北疆滴灌小麦茬后免耕复播油葵可行性研究*

刘文杰，段维，王波

（1.塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300；2.新疆农垦科学院）

随着滴灌小麦的推广应用，小麦和油葵的生育期都会不同程度的提前，这为一些风险区域实施麦后免耕复播油葵提供了保障，北疆大部分区域一熟有余，二熟不足，而7月份以后的光热资源比较充足，如能加以利用，可极大提高土地的利用率，增加农民收益。而传统的耕作措施耽误农时，造成积温浪费，不能保证油葵完全成熟的积温要求。新疆农垦科学院油葵专家团队通过几年的大田试验，结合相关专家的试验结果，总结出了北疆区域麦后复播油葵的关键技术和可行性理论依据，为今后大面积推广奠定了基础。

1 可行性理论依据

为了更好地推广滴灌小麦茬后免耕复播油葵技术，本文对业内专家的试验进行了总结，获得了可行性理论依据。

1.1 该模式对土壤物理结构的影响

石河子大学蒋桂英等人研究表明[1]，实施免耕复播措施对土壤的紧实度主要表现在土壤的表层部分，对深层土壤的紧实度和结构影响并不大。免耕措施对土壤密度的影响也集中体现在土壤表层20 cm以内，20 cm以下的土层密度并无明显变化和差异。

1.2 对土壤储水量的影响

通过对土壤储水量的测定发现[1-2]，有耕作措施的土壤储水量是随着生育期的变化而变化的，其规律是前期逐渐升高，后期又逐渐降低的一个过程。其原因可能是前期叶面积指数逐步变高，由于叶片遮蔽，减少了水分蒸发，而随着生育进程，在后期叶片数减少，叶面积指数降低导致蒸发增多。而在对麦后免耕措施的土壤储水量测定发现，其各生育期均表现出土壤有较高的储水量，其整个生育期的变化幅度相对较小。原因是在滴灌条件下灌水频率较高，使得土壤耕层始终在一个比较湿润的状态，土壤水分的分布与有耕作措施的不同，同时水分减少较少，所以土壤储水量相对较高，另一个原因是免耕没有破坏土壤结构，有机质分解降低。

1.3 对复播油葵生育期的影响

由于免耕措施不进行犁地、耙地、铺设水带等环节，极大的节约了时间，能更多的争取7月份宝贵的光热资源，延长生育期。王振华等人[3]研究表明，与同期其他耕作措施相比，免耕播种复播油葵其出苗期能提前2～3 d。

1.4 对干物质积累的影响

免耕是一种新型的耕作技术，也是一种可持续的耕作措施。与传统的耕作措施相比，在影响土壤环境以及改变土壤理化性质方面存在很大的差异，所以对作物的出苗、特别是根系的生长发育造成一定的影响，导致作物产量有一定的差异。干物质积累的过程和途径是产量形成的关键因素，杨相昆等人[4]研究表明，使用免耕和传统的耕作方式对于不同生育期的油葵干物质积累也产生不同的影响。

试验研究表明[5-6]，传统的耕作措施下油葵的干物质积累高于免耕处理，主要原因是对土壤进行耕作以后，土壤质地松软，通透性好，利于苗期根系的发育。其干物质积累规律是苗期有耕作措施的处理高于免耕处理，蕾期的干物质积累最多，占油葵全生育期的1/3左右，而在盛花期、灌浆期、成熟期的干物质积累相差不大。采取耕作措施的油葵干物质积累主要集中在蕾期和盛花期，在灌浆期急剧减少，成熟期又呈逐渐上升趋势。主要原因可能是耕作处理使生育期延长，而后期光照强度不够以及积温低所造成。

刘建国等人[7]通过研究不同生育时期干物质的日增长量变化发现，各生育时期都表现出相同的趋势，但在灌浆时期耕作处理却低于免耕处理，这是导致2种处理品质和产量差异的主要原因。耕作处理生育期延长，后期温度较低是主要因素。在免耕措施下，油葵的生长势比较均匀，干物质的日积累量也比较平均。但是在耕作处理条件下，在作物的生长前期干物质积累较快，而在后期逐渐下降，总的干物质积累免耕处理高于耕作处理。

1.5 2种耕作处理产量比较

耕作与保护性耕作（免耕）2种处理产量结果表明，耕作处理的油葵在生物产量、籽粒产量及收获指数方面都高于免耕处理。原因可能是耕作处理有利于作物出苗、保苗以及前期生长良好的土壤环境。但在个体产量性状上，由于免耕处理能够充分利用光热资源，有更多的发育时间，通过调查花盘直径、结实率以及千粒重等性状都表现出优于耕作处理。

1.6 保护性耕作（免耕）对经济效益的影响

保护性耕作是一种可持续的耕作措施，其广泛的应用对提高油葵经济效益影响较大。一方面，保护性耕作可优化土壤结构，改善土壤环境，增加有机质含量，提高土壤肥力，长期来看能显著提高作物产量。有研究表明其产量比其他耕作措施提高15%左右。另一方面，该措施操作容易，环节简单，节本增效。与传统的耕作措施相比，保护性耕作的优势主要表现在减少对农机设备的使用、人工的投入、滴灌设施和地膜等资源的重复再利用，极大地节约了成本。有研究表明，该措施能减少成本15%左右。

1.7 保护性耕作（免耕）对生态效益的影响

保护性耕作措施能有效改善土壤结构，增加有机质含量，提高土壤肥力。以此来代替化肥的投入，减少化肥的使用量，而且秸秆还田替代秸秆焚烧，保护了环境。逐步实现农业的可持续发展，产生良好的社会和生态效益。具体表现在以下几个方面：

1.7.1 固碳减排

与传统的秸秆焚烧相比，保护性耕作实施秸秆还田能减少碳排放量30.3 kg/hm2。

1.7.2 减轻大气污染

保护性耕作（免耕）能够有效的减少碳流失，减轻大气污染。另外，保护性耕作的原理是对土壤进行少耕或者免耕以及秸秆还田，这样增加了表层残茬的覆盖，减少有机碳的流失，增加了土壤有机碳的含量。

1.7.3 防止水土流失

保护性耕作能充分利用天然降水，减少径流、风蚀和水蚀。研究估计，如果保护性耕作措施应用得当，每年可以节约超过10亿t的土壤。目前，保护农业覆盖全球约15.3%的农田，减少了约7%的土壤侵蚀。在南美洲（16.0%）、大洋洲（15.4%）和北美（12.5%）中，保护农业造成的土壤流失最严重。而我国每年流失土壤50t[8]。保护性耕作将作物残茬覆盖在地表，通过深松少耕及地表覆盖，减少地表径流50%左右。同时，保护性耕作的残茬覆盖能够减少雨水对表层土的冲刷，防止水蚀和风蚀，减少水土流失80%左右。我国目前治理水土流失的成本为70万/km，如果能够广泛推广保护性耕作，就可节约该笔治理费用。

1.7.4 改善土壤结构

保护性耕作秸秆粉碎性还田是以非腐殖质的状态进入土壤的，其加速分解的阶段增加了土壤的活性，形成新鲜的腐殖质；同时，秸秆翻压还田的方式在深松、深耕过程中，增加了深层土壤的有机质含量，改善土壤性质，增加土壤养分，为作物的质量提供原始养料。

2 主要栽培措施

2014—2018 年新疆农垦科学院西域绿洲种业一直致力于推广麦后免耕复播油葵技术，并取得了一定的推广面积，在推广过程中逐步完善栽培技术体系，主要措施包括以下几点：（1）针对北疆早熟滴灌小麦地，在小麦收获以后，土壤不做任何耕作措施，先喷施金都尔或专用除草剂，灭除田间杂草。（2）复播油葵品种选择上，尽量选用早熟、抗性较强的品种，生育期在85～90 d以内。其中康地5号、新葵20号和新葵10号都是比较适宜复播的早熟品种。（3）播种要在7月5日前完成，在滴灌小麦收获后用免耕播种机及时播种，土壤不做任何耕作，利用原有的滴灌设施。复播一定要和时间赛跑，早播能保证作物成熟所需积温要求，产品品质较好；晚播影响成熟和营养品质，播种最迟不超过7月10日。（4）及时收获，防止鸟害。

3 小结

（1）滴灌免耕复播技术与传统的翻耕漫灌相比，免耕操作使土壤表层的密度和紧实度有所增加。而滴灌技术又能使土壤的耕作层保持较湿润的状态，耕层内部的水分分布产生变化，同时也能减少水分的蒸发，土壤的储水量比传统的耕作措施要高，对改善土壤的物理性质有所帮助。（2）从产量和水分利用方面来看，该栽培技术在麦后免耕复播油葵上运用是可行的，适用的。优点在于结合了免耕和滴灌关键技术，无论在增产还是节水方面，效果都很明显。（3）滴灌条件下配合免耕复播较常规复播技术相比可减少翻耕整地和浇水生产环节，减少农耗期，可实现小麦收获后及时复播油葵、大豆等作物，为北疆一熟有余，二熟不足地区实施“一年二作”创造了条件。（4）从直接经济效益来看，该模式具有投入少，产出高，见效快的优点。（5）从生态效益来看，免耕复播在固碳减排、减轻大气污染、防止水土流失、改善土壤结构、节约资源等方面有无法替代的作用。