节水高产冬小麦育种技术研究

2023-01-11闫瑾

种子科技 2022年11期

关键词：壤土冬小麦麦田

闫瑾

（河南省种子站，河南郑州 450000）

我国经济社会发展较快，但都是以牺牲自然环境为代价。现阶段我国的土地沙漠化和水资源短缺较为严重，国家倡导发展农业的同时不能破坏自然环境，应提高资源的利用率。为了满足我国的农业发展和自然环境保护，发展节水高产冬小麦是一个双赢的举措。

1 节水高产冬小麦的特点

1.1 节水高产冬小麦生长环境

冬小麦在生长的各时期不同程度地需要水资源，如果不能及时补充水源，就会影响冬小麦的生长。我国种植冬小麦的地区主要是长江以北地区，而我国长江以北地区冬天气候寒冷，土壤冻结，降水也以雪花的形式飘落在地表，无法渗入土壤供给冬小麦足够的水分。没有天然的降水，就只能从河流、湖泊和深层地下水中引水灌溉。小麦种植用水几乎占据了北方农业用水的50%以上，对水资源产生巨大的消耗。

1.2 节水高产冬小麦育种原理

冬小麦在拔节和抽穗时期、抽穗至成熟期这两个阶段用水需求量最大，而挑旗期和开花期到灌浆期则是对水源最敏感的时期，一定要保证这两个时期有充足的水源灌溉，充分满足冬小麦对水分的需求[1]。发展节水高产冬小麦技术，不能使冬小麦在这两个时期缺水，只能减少冬小麦生长其他时期的需水量。冬小麦在需水量最大的时期消耗地表下深1～2 m 土壤中的水分，而其他时期消耗的则是地表到地下0.4 m 内的土壤水分。所以，要发展节水高产冬小麦，还要改变冬小麦的用水结构，使冬小麦主要消耗土壤中的水分，提高水资源的利用效率，减少水源浪费。在节水的同时提高冬小麦的产量，将节水和丰产结合，提高小麦的品质。

2 我国发展节水高产冬小麦的必要性

2.1 我国粮食需求量大

我国是世界上人口数量最多的国家，全国人口对粮食的需求量巨大，粮食安全是我国国家安全的一个重要议题，人口的吃饭问题一定要掌握在中国人自己的手中，粮食增产是一项重要的事。小麦是我国第二大粮食种类，在日常的生产生活中占有重要地位。随着经济发展，城市化建设加快，我国的耕地面积不断缩小，提高耕地的利用效率、增加单位面积耕地产出的粮食数量，是当前农业发展的技术重点。发展节水高产冬小麦育种技术，有利于提高小麦的产量，保障人民生活所需，保证国家粮食安全。

2.2 我国水资源紧缺

我国是一个非常缺水的国家，虽然水资源总量在世界排名靠前，但我国是世界第一人口大国，水资源的人均占有率在全世界排名靠后。水资源短缺、降水量在全年及各地区分布不均，干旱地区几乎全年无降水，洪涝地区则在短时间内降水量激增，这对我国农业发展造成了巨大影响。为了适应我国水资源特点，应发展节水农业，提高水资源的利用效率。

3 节水高产冬小麦的育种技术

3.1 挑选节水高产冬小麦种子

节水高产冬小麦对选种要求很高，种子的质量决定了其耐寒性及高产潜力[2]。当前市场的小麦品种很多，不同的地区自然环境不同，应选择不同种类的种子。要注意选择早熟、抗旱、叶子小、栽种密度小、穗大、根系发达的种子进行种植。早熟的冬小麦种植周期短，可以极大缩短培育时间；抗旱的冬小麦生长期间不反复，可节约用水，降低管理的难度；叶子小的冬小麦呼吸作用较弱，水分蒸发缓慢，对水分的需求量比叶子大、呼吸作用强的冬小麦小。目前优质节水高产冬小麦种子有石麦15 号、石家庄8 号、衡4399 号等，研究人员选用种子后代时，采用异地育种和生态育种相结合的方式，保证单位面积冬小麦穗数，同时增加每穗的种子颗粒数和重量，提高种子和麦苗的抗旱性、抗寒性和适应能力，还能够预防主要病虫害。例如，我国河北省主要种植的是衡4399 号节水高产冬小麦种子，和以往需要多次浇水的种子不同，衡4399 号每667m2地少浇1 次水，大约节水50 m3，推广成功后种植面积达到200 万hm2，每年大约能少浇水两次，为河北省的农业用水节省了30 亿m3。

3.2 土壤的选择与整理

3.2.1 挑选土壤

土壤中一般会有一些颗粒，按照土壤中含有颗粒的大小和数量，可将土壤分成砂土、壤土和黏土，砂土中颗粒最大、最多，黏土中颗粒最细小，壤土在两者之间。砂土不易保肥保水，缺少养分，但其透气性最好，适合农业深耕。黏土中含有大量黏粒，能与水结合，可保水保湿，但如果温度较高、水源流失，会变得非常坚硬，在黏土中种植会非常消耗水资源，不利于节约环保。壤土按照土质又分为轻壤土、中壤土和重壤土。轻壤土和中壤土砂粒较少、较小，黏性较低，保水性较强，透气性较好，适合种植节水高产冬小麦。所以，应选择砂土、轻壤土和中壤土种植节水高产冬小麦，砂土地进行深耕种植，轻壤土和中壤土地正常种植[3]。选择土壤时还应注意地区的气候条件、温度条件、水源条件，气候适宜、温度适中、水资源储备较多的地区更适合育种。

3.2.2 播种前整地

为了播种后土壤有利于种子的发育和植株的生长，在播种前要对土壤进行整理。用大型农用翻土机将土壤翻整两次，使内部土壤充分暴露在阳光下。例如，某地农民在自家院里种植冬小麦，播种前没有翻地，直接备垄、起沟、下种，导致小麦出芽率很低。请教专家后农民在下次播种前翻整土地，结果发芽良好。如果播种时土壤中水分不足，在播种前进行整地时，还应浇底墒水。底墒是指耕种层以下0.5 m 深的土壤，向这部分土壤蓄足水分，能抑制上层土壤中的水分蒸发，也可防止土质过于坚硬，具有松土效果。

3.3 播种时机与播种方法

3.3.1 冬小麦晚播

以往我国冬小麦的播种时间一般在9—10 月，但受全球气候变暖的影响，应适当进行晚播[4]。如今全球气候变暖9—10 月气温较高，适宜小麦种子的发育，使小麦长势高，导致冬天来临时小麦为了保持自身生长需要大量的水，而冬天降水量少，无法提供小麦所需水分，造成小麦苗死亡。且小麦苗过大，暴露在寒冷气温中的部分会过多，使小麦耐寒性降低，无法保证小麦过冬。所以如今小麦播种时间要比以往大约延长半个月，在气候、温度和降水等条件合适时播种。

3.3.2 注意种植密度

为了保证节水高产冬小麦的产量，种植过程中还应注意增加植株的密度，增加单位面积内小麦的播种量，有效利用土壤中的水分，使冬小麦增产增收。可以通过缩行来增加节水高产冬小麦的种植密度，以往的冬小麦播种行距大约为20 cm，保证每行小麦拥有充足的养分和水源。但通过调研发现，两行小麦苗中间空隙太大，不仅会造成养分和水源浪费，还会使施肥和撒药的面积增大，增加农业成本。将行距缩小10 cm，可极大提高单位面积小麦种子的播种数量。这种技术并不难实现，如果使用机器进行播种，可通过改变播种机每个犁地工具和每个撒种格子的距离来实现；如果是人工进行播种，只要在犁地时缩短每个垄沟的距离即可，这种技术操作简单，没有任何成本，但在极度缺水的干旱地区无法实现[5]。例如，华北地区的某农民采用缩行技术种植冬小麦，他家的小麦地浇水量比往年减少了大约50 mm，单位面积的产量也显著提高。在缩行播种的基础上，还可以进行复播，使用现有的小麦播种机，不改变行间距进行第一次播种后，在第一次的垄上进行第二次播种，可增大播种密度。

3.4 施肥和田间管理

3.4.1 合理施肥

冬小麦的早春管理是根据气候特点、麦苗的生长情况等在植株返青到拔节时期进行。为了满足冬小麦生长所需营养，在播种前一定要施足底肥。施肥时要调查好麦田的营养状况，保证冬小麦获得生长所需的各种元素，如果土壤中的某种元素充足，就不用再施含有这种元素的肥料。在选肥时，要注意各种元素的搭配，无机肥和有机肥相结合。选用富含硫的化肥，可增加小麦的籽粒硬度，对小麦粉的质量和口感具有重要影响。土壤中缺硫，会影响土壤中氮的利用率，所以应选择含有硫的底肥。底肥中还要有足够多的微量元素，如硼、锌等，利于小麦的生长，且能提高冬小麦土壤中钾和氮的利用率。但施肥一定要适量，施肥较少会造成营养不充足；施肥较多会使麦苗出现烧苗的现象，导致土壤熟化程度低、缺水，甚至造成环境污染。根据小麦的生长情况进行施肥管理，在小麦拔节时施加尿素，浇水促进尿素的吸收。还可以选用根外施肥的方式，将肥料与水按比例混合，喷洒在植物的叶片上，使叶片吸收。

3.4.2 土壤管理

小麦生长所需要的养分都是由土壤提供的，施肥可提供30%～50%的养分，土壤供给50%～70%的养分，所以土壤的质量对冬小麦的产量有着重要影响。在播种后要进行耙地，破坏土壤的结板层，使土壤上面松、下面实。上面松可以增加土壤的透气性，有利于冬小麦出苗；下面实可以增加土壤的保水量，增强土壤的抗旱性，使土壤中的水分适宜。出苗后也要进行耙地，清理杂草，耙地时应注意掌握深浅度，过深会将冬小麦种子翻出或伤害冬小麦的根。实际育种过程中，还应注意麦田里土壤的质量，选择适当时机进行浇水、施肥，不仅有利于冬小麦的生长，对土壤也有益处。如果土壤变质，会影响农业生产，造成巨大的损失。

3.4.3 适当浇水

冬小麦在生长的过程中应适当浇水，在早春，浇水较早会造成水资源浪费，还会诱发多种病害，加大倒伏的风险。在施肥后浇水可有效促进肥料的吸收，利于冬小麦生长。冬小麦在挑旗期、开花期和灌浆期对水资源的需求最旺盛，每个阶段都要浇1 次水，要根据麦田的情况和自然条件决定浇水量。在土层较浅的地区，土壤肥力无法到达深处，麦苗根系不发达，不适合浇水。例如，安徽地区的部分麦田由于长期播种，表层稀疏，出现了麦苗扎根太浅、叶子变黄的现象，多次施肥都无济于事，浇水后麦苗大片倒伏。经技术人员研究发现，由于土壤土质下降，使肥料停留在土壤表面，植物的根随营养发展，土壤深处没有营养，植物的根就不在深处扎根，导致麦苗的根系不发达，抗倒伏能力下降。只有提高土壤质量，再浇水时才不会出现倒伏现象。

3.5 病虫草害防治方法

3.5.1 防治病害

冬小麦病害主要有条锈病、白粉病、赤霉病和纹枯病等，这些病害使小麦生长迟缓、无法抽穗，影响灌浆，导致其产量下降甚至颗粒无收。应从根本上防治病害，选用优质丰产抗病种子，如济麦22、良星99 等，这些种子由专门的技术人员研制，具有良好抗病丰产能力[6]。防治病害还要防止土壤中带有各种真菌，真菌会使种子和植物的根茎受到感染，产生霉素，导致冬小麦发生病害。应每年对冬小麦种植地区的土壤进行深耕，将土壤翻新，充分暴晒在阳光下。及时处理地里的杂草，防止杂草带有病源，传染小麦种子和植株。发现小麦病害应喷洒农药治疗。例如，在麦田发现小麦条锈病，如果感染的小麦数量较少，可使用戊唑醇悬浮剂和水按比例混合，以染病小麦为圆心，对周围2 m 内的小麦喷洒药物治理；如果感染的小麦数量较多可全部喷洒农药。小麦的白粉病可用烯唑醇可湿性粉剂和水按比例混合进行喷洒，喷洒方法与防治小麦条锈病时相同。防治小麦赤霉病可用氰烯·戊唑醇悬浮剂和水按比例混合后喷洒，间隔7 d 再喷洒1 次，可有效防治。

3.5.2 适期除草

野草的生命力顽强，任何环境下都可以生长，一旦有更好的条件，杂草就会吸收营养和水分，快速生长和繁殖。所以在冬小麦种植期间，还要定期清理杂草，防止其吸收属于小麦的营养和水分。在冬小麦发芽前、小麦长叶子期间或第二年小麦返青时到拔节前，可定期除草。小麦田里的杂草主要有播娘蒿、雀麦、节节麦、荠菜等，除草可以使用药物清理，不同种类的杂草需用不同种类的农药。例如，清理以播娘蒿和荠菜为主的麦田杂草时，可选用唑草·苯磺隆水分散粒剂按比例与水混合进行喷洒。清理以雀麦和节节麦为主的麦田杂草时，可使用烷己基磺酸盐和甲基二磺隆可分散油悬浮剂与水按比例混合，在整片麦田里喷洒，麦田边缘最容易有杂草，应喷洒到位。另外，不同药剂选用不同的喷头和过滤器，喷头距离杂草的高度及喷洒方法也不同。

3.5.3 防治虫害

小麦虫害主要有穗蚜、吸浆虫、小麦红蜘蛛等，对小麦的生长有较大害处。穗蚜体型小，数量多，繁殖速度快，对麦田威胁较大。在小麦幼苗时期，穗蚜主要附着在小麦心部和叶片，以吮吸心部和叶片上的汁液为生。过多的穗蚜附着在小麦植株上吸取汁液，会使小麦的叶子变黄，生长缓慢，影响小麦拔节和抽穗。在拔节和抽穗期间，穗蚜刺吸茎叶和穗等部位，导致小麦植株出现许多小黄斑点，使小麦植株呈现不健康的生长状态。尤其在抽穗时，穗蚜会使麦穗较小，结出的果实干瘪、无光泽，造成小麦质量、产量降低。防治穗蚜应使用高效氯氟氰菊酯乳油或其他药剂与水混合，加适当的沉降剂喷洒在麦田中。小麦红蜘蛛非常耐寒，冬小麦在生长期会受其侵扰，使叶片发黄、干枯，影响小麦健康生长，导致小麦减产。应使用阿维菌素悬浮剂与水按比例混合，加沉降剂进行喷洒。小麦吸浆虫的防治应使用联苯·三唑磷微乳剂与水按比例混合，加沉降剂进行喷洒。