年三熟的種植制度,按此思路,在全田土下微膜覆蓋種植小麥后,機(jī)械打孔破膜種植夏玉米、翌年在夏玉米行間種植春玉米,可建立起“一膜、兩年、三用”的小麥、玉米種植模式,采用兩季玉米免耕種植、提高地膜利用效率、減少農(nóng)田環(huán)境污染。在第一季種植小麥前,若在農(nóng)田中施入足量有機(jī)肥或長效緩釋肥,不但可以增加土壤水分庫容,還可以彌補(bǔ)作物生長期間不追肥所帶來的不足。本試驗(yàn)的蓋膜和覆土過程由人工實(shí)施,如何在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用,覆膜、蓋土單項(xiàng)或一體化的機(jī)械開發(fā)和配套應(yīng)是下一步重點(diǎn)解決的技術(shù)問題。在當(dāng)前小麥覆膜節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)實(shí)踐中,甘肅省的“全膜覆土穴播小麥技術(shù)”應(yīng)用面積很大,業(yè)已形成了以甘谷縣為代表的“甘谷模式”,其技術(shù)要點(diǎn)是膜上覆土1.0—1.5cm,然后用“鴨嘴式”扎孔穴播機(jī)進(jìn)行播種,小麥從膜孔中出苗。覆膜時(shí)要求地面平整,地膜緊貼地面,膜上覆土的作用是壓緊地膜防止出苗時(shí)孔穴錯(cuò)位來提高出苗率。單位面積穗數(shù)較低的甘肅小麥產(chǎn)區(qū),應(yīng)用此技術(shù)產(chǎn)量較常規(guī)生產(chǎn)得到大幅提高。而海河平原由于春季氣溫回升快,小麥穗分化和灌漿時(shí)間均較短,穗粒數(shù)和粒重在產(chǎn)量構(gòu)成中均不占優(yōu)勢,小麥高產(chǎn)是依靠增加單位面積基本苗數(shù)和穗數(shù)來實(shí)現(xiàn)的,小麥覆膜穴播以犧牲基本苗數(shù)和穗數(shù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)水的方法在海河平原行不通。而筆者創(chuàng)新的方法與“甘谷模式”的區(qū)別在于小麥先條行機(jī)械播種,然后覆蓋超薄可降解微膜并膜上覆土,消除了膜與地面的懸空狀態(tài),小麥在膜下黑暗條件下自動(dòng)破膜出土,除解決了傳統(tǒng)技術(shù)需人工放