黃淮海北部平原區(qū)資源節(jié)約型種植制度研究.pdf

1、黃淮海平原區(qū)是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面臨各種效益沖突的典型地區(qū),有限的水、肥、耕地資源能否可持續(xù)利用直接關(guān)系到該區(qū)乃至全國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展資源節(jié)約型農(nóng)作制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)以及該區(qū)農(nóng)業(yè)資源高效利用和保證糧食安全的重要途徑。因此,從資源合理高效利用和可持續(xù)發(fā)展角度考慮,在該區(qū)開展獲取典型區(qū)域不同作物生長(zhǎng)基礎(chǔ)參數(shù)的田間試驗(yàn)研究顯得十分必要,這能為我們探索構(gòu)建資源節(jié)約、高效利用的種植制度與配套技術(shù)體系提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。
　　 研究以河

2、北省吳橋縣為試驗(yàn)基地,開展了節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)地等資源節(jié)約、高效利用試驗(yàn),系統(tǒng)研究了不同灌溉模式、施肥模式、水肥模式對(duì)冬小麥-夏玉米的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、耗水特征、水肥利用的影響,并比較了不同種植模式下各種作物的產(chǎn)量、資源利用及經(jīng)濟(jì)效益等,目的是篩選適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的比較效益最優(yōu)的節(jié)水灌溉模式、節(jié)肥模式、水肥高效利用模式和種植模式。研究的主要結(jié)果如下:
　　 1.節(jié)水灌溉模式試驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)三種灌溉模式下,冬小麥全生育期對(duì)土壤水的消

3、耗隨灌溉量的增加而減少,夏玉米季總耗水量隨冬小麥季灌溉量的增加而增加。澆兩水(底墑水+拔節(jié)水,W2)處理和澆三水(底墑水+拔節(jié)水+灌漿水,W3)處理周年作物總產(chǎn)量均顯著高于澆一水(底墑水,W1)處理,增幅分別為8.7％和12.5％。W2處理冬小麥水分利用效率(WUE)比W3高11.1％,而其夏玉米水分利用效率(WUE)與W3處理差異不顯著。W2和W1處理的周年水分利用效率(WUET)分別為21.28和21.60 kg／mm／hm2,比W

4、3處理分別高7.8％和9.4％。綜合周年產(chǎn)量、耗水量和水分利用效率,W2是較好的節(jié)水豐產(chǎn)灌溉模式。(2)不同冬小麥品種間節(jié)水潛力有較大差異。相同灌溉量下,石麥15的產(chǎn)量均高于濟(jì)麥22,其中石麥15澆二水處理(T22)的WUE最高,達(dá)20.22 kg／mm／hm2,比濟(jì)麥22澆二水(T12)高21.9％,比濟(jì)麥22澆三水(T13)高7.4％。這說明,石麥15有一定的節(jié)水高產(chǎn)優(yōu)勢(shì),在水資源緊缺的黃淮海北部平原區(qū)將適宜的品種與優(yōu)化的灌溉相結(jié)合

5、,有利于冬小麥當(dāng)季節(jié)水增產(chǎn),且冬小麥季進(jìn)行節(jié)水栽培(W2)能保證周年作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和較高的水分利用效率。
　　 2.節(jié)肥模式試驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)節(jié)肥方案1(FS1:冬小麥、夏玉米均每公頃基施純 N、P2O5、K2O分別為:157.5kg、138kg、112.5kg)的冬小麥長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較好,產(chǎn)量最高,達(dá)7897.6kg／hm2,顯著高于其它四種施肥模式。FS1模式下冬小麥的WUE最高,比CK(不施肥)的籽粒WUE、生物WUE和WU

6、E1分別提高57.7％、43.9％和27.0％。FS1較其它四種施肥模式的氮素生理效率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)效率都保持了較高水平,表明FS1模式對(duì)提高冬小麥氮肥效應(yīng)有顯著作用。(2)FS1模式下冬小麥-夏玉米的總產(chǎn)量高于其它四種模式。周年籽粒WUE以FS1模式為最高,周年氮肥農(nóng)學(xué)效率以FS1最高。結(jié)合耕層土壤養(yǎng)分含量在不同施肥模式下的變化,FS1施肥模式綜合效應(yīng)較好,優(yōu)于其他模式,該模式保證了冬小麥-夏玉米的高產(chǎn)和高水肥利用效率并且較

7、好的改善了土壤養(yǎng)分含量,效益顯著。
　　 3.水肥模式試驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)五種水肥模式(分別為水肥方案A、B、C、D、E)周年實(shí)際總產(chǎn)量表現(xiàn)為:A>D>B>C>E,相對(duì)于E,A、D、B、C模式分別提高的幅度為23.3％、11.34％、8.04％和6.19％。(2)冬小麥-夏玉米周年總耗水量隨冬小麥季灌水量的增加而增加,A模式達(dá)最高為938.8mm,比D模式高出129.9mm。周年籽粒WUE以D模式最好,為22.57kg／mm

8、／hm2,比A、B、C、E四種模式分別高出10.5％、13.4％、8.7％和13.9％,表明冬小麥季澆返青水的B模式只是增加了總耗水量,對(duì)產(chǎn)量的增加和水分利用效率的提高幾乎無貢獻(xiàn)。(3)周年氮素生理效率,D模式稍高于其他模式,但五種模式基本相同。周年氮肥偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為D>C>E>A>B,表明,D、C的氮肥評(píng)價(jià)效應(yīng)要好于A、B、E,而D模式相對(duì)C要更勝一籌。從經(jīng)濟(jì)、節(jié)水的角度綜合來看,水肥投入均較少的D模式(冬小麥一底一拔節(jié)水+氮肥一底一

9、追配合夏玉米氮肥一底一追)為最佳水肥高效利用模式。
　　 4.種植模式試驗(yàn)研究結(jié)果表明:(1)一年兩熟制三種模式的年平均產(chǎn)量大于兩年三熟制三種模式的年平均產(chǎn)量,大于一年一熟制的春棉花。兩年內(nèi),一年兩熟制的冬小麥一夏玉米模式的總產(chǎn)量最高,顯著高于其他種植模式。(2)三種熟制兩年總耗水量表現(xiàn)為:一年兩熟>一年一熟>兩年三熟,以兩年三熟最為省水。七種模式總WUE以冬小麥-夏玉米最高,達(dá)到18.0kg／mm／hm2,春玉米→冬小麥-夏玉

10、米次之,為16.6kg／mm／hm2。(3)從用水效益來看,研究區(qū)一年一熟制的春棉花和一年兩熟制的冬小麥—夏玉米經(jīng)濟(jì)效益最大。(4)從產(chǎn)投比考慮,兩年內(nèi)春棉花、春玉米→麥-玉和冬小麥—夏玉米三種模式較好,其中,春棉花模式產(chǎn)投比最高達(dá)2.71,且兩年內(nèi)系統(tǒng)純收益也以這三種模式顯著高于其它四種模式。(5)綜合分析表明,適合研究區(qū)的種植模式為:一年兩熟制的冬小麥-夏玉米、春棉花單作,兩年三熟制的春玉米→冬小麥-夏玉米,而其它四種模式因各方面的