免耕露播稻草覆盖栽培小麦的生长规律及栽培特性

免耕露播稻草覆盖栽培小麦的生长规律及栽培特性

种植水稻、小麦草和草的自耕和播种以露生为核心。采用传统的收获方式，将免耕技术、简单的机械控制技术、小窝密植技术、稻草回收率技术和肥水管理技术有机结合，达到了省工、节约成本、增加收入和增加收入的目的。此项技术一经提出,便得到迅速推广,累计推广面积已达109.3万hm2,新增小麦5.7亿kg。本文重点从生物学角度分析免耕露播稻草覆盖栽培的生物学效应。1材料和方法1.1试验材料与方法1994～1998年,设“免耕露播稻草覆盖(每公顷用干稻草3750kg)”、“免耕撬窝点播(行窝距20cm×10cm)无稻草”和“翻耕机播无稻草”3个处理,进行小区试验,小区面积5m×4m,随机区组设计,3次重复。1994～1996年,供试材料为绵阳26,3种处理的播种量均为144kg/hm2;1996～1998年供试材料为川麦107,播种量为128kg/hm2。施用量及施用方法4年一致,即每公顷施用化学纯氮150kg,P2O5127.5kg,K2O75kg;P、K肥全部用作底肥,N肥60%作底肥、40%作拔节肥;免耕露播稻草覆盖的底氮于播种前与磷钾肥混合撒施,追氮兑于粪水中施用,免耕撬窝点播和翻耕机播无草处理的氮肥均是兑于粪水中施用。试验在广汉市连山镇锦花一社进行,试验地粘壤,肥力中上,土壤有机质3.12%～3.77%,全氮0.130%～0.188%,全磷0.061%～0.089%,全钾1.12%～1.52%,碱解氮18.5～21.7mg/100g土,速效磷4.9～6.1mg/kg土,速效钾98.0～129.1mg/kg土。1997～1998年,在广汉、双流、什邡、眉山、彭山县(市)同时进行免耕露播稻草覆盖栽培与翻耕机播栽培的同田对比试验,除处理外,其余栽培技术措施完全一致。1.2分样测定根系活力根系测定:在1997年所设“免耕露播稻草覆盖栽培与翻耕机播栽培”对比试验中,于拔节期每处理取15株测定次生根数、根长,于成熟期分层取样,测定根量、根长,并用TTC还原法测定分蘖期、拔节期和灌浆中期植株根系活力。群体动态与干物质:在1994～1998年小区试验中,定点调查分蘖动态,主要生育期单株叶面积和干重,群体叶面积指数和群体干重。测产与考种:成熟期取样考查穗粒结构、茎杆充实度,并去边行测产。2结果与分析2.1露播小麦根系特征经调查测定,露播小麦的次生根数、单株根系总长和根重均优于翻耕小麦。拔节期(表1),露播小麦平均单株带根(种子根和次生根,下同)24.57条,比翻耕小麦(19.14条)多5.43条,成熟期(表2)平均达到47.04条,多17.04条。露播小麦的平均根长,拔节期略高于翻耕小麦,而到了后期则低于翻耕小麦,但由于露播小麦的根系发生数量多,其平均单茎或单株拥有的根长远多于翻耕小麦。拔节期,露播小麦单株根系总长171.20cm,比翻耕小麦多60.6%,成熟期多23.2%。单株根重,露播小麦拔节期比翻耕小麦高44.1%,成熟期高51.7%。在主要生育阶段,露播小麦根系活力得以明显增强(表4)。分蘖盛期、拔节期和灌浆中期,露播小麦根系的TTC还原强度(μg/g鲜重)分别比翻耕小麦提高6.14%、4.26%和16.68%。根系在土壤中的垂直分布(表3),露播小麦在0～10cm耕层的根系总量(g/m2)为60.77g,比翻耕提高21.42%,10～20cm和20～30cm耕层则有所减少,但不很明显。根系数量增多,总长增加,尤其是中后期次生根的发生和根系活力的增强,有利于增强光合功能,延长绿叶持续期,提高籽粒充实度,也有利于提高抗倒力。2.2露播小麦在生育期内的总茎铋和大岩果酒水平均为特征的激励机制高效解决,有利于成穗试验表明,露播小麦的分蘖力和前期分蘖势明显增强。分蘖时间一般提前2～3d,分蘖株率提高3.7个百分点,芽鞘分蘖发生率达到18.9%,比翻耕小麦(2.5%)提高了16.4个百分点。另据双流试验点调查,露播小麦的分蘖株率、芽鞘蘖发生率分别比翻耕小麦提高3.5个和13.1个百分点。露播小麦的高峰苗4年平均值分别比翻耕小麦和撬播小麦提高24.2%和15.8%,且高峰苗到达时间提前。从同一生育时段来看,露播小麦在分蘖期的总茎蘖数为529.5个/m2,分别比翻耕小麦和撬播小麦高17.67%和6.01%,单株带蘖1.15个,分别高出15.0%和7.48%;露播小麦的冬至苗为788.5个/m2,分别比翻耕小麦和撬播小麦高32.08%和19.74%,单株平均带蘖2.21个,分别高出33.94%和27.75%;尤为重要的是在分蘖处于两级分化的拔节期,露播小麦平均单株带蘖数仍达到1.86个,比翻耕小麦高30.99%,比撬播小麦高21.57%,且叶片数达到4片以上的分蘖占68.8%,而翻耕小麦仅为40.9%,撬播小麦为50.5%。显然,露播小麦的分蘖早、分蘖势强、大分蘖多、高峰苗提早,均有利于成穗。分蘖力显著提高的原因,一是种子贴于土表,利于发挥小麦的分蘖特性;二是稻草还田能培肥地力并改善土壤结构;三是与之配套的施肥方法多为表施,土壤表层养分含量比翻耕方式有所提高;免耕加上稻草覆盖,既能有效排除积水,又能在干旱条件下抑制蒸发起到保水作用,从而调节耕层水分含量,利于小麦生长。2.3露播小麦田间发育的变化露播小麦的平均株高一般比翻耕小麦高2.1～4.3cm,但基部第1、2节间明显缩短,上部节间尤其是穗颈节明显增长。据测定,翻耕小麦的基部第1、2节间占茎秆总长度的百分率为5.2%和11.4%,而露播小麦分别缩短为2.9%和9.3%,相反,其穗颈节和倒2节却分别增长了5.8个和0.6个百分点。这些变化有利于构建理想冠层结构,提高抗倒力和经济产量。基部节间缩短的主要原因是:在露播情况下,分蘖特性得以充分发挥,芽鞘蘖、低节位蘖增多,植株呈半匍匐状,直立生长优势不及翻耕小麦。同时,下部节间的充实度(用单位长度的干物重表示,g/cm)明显提高,节间变粗,也利于增强抗到力。2.4露播小麦在各生育期各期干重及叶面积指数的变化露播覆草栽培既保持了良好的土壤生态环境,使水、热、气、肥协调,又很好地贯彻了小窝疏株密植技术,因而小麦苗期生长优势十分突出。其突出表现是,壮苗早发,分蘖力明显增强,分蘖发生早,低节位蘖多,有效分蘖期内分蘖充足,利于成穗。麦苗粗壮,叶色青绿。相反,翻耕机播因土壤干湿、土块大小对播种机性能的影响及操作过程的不稳定造成落籽不均匀,种子深浅和覆土厚薄不一,使出苗和幼苗质量都受到影响,分蘖发生迟,低节位蘖少,个体及群体质量较差。据测定(表8),在分蘖、拔节、抽穗、灌浆和成熟各期,露播小麦的单株干重分别比翻耕小麦高17.8%、45.8%、56.2%、62.6%和4.8%,群体干重分别高28.6%、59.2%、57.1%、77.5%和14.4%;在分蘖、拔节、抽穗、灌浆期的单株叶面积分别比翻耕小麦提高47.0%、38.1%、40.1%和37.2%,叶面积指数分别提高60.2%、50.8%、52.8%和50.0%。露播小麦在各个生育时期的个体与群体干重、单株叶面积与叶面积指数比免耕撬窝点播也有明显提高,但提高幅度比翻耕机播要小。在各个生育时期,露播小麦均表现出比翻耕小麦和撬点播小麦更强的光合能力。在灌浆成熟阶段,其叶片功能期明显延长,落黄转色好,干物质积累增多,利于高产。据测定,分蘖至拔节、拔节至抽穗、抽穗至灌浆各阶段,露播小麦的净同化率、平均生长率和作物生长率都显著高于翻耕小麦,也明显优于撬点播小麦(表9)。2.5露播覆草栽培对穗数、穗重的影响已有研究表明,在足够穗数基础上争取大穗是实现稻茬麦进一步高产的关键。但是,在实际生产过程中,由于种植精细化程度有限,分蘖成穗力不高,要同时达到高穗数和高穗重很难。为了稳妥,往往采取加大播种量的办法以保证足够的穗数,这就限制了个体增产潜力的发挥。露播覆草栽培从突破单位面积总粒数入手,实现了单产的进一步提高。在产量构成上,露播覆草栽培对穗数影响最大,成穗增多,平均穗数比免耕撬窝多9.13%,比翻耕机播多11.91%;穗粒数高于翻耕机播,而在大多数年份(点次)与免耕撬点播相当,有的年份(点次)也有略微减少趋势;千粒重基本相当,变化较小(表10)。3不同生育期露播小麦根系特征由于生态条件和品种的关系,四川小麦分蘖相对较弱,成穗率较低,生产上往往通过加大播量以确保足够的穗数,但是,这种被动的方法又在很大程度上限制了个体生产潜力的发挥,并造成抗倒力下降、病虫危害加剧的不良后果。本研究表明,实行免耕露播稻草覆盖栽培,小麦分蘖发生早,芽鞘蘖、低节位蘖发生多,成穗率提高,从而为降低基本苗,走低群体、壮个体实现高产之路创造了条件。免耕露播稻草覆盖栽培小麦的次生根数量、单株根系总长和根重均显著高于翻耕小麦,且在不同生育阶段根系活力均明显增强,表土层根量增多,地表节根发达。观察表明,免耕露播稻草覆盖栽培小麦在中后期没有出现以往免耕栽培小麦常见的脱肥早衰现象,倒伏明显减轻,这同小麦根系数量、根系活力和分布密切相关。露播小麦种子贴于地表,分蘖特性得到充分发挥,直立生长优势受到抑制,植株呈半匍匐生长,使基部节间缩短,充实度提高,而穗颈节增长。这种冠层