华北平原小麦新型耕作施肥播种方式增产增效研究

摘要

华北平原是我国夏玉米-冬小麦主产区,但长期大面积免耕播种玉米和旋耕播种小麦,导致耕层普遍变浅,增产增效幅度下降,同时华北平原又是地下水严重超采区和现代节水农业发展重点区。为了打破犁底层、提高水分和养分等资源利用效率,减少耕种作业次数、降低生产成本并增产增效,本研究采用裂区试验设计,主区为前茬设置免耕玉米播种和遁耕分层施肥玉米播种2个处理,免耕玉米播种主区里设置人工施肥-旋耕-小麦条播(T1)、人工施肥-旋耕深松-小麦条播(T2)2个副区;玉米遁耕分层施肥处理主区后茬为人工施肥-旋耕-小麦条播(T3)、旋耕深松分层施肥小麦宽幅匀播(T4)2个副区处理,在分蘖期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期,对小麦生长发育、干物质积累和产量构成性状进行了调查和差异比较;最后对小麦水分利用效率和偏氮肥生产力、玉米-小麦周年总产及产出/投入比进行了分析。结果表明,T4处理模式明显能够降低0~40 cm耕层土壤容重,增加深层土壤含水率,同时优化了耕层养分分布,增加了小麦株高、分蘖、地上部干物质重量、0~40 cm耕层的根干重,进而提高了单位面积穗数和穗粒数,实现节水高产;籽粒产量表现为T4(8333.75 kg∙hm^(−2))>T3(8222.63 kg∙hm^(−2))>T2(7778.17 kg∙hm^(−2))>T1(7000.35 kg∙hm^(−2));T4、T3、T2处理分别比T1处理显著增产19.05%、17.46%和11.1%;提高了水分利用效率和偏氮肥生产力;T4处理累计全年粮食总产达19469.7 kg∙hm^(−2),超过了吨粮田(15000 kg∙hm^(−2)),产出/投入比达3.76,是华北平原玉米-小麦周年节水绿色提质增产增效的耕作模式。本文揭示了不同耕作施肥播种条件下,小麦产量形成的生长发育特征和增产要素及玉米-小麦周年增产增效特征。建议加快在华北平原示范推广“小麦旋耕深松分层施肥宽幅匀播技术”。