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(1.新疆兵团第三师农业科学研究所,新疆 图木舒克 843901;2.塔里木大学植物科学学院;3.墨玉县种子管理站)
收稿日期:2015—01—26
基金项目:国家自然科学基金项目(30960188;31260303);少数民族聚居团场(三师五十一团)科技特派员科技帮扶三年行动专项(2013AA002);自治区科技支撑计划项目 (201331113)。
通讯作者:王冀川(1968-),男,副教授,硕导,主要从事作物高效生产理论与技术研究。E-mail:wjcwzy@126.com。
摘要:采用设施滴灌技术种植冬小麦具有省地、省工、提高肥水利用率等优势,可使小麦单产提高25%以上,冬小麦种植效益明显增加。本文根据2013—2014年第三师五十一团青年连滴灌冬小麦高产示范田经验,总结了该团滴灌冬小麦单产550~600kg/667m2的高产栽培技术,为南疆滴灌小麦种植技术的推广提供参考。
关键词 :冬小麦;滴灌;栽培技术
近年来,在产业结构调整政策的推动下,南疆种植业呈现出多元化发展趋势。林果业、饲草种植和特色果蔬产业得到了快速发展,相反,由于小麦种植效益较低,受土地资源和水资源的约束,地方农民和团场职工种植小麦的积极性不高,小麦面积受到挤压,已逐渐影响到南疆粮食安全。面对这一现状,南疆和田地区和兵团第三师五十一团充分利用国家粮食补贴政策,大力实施粮食的“一年两作”和林粮间作等高效节水栽培技术,逐步稳定了小麦生产面积。与此同时,该地与塔里木大学、第三师农科所等科研单位合作开展粮食节水高产高效生产关键技术集成与示范工作,2014年初见成效。现将南疆滴灌冬小麦高产栽培技术总结如下,为进一步扩大滴灌冬小麦种植提供参考。
1品种选择
选择株型、叶型相对紧凑;苗期生长势旺,干物质积累多,后期个体质量高;生育期适宜,生产效率较高;冠层持绿期长,灌浆快,落黄好的品种,如新冬20号和新冬22号。
2高产栽培技术指标
2.1高产小麦群体结构及指标
基本苗在25万~30万株/667m2,有效收获穗数45万~50万穗/667m2,每穗粒数28~30粒,千粒重45g以上,目标产量550~600kg/667m2。
2.2高产小麦全生育期施肥、灌溉指标
全生育期施肥总量为70kg/667m2,其中,基肥投入磷酸二铵30kg/667m2,尿素5kg/667m2,生育期随水滴施35kg/667m2,全生育期滴水9~10次。
3栽培技术
3.1播前准备
3.1.1播前灌水
播前10~15d灌水,灌水量根据土地实际情况而定,秋茬地滴水量60~80m3/667m2,赤地滴水量80~100m3/667m2,盐碱地滴水量100~120m3/667m2。
3.1.2土地准备
深耕细耙,犁深在27cm以上,平整土地严格按照“齐、平、松、碎、墒、净”6字标准进行。
3.1.3种子准备
选用粒大饱满均匀、发芽率≥96%、净度≥98%、纯度≥98%的一级种子。播前进行晒种,以提高种子发芽率。播种前需对种子进行药剂拌种,每100kg种子用25%三锉酮可湿性粉剂300~500mL进行拌种,可防治小麦黑穗病和白粉病等。
3.2播种
3.2.1适期播种
当日均温度16~18℃,有45~55d的生长期为播期,正常年份10月1~10日播种。
3.2.2播种量及播深
本地冬小麦主要靠主茎成穗,一般播种量在18~22kg/667m2,超过适宜播期的晚播田,每推迟1d,播种量增加1kg/667m2。播深一般3~4cm。
3.2.3播种方式
采用24行播种机条播。1管4行,1机6管,毛管间距60cm,铺设毛管的小麦行距18cm,其余行距为14cm。滴灌带采用浅埋的方式铺设,埋设深度2~3cm,这样可有效预防大风将滴灌带刮走。
3.3冬前管理
冬前管理以培育壮苗为中心,促进麦苗根系发育,增加分蘖,保证基本苗,促控结合,促弱转旺,确保麦苗能够安全越冬。主要措施有及时查苗补种,确保冬小麦全苗,在播种3~4d内及时滴水,滴水量一定要充足、均匀。一般在11月上中旬当日均温度5~6℃进行冬灌,冬季要加强保温防冻工作,严防牲畜啃食。
3.4春季管理
春季管理的重点是促早返青,抓有效蘖成穗,控制株型,壮秆大穗。主要措施为早期一般不滴水施肥,若苗情较差,可滴施尿素2~4kg/667m2,磷酸二氢钾1~2kg/667m2。拔节至抽穗期灌水2~3次,拔节前开始滴水,5~7d后紧跟第2水,其后8~10d再滴1水。随水滴肥3次,旺苗田滴肥可适当推迟。孕穗期是小麦需水临界期,应保证田间持水量在75%~85%,滴施尿素3~5kg/667m2,磷酸二氢钾2~3kg/667m2。冬小麦在拔节前进行化控,用矮壮素250mL/667m2喷施,3~4d后再喷施1次,用药量为80~100mL/667m2。于小麦拔节前用2,4-滴丁酯60~100g/667m2或二甲四氯150~200g/667m2进行化学除草。拔节至孕穗期,用25%粉锈宁70~75g/667m2防治小麦病或白粉病,用辛硫磷17~25mL/667m2防治麦蚜和红蜘蛛,皮蓟马可用敌杀死20~40g/667m2喷雾防治。
3.5后期管理
抽穗至成熟的主攻目标是养根护叶,防倒伏,增粒重。扬花至成熟需32~38d,滴水2~3次,每次灌水量30~35m3/667m2。灌浆期叶面喷施浓度为0.2%~0.3%磷酸二氢钾和1%~2%尿素。干热风来临前喷施旱地龙20g、20mg/kg萘乙酸或丰收宝等。
4收获
黄熟期至完熟期时进行收割,要求留茬在15~20cm,失穗<1个/m2,落粒﹤80粒/m2,收获总损失﹤5%,脱净率>98%,破籽率﹤2.5%。
[关键词]小麦;栽培;管理技术
中图分类号:S512.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0342-01
一、小麦高产高效的条件
在小麦的生产种植过程中,光和温度是小麦正常发育必须具备的基础条件,当然这两个条件也是最自然的条件。在小麦的栽培过程中,我们还要结合实际情况及时提供水分、空气以及养分,让小麦能够健康茁壮成长,提高小麦的产量。
1.土壤
要想实现小麦的高效高产,首先要确保小麦的土壤达标,种植小麦的地区还需要满足以下条件:地势平坦,可以略微倾斜,水分充足,能够及时进行灌溉。我们这里的地势特点就比较符合小麦的高产需求,主要以平原为主,适合小麦的生长。另外,由于小麦自身的根系较为发达,入土较深,所以高效高产小麦还需要满足一个条件,就是种植地区的土层应该够深,土中没有杂质,这样才能促使小麦的根系生长,正好我们这里的土壤较好,土层较深,适宜高效高产小麦的生长。除此之外,高效高产小麦还要求土壤中的养分充足,这样才能让小麦在肥沃的土壤中达到高产。
2.肥料
小麦的生长过程中需要较多的肥料支持,这是因为小麦的生长必须要有大量的微量元素。尤其是冬小麦,它的生长过程中主要需要N、K、P三种元素,生产条件及栽培技术水平的影响很大。因此根据种植区的不同要对土壤进行测土配方,使肥料的配比最科学。
3.水分
另外,小麦的生长过程中也需要充足的水分,生长的不同阶段需要的水量不同,小麦生长早期需要的水分较少,中期需要的水分较多,如果控制好不同时期水分的不同用量,在适当增加土壤及肥料的使用效率,可充分发挥土壤潜力。一般年份小麦生育期降雨供水仅占总耗水量的 1/3 左右,2/3 的耗水量是由灌溉补充的, 因此扩大水浇面积、合理灌溉,是提高小麦产量的重要措施。
二、该地区小麦高产高效的障碍
1.极端气候频现,灾害性天气多
经常出现自然灾害的地区就会导致小麦生长缓慢,严重影响了小麦的发育。比如徐州最近几年秋冬季节连续干旱,雨水达不到小麦生长的需求,以及初春季节的倒春寒,导致小麦减产。
2.秋收作物成熟推迟
小麦的适期播种受到了精制稻米推迟丰收的影响而影响了播种时间,这样小麦的播种可能就推迟至霜降以后,不利于冬前壮苗的培育,给小麦高产带来不利影响。
3.高产的农业技术难实施
由于技术人员的缺乏,导致很多技术问题难以得到解决,比如不合理运筹肥料、乱杂的品种种植、不及时治理病虫草害等问题。
4.技术瓶颈的阻碍
大多数的种植农民仍使用传统种植技术种植小麦,对新技术不了解,对测土配方没有概念,导致运筹化肥配比等不科学,不利于小麦的增产。
三、促进小麦高产高效的技术探讨
1.选用优良的小麦品种,按时种植
如果想要提升小麦的产量,就要运用小麦自身的优势。所以,根据我们这里的气候条件,首先要选对高产的小麦品种如济麦3号、矮抗58、济麦22、烟农19等,适时播种。 并保证早发多穗, 减轻春季晚霜冻的危害, 使小麦提前成熟而避开干热风高温逼熟的危害。 本地区小麦适宜播期, 冬性、半冬性品种约在 9 月下旬后半旬至 10月上旬, 春性品种在 10 月中旬。
2.改进播种方式,提高播种质量
秋收农作物的收获时间延迟就会让小麦的播种时间推后,这时我们可以充分发挥播种机器的作用,保证小麦的正常播种时间。对棉花等晚茬田小麦,采用推株并垄技术,实现晚中争早;对杂交稻茬小麦,推广免耕机条播,降低播种量;对迟熟中粳稻茬小麦,推广稻田套播技术,控制好播量。
3.做好测土配方,调整氮肥运筹,配方定量施肥
由于影响小麦产量的一个重要因素就是施肥,所以我们要做到科学施肥。也就是要推迟氮肥的施放,控制拔节前肥料的施放。
一般施纯 N :225~300 千克/公顷; N∶P2O5∶K2O 的比例应在 1∶0.6∶0.6 左右。 氮肥基追比,要由以往的 7∶3调整为强筋小麦 5∶5,中筋小麦 6∶4。磷、钾肥做到基追结合,基追比为 5∶5。 如果不加测算盲目施加化肥,不仅可能会对小麦本身造成危害, 也会影响小麦的质量。
4.防止病虫危害,进行化学控制
我们也可以通过控制生化制剂来提升小麦的产量。小麦产量的计算是由每亩地麦穗数量、每个穗的麦粒数以及每个麦粒的重量之间的乘积来表示的。要分别根据它们的调控时期与途径进行管理。提高结实率与千粒重的关键是防御湿渍害、病虫害和倒伏。
5.开展技术培训与指导
现在有不少农民仍然采用较为落后的小麦种植技术,主要是由于他们不太了解新兴的种植技术,所以我们农技部门利用农闲时间对农民培训,让他们学习新的种植技术。政府部门定期组织相关的技术人员, 专家对农民进行有组织的培训和指导,使新技术得以推广,小麦的增产增收得以实现。 培训着眼于小麦的适时播种,测土配方的方法,病虫害的防治,肥料的配比等,指导农民种好小麦,为小麦生产获丰收奠定好基础。
四、结论
由此可见,在我们这里的小麦种植过程中,针对生产过程中出现的新问题新情况,进行及时的分析与探讨,采取科学的农业技术进行控制,就可以实现粮食作物生产的高产高效,这不仅对于该地区农业经济的发展,并且对全国的粮食生产和农业技术的推广都有积极作用,应给予适当的鼓励,以促进全国范围内小麦单产量的提高。
参考文献
[1] 王晓峰.小麦高产高效栽培技术探讨与实践[J].现代农村科技,2013,02:16-17.
[关键词]小麦;种植;防治
中图分类号:S157.4+3 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)42-0135-01
随着农业结构调整步伐的加快,友谊农场优质小麦发展迅速,但在优质小麦的生产过程中,也存在着一些不足,针对小麦种植技术及病虫害防治技术简述如下:
1 小麦种植技术
1.1 小麦灌溉
小麦耗水量指小麦由播种到收获整个生育期内麦田所消耗的水量。冬小麦的耗水量450~600毫米,折合每公顷4500~6000立方米;春小麦375~450毫米,折合每公顷3750~4500立方米。小麦耗水量主要包括棵间蒸发和叶面蒸腾两部分。棵间蒸发即土壤蒸发,在小麦生育前期,苗小、叶片少,地面覆盖较少,棵间蒸发量大,棵间蒸发一般占小麦总耗水量的30%~40%。由于它并非植株直接吸收利用的水分消耗,因此,应采取有效管理措施,降低其耗水量。叶面蒸腾是小麦正常发育中所必需的生理耗水过程,一般随着温度的逐渐加大,故在小麦生育的中后期,叶面蒸腾耗水量占小麦总耗水量的60%~70%,抽穗及开花期叶面蒸腾量最大,其日平均耗水强度可达3.5~4.0毫米。小麦耗水量多少和产量高低、气象因素以及应用的技术措施有关。通常是随着产量的提高而耗水量也加大,但并不是呈比例的增加。原因是在栽培技术水平不断提高的情况下,对水分利用效率提高了。气候条件对小麦耗水量影响很大,在气温高、湿度小、风速大的情况下,叶面蒸腾和棵间蒸发都会加大,小麦耗水量自然也增多。反之,则减少。深耕、合理施肥和适当密植以及及时中耕管理等良好的农业技术措施,均可以有效地改善土壤结构,促进根系发育,增加土壤蓄水保墒能力,抑制棵间蒸发,提高水分利用率。水分或土壤湿度对小麦籽粒品质有显著影响。实践表明,随着降水量的增加小麦蛋白质含量有降低的趋势。据研究,我国小麦蛋白质含量从北方向南方随降雨量与相对湿度的递增呈逐渐减少的趋势。全国小麦品质检测发现,就蛋白质含量、制粉品质和面包烘烤品质这三方面而言,总的趋势是由北向南筋力逐渐变弱。降水量过多对蛋白质形成不利,土壤水分过多容易淋洗掉小麦根部的硝酸盐,使氮供应不足,引起根系早衰,影响光合作用,降低产量。籽粒蛋白质含量、干、湿面筋含量、沉降值等均随灌水量的增加而呈递减趋势。增加水分促进了淀粉的合成与积累,籽粒中淀粉含量增加,蛋白质积累相对降低。而增加施肥可以使这种稀释效应得以缓冲,即在相同灌水量的条件下,籽粒蛋白质含量随追氮量的增加而升高,表明灌水量大或次数多引起籽粒蛋白质含量的降低可由多追氮而得到改善。灌溉对小麦品质的影响不仅与灌水量有关,而且也与灌水时期及次数有关。一般随着灌水量增大、灌水次数增多和浇水时间的推迟,籽粒蛋白质和赖氨酸含量降低,后期灌水对烘烤品质影响较大。
灌水对小麦品质的影响与降水量关系很大。在少雨年,灌水不仅可提高小麦籽粒产量,而且可以提高蛋白质和赖氨酸含量,改善小麦籽粒品质。在多雨年,且灌浆后期临近成熟前降水偏多时灌水对小麦品质的影响不大,且有随灌溉次数和量的增多蛋白质含量有下降的趋势。
1.2 灌水技术
良好的灌水技术,必须使灌溉田块受水均匀,不产生地面流失、深层渗漏及土壤结构破坏等情况,从而达到合理而经济用水的目的。小麦灌水方法主要有畦灌、沟灌和喷灌。
喷灌即喷洒灌溉,它是借助一套专门设备(如动力、水泵、输水管路和喷头等),将水喷到空癸中,散成细小的水滴,均匀地落在田间如同降雨对小麦进行灌溉,其主要优点是:1)省水。喷灌基本上不产生深层渗漏和地面径流,灌水比较均匀,一般较地面灌溉可节约水量30%~50%,不仅节约了灌溉用水,且可扩大灌溉面积;2)喷洒水点小,很少破坏土壤结构。3)不必修埂打畦,可以减少渠道占地面积,提高土地利用率。在地形不太平整的地区或坡地丘陵山区或水源不足地区,更能发挥其优越性。喷灌也有一定的局限性,一是易受风力影响,一般在3~4 级以上大风时,灌溉均匀度降低;二是空气湿度过低时,水滴未落到地面之前,在空中的蒸发损失较大;三是只表土湿润,深层土壤湿润不够,影响小麦根系深扎,难以抗御严重干旱;四是在高产田后期喷灌时,容易造成倒伏。在具体运用时,要注意克服这些缺点。喷灌有固定、半固定和移动三种形式。固定式喷灌设备投资高,但操作方便,灌溉效率高;半固定式是动力、水泵相干管固定,喷头和支管可以移动,设备投资比固定式少;移动式喷灌机,设备简单,使用灵活,投资少,但管理的劳动强度较大。
2 病虫害防治技术
2.1 播种期
小麦播种期防治病虫害是整个生育期防治的基础,有利于压低小麦全生
育期的病虫基数。此期防治重点是地下害虫、吸浆虫、纹枯病等种传、土传病虫害。防治措施主要是土壤处理、药剂拌种或种子包衣。金针虫主发生区,用40%甲基异柳磷乳油与水、种子按1:80:800~1000 的比例拌匀,堆闷2~3 小时后播种;蛴螬主发生区,用50%辛硫磷乳油与水、种子按1:50~100:500~1000 的比例拌种,可兼治蝼蛄、金针虫;吸浆虫重发区,亩用2~3kg3%甲基异柳磷颗粒剂或辛硫磷颗粒剂拌砂或煤渣25kg 制成毒土,在犁地时均匀撒于地面翻入土中;用15%三唑酮可湿性粉剂200g 拌种100kg,可有效预防黑穗病、纹枯病、白粉病等。种子包衣也是防治病虫害的一项有效措施,各地应因地制宜,根据当地病虫种类,选择适当的种衣剂配方,如用2.5%适乐时悬浮种衣剂100~200ml 与100kg 种子进行包衣,可预防纹枯病、黑胚病、根腐病等多种病害,若加入适量的甲基异柳磷乳油,则可病虫兼治。
2.2 返青拔节期
返青拔节期的防治重点是小麦纹枯病、吸浆虫,挑治麦蜘蛛。纹枯病是近年来小麦生产中的主要病害之一,防治上宜早不宜迟,豫北地区一般在3月上中旬喷第一次药剂,隔10~15天再喷1次。亩用20%纹枯净可湿性粉剂25~40g、12.5%禾果利可湿性粉剂15~20g或20%三唑酮乳油40~50g,对水50kg,对准小麦茎基部进行喷雾,可兼治其他病害。吸浆虫重发区,要抓住这时麦苗小,容易操作的有利时机,当吸浆虫幼虫上升到土表活动时进行第二次土壤处理,亩用40%甲基异柳磷乳油150~200ml对水适量,拌细土25kg制成毒土,顺麦垄均匀撒施,然后浅锄,将药剂翻入土中,再浇水;或亩用3%甲基异柳磷颗粒剂2kg 拌细土20kg,均匀撒施于土表。当调查部分或点片麦田红蜘蛛达到防治标准后,亩用1.8%虫螨克乳油6~8ml对水50kg喷雾进行挑治。
2.3 孕穗至抽穗扬花期
孕穗至扬花期的防治重点是麦蜘蛛,监测白粉病、锈病、赤霉病等。当田间麦园蜘蛛或麦长腿蜘蛛达到0.33m分别为200头或100头时进行防治,亩用1.8%虫螨克乳油6~8ml对水50ml喷雾效果显著。白粉病、锈病等病属流行性病害,必须注意定期调查,当达到防治指标时应及时进行防治,以防治其大面积流行,亩用12.5%禾果利可湿性粉剂20g或20%三唑酮乳油50~75ml对水50kg 均匀喷雾,防治效果很好。小麦齐穗至始花期,若天气预报有3天以上连阴雨天气,应立即亩用50%多菌灵可湿性粉剂100g或70%甲基托布津可湿性粉剂100g,对水50kg喷雾,可有效预防赤霉病发生。
2.4 灌浆期
灌浆期是多种病虫害为害高峰期,也是防治的关键时期。此期防治重点是麦穗蚜、白粉病、锈病等。亩用2.5%辉丰菊酉旨乳油20~30ml或25%快杀灵乳油25~35ml,对水50kg 进行喷雾,可有效防治麦穗蚜。防治白粉病、锈病的方法同上,同时可兼治叶枯病等。以上杀虫杀菌剂可一次性混合施用。若田间天敌与蚜虫的比例大于1:120 时就不必再用防治蚜虫的杀虫剂。
2.5 小麦黑胚病的防治
关键词:气候变化;农业生产;适应性技术;节水技术体系
中图分类号:S318;S274 文献标识码:A 文章编号:
近些年来,以气候变暖为主要特征的全球气候变化对环境、生态和社会经济系统产生重大影响,已经成为国际社会普遍关心的全球性问题[12]。同时,趋势性的气候变化及其带来的灾害,通过改变区域水分和热量条件,深刻影响着区域农业发展。作为一个农业大省,频繁发生的气候与气象灾害,给河北省的农业生产带来巨大损失。随着河北省农业综合发展水平的提高,气候变化的不利影响还将延伸到以农业为基础的各相关产业中[3]。因此,在河北省农业综合工作中,必须重视气候变化的影响,并采取相应措施,提高农业生产和水资源管理领域对气候变化的适应能力。为此,本文根据河北省水资源的实际情况,以提高适应气候变化能力为目的,采用综合评价法,探讨不同地区的节水技术与模式,为农业生产和农民增产、增收提供指导。
1 气候变化对农业生产的影响
农业生产高度依赖于水资源,气候变化对农业生产的影响,很大程度上是通过水资源的变化对农业生产造成影响。因此,分析气候变化对农业生产的影响,首先需要了解气候变化对水资源的影响[46]。
1.1 气候变化对水资源量的影响
对河北省近50年(1956年-2000年)气象数据、水资源评价数据等的分析研究表明,气候变化对全省径流量、全省地下水资源量和水资源总量有明显影响,气温升高、降水减少是主要影响因素,其中降水量的影响更大。
1.2 气候变化对农业生产的影响
1.2.1 气候变化对产量的影响
农业是对气候变化反映最为敏感的行业之一。气候变化增加了农业生产的不稳定性,产量波动大。由图1中历年粮食产量变化可以看出,河北省1997年-2007年粮食产量的总趋势是稳中有升,但年际间的产量变化呈现一定波动性,在风调雨顺的天气气候下,产量就增加,如果遇到气象灾害,则减产明显,而减产的趋势与受灾面积的变化趋势是一致的,这充分表现了气候变化对农业的影响。
[FK(W]
图1 河北省历年受灾情况对粮食产量的影响
气候变化使旱涝灾害出现的频率将发生变化。河北省在1996年洪涝灾害之后,已连续7年干旱。降水的减少产生明显不利影响,如水库蓄水不足,河流断流,地下水位持续下降,导致河北省干旱逐年加重,干旱使作物正常生长发育受阻。而且水资源严重短缺,农业用水供需矛盾日益突出,这是河北省农业生产发展的重大障碍[911]。
1.2.2 气候变化对农业种植的影响
农作物种植制度指的是在一个生产单位内作物种植的比例(作物布局)、一年种植的次数(复种)和种植方式与方法(轮作或连作、单作或间套作、直播或移栽等)。它是耕作制度的中心。
气候不断变化使河北省种植制度及主要作物品种的布局发生了一定变化。河北省自1986年至今已经经历了17个暖冬,使冬小麦种植北界向北推移了30~50 km,生育期提前;一些强冬性品种,由于冬小麦无法经历足够的寒冷期而不能满足对低温的要求,而不得不被其它类型的冬小麦品种,如半冬性冬小麦品种所取代。北部牧业适宜发展范围扩大,农业和林业适宜发展范围缩小。
1.2.3 极端气候事件对农业的影响
极端气候事件对农业生产的影响主要有干旱(旱灾)、洪涝(水灾)、风雹、低温冻害(霜冻)等。近半个世纪,河北省干旱化面积呈显著上升趋势,因干旱受灾和成灾面积在逐渐扩大,干旱影响范围呈现出增加的趋势,尤其是夏季干旱影响范围扩大趋势明显,速度为每10年增加3.2%,作物受灾(成灾)面积呈逐年上升趋势,灾害程度增加干旱化问题变得越来越突出[10]。
据统计,1951年-2007年,全省因旱造成年平均受灾面积119.6万hm
其他如暴雨洪涝、风雹、低温冻害等也都对河北省粮食生产危害严重。
气候变暖是造成全球极端气候事件明显增多的主要原因。在未来气候变暖的大背景下,冷害事件将呈减少趋势.但极端高温事件将增加,旱灾、水灾等自然灾害的发生频率和强度将会增加。目前的气候预测还不能回答未来农业生产地域会有哪些极端气候事件,或这些极端气候事件发生的频率和强度究竟有多大,为研究工作和实际农业生产安排带来很大困难,这是今后研究中亟待解决的问题之一。
1.2.4 气候变化对农业用水的影响
气候变化对农作物产量、农业种植以及作物病虫害等均会产生一定影响,而对农业用水的影响更为突出,主要表现在两个方面:一是气候变暖使作物生长季内的潜在蒸散量增加,导致土壤水分的有效性下降,从而增加农业灌溉需水量;二是气候变化导致水资源总量短缺。这两方面同时作用,放大了农业水资源的供需矛盾。
1.3 未来气候变化情景及水资源情势预测
采用区域气候模式RegCM3基于IPCC SRES中A2情景模拟华北地区2030年和2050年的温度和降水,结合依据近50年实测气象观测及水资源资料建立的气候变化对河北省水资源影响定量评估模型,对河北省未来气候变化情景下水资源变化的综合情势作出了预测,为河北省未来水资源的利用规划提供参考依据。
1.3.1 河北省未来气候变化情景预测
未来河北省气温将继续升高,降水有所增加。
1.3.2 未来河北省水资源情势预测
1.3.3 [ZK(]未来河北省极端天气事件预估及农业生产情势分析[ZK)]
据有关研究结果,在全球气候变暖的大趋势下,无论是降水强度、频数,还是干旱指数,21世纪中国区域极端降水指数都有显著增长的趋势,未来与降水有关的事件都呈极端化的趋势,极端降水强度可能增强,干旱也将加重。受全球气候变暖大背景的影响,未来河北省极端天气事件发生的概率有可能大大增加,多种灾害发生的频率也将增加,需要特别警惕极端天气事件的出现。
气候变暖和CO2浓度增加将对河北省设施农业的发展和生产产生一定的影响。首先,冬春季节气温变换有利于设施环境下作物的生长。
2 适应气候变化的农业节水技术与模式
2.1 适应气候变化的技术措施
由上文可知,水资源的供应和使用是河北省农业生产的主要限制条件,因而针对气候变化的农业适应性措施应该是以农业水资源的节约利用为核心,进一步识别水资源的合理供应、分配和使用状况,发展适用技术和工程[12]。事实上,区域性水资源稀缺使得自20世纪80年代以来,节水就一直是河北省农业发展的主题,因此这期间的农业综合开发项目也非常注重节水,其建设内容也主要是包括水利措施、农业措施、林业措施以及科技推广等措施,见表1。
以上措施体现了针对缺水问题,河北省侧重加强节水灌溉,同时,农业、林业以及科技推广等措施的实施,既注重工程建设内容,又关注环境影响,强化了农业生态系统的适应能力,改善了农业生产条件与环境,提高了水资源利用率和水分生产效率,保障粮食生产,增加农民收入,实现节水、增效、增收的目标,对保护、支持农业发展,改善了农业生产基本条件,提高农业综合生产能力和综合效益等方面可起到积极作用。
依据河北省农业综合开发以及多年来在抵御洪涝干旱等自然灾害中积累的技术与经验,以水资源的管理和利用为主体,并考虑增温的影响,从河北省实际出发,将可供选择的、适应气候变化的农业节水技术措施整理见表2。
表中的各项技术措施在河北省范围普遍可以采用,但在不同类型分区,由于水资源状况、气候条件、农业种植等情况有所不同,甚至差别较大,因此可以采用的技术类别、优先次序等也存在差别。
2.2 适应性技术优先性排序
为了提高研究区农业生产适应气候变化的能力,本文采用综合评价法,根据不同类型区的特点,确定各区适应性农业节水技术的优先次序。综合评价法[13]的核心是层次分析法(Analytic Hierarchv Process)和特尔菲法(Delphi)。在特尔菲法定性分析的基础上,应用层次分析法建模,实现节水技术与各种应对措施的量化识别,从而为适应气候变化的农业节水技术集成模式的选择提供重要的依据[14]。
(1)层次结构模型的建立[15]。按照AHP法,将所研究问题涉及的因素条理化、层次化,分为三层。
a.决策目标层:只有一个元素,即适应气候变化的农业节水技术措施优先次序。
b.准则层:包含了为实现目标所涉及的中间环节,如经济效益、社会生态效益、技术可行性等。
c.指标层:包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等,因此也称为措施层或方案层。如采取的节水工程措施、农艺措施及管理措施等,措施层以下由更为具体的技术措施组成,如节水措施包括喷灌技术、滴灌技术、低压管道灌溉技术、渠道衬砌及集雨节灌技术;农艺措施包括抗逆性作物品种、覆盖技术、耕作蓄水技术、小畦灌溉技术、调亏灌溉、蓄水耕作、适水种植与合理密植、化学制剂保水技术及优质高产作物品种;管理措施包括加强灌溉管理、组建WUA、加强墒情监测预报、健全水管理法规、推进体制机制改革、加强病虫害监测预报体系建设、加大病虫害防治技术服务的投入、加强农民能力培训等[16]。
按照各类指标之间的隶属关系,把它们排成由高到低的若干层次,即可建立递阶层次结构模型,见图2。
图2 适应性技术综合评价指标体系
(2)权重集A的确定。模型中,各指标权重采用特尔菲法与层次分析相结合的方法确定。为加强评价结果与各区适应性技术的实际符合程度,按照技术人员50%,管理人员30%,农民20%的比例聘请一批专家打分。其中技术与管理人员在水利、农业、植保以及气象等不同行业与部门选取,农民则在当地选取,参与本次适应性农业节水技术措施的选择与评价的打分工作。然后将专家的意见统计集中,作为确定权重的依据。
确定各层指标的相对权重及多层并合的总权重见表3。
由此,可得出各类型区采取适应气候变化的技术措施的优先次序,见表5。
2.3 各分区适应气候变化的农业节水技术集成模式
以上述适应性技术措施综合评价成果为依据,对河北省各类型区适应气候变化的节水技术发展模式进行集成配套如下。
(1)太行山山麓平原区。该区是河北省农业和粮食主产区,农业资源比较丰富,但地下水资源过度开采和浪费问题比较严重,过去的水浇地已经或正在变为旱地。按照适应性技术评价成果,其主体技术应是在采取管道灌溉技术减少输配水损失的基础上,通过节水超高产品种鉴定选用,强化利用土壤保蓄水的功能,完善配套节水栽培综合农艺措施,强化水肥高效耦合,实现以土节水、以肥节水、以种节水、以管节水的高产和超高产的工程、农艺、管理等综合节水技术体系。其集成模式为:
管道灌溉技术(入小畦灌溉)+抗旱节水作物品种+抗
(2)燕山山麓平原区。本区水资源条件相对较好,耕地灌溉率达80%以上,属微缺水区。主要种植小麦、玉米、水稻、花生等作物。考虑到该区土壤质地较轻,灌水渗漏严重,但经济条件较好,生产水平较高,因此为提高降水及灌溉水的利用率,优先采取的综合技术集成模式为:
管道灌溉技术/喷灌技术+畦灌(沟灌)+抗旱节水作物品种+土壤耕作蓄墒技术(少、免耕)+农田覆盖(秸秆、地膜)技术+平衡施肥+管理措施(节水灌溉制度模式等)。
(3)冀中南低平原亚区。该区既是水资源极为匮乏的地区,又是耕地面积最大的农业区。由于地下水严重超采,已造成许多资源问题。因此应立足节水,合理利用当地浅层淡水、微咸水资源,并以适应栽培与种植为主体技术,全面推广以抗旱作物、抗旱品种为主体技术的旱作农业综合配套技术,建立高效节水和水资源可持续利用的综合发展模式:
咸淡混浇+管道输水直接入(小)畦灌溉+少耕(免耕)+抗、耐旱优良作物品种+覆盖(秸秆、地膜)保墒+节水灌溉制度模式+ 用水管理措施。
(4)滨海平原亚区。该区水资源条件相对较好,农田类型以灌溉农田为主。作物种植以小麦、玉米、水稻等作物为主。其主体技术应是以雨水、地下咸水、海水利用为中心的滨海平原高效农业节水模式:
咸淡混浇/海水利用+管道输水直接入小畦+抗旱节水作物品种+少耕(免耕)+覆盖(秸秆、地膜)保墒+节水灌溉制度模式 + 用水管理措施。
(5)坝上高原区。该区以旱作农田为主,气候低温干旱,土壤瘠薄缺肥,坡耕地多,跑水跑肥和风蚀严重,改造难度大,地下水不足且利用难度大。该区主体技术应按照基本农田工程建设,推行农田聚水、保水、蓄水、集水的用水技术,以机械沟播、地膜覆盖、粮饲轮作套种技术为手段;根据经济条件因地制宜开展坡耕地改造,丰产沟建设和雨水积蓄利用,形成提高自然降水利用效率和效益的节水技术模式:
集雨节灌+抗旱优良作物品种+深耕蓄水+沟坑种植+覆盖保墒模式+节水灌溉制度模式+ 用水管理措施。
(6)冀西北山间盆地区。该区大部为山地、丘陵,山坡陡峭、生态脆弱、气候冷凉、水资源极缺。其主体技术应以坡改梯田与综合治理技术为主,综合运用集雨蓄水、错季适应栽培、机械沟播配套技术,推广地膜覆盖创高产技术,形成以提高自然降水利用效率和效益的山地丘陵农业综合配套技术:
集雨节灌+抗旱节水作物品种+深耕蓄水+沟坑种植+覆盖保墒模式+节水灌溉制度模式+用水管理措施
(7)燕山丘陵亚区。该区气候资源丰富,农业生产比较稳定,但坡耕地多,大量耕地沙性强或含砾石较多,漏水漏肥、风蚀较重。因此应以基本农田建设与综合治理为主体技术,综合应用地膜覆盖、集雨旱作、适应栽培技术,全面推广坡改梯田、治沙改土和水平沟建设等农业综合配套技术:
管道灌溉技术+抗旱节水作物品种+少、免耕技术+沟坑种植+覆盖保墒模式+节水灌溉制度模式+用水管理措施
(8)太行山丘陵亚区。该区坡耕地多,土层薄,保水、蓄水能力差,干旱严重,作物产量低而不稳,是典型的不稳定旱作农业类型区。应以坡改梯田与集雨设施建设为主体技术,综合应用培肥施肥、地膜覆盖、适应栽培技术,因集水设施调整种植结构,发展特色高效农业,全面推广农业综合配套技术。
集雨节灌+抗旱节水作物品种+深耕蓄水+沟坑种植+覆盖保墒模式+节水灌溉制度模式+用水管理措施
3 示范实施效果
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