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中国农业大学 王志敏

冬小麦节水高产技术. 中国农业大学 王志敏. 黄 色 背 景. 粮食安全、生态安全和农民增收. ---- 沉重的压力 !. 粮食安全. 生态安全. 水. 农民增收. 总水资源中，南方占 80% ，黄淮海流域占 8% ； 总用水量（ 5500 亿 m 3 ）中，农业用水占 70-80% （近年来逐年减少）； 农业用水中，灌溉用水占 86% ，现有灌溉面积约 8 亿亩； 北方农业灌溉用水中，小麦用水占 70-80% 。. 华北是我国小麦主产区， 小麦生产受水资源严重限制. 河北省水资源形势尤为严峻 :.

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中国农业大学 王志敏

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Presentation Transcript

  1. 冬小麦节水高产技术 中国农业大学 王志敏

  2. 黄 色 背 景 粮食安全、生态安全和农民增收 ----沉重的压力!

  3. 粮食安全 生态安全 水 农民增收

  4. 总水资源中，南方占80%，黄淮海流域占8%； • 总用水量（5500亿m3）中，农业用水占70-80%（近年来逐年减少）； • 农业用水中，灌溉用水占86%，现有灌溉面积约8亿亩； • 北方农业灌溉用水中，小麦用水占70-80%。

  5. 华北是我国小麦主产区，小麦生产受水资源严重限制华北是我国小麦主产区，小麦生产受水资源严重限制 河北省水资源形势尤为严峻: ●资源性极度缺水：河北水资源总量204.9亿m3。人均311 m3,亩均208 m3 ,分别为全国的1/7和1/9。 ●供需矛盾尖锐：水资源供需缺口每年约50亿方。在总用水量中，农田灌溉用水量占71.8％。 ●地表水过度利用（利用量61.1％,高的85%） ●地下水严重超采(年均67亿方 )。 ●河湖污染，地面沉降(沧州沉降1953 mm )，海水入侵，土壤沙化,干旱威胁,环境恶化……

  6. 小麦水肥高投入、高浪费、高污染问题严重 • 灌水4-5次, 灌水量200-250m3 ,平均水分利用效率1.1kg/m3 左右。 • 麦收后腾出的土壤水库空库容小，导致汛期雨水流失。 • 施N量18-22kg/亩 ，N肥利用率低（30％）,氮肥随水流失，导致地下水污染。优质小麦N肥增量增次晚施，浪费加剧。 • 水肥高投入带来高成本，影响农民增收。

  7. 高耗水、高污染、高成本已经给华北小麦生产亮起了黄牌。高耗水、高污染、高成本已经给华北小麦生产亮起了黄牌。 • 小麦生产的可持续发展必须走节水省肥高产高效的道路。 • 小麦生产需要重大技术变革----“蓝色革命” • “让每一滴水生产出更多的粮食” • -----布劳格

  8. 如何实现节水高产? ●一个中心， ●两个基本点 ●三种模式， ●八项关键

  9. 一个中心： 以同步提高光能利用率和土壤水利用率 为中心

  10. 节水的核心 提高土壤水利用率

  11. 2m土体是小麦的根系带，也是巨大的水分库和养分库。2m土体是小麦的根系带，也是巨大的水分库和养分库。 有效贮水量465mm，夏季玉米养分下移

  12. 小麦耗水来源： 灌溉水、降水、 土壤水 灌溉水越多，土壤水利用越少 灌溉水越多，总耗水量越大  土壤水利用越多, 总耗水量越少

  13. 表1 不同灌溉制度麦田耗水组成 注：底墒水计入土壤水

  14. ◆ 充分利用土壤水，可腾出库容接纳汛期 降雨 ◆ 充分利用土壤水，可避免下层土壤养分 的流失

  15. 常规栽培模式的弊端 ● 观念：高产依靠多灌溉、多追肥 ● 技术：灌水4~5次，总灌水量200m3以上， 返青~拔节大量追肥，追氮量 7~12kg/亩 ● 弊端：总耗水量增加，水分效率降低；麦收后腾 出的土壤库容小，汛期大量雨水流失；氮 素损失多，养分效率低

  16. 高产的核心 提高作物对光能的利用率 花后光合生产量越大，产量越高 减少灌溉下，后期干旱与高温影响叶片光合效率

  17. 两个基本点： 1）深根：发挥种子根的持续吸收功能，建立种子根数目多、下层根比例大的根群结构。 2）多穗：发挥麦穗等非叶器官的光合耐逆机能，建立大群体、小叶形、低耗水的冠层结构;

  18. 调整根群结构，发挥种子根深扎和持续 吸收功能，增加深层土壤水肥资源的截获 初生根（种子根） 次生根（节根） ●根细而长 ● 根粗而密 ●下扎深（2m） ● 分布浅 ●出生早，寿命长 ●出生晚，易衰亡 ●对肥水不敏感 ●对肥水敏感 ●可以利用下层水肥 ●难以利用下层水肥

  19. 节水高产栽培 ●突出初生根，提高初生根/次生根比例 ●依靠下层根，提高下层数/上层根比例 ●依靠主茎穗，提高根/穗比 ●技术 ： (1)增加基本苗—增加初生根比例 (2)拔节前控水—促进根系下扎 (3) 选择种子根数目多的品种

  20. 调整冠层结构,发挥非叶器官光合作用, 补偿后期叶片功能之不足，增强群体耐逆性 非叶器官(穗、茎、鞘)光合耐逆优势 ◆直立分布，受光好 ◆光合潜力大（类C4途径） ◆耗水少，耐旱耐热 ◆不易早衰 ◆逆境下对产量贡献大

  21. 增加非叶光合面积途径： ● 增苗增穗 ● 拔节前控水 (上层土壤适度 水分亏缺)控制 单茎叶面积 ●选择非叶面积比 例大的品种 ……

  22. 节水高产小麦群体特征 ●大群体●小株型●深根系●高效率

  23. 大群体

  24. 小株型 穗 非叶绿色器官 穗下节 旗叶鞘

  25. 小叶形品种

  26. 深根系 亩种子根数： 200万条左右

  27. 夏玉米 冬小麦 地表 0 20 土壤深度 （cm） 40 根 60 80 100 根 120 根系泵 140 硝态氮下渗 160 NO3--N 180 吸收 200 氮淋失 深层 NO3--N 玉米难利用 图 冬小麦/夏玉米轮作节水体系玉米季肥料氮在土体中 的运移及再利用模式--根系泵 伏雨春用 玉肥麦用

  28. 三 种 模 式： 　在浇足底墒水基础上---- ① 春不浇水，亩产350-400kg模式 　② 春浇1水，亩产400-450kg模式 　③ 春浇2水，亩产500-600kg模式

  29. 三种模式效益： 在中上等肥力土壤上，亩施有机肥1-2 m3，磷二铵20kg，尿素15-20kg，硫酸钾15kg，硫酸锌1～ 2kg。与常规高产栽培相比，减少灌溉水50～100 m3,节省氮素20%以上，水分效率提高20%以上。

  30. 种 土 墒 肥 密 质 保 水 八 项 关 键：

  31. 1、 “种”----选择适宜的节水型品种 适宜类型：容穗量大，穗粒数稳、灌浆早快 亩产400-450kg，可选择的品种范围较宽，主要看容穗量，目前生产中推广应用的多穗高产品种大多可用。 亩产500～600kg，则应在高容穗量的前提下重视穗粒重，特别是粒重，应选择容穗量大、穗粒数稳定、千粒重高的品种。 “节水品种要选好，小叶多穗粒重高”

  32. 节水高产品种特征： 茎秆细实， 株高中等, 上叶短厚，  种子根多, 穗型紧凑， 穗多整齐， 多花中粒。 熟期晚、灌浆慢、大穗大叶型品种不适宜

  33. 节水高产品种三个“0.45” • 茎蘖成穗率：0.45; • 粒/叶比(粒数/总面积，粒/cm2)：0.45; • 收获指数：0.45

  34. 重视抗逆性，特别是前期抗寒性,后期抗热性 石家庄8号、石麦15、衡观35、石新828、轮选987、农大211、济麦22、济麦21、良星99、良星66 、矮抗58等

  35. 济麦22 济麦22 石家庄8号

  36. 良种，包含两个方面， 一是优良品种，二是优良种子。 当前，种子不良是突出问题，必须高度重视，严格精选！ 用于播种的种子质量应达到以下标准：纯度不低于99.0%，净度不低于99.0%，发芽率不低于85%。

  37. 河北吴桥亩产550-600kg节水高产田 产量结构： 亩穗数48～55万 穗粒数29-34粒 千粒重41g以上

  38. 2、 “土”----看好地力，选好土壤 适宜土壤：砂壤土、轻壤土和中壤土，中、上等地力。 次适宜土壤：粘土地 （贮水量虽多，但有效供水量少，加之蒸发耗水多，实效耗水少，实践中要求增加灌水量） 。 不适宜土壤：砂土地 （土壤贮水量少）。 “何种土地最适当，砂壤轻壤和中壤”

  39. 3、“墒”----浇足底墒，切忌抢墒 作用：调整土壤贮水，推迟春季灌水时间 通过播前灌足底墒水，使2m土体的含水量达到田间持水量的90%以上。在正常降水年份每亩需灌水50方。 不提倡抢墒播种，不提倡浇“蒙头水” “播前土壤贮足墒，冬春无雨心不慌”

  40. 建立以高效利用土壤水为核心的灌溉模式 播种---越冬-返青---起身---拔节---开花---籽粒形成--- 成熟 水分适宜 表土水分亏缺 水分适宜 上层土壤干旱 适时补灌 2次补灌 深层水肥 腾出库容 足肥基施 足墒晚播

  41. 4、 “肥”----合理配肥 ，重视基肥 “限氮稳磷补钾锌、有机无机相结合”， 氮肥基施为主或全部基施. 作用：增加前期长势；促进根系发育和养分 吸收；减少氮肥损失，提高肥料利用率 “合理配肥限氮量，全作基肥一次上”

  42. 高产小麦氮营养的几个“2/3” • 高产小麦从土壤中吸收的氮素占植株氮素积累量的2/3左右; • 高产小麦开花前吸氮量占总吸氮量2/3以上(80%以上); • 节水高产小麦花前氮转运率为2/3以上;转运氮占籽粒总氮2/3以上(80%以上);

  43. 小麦氮肥损失途径： 挥发、淋洗、反硝化 ◆灌溉越多，耗肥越大——节水有利节肥 ◆施肥越多，耗水越多——节肥可以节水 ◆增磷增钾，可提高水氮利用率

  44. 节水栽培需氮量范围

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