杜守宇研究员宁夏农业技术推广总站
2015年7月31日
宁南山区冬小麦旱作节水丰产栽培技术，是指在无灌溉条件下，依靠自然降水满足其生理生态用水，完成生产过程的栽培技术。我区宁南山区旱地小麦生产区域包括隆德、彭阳、泾原及原州，西吉南部的纯冬麦区，也包括原州的东北部、西吉中部，同心下马关、韦州及盐池以冬麦为主，冬春麦混种地区。该区域降雨量在300-650mm，表现年降水量少，年际变幅大，年内分配不均，60-70%的降水量集中在7、8、9三个月，干旱发生频繁，以春旱发生频率较高。土壤肥力不高，缺氮，速效磷含量较低，麦田多为一年一作耕作。但该区域大部分地区处于黄土高原，土层深厚，土壤蓄水性能好，秋旱发生频率相对较低，可通过以培肥地力为基础的种植结构。轮作倒茬与施肥技术，以蓄水保墒为目的的耕作覆盖技术，以培育壮苗为目标的良种良法配套技术相结合，达到以土蓄墒，土肥保墒，水肥保苗，苗壮根深，以根调水，以苗用水，最大限度的开发利用土壤深层水，提高自然降水利用率，实现旱地小麦的高产稳产。
冬小麦膜侧栽培技术是将地膜覆盖、沟垄种植、宽窄行播种、肥料深施、化学调控等多项技术进行集成组装而成的综合栽培技术体系。具有聚集雨水，变无效降水为有效降水，提高农田单位面积的降水强度，减少蒸发，提高地温，改善土壤水热条件和田间小气候的综合功效。
1 冬小麦膜侧栽培技术的效应
（1）冬小麦膜侧栽培的生态效应
1集水保水，提高降水利用率和水分生产效率。膜侧栽培通过聚集叠加降水，变无效，微效降水为有效降水和抑制蒸发两条路径，提高和稳定了土壤含水量，增加了土壤贮水量，大幅度提高了降水利用率和水分生产效率。冬小麦拔节前膜侧种植田相对露地条播田，0-10cm土层含水量高1.5-4.0个百分点，平均高2.6个百分点；0-40cm土层含水量高1.0-3.0个百分点，平均高1.7个百分点。拔节期0-40cm 贮水量增加5.1-16.7mm，增幅10.6-29.7%。膜侧小麦发达的根系增强了对土壤水分，特别是深层土壤水分 的吸收，较大的叶面积系数又增加了蒸腾耗水，从而使其耗水量增加。从播种到收获，膜侧冬小麦耗水量为264.4mm比露地冬小麦增加7.1mm。实施膜侧种植，使麦田降水利用率和水分生产效率大幅度提高。膜侧冬小麦降水利用率和水分生产效率分别达59.9%和15.79kg/mm·hm2，依次较露地的冬小麦提高31.2个百分点和30. 9%。
2提高了温度，增加了地积温，促进了生长发育。膜侧麦田由于垄盖地膜，加之实行沟垄种植，明显的提高了土壤温度，增加了地积温。冬小麦膜侧田比露地条播田，全生育期0-25cm土层地温日平均增加1.07℃,共增加地积温300.7℃。小麦膜侧种植的增温效应有两个特点：是增温幅度与气温成反比，随小麦生育进程推进而降低;二是增温效应随土层加深逐渐减弱。土壤温度提高和地积温的增加，使小麦出苗提早，生育进程加快，促进了冬小麦冬前分蘖发生和根系生长，培育壮苗，提高了冬小麦越冬期的抗早耐寒性能，提高了越冬保苗率；延长了小麦幼穗分化和籽粒灌浆时间，促进了穗大、粒多、粒重。
3改善了田间小气候，促进了光合作用，为加速干物质的积累提供了有利条件。膜侧小麦由于实施垄盖膜沟内膜侧宽窄行种植，明显改善了田间小气候况，表现通风透光和温湿度条件改善，C02补给量增加。冬小麦在灌浆期前后多次测定，膜侧种植行间平均透光率38.25%，风速0.076m/S,相对湿度81.39%,分别较露地条播增加8.72个百分点、0. 024 m/s和2.96个百分点。膜侧小麦田间湿度提高，与植株蒸散量增加有关。
由于膜侧条播冬小麦实施宽窄行种植，引起田间空气小尺度旋涡状运动和株间乱流扩散加大，导致田间C02补给量增加，浓度提高。测定当时大气CO2为281×10-6，膜侧条播麦田行间80cm株高处为276×10-6，而露地麦田相应测点为273×10-6。膜侧条播良好光照，适宜的温度，充足的CO2，促进了小麦的光合作用，加速了同化物的制造积累。
（2）小麦膜侧栽培的生物学效应
1田间出苗率，越冬返青率显著提高。
据观察，由于膜侧栽培技术提高了土壤的含水率及地温，因而出苗率，越冬返青率显著提高。比露地栽培出苗率提高了7.3个百分点，越冬率达到100%，比露地条播提高18.6年百分点。
2生育期及幼穗分化期起始早而延长，促进了小穗数的增加，提高了结实率。据在彭阳冬小麦膜侧田定期观测，膜侧条播比露地条播提前2天出苗，越冬期延迟6天，返青期提前7天，成熟期提前3天。因而膜侧小麦有效生育期比露地小麦延长11天。幼穗分化的有效时间延长了8天左右，其中单棱期至小花分化期延长了5天，小花分化四分体时期延长了3天，从而促进了小穗数的增加，有效的防止了小花退化，明显提高了结实率。
3个体与群体发育协调，灌浆全过程快而平稳。
膜侧冬小麦在抽穗前始终比露地条播小麦提前一个以上叶龄。单株分蘖增加2个，返青后，株高增加10-20cm。叶面积系数始终高于条播0.12-0.83，提高14.8-37.6%。膜侧条播小麦分蘖率为93.46%，比露地条播小麦高14.8个百分点，单株分蘖为3.74个，比露地条播小麦多1.56个；拔节期单株次生根为5.94条，比露地条播多1.47条；单株成穗率为121.4%比露地条播高8.2个百分点。膜侧条播有利于植株均衡发育形成壮苗，进而提高了田间成穗率，比露地条播增加14.2%。膜侧条播在整个生育期内单株鲜重、干重均明显高于露地条播，尤其在拔节期以前增加较多。 膜侧条播小麦的器官发育速度快于露地条播，营养生长量大于露地条播。个体与群体发育十分协调，群体密度适宜、通风透光良好，水肥条件优越。灌浆全过程快而平衡，解决了露地条播灌浆前期平稳而不快的问题。
（3）小麦膜侧栽培技术的增产效益及经济效益，
1产量效应。膜侧小麦增产显著，稳产性能提高。冬小麦膜侧条播比露地条播穗粒数增加3.5粒，增加16.75%，千粒重增加1.28g，增加3.76%，理论产量提高81.27kg/亩，增加38.32%，实产提高，增加34.51%，差异均达到极显著水平。
2经济效益。研究结果证实，小麦膜侧栽培能增产增效，经济效益十份可观，冬小麦膜侧栽培比露地条播增加纯收入45.97%，
（4）社会效益。
1提高了冬小麦的生产水平。冬小麦是宁南山区主要粮食作物，发展冬小麦生产在当地粮食生产中占有举足轻重的地位。长期以来，冬小麦由于缺乏向杂交玉米、脱毒马铃薯那样大幅度的增产措施，单产提高一直很慢。冬小麦膜侧栽培技术能够提高冬小麦越冬保苗率，使之籽粒灌浆快而平衡，千粒重增加从而为大幅度提高了冬小麦产量提供了突破性的技术措施。
2推动了旱作节水农业的发展。宁南山区土地资源丰富，光热资源充沛，但水资源严重短缺，成为制约当地农业生产发展的主要障碍因素。境内年降水量只有250-650mm，加上时空分布的不均衡性和开发利用不尽合理，形成“十年九旱”的局面。因此，宁南山区发展农业生产必须走旱作节水型的路子，大幅度提高降水利用率和水分生产效率，缓解干旱威胁。小麦膜侧种植能够通过聚集叠加雨水和抑制蒸发两条途径改善水分供应条件，实现了冬小麦抗旱节水栽培的重大突破，将对旱作节水农业的发展发挥重要现实作用和产生深远的历史影响。
3促进冬麦北移东扩，调整优化种植结构。宁南山区历史上大部分地区是冬、春麦混交区。近年来，由于春小麦遭遇春早威胁，严重影响播种和出苗，产量低而不稳。而冬小麦因能充分利用秋季土壤墒情又能躲避春末夏初干旱而具有高产、优质优势，加之冬季气候变暖和强冬性品种育成所创造的条件，冬小麦呈现北移东扩之势。示范推广膜侧栽培技术，提高了冬小麦越冬保苗率，进一步促进了冬小麦的北移东扩。和90年代初相比种植区北界北移了100多公里。冬小麦北移东扩又为种植业结构调整创造了条件，有利于种植业乃至农业整体素质和效益的提高。
4促进了种植制度的改革。从80年代开始，宁南山区在发展作物立体复合种植方面进行了大量成功的探索，实行小麦与秋作物玉米、马铃薯等的带状种植，要求小麦早熟高产，以缩短夏、秋作物的共生期。膜侧小麦比常规露地小麦早熟5天左右，能够及早“解放”秋作物，利于两作均衡增产，使上述矛盾得以良好的缓解和协调。此外，冬小麦实施膜侧栽培，使发展麦后复种蔬菜和小杂粮荞麦、小日月糜子等短生育期作物成为可能，为有效提高农田复种指数和经济效益创造了广阔的前景。
5加快生态建设步伐。推广冬小麦膜侧栽培技术稳定和提高了粮食产量，农民可以通过经营有限的土地解决吃饭问题，从而为退耕还林还草，为加快生态环境建设步伐创造了有利条件。
6保障了粮食安全，实现了稳定脱贫。经过多年的不懈努力，宁南山区大部分地区实现了脱贫，温饱问题基本解决。但由于该地区以旱灾为主的自然灾害频繁，遇到干旱年份往往出现大面积返贫，推广冬小麦膜侧栽培有利于稳定和提高粮食产量，保障粮食安全，稳定解决温饱。
2 冬小麦膜侧栽培技术
（1）选择适宜的应用区域，充分发挥膜侧栽培技术的效应，应用区域为半干旱区，半阴湿易旱区，干旱区有补灌设施的地区。
（2）建立合理的轮作及耕作制度，提高膜侧栽培技术的生态、经济效应。实施冬小麦膜侧栽培技术的田块应选择肥力中上等的川地、台地、水平梯田、壕道地，塬地，切忌选在风口、青沙露面、肥力低下，瘠薄的地块上。前作应为豆茬，麦茬（重茬1-2年）建立起豆→麦→麦→玉米→玉米→玉米的7年轮作，豆→麦→麦→油（或马铃薯）四年轮作制。前作收后实施以“五墒耕作法”为内容的蓄水保墒土壤耕作技术，以提高膜侧栽培技术的主体经济效益。
（3）优化配方施肥，满足营养需求，提高养分利用率。经研究，膜侧小麦施肥应采取播前基施为主，适时追施返青肥。播前结合浅耕，亩施农家肥2000-2500公斤，化肥依目标产量而定，亩产200公斤，亩基施尿素10.1公斤，二铵3.4公斤，帒种肥二铵4公斤，追施尿素8公斤；亩产250公斤，亩基施尿素12.7公斤，二铵7.1公斤，帒种肥二铵4公斤，追施尿素10.2公斤；亩产300公斤，亩基施尿素15.2公斤，二铵7.1公斤，帒种肥二铵4公斤，追施尿素12.4公斤。返青时在垄沟麦行中进行追肥。因宁南山区气候类型较多，各地应依据当地农业技术部门发放的冬小麦配方施肥卡进行科学施肥。
（4）选用适合膜侧栽培环境的优良品种，充分发挥良种的增产能力。依照膜侧小麦品种选用的原则即抗旱丰产、品质优良、株高适中、分蘖成穗率高、大穗、大粒的要求，半干旱区因地制宜选用陇鉴127、陇原系列、兰天二十八号、西峰系列。半阴湿、以中引6号为主。
（5）建立优化带型结构，提高集水保水能力，保证有足够的基本苗、总茎数，形成更为合理的群体结构。经研究，在半干旱区干旱年份，带宽40cm，单株分蘖数、单株次生根、总茎数、单株成穗率（%）、每亩总穗数、每亩产量比带宽60cm多，0.9个、0.8个、11.27万、13.8%、2.63万/亩、36.5kg/亩、增产13.7%。带宽50cm比带宽60单蘖多0.7个，单株次生根多1.1个，最高总茎数多8.2万/亩，单株成穗率高12.4%，每亩总穗数多1.7万/亩，产量高51公斤/亩，增产51%。在特大干旱年，帒宽从40-60cm随着带宽的缩小，成穗率和每亩成穗数呈增加趋势，但其粒数以带宽50cm最高为22.1粒，比60cm多2.2粒，比45cm带宽多1.7粒，千粒重50cm带宽比60cm带宽高1.08g，比40cm带宽高0.81g，每亩产量50cm带宽比60cm带宽增产33。8%，比55cm带宽增产22.6%，比45cm带宽增产6.9%。依据试验和示范，种植规格应为50-60 cm为一带，垄底宽25-30cm，垄高10cm，垄顶呈圆弧形，垄间距25-30cm，采用幅宽35-40cm，厚度0.005-0.008mm,抗拉性强，不易破损的耐候地膜覆盖。每垄两侧膜边各种植一行小麦，大行距35cm，小行距15-25cm。
（6）选择适宜的播种期，保证获得壮苗又能安全越冬。膜侧冬小麦管理的主攻目标是培育苗令适宜的壮苗，冬前主茎叶片数达到4叶一心至5叶一心，麦苗生长既不旺、也不弱，分蘖适量，达到1-2个以上，次生根发达，达到2-4条以上，播种至越冬零上积温达到400度以上。处于半干旱区的彭阳冬麦主产区冬小麦露地播种适期为9月15-25日，最佳播期为9月20日，播种至越冬需零上积温在400-600C, 最适积温500度，可获得壮苗，安全越冬。王洼冬麦区适宜播种期为9月9-19日，最佳播种期9月15日左右，处于半阴湿区的隆德冬麦区适宜播期为9月13-日-23日，最佳播种期9月16-20日。小麦膜侧栽培由于其增温作用，播种期较露地条播应适当推迟。1999年、2000年2年试验结果表明，在半干旱区的冬麦区膜侧冬小麦最佳播种期为9月27日，较露地条播期9月20日推迟7天，在膜侧条件下，9月27日播种的，冬前零上积温为314. 10C，主茎叶龄四叶一心到五叶一心，比9月17播种的主茎叶片少2-3片，比9月22日播种的少1--2片，比10月2日播种的多1片；单株分蘖达2.3个，比9月22日播种的少1.4个，比9月17日播种的少3.3个，比10月2日播种的多1.2个，比10月7日播种的多2.3个；单株次生根比9月22日播种的少1.3个，比9月17日播种的少2.8个，比10月2日、10月7日播种的分别多1.1个和2.0个；越冬率达99.2%，分别比9月17日、9月22日、10月2日、10月7日播种的多5.2%、1.2%、1.6%、4.2%；穗粒数分别比9月17日、10月7日多6.35粒和4.12粒，千粒重分别比9月17日、10月7日播种的高3.6g和2.lg；亩穗数比9月17日播种的多4.2万；分别比9月17、 9月22日、10月2日、10月7日增产33%、8.2%、5.1%和19.3%.彭阳冬麦区膜侧小麦适宜播种期为9月22日-10月2日，最佳播种期范围为9月25日-28日，王洼冬麦区最适播种期为9月15-25日，最佳播种期范围为9月18-22日。半阴湿区的隆德冬麦区膜侧小麦9月25日播种的增产最显著，比9月15日、9月20日、9月30日、10月5日播种的分别增产23%、8.5%、10.7%和18.5%，9月25日播种的同9月20日和9月30日播种的产量差异不明显，故适宜播种期以9月20-30日为宜，最佳播期为9月23-27日。