海河平原冬小麦节水超高产栽培技术体系研究与应用

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1、海河平原冬小麦节水超高产栽培技术体 系研究与应用李雁鸣河北农业大学国家“粮食丰产科技工程”河北省项目区1汇报提纲1、研究背景2、研究工作情况 3、主要结果 4、讨论和小结 21、研究背景3海河平原又称河北平原，绝大部分在河北省境内，是我国采用冬小麦夏玉米种植制度的重要区域。与相同种植制度的黄淮平原相比，光热资源不足，气候更为干旱，提高小麦产量的技术难度更大。信阳1000 mm5500 650 mm5200 邯郸550 mm5000 500 mm4400 保定500 mm4800 0积温年降水量郑州石家庄n n 与河南、山东相比：与河南、山东相比： 0 0光合有效辐射少光合有效辐射少200240

2、 200240 MJ/mMJ/m2 20 0积温少积温少500900500900平均年降水少平均年降水少150200 mm150200 mm亩均水资源少亩均水资源少55192 m55192 m3 31.1 气候概况41.2 海河平原冬小麦超高产的产量指 标 张建平等（1995）测算，河北省的小麦亩产量潜力在600 kg以上。 据单玉珊（2001）按冬小麦光温生产潜力（Yt）的划分，河北省小麦超高产（0.75 Yt）的平均水平为485 kg/亩。其中，藁城市冬小麦光温生产潜力为670 kg/亩，即502.5 kg/亩以上即为超高产。 但根据目前北方麦区公认的标准，一般是以亩产600 kg以上为超

3、高产。 51.3 研究基础 20世纪末期，河南、山东等地就对黄淮麦区超高产冬小麦品种生育特性、高产途径及栽培技术进 行研究，并在本世纪初形成较完善的技术体系， 对海河平原麦区的相应研究则起步较晚。 2003年以前，河北省主要对亩产400500 kg产量水平的小麦生育规律和栽培技术进行研究。 2004年开始，开展了冬小麦超高产典型创建、技术完善、机理探讨的一系列工作，并在小麦生产 中实现大面积应用。 62、研究工作情况 72.1 总体思路 围绕小麦生产发展的技术需求，研究确定小麦节水超高产 的原理和关键技术； 针对两熟高产区生态条件， 研究确定实现小麦超高产的 接茬方式； 生物学规律与技术调控效

4、应 研究相结合，创建冬小麦节 水超高产栽培技术体系； 通过技术体系应用推广，实 现小麦产量新突破。82.2 技术方案总体技术路线播种期、播种方 式和密度研究水分与氮磷钾 互作研究小麦/玉米复合 群体研究冬小麦节水超高产 栽培技术体系协调群体与个体关系协调节水节肥与超高产关系协调小麦与玉米关系群体和个体生 育动态指标光合物质生产 动态指标产量和产量构 成因素指标生育 规律措施 体系示范推广9技术方案l 建立超高产试验田和核心试验区。l 研究超高产小麦生育规律和技术原理。测定群体质量10l 设置多项次技术调控试验，研究超高产关键技术。 通过关键技术与配套技术组合研究，创建冬小麦节 水超高产栽培技术

5、体系。 测定光合参数播种期与密度试验灌溉与氮肥试验技术方案11技术方案l 建立技术示范区，示范推广超高产栽培技术体系。藁城市示范田深州市示范田123、主要研究结果 133.1 研究明确了超高产冬小麦的生育规律（1）超高产冬小麦的品种类型和产量结构 实现冬小麦超高产有不同的途径。 但是从河北省中南部气候特点考虑： 春季气温升高快，穗分化时间短，不利于发挥大穗型品种穗 粒数多的优势；灌浆期间易发干热风，灌浆期短，个别年份 甚至不到30天，也不利于发挥大穗型品种千粒重高的优势。 多穗型品种自身调节能力较强，分蘖多，分蘖成穗率高。虽 然一般穗粒数和千粒重不高，但可以由较多的亩穗数取得高 产。因此，以较

6、高的亩穗数和中等穗重的品种更容易达到超 高产目的。14 明确了超高产小麦的产量构成因素：高亩穗数（50万左右） 高穗粒数（3034个）稳定的粒重（40克左右）。 确定了“保穗数、增粒数、稳粒重”的技术途径，协调产量构成，稳定实现超高产。 表1 冬小麦实现超高产的产量构成因素 15表2 超高产冬小麦的总茎数消长动态（万/亩） （2）超高产冬小麦的群体性状特点16 研究确定，采用多穗型小麦品 种，亩产600公斤合理的群体总茎数动态为： 每亩基本苗18万25万 冬前总茎数一般80万110万 最高总茎数90万120万 成穗数48万55万可以实现群体与个体协调，穗多、超高产而不倒伏。超高产小麦生育后期群

7、体结构超高产小麦生育后期穗层结构17表3 超高产冬小麦的叶面积指数 18 超高产小麦叶面积指数适宜动态特点： 最大值8左右；开花后下降慢，开花后30天仍在1左右。 开花后叶面积大，光合势高，是超高产的光合生理基础。 显著不同于亩产 500公斤高产小麦（67） 。图1 亩产600公斤与500公斤小麦叶面积指数的比较 19表4 超高产冬小麦的群体干物质积累动态（kg/亩）20表5 超高产冬小麦不同品种的干物质积累量和经济系数 可见，每亩干物质积累量12001300公斤，经济系数0.43以上 ，是亩产600公斤超高产的物质生产基础。 亩产500公斤高产小麦的亩干物质积累量为10001100公斤。21

8、（3）超高产冬小麦的个体形态特点 表6 超高产冬小麦的次生根数（条/株） 海河平原超高产冬小麦冬前单株次生根较少，平均6条左右。 春季逐渐增多，到开花期达19.233.1条，最大值为22.133.7条。 正常播期播量的不同年份、不同品种之间差异不大 。 22表7 超高产冬小麦的株高变化（cm） 超高产的小麦株高在67.384.8 cm之间，平均75 cm。 这表明，超高产小麦栽培应以株高80 cm以下中等株高品种为主。 23表8 超高产冬小麦各节间的长度（cm） 超高产小麦各品种基部节间均较短： 6个伸长节间的，基部2个节间长度之和为610 cm，多在8 cm左右；5个 伸长节间的，第1伸长节

9、间在6 cm以下。 穗茎节最长，在20 cm以上（穗茎节也是光合器官，可以为籽粒灌浆提供光合产物），基部节间短而穗茎节较长是超高产田的合理节间结构）。24（4）超高产冬小麦的无机营养特性 表9 超高产条件下不同小麦品种对无机元素的总积累量（kg/ 亩）超高产条件下，不同品种冬小麦全生育期平均每亩氮、磷、钾的积累量分别 为17.03 kg、7.82 kg和14.03 kg。与亩产500 kg的积累量相比，氮和钾积累量基本不增加或有所减少，而磷积累量却明显增加，意味着超高产条件下养分（特别是氮和钾）利用率提高。 25表10 每生产100 kg 籽粒产量对无机养分的积累量（kg） 超高产条件下，不同

10、品种冬小麦每生产100 kg籽粒分别 吸收氮2.643.13 kg、磷1.171.38 kg、钾2.092.56 kg。26表9 超高产条件下不同小麦品种对无机元素的总积累量（kg/ 亩）超高产条件下，不同品种冬小麦对5种中、微量元素的每亩平均总积累量 分别为：硫4.67 kg，锰71.44 g，锌28.36 g，铜10.33 g，硼4.47 g。 27表10 每生产100 kg 籽粒产量对无机养分的积累量（kg） 超高产条件下，不同品种冬小麦平均每生产100 kg籽粒分别吸收 硫767 g，锰11.7 g，锌4.7 g，铜1.7 g，硼0.7 g。 由此明确了各种元素的吸收、积累、分配特点。

11、283.2 研究明确了海河平原冬小麦实现超高产的关键 技术（1）实现超高产的播种期、行距配置和密度组合表11 不同行距配置和密度组合的产量和产量构成因素29表12 不同播期密度处理的产量和产量构成因素 数据后面的字 母是该项目同 一播种期4个密度之间的差异 显著性标志。 产量数据下面 的字母是同一 密度的3个播种期之间的差异 显著性标志。30l除了产量性状以外，还研究明确了行距配置、播种期和密度对小 麦群体中的光照分布及由此造成的群体光合作用等特性的差异。l确定了实现超高产的播种期、行距配置和密度最佳组合是：15厘米等行距每亩基本苗20万25万播期10月5日至11日综合协调了群体与个体生育的关

12、系成穗多，个体健壮抗倒综合协调了光合物质生产与产量的关系叶面积大，光能截获多，经济系数高综合协调了小麦与玉米两熟增产的关系全年产量高，有利于机械化31表13 灌水次数和施氮量对产量和产量构成因素的主效（2）超高产冬小麦的水肥运筹技术2006-2007年度（平水年，生育期降水107.6 mm）灌水次数和施氮量对小麦 产量的主效和交互作用均显著。灌水次数多、施氮量大的处理产量提高。 2007-2008年（丰水年，生育期降水209.8 mm ），灌水次数和施氮量对产量 和产量构成因素的影响都不显著。 32表14 施钾量对产量和产量构成因素的主效 两年度产量及各产量构成因素均随施钾量增加 而增加，且差

13、异显著。 由此可见，增施钾肥可以全面改善小麦的产量 构成因素，从而提高产量。 33表14 各灌水水平下不同施磷量水平间籽粒产量的多重比较（kg/亩 ）l2年中灌水次数和施磷量之间都存在一定的互补作用。即：灌水次数较少条件下施磷量多的处理产量较高，灌水次数较多条件下施磷量少的处理产量较高。水多磷少或水少磷多可以异途同归。34可见，不同降水年型，灌水与施肥量之间存在互补作用。据此，确定了不同降水年型优化肥水技术的灌水量和施肥量。不同降水年型优化肥水技术中灌水量与施肥量的配合35优化肥水技术相应的水分和肥料生产效率与亩产500公斤的（常规）技术相比，优化肥水技术的灌水量减少，水分生产效率和肥料生产效

14、率显著提高。36 “海河平原冬小麦节水超高产栽培技术体系”由三部分组成： 第一部分是地力指标； 第二部分是生育期间的控制指标； 第三部分是技术措施。3.3 研究创建海河平原冬小麦节水超高产栽培技术体 系 37（1）小麦超高产田的地力指标 有机质含量 16.923.2 g/kg全 氮 0.81.0 g/kg碱 解 氮 112.0157.5 mg/kg速 效 磷 14.037.0 mg/kg速 效 钾 91.0151.0 mg/kg有 效 硫 20.026.8 mg/kg有 效 锌 0.41.0 mg/kg有 效 锰 3.28.1 mg/kg有 效 铜 1.21.5 mg/kg有 效 硼 0.30

15、.5 mg/kg38（2）超高产田小麦生育期间的控制指标39（3） “海河平原冬小麦节水超高产栽培技术体系”的技术措施 核心内容为“缩行匀株控水节肥”，包括配套技术共 11项内容。 缩行匀株：由平均20厘米非等行距改为15厘米等行距，田间植株分布更均匀，提高资源利用效率。 控水：在保证底墒和越冬前提下，平水年春季每亩灌水 100立方米，丰水年灌水50立方米。节水75立方米。 节肥：根据土壤肥力确定施肥量，每亩施N 1218公斤（ 平均14公斤）、P2O5 810公斤、K2O 10公斤。每亩节氮 1.4公斤，节磷1.7公斤。403.4 实现小麦大面积超高产的多次突破 应用“冬小麦节水超高产栽培技术体系”，9年中11 个县（市）4107亩（次）不同品种的超高产田， 亩产超600公斤。 其中，藁城60亩连续5年（20052009）同一地块亩产 620公斤以上。 2010年严重冻害条件下，亩产仍达到605.8公斤。 20112013年亩产628.8651.5公斤。41