北方旱地冬小麦丰产的分析探讨与开发对策

    小麦是我国仅次于水稻的第二大粮食作物。北方冬麦区、黄淮冬麦区小麦生长发育期间降水仅有240～280mm，因水浇条件不济造成的旱地小麦占有很大比重，仅山东就有2000万亩左右，约占小麦总面积1/3。旱地小麦由于受条件所限，绝大多数产量低而不稳，但增产潜力不容忽视，如上世纪末山东旱地小麦高产开发最高亩产就突破690kg，假如全国都能开展挖掘旱地小麦增产潜力的活动，将对缓解农田耕地紧张，确保国家粮食安全产生具有不可估量的作用。    1 丰产栽培条件下小麦一生究竟需要多少水    小麦原产于西亚中亚，喜欢冷凉和湿润气候。从世界范围看，虽然从极圈至赤道，从低地到高山均有小麦栽培，但主要产区为欧亚大陆和北美，种植面积占世界小麦面积的90%。单从小麦产量看，高产小麦也都出现在气候适应、土壤肥沃、水源充沛的平原地区，而属于原始状态的低山丘陵、平原旱地由于受水的限制很难创造出令人欣喜的高产记录。旱地小麦水是主要限制因素。那么小麦正常生长大致需要多少水呢？1990～2000年度山东农业大学曾对济南17号、鲁麦21号做过灌溉对小麦品质和产量影响的实验。该试验说明：一是水对小麦生产至关重要，严重干旱小麦减产损失极大；二是小麦对水要求有一个合理的量，超量灌溉产量不增反降，在本试验条件下，小麦合理需水量大约每亩300立方米，折合降水相当于448mm。    2 蓄储自然降水是克服干旱威胁小麦生长的有效措施    大家知道，旱地小麦生长所需要水分一方面来自小麦生长期间的自然降水；另一方面来自小麦播种前土壤储备的水分。生长期间的自然降水不能人为操控，但土壤的自然储水量则可以采取措施加以调节，这是旱地小麦丰产栽培的关键技术，必须高度重视并认真加以解决。提出这样一种思路既符合小麦的生物学特性也有其实践依据。首先，小麦根系性特性决定了对土壤水分的利用能力。小麦的次生根主要分布在0～40cm的土层内，而初生根冬前可达1m米以上，小麦成熟期达3～4m，研究认为小麦根系对土层有效水的利用程度0～1m可达100%，1～2m可达90%。其二是土壤储水与小麦抗旱能力有确切的相关性。有研究表明，播前土壤储存100mm有效水可供小麦安全生长越冬，储水190mm可生长到拔节孕穗，350mm以上时即使生长期间无降水补充也能正常生长并获得产量。另有试验证明，旱地小麦播前1m土层如能储存150mm有效水，生长期间降水150mm便可实现产量300～400kg；降水达200mm以上，可实现亩产400～500kg。我国北方冬麦区年平均降水595mm，黄淮冬麦区达710mm，这些地区的旱地小麦如果采用恰当的耕作制度和土壤治理措施，把汛期降水尽多的利用起来，实现，1m土层内有效水存储量达150mm并不难，再加上生育期间降水，辅之地表径流拦蓄利用方法基本能满足小麦生长发育的需要。    3 缺水并不是旱地小麦唯一的限制因素    除缺水外，多数旱地小麦土壤肥力差，养分贫乏、丘陵地兼有土层薄和水土流失是产量难以提高的又一限制因素。据山东土壤普查，鲁西北和鲁西南的平原旱地土壤有机质仅为0.4%～0.6%，胶东旱地为＜0.6%，鲁中山丘旱地稍好也只有0.6%～0.8%。上述地区的土壤全氮（N）含量为0.03%～0.07%，速效磷（P）3～4mg/kg，速效钾（K）低的仅有30mg/kg，养分不足除直接影响小麦生长外，还限制土壤水分的吸收。研究认为，旱地小麦土壤养分含量与水分利用率在一定条件下呈明显正相关，养分越贫乏小麦对土壤水分的利用率越低。土壤要有良好水分、养分保蓄能力，土层和耕层必须要有一定厚度。有研究表明，旱地小麦实现丰产栽培土层厚度应当达到80～100cm，其中耕层20～30cm，两层越薄土壤储纳自然降水能力越弱，而且极易造成水土流失。山东在旱地小麦的开发中正是坚持了走活化耕层与土壤培肥、流失治理并重的路子，在实现普遍增产的基础上，还培育了一批旱地小麦丰产典型。1989年莱阳市1000亩无水浇条件的旱地小麦平均亩产445.8kg，1997年（小麦生育期降雨较丰为257.8mm）该市1.65亩旱地小麦（品种鲁麦21号）亩产达到693.3kg，同年淄博市淄川区1亩旱地小麦（品种鲁麦21号）亩产达684.7kg，为旱地小麦丰产栽培提供了成功范例。    4 旱地小麦丰产栽培的对策措施    结合上述分析，笔者认为旱地小麦丰产栽培应采取以下对策措施：    4.1 深耕蓄水 采用一年两作和两年三作相互轮换的耕作制度，为深耕创造条件。原来耕作深度对小麦的影响也是一把双刃剑，深耕宜于深层蓄墒，利于长远丰收；浅耕宜于耕层保墒，利于当季丰收。实行两种耕作制度即每3～4年轮换一次，把旱地小麦深耕的时间安排在两年三作的冬闲进行，形成蓄墒增产的良性循环。冬闲采取大犁深耕，耕深30～40cm或者更深，土壤蓄储自然降水的能力显著提高，能起到构筑“土壤水库”的作用，还可以扩大根系生长范围，增强吸收肥水的能力，小麦增产，效果可持续三年以上。结合深耕还应进行平整土地、整修地堰，控制土壤、养分、水分的流失。    4.2 培肥土壤 有机质是土壤肥力的基础，培肥土壤首先是设法提高有机质含量。迅速提高土壤有机质含量除大量施用有机肥外，还应大力推广秸秆快速堆腐还田技术。试验证明每亩每年还田250kg秸秆可维持土壤有机质不降低，还田500kg以上秸秆可逐年提高土壤有机质含量。旱地小麦丰产栽培还应注重利用化学肥料平衡和提高土壤速效养分含量，研究认为亩产500kg的旱地小麦，耕层土壤除有机质达到1.3%左右外，全氮（N）要达到0.1%，碱解氮（N）达到50mg/kg，速效磷（P）不少于20mg/kg，速效钾（K）80～100mg/kg。因此，随着土壤逐年培肥旱地小麦也要积极引入测土配方施肥技术，把三大营养元素和重要微量元素控制在最适范围内。    4.3 科学种管 科学种管应把握以下两个环节：①播种时间、方式，施肥：山东一般认为旱地小麦以冬前0℃以上积温达到550～670℃时可以形成冬前壮苗，并以此来设定播种期（泰安地区大体是9月底，10月初），但在具体操作中应坚持“抢墒不等时”的原则，不做欠墒播种、播后等雨的事，特旱年份应采取开沟、施肥、溜水、播种、盖土“五合一”的一条龙作业法，既能按期播种又能培育壮苗。旱地小麦一般实施沟播，沟距40～50cm，沟深10cm，在沟底按15cm行距播两行小麦。旱地小麦施肥采取基肥依次深施、施足的办法，有利于发挥肥效，促进增产。    ②播种量、品种：在山东一般旱地小麦应掌握每亩15万基本苗为宜，早播宜减晚播宜加，以利于创建合理的群体结构。旱地小麦要选用专用品种，一般为分抗旱耐肥、抗旱耐瘠两个类型，前者有鲁麦21号、鲁麦13号、鲁麦17号、莱农8834等，后者有晋麦33号、科红1号等。在管理上还要抓好适期镇压划锄，弥合土壤空隙，破除板结，减少水分散失。    4.4 积雨灌溉 北方地区自然降水多集中在6、7、8月份，约占全年降水总量70%，此间因雨水过分集中地表径流损失很大，若能筑窖积雨用于浇好关键水，必将对提高产量发挥重要作用。山东省肥城市的部分丘陵村镇近两年挖筑积雨窖达5000余个，水泥砌制，每个水窖雨季积水50～60立方米，足可以为一亩旱地小麦灌水一次，若改用喷灌带能浇两水之多，且能改善田间小气候，起到抑制干热风危害的作用，增产效果在20%以上。    4.5 覆膜栽培 此种措施在鲁东地区推广面积较大。分为两种方式：一是小麦全生育期地膜覆盖穴播栽培，保水增温促苗效果显著，试验资料表明亩增小麦100.8kg，增产22.8%；二是两熟周年覆盖栽培，也叫春膜秋覆，即汛期结束后就起垄覆膜，保储土壤中积蓄的水分，秋种时在垄沟内种两行小麦，翌年春天在覆膜的垄面上打孔播种两行花生，这种办法能减少降水蒸发30%～50%。据山东潍坊市农技站大面积示范，小麦平均增产30%，春套经济作物增产15%～20%，经济社会效益显著。    5 旱地小麦规模化开发的建议    综上分析，旱地小麦实现丰产栽培有其理论和实践依据，但大规模开发需要解决好两方面问题：一是认识问题。要运用典型引路的办法提高广大干部群众对开发旱地小麦可行性与重要性的认识，坚定信心和决心。二是解决投入问题。土壤深培肥、积雨灌溉、覆膜栽培等措施的落实都需要大量资金的投入，而粮食生产毕竟效益有限，单纯依靠农户投入不现实，但开发旱地小麦具有明显的社会生态效益，各级应当引起重视。要探讨建立国家、集体、农户三级投入机制的措施和办法，以解决资金困难，有条件的要引入企业、社会或外资进行集中联片开发，在合作共赢的前提下，推进旱地小麦丰产栽培的规模化开发。