中国农业大学 王志敏

冬小麦节水高产技术冬小麦节水高产技术

黄 色 背 景黄 色 背 景

粮食安全、生态安全和农民增收

-------- 沉重的压力沉重的压力 !!

农民增收

生态安全

粮食安全

水水

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%。

● 资源性极度缺水：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：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％。

● 地表水过度利用地表水过度利用（（利用量 61.1％ , 高的 85%）

● 地下水严重超采地下水严重超采 ( 年均 67亿方 ) 。

● 河湖污染，地面沉降河湖污染，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……

河北省水资源形势尤为严峻 :

华北是我国小麦主产区，小麦生产受水资源严重限制

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。

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。

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

　 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

一个中心：

以同步提高光能利用率和土壤水利用率 为中心

节水的核心

提高土壤水利用率

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

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

小麦耗水来源：

灌溉水、降水、 土壤水

表 1 不同灌溉制度麦田耗水组成

灌溉制度 降水(mm)

土壤水(mm)

灌溉水(mm)

总耗水量(mm)

产量 (kg/亩 )

春无灌水 109.3 245.3 0 354.6 360

春灌 1 水 109.3 221.1 75 405.4 431

春灌 2 水 109.3 190.5 150 449.8 507

春灌 3 水 109.3 144.2 225 478.5 489

注：底墒水计入土壤水

◆ 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

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

高产的核心

提高作物对光能的利用率

减少灌溉下，后期干旱与高温影响叶片光合效率

花后光合生产量越大，产量越高

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 ;

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

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

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

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

◆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

非叶器官 ( 穗、茎、鞘 ) 光合耐逆优势

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……

节水高产小麦群体特征

● 大群体 ●小株型 ●深根系 ●高效率

大群体

穗

穗下节

旗叶鞘

非叶绿色器官

小株型

小叶形品种

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-120

120-140

140-160

160-180

180-200

soil

lay

er(c

m)

w0 w2 w4

root dry wei ght(g/ m2)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-120

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160-180

180-200

soil

lay

er(c

m)

w0 w2 w4

root dry wei ght(g/ m2)

深根系 亩种子根数：

200万条左右 亩种子根数：

200万条左右

200

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

地表

土壤深度

（cm

）

NO3--N

吸收

根

根

硝态氮下渗

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

氮淋失

根系泵

夏玉米 冬小麦

伏雨春用

玉肥麦用

　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

　三 种 模 式：

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。

八 项 关 键：

种 土 墒 肥

密 质 保

水

1 、 “种” ----选择适宜的节水型品种

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。

适宜类型：容穗量大，穗粒数稳、灌浆早快

“ 节水品种要选好，小叶多穗粒重高”

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

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

•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

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

重视抗逆性，特别是前期抗寒性 ,后期抗热性

济麦 22

济麦 22 石家庄 8 号

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！

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% 。

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% 。

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

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）。

2 、 “土” ----看好地力，选好土壤

“何种土地最适当，砂壤轻壤和中壤”

3 、“墒” ----浇足底墒，切忌抢墒

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。

作用：调整土壤贮水，推迟春季灌水时间

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”

播种 --- 越冬 -返青 --- 起身 --- 拔节 ---开花 ---籽粒形成 --- 成熟

足墒晚播

适时补灌

腾出库容

水分适宜 表土水分亏缺 水分适宜 上层土壤干旱

足肥基施

2

次补灌

深层水肥

建立以高效利用土壤水为核心的灌溉模式

4 、 “肥” ---- 合理配肥 ，重视基肥

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

“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 .

“合理配肥限氮量，全作基肥一次上”

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 );

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

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 200 400 600 800

(Kg/ mu)产量

100Kg

(Kg)

每籽

粒吸

氮量

节水栽培需氮量范围

省份 施氮量范围（ kg/ 亩）

平均施氮量（ kg/ 亩）

河南 14.5 ～ 28 19.3

山东 13 ～ 23 16.9

河北 14 ～ 22 17.6

山西 15.7 ～ 20 18.1

陕西 9 ～ 26 17.4

甘肃 4.6 ～ 19.5 10.9

内蒙 11 ～ 28 19.8

小麦产业体系示范县实际施氮量

我国小麦施肥量及产量与其他国家比较

国家N

(kg/ 亩 )

P2O5

(kg/ 亩 )

K2O

(kg/ 亩 )

产量(kg/ 亩 )

每公斤 N 产粮

(kg/kg)

爱尔兰 10.7 4.0 5.3 584.5 54.6

荷兰 12.7 0.6 0.7 555.4 43.7

比利时 10.3 1.7 2.7 539.7 52.4

英国 12.2 2.7 3.0 536.6 44.0

德国 11.0 2.0 2.7 502.7 45.7

法国 5.3 5.3 4.7 482.9 91.1

丹麦 10.0 1.1 2.7 467.1 46.7

埃及 11.3 2.4 0.0 423.1 37.4

美国 5.0 2.7 4.7 191.5 38.3

中国（调查） 13.2( ？ ) 6.9 1.6 313.9 23.7 2007 年资料 , 引自：张佳宝

•施肥量：每亩施纯氮 10-14kg ， P2O57-9kg ， K2O 5-7kg，硫酸锌 1-1.5kg

•施氮方式：一般基肥 : 追肥 =7:3 或 6:4, 晚播低氮量简化栽培可全部基施。

•施肥量：每亩施纯氮 10-14kg ， P2O57-9kg ， K2O 5-7kg，硫酸锌 1-1.5kg

•施氮方式：一般基肥 : 追肥 =7:3 或 6:4, 晚播低氮量简化栽培可全部基施。

在中上等地力土壤，

节水栽培亩产 400-550kg施肥建议：

适宜播期： 越冬苗龄 3-5 叶

适宜基本苗：每亩 30~45万

（河北适播期 10 月 10 日 ~20 日 ,10 月 10日播，每亩30 万苗，播期每推迟 1 天，增苗 1.5万，以 50万为最高苗限）

5 、 “密” ----适当晚播，增苗增穗

作用：减少前期耗水；确保穗数；增加种子根数目

“适当晚播很必要，穗数依靠基本苗”

从 10 月 1 日 ----10 月 20日 ,

小麦每晚播 1 天减少耗水 1-2mm 让每一滴水生产出更多的粮食

小麦适当晚播 , 退一进三： ◆ 提高夏玉米产量 ◆ 提高冬小麦产量 ◆ 提高周年水分利用效率

晚播冬前苗小，可安全越冬

11 月 16日播“土里捂”小麦 (2011-4-4)

早播冬前苗大，冻害严重

早播旺长冻害

6 、 “质” ----精耕匀播 ，严求质量

作用：降低弱株率，增加均匀度，提高整齐度

抗逆增产

要高产，七分种 ,三分管

要种好，七分在“农机” ,三分在农户

“整地播种高质量，节水丰产有保障”

精耕

精细整地：

玉米收后及时仔细粉碎秸秆。在适耕期深翻土壤或旋耕２－３遍 (耕深 15cm), ，耕后压实耙平，使耕层上虚下实，土面细平。耕耙作业，时间服从质量。

玉米秸秆还田

玉米秸秆含水量大于 30

％

粉碎质量好

适量增施N肥

微生物分解秸秆的适宜 C/N 为 25:1 ，

而新鲜玉米秸秆的 C/N 为 80:1

播前适当镇压

严把播种质量关：行间一致：各下种口流量一致行内均匀：无缺苗断垄，无撮苗播深一致： 3 ～ 5cm , 无悬吊苗落籽均匀：机播无堵塞、无踏播、无漏播缩小行距 (15cm) ，可重播。

匀播

整地播种质量差

地头边 5m质量差

楼播后沟中镇压，垄背不镇压 ; 旋耕地播后待表土现

干时，镇压一遍，镇压后表面轻靶土，形成暄土覆盖。

7 、 “保” ----镇压保墒，防害保苗播后镇压，在漫长的冬前、冬季和早春保持表层暄土覆盖，可起到良好的保墒防寒效果。

“播后镇压不可少，防旱防寒保壮苗”

镇压• 秸秆还田旋耕地必须镇压！

播前耙压

播后镇压

推荐镇压机械

镇压好的麦田

2011-2-25

播后未镇压 , 冻水不适时

返青前后镇压锄划，提墒保墒

抓好药剂拌种和土壤消毒，防虫护苗！

一喷三防

后期预防干热风

利用非叶光合 + 维持叶片光合

播种 --- 越冬 -返青 --- 起身 --- 拔节 ---开花 ---籽粒形成 --- 成熟

足墒晚播

适时补灌

腾出库容

水分适宜 表土水分亏缺 水分适宜 上层土壤干旱

足肥基施

2

次补灌

深层水肥

建立以高效利用土壤水为核心的灌溉模式 , 关键期补充灌溉，提高水分利用效率

越冬水？

8 、 “水” ---- 春水晚浇，适期适量

春季晚浇水创造拔节前水分亏缺环境， 节水控氮，促根控叶

8 、 “水” ---- 春水晚浇，适期适量

“春季一水何时浇，拔节孕穗要看苗”

“ 春浇两水产量高，拔节开花相配套”

浇水时期：春浇 2 水 ---- 拔节水 + 开花水春浇 1 水 ---- 拔节水或孕穗水 亩浇水量： 40-50 方 /次。

春季晚浇水创造拔节前水分亏缺环境，节水控氮，促根控叶 ; 拔节 - 开花期补充灌溉。

八项技术是一个整体，

需要整体落实，整体到位！

● 亩产： 400-450kg ( 春浇 1水 )

500-550kg ( 春浇2 水 )

● 节水： 50-100m3/亩

大面积可实现

科技部副部长张来武考察吴桥节水示范田 , 2010

各地专家考察示范田

2010 河北农业厅组织省内外专家考察示范田

2011

节水省肥高产相统一的水肥管理模式

灌溉制度 施肥制度 产量 (kg/mu ）

底墒水 + 拔节水

+ 开花水

三水制二水制

底墒水 + 拔节水

( 或孕穗水）

一水制

底墒水

全基肥

基肥 + 拔节肥

全基肥（或基肥+ 拔节适量补肥）

全基肥（或基肥 + 后期叶面补肥）

500-600

400-500

350-400

10-14

Kg N/mu

10-12

Kg N/mu

9-12

Kg N/mu

种

谢 谢！