低山丘陵區(qū)旱地有機(jī)小麥種植技術(shù)

馬愛平, 劉郭仁，靖 華,亢秀麗,王裕智,崔歡虎,張建誠

(1.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥研究所，山西 臨汾 041000；2.鄉(xiāng)寧縣萬福特有機(jī)農(nóng)業(yè)有限公司，山西 鄉(xiāng)寧 042107)

近年來，隨著生活水平的提高，人們對面制食品安全性及品質(zhì)提出了較高的要求，國家也因此實(shí)施了減少化肥、農(nóng)藥用量的綠色行動計(jì)劃?；诖?，廣大科技工作者在耕地土壤環(huán)境及提升耕地質(zhì)量、農(nóng)產(chǎn)品安全等領(lǐng)域開展了較多研究。在耕地土壤環(huán)境及提升耕地質(zhì)量層面研究表明，小麥傳統(tǒng)管理高產(chǎn)模式存在硝態(tài)氮累積淋移[1]，硝態(tài)氮含量隨著施氮量的增加而增加，硝態(tài)氮向下移動的趨勢比較明顯[2]；在農(nóng)產(chǎn)品安全層面研究表明，農(nóng)藥的大量使用導(dǎo)致其通過食物鏈的富集作用，使農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量與品質(zhì)，給人類食品安全帶來危害[3]。以上研究成果，指明了目前傳統(tǒng)小麥生產(chǎn)存在的諸多問題，為減施化肥、農(nóng)藥提供了依據(jù)。與此同時(shí)，針對減施無機(jī)肥料特別是氮素減量可能帶來的品質(zhì)、產(chǎn)量下降等問題也開展了較多研究，在提升小麥品質(zhì)層面研究表明，可選用氮素偏生產(chǎn)力高的品種[4]，有機(jī)與無機(jī)配施可改善小麥籽粒品質(zhì)性狀[5]；在提升土壤肥力層面研究表明，選用豆科作物或綠肥輪作, 可補(bǔ)充化肥減施氮素不足和培肥地力[6～7]。在害蟲防治層面，研究形成了生態(tài)治理[8]和綠色防控技術(shù)[9]；在理論研究領(lǐng)域提出了不同區(qū)域[10～12]發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展思路。這些研究成果為開展有機(jī)小麥種植提供了理論與技術(shù)支撐。

該項(xiàng)技術(shù)針對傳統(tǒng)小麥生產(chǎn)存在的問題，借鑒以上及已有相關(guān)研究成果[13～17]，同時(shí)結(jié)合承擔(dān)項(xiàng)目在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)基地、鄉(xiāng)寧縣萬福特有機(jī)農(nóng)業(yè)有限公司有機(jī)小麥種植基地(鄉(xiāng)寧縣雙鶴鄉(xiāng)紅凹村)的部分階段性成果[18～19]及試驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)集成了“低山丘陵區(qū)旱地有機(jī)小麥種植技術(shù)”，以期為有機(jī)小麥種植示范與推廣提供技術(shù)支撐。

1 低山丘陵區(qū)旱地有機(jī)小麥種植技術(shù)

1.1 產(chǎn)地環(huán)境條件檢測及種植基地選擇

(1)種植基地選擇。種植基地應(yīng)選擇遠(yuǎn)離城區(qū)、工礦區(qū)、交通主干線、工業(yè)污染源、生活垃圾場等，且海拔1 000～1 100 m、年均氣溫10～10.5℃的低山丘陵區(qū)旱地麥田；充分利用低山丘陵區(qū)海拔高溫度低而形成的蒸發(fā)量小(抗旱)、春季生長發(fā)育緩慢(規(guī)避倒春寒凍害)及病蟲害發(fā)生概率低等氣候資源優(yōu)勢。

(2)產(chǎn)地環(huán)境條件檢測。對有機(jī)小麥種植基地依據(jù)GB 3095-2012、GB15618-2018標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控檢測，按照《有機(jī)產(chǎn)品第1部分：生產(chǎn)》GB/T19630.1-2011設(shè)置緩沖帶并嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)換期。

1.2 有機(jī)小麥種植關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 夏閑期綠肥壓青、深耕曬垡及農(nóng)家肥培肥土壤 主要有:

(1)綠肥壓青培肥土壤。每年選擇1/3的麥田實(shí)施夏閑期綠肥壓青培肥土壤；壓青作物可選擇大豆或黑豆，麥?zhǔn)蘸笥?月20日前鐵茬直播，每667 m2分別播種大豆6 kg、黑豆5.0 kg；在8月中旬選用秸稈粉碎機(jī)粉碎，并將秸稈旋耕于土壤腐熟。

(2)夏閑期深耕曬垡。麥?zhǔn)蘸笥?月下旬對未綠肥壓青的2/3麥田粉碎秸稈，于7月上旬深耕曬垡，深度不低于25 cm，8月中旬應(yīng)用旋耕機(jī)旋耕除草。

(3)增施農(nóng)家有機(jī)肥培肥土壤。按照NY/T 1868-2010 肥料合理使用準(zhǔn)則對所施用農(nóng)家有機(jī)肥料腐熟和無害化處理；8月中旬對已旋耕除草后的麥田運(yùn)送腐熟達(dá)標(biāo)農(nóng)家肥，每667 m2施牛糞或羊糞 1.5～2.5 t(干重)。

1.2.2 播前備種、備肥及撒肥 主要有:

(1)品種選擇及備種。選用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲、抗逆性強(qiáng)的品種運(yùn)旱115、長6990、京麥6號；將上年收獲所留的上述品種精選，選擇籽粒飽滿的種子，于播種前7～8 d，將種子陽光下曬 2～3 d；不做任何包衣，白籽下種。

(2)生物有機(jī)肥料選擇。選用通過有機(jī)認(rèn)證、養(yǎng)分含量較高且丸?；夹g(shù)水平較高的顆粒狀生物有機(jī)肥。

(3)拋撒農(nóng)家有機(jī)肥。于9月中旬利用“農(nóng)家有機(jī)肥拋撒裝置”將農(nóng)家有機(jī)肥均勻拋撒于麥田。

1.2.3 播種 主要有:

(1)播種機(jī)選擇。選擇配置有表土疏松裝置的旋耕施肥播種鎮(zhèn)壓一體機(jī)。低山丘陵區(qū)小麥播種期一般表墑較大，目前傳統(tǒng)的旋耕施肥播種鎮(zhèn)壓一體機(jī)的鎮(zhèn)壓輥在播種過程中擠壓造成表土板結(jié)，配置表土疏松裝置的作用是破除表土板結(jié)，提高出苗率；其施肥裝置作用是保證粒狀生物有機(jī)肥施于小麥行間，提高肥料利用效率。

(2)播種期與播種密度?；跉鉁厣咛貏e是冬前有效積溫增加，播種期宜選擇在9月20日至9月25日，較傳統(tǒng)播種期推遲5～6 d，通過推遲播種期規(guī)避由于冬前旺長造成干旱、凍害等其他次生災(zāi)害；播種密度宜控制在每667 m2約11.0～12.5 kg，較傳統(tǒng)播種密度每667 m2減少約2.5～4.0 kg，通過控制播種量，確保后期通風(fēng)透光實(shí)現(xiàn)健壯栽培，有效抑制后期各種病害特別是白粉病發(fā)生。

(3)生物有機(jī)肥料施肥量。粒狀生物有機(jī)肥料與種籽同期播種，其施肥量每667 m2宜控制在75～100 kg。

(4)播種深度及疏松裝置疏松爪入土深度。播種深度宜控制在3～5 cm；播種機(jī)配套疏松裝置的疏松爪入土深度1.5～2.0 cm，確保疏松爪不擾亂種子又達(dá)到破除播種過程板結(jié)的作用。

1.2.4 生產(chǎn)管理

(1)冬前管理(出苗-越冬)。主要開展查苗補(bǔ)種、冬前鎮(zhèn)壓及蚜蟲防治。播種10 d后查苗，對缺苗斷壟嚴(yán)重的麥田進(jìn)行補(bǔ)種；在11月下旬通過人力或畜力或小手扶牽引“農(nóng)田土壤懸虛鎮(zhèn)壓器”鎮(zhèn)壓麥田；對冬前蚜蟲基數(shù)達(dá)4 000頭/百株時(shí)，每667 m2插黃板或藍(lán)板16～17張。

(2)春季管理(返青-抽穗)。主要開展中耕除草、紅蜘蛛防治。在3月中旬采用人工中耕除去播娘蒿、麥家公、薺菜、刺兒菜等常見雜草，對惡性雜草如“節(jié)節(jié)麥”采用人工拔除方法；在小麥起身-拔節(jié)期當(dāng)紅蜘蛛每33cm行長高于200頭時(shí)，每667 m2撒施捕食螨15～20袋。

(3)后期管理(抽穗-成熟)。主要開展穗期蚜蟲防治。在小麥灌漿期當(dāng)蚜蟲每百株高于520頭時(shí)，每667 m2插黃板或藍(lán)板20～25張。

1.2.5 收獲 小麥?zhǔn)斋@的適宜時(shí)期是蠟熟末期。蠟熟末期小麥籽粒干物質(zhì)呈最大值，千粒重高，品質(zhì)好，而且收獲時(shí)不易折穗落粒。

2 試驗(yàn)示范效果

該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施區(qū)域通過山西農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境中心土壤、大氣監(jiān)測，種植的有機(jī)小麥獲北京中綠華夏有機(jī)食品認(rèn)證中心“小麥有機(jī)認(rèn)證”，生產(chǎn)的有機(jī)面粉獲“國家孕嬰食品綠色通道”推薦產(chǎn)品。該項(xiàng)技術(shù)已累計(jì)示范100 hm2，在改善品質(zhì)、提升土壤肥力、抗旱增產(chǎn)、病蟲害控制、節(jié)本增效等層面收到了良好效果。

2.1 有效改善了小麥品質(zhì)性狀

篩選出的2個優(yōu)質(zhì)品種(長6990和京麥6號)各個品質(zhì)性狀平均值：蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量分別較對照(晉麥47號)提高15.60%、12.50%，沉降值、延展性、最大拉伸阻力、穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、拉伸面積分別較對照(晉麥47號)增加8.67 ml、11.87mm、66.83 B.U、1.73 min、0.865 min、13.67 cm2。

2.2 有效提升了土壤肥力

有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷、速效鉀通過增施有機(jī)肥(每667 m2施2.4 t)分別較對照(不施肥)提高1.2 g·kg-1、5.1、49.7、158 mg·kg-1；5種重金屬鉛、鎘、鉻、砷、汞監(jiān)測均未超出GB15618-2018的管控標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 在干旱年型高海拔低山丘陵區(qū)較低海拔旱塬地表現(xiàn)抗旱高產(chǎn)

2018-2019年度共征集10個品種，分別在高海拔998.0m(鄉(xiāng)寧縣雙鶴鄉(xiāng)紅凹萬福特有機(jī)小麥種植基地)、低海拔459.0m(臨汾堯都區(qū)吳村鎮(zhèn)洪堡村山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)基地)開展一年兩地試驗(yàn)(2個試驗(yàn)點(diǎn)均為瘠薄旱地且降雨量基本相同)，結(jié)果表明，10個品種平均籽粒產(chǎn)量高海拔試驗(yàn)點(diǎn)較低海拔試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)40.34%。

2.4 在干旱年型紅蜘蛛發(fā)生量高海拔低山丘陵區(qū)輕于低海拔旱塬地

2018-2019年度，分別在高海拔998.0m(鄉(xiāng)寧縣雙鶴鄉(xiāng)紅凹萬福特有機(jī)小麥種植基地)、低海拔457.90m(臨汾開發(fā)區(qū)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)基地)開展相同綠肥壓青9個茬口的一年兩地試驗(yàn)，結(jié)果表明，高海拔點(diǎn)油葵晚壓青茬口紅蜘蛛發(fā)生量(242.76只/百株)最大，但仍低于低海拔點(diǎn)紅蜘蛛發(fā)生量最小(313.00只/百株)的休閑深翻茬口。

2.5 降低了農(nóng)家肥拋撒成本

項(xiàng)目研制開發(fā)的“農(nóng)家有機(jī)肥拋撒裝置”已累計(jì)拋撒牛糞3500t，其效率是人工拋撒的15～18倍，且拋撒均勻，農(nóng)家肥拋撒距離可控，且裝置作業(yè)過程易操作，與牽引動力安裝拆卸簡便，有效降低了農(nóng)家有機(jī)肥施用中的拋撒成本，每667 m2節(jié)本30元。

3 應(yīng)注意的問題

3.1 多途徑改善有機(jī)小麥營養(yǎng)品質(zhì)與加工品質(zhì)

由于有機(jī)肥料存在養(yǎng)分不平衡問題，很多情況下不能完全滿足生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)作物產(chǎn)品對養(yǎng)分的需求，因而其營養(yǎng)品質(zhì)并不一定比常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品高[20]。因此，必須通過選擇氮素偏生產(chǎn)力高的品種[21]，增施有機(jī)肥和綠肥壓青補(bǔ)充有機(jī)種植氮素不足[22]，利用旱作雨養(yǎng)條件或減少灌水量[23]等途徑改善小麥品質(zhì)性狀。

3.2 合理掌握綠肥壓青時(shí)間，提高產(chǎn)量、抑制次生災(zāi)害

綠肥壓青可有效提升有機(jī)農(nóng)田肥力，但綠肥壓青過早綠肥作物生物產(chǎn)量會影響其效果，但綠肥壓青過晚則會造成土壤貯水不足，嚴(yán)重影響下茬小麥的產(chǎn)量及引發(fā)紅蜘蛛次生災(zāi)害的發(fā)生。因此，應(yīng)根據(jù)伏雨量及壓青作物的生育期靈活掌握壓青時(shí)間。

3.3 利用機(jī)械裝備降低農(nóng)家肥使用成本

如何經(jīng)濟(jì)有效使用農(nóng)家肥直接決定有機(jī)小麥的生產(chǎn)成本。我國有機(jī)肥資源每年可提供N30.5×106 t，比每年無機(jī)氮肥總使用量還高，而有機(jī)肥還田率只有39%，不到資源量的一半[24]。分析其主要原因是農(nóng)家肥使用配套機(jī)械缺乏，因此，研制開發(fā)與引進(jìn)農(nóng)家肥配套機(jī)械裝備是有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展急需解決的問題。

3.4 掌握蚜蟲達(dá)防治指標(biāo)采用物理防治

本項(xiàng)技術(shù)中的蚜蟲防治采用黃板或藍(lán)板物理防治。在防治蚜蟲的同時(shí)，可能對部分天敵也進(jìn)行了誘殺，因此，未達(dá)防治指標(biāo)不插黃板或藍(lán)板。

3.5 該項(xiàng)技術(shù)適宜區(qū)域及條件

該項(xiàng)技術(shù)適宜于海拔900～1100m的低山丘陵旱作雨養(yǎng)區(qū)，且具有良好的溝壑地形隔離屏障，連片種植20 hm2以上的規(guī)?；a(chǎn)條件。