黄土高原粮食生产潜势与高产技术研究，本文主要内容关键词为：黄土高原论文,技术研究论文,高产论文,粮食生产论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：S51；P941.74文献标识码：A
1 粮食产量潜势
黄土高原各县、市粮田生产力差异悬殊。1990年乾县为5 046.6kg／hm[2]，府谷为651.3kg／hm[2]，高低相差7.75倍， 各类粮食作物则差距更大，1993年白水玉米产量为8 038.05kg／hm[2]，而1995 年靖边大豆只有82.05kg／hm[2]，高低相差97.97倍[1]，还有不少地块玉米单产过吨。按照黄土高原水土流失区不同地貌类型、粮田生产力与各类粮食作物占粮食作物播种面积比例，将全区划分为3个区，11个亚区， 黄土高原粮田生产力由西北向东南依次递增，采用修订的H ·里思（Helmnu lieth）估算式计算了全区各县粮食气候产量潜势〔Y[,气]（Q·R）〕，编制5个区。Ⅰ区是黄土台塬南部中产偏上区，包括陕、甘22 个县、市，粮食气候产量潜势平均为6 958.5 kg／hm[2]，最高为7 897.5 kg／hm[2]，最低为6 307.5 kg／hm[2]，该区为黄土高原水土流失区的粮食重要产区，粮食产量潜势实现率为0.45～0.55。Ⅱ区是黄土高台塬北部中产偏上区，包括晋、陕、甘31个县、市。粮食气候产量潜势平均为6 448.5 kg／hm[2]，变幅很小，年平均单产为5 974.5 kg／hm[2] ～7 120.5 kg／hm[2]。稳定系数为24.27，居各区之冠， 粮食生产在全区占有重要地位，粮食产量潜势实现率为0.38～0.55，变幅较宽，东部实现率较高，西部较低。Ⅲ区是黄土丘陵中产区，包括晋、陕、甘、宁36个县，粮食气候产量潜势为4 975.5 kg／hm[2]～6 457.5 kg／hm[2]，平均为5 698.5 kg／hm[2]，粮食产量潜势实现率为0.23～0.37。 Ⅳ区是风沙丘陵东部中产区，包括晋、陕、内蒙的11个县，粮食气候产量潜势为4 437 kg／hm[2]～5 527.5 kg／hm[2]，平均为4 698.5 kg／hm[2]， 粮食产量潜势实现率为0.28～0.31。Ⅴ区是风沙丘陵西部中产偏下区，包括陕、甘、宁的9个县、市，粮食气候产量潜势为3 093 kg／hm[2]～4 971kg／hm[2]，平均为4 038kg／hm[2]，变异系数为16.05， 高于其余4区，Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区的变异系数，分别为5.88%、 4.12%、6.29%和5.55%。产量潜势实现率为0.28～0.37，南部台塬中产偏下区的粮食气候产量潜势实现率较高，平均为0.45，中部的丘陵低产区次之，为0.31，北部风沙丘陵低产偏下区较低，只有0.27。
2 粮食生产环境
粮食生产的基本特点是经济再生产与自然再生产交织，粮食生产既是人类生产粮食产品的经济活动过程，又是粮食作物自身滋生繁衍的自然发展过程，二者交织在一起，从而构成粮食生产全过程。而且粮食与人类生存、人体健康、经济发展、社会安定密切相关，几乎所有国家和全体人民都对粮食生产与供应十分关注，并进行干预。因此，粮食生产条件首先是社会大环境，其次是自然小环境。在社会大环境中，影响粮食生产的因素主要有：社会、政策、投入、经济、市场、劳动力等，为实现黄土高原粮食产量潜势的条件必须有安定的良好社会环境，正确的有利于粮食生产的政策，对粮食和农业充分的资金、物质、技术投入，富裕的农村经济水平，发达的粮食市场与粮食生产资料市场，高素质农业劳动力等。在自然小环境中，与粮食生产密切相关的要素主要有：气候资源（辐射量、热量、降水量）、土地资源（粮田数量与生产力）、土壤资源（土壤肥力水平）、作物资源（粮食作物品种及其生产力与抗逆性）、水资源（降水、土壤水、地表水、地下水）、灾害（旱灾、洪涝灾、冰雹灾、干热风、病害、虫害、草害、鼠兽害、土壤盐碱、水土流失、土地沙化、农田污染等）。本区有利于粮食生产的条件众多，例如，辐射强、日照长、气候温和、日较差大、雨热同季，土地资源相对较丰，土层深厚，耕种历史悠久，有些粮田的土壤肥力水平较高，粮食作物资源丰富。不利于粮食生产的条件主要是：水土流失、农田沙化、干旱缺水和灾害频繁，有些粮田土壤肥力水平较低。粮食产量潜势实现的自然条件主要有：高产的作物条件、适宜的生长条件与优良的环境条件。为此，针对黄土高原的实际情况和粮食高产经验及发展规划，必须实行高产优质多抗技术体系，发挥粮食作物生产潜势，并为实现粮食作物生产潜势而提供丰富生长要素和最佳生态环境。高产作物和高产品种还必须配合采用高产栽培技术，方可充分发挥其高产潜力。高产栽培技术只能产生于高产典型中。为此，对近年来在黄土高原出现的旱地玉米亩产超吨粮、小麦谷子双亩产超吨的先进经验进行了分析和总结。高产典型除在黄土台塬旱地屡见不鲜外，在山区丘陵也有发现，各类基本农田（水平条田、水平梯田、坝地）均有高产事例。近年来吨粮田与双千田（粮食亩产500kg以上，亩产值千元以上）在一些地区发展较快， 定西地区1991年达“双千”指标的粮田有311.2hm[2]，1992年为644.2 hm[2]，陕西省1993年吨粮田面积已超过8×10[4]hm[2]，1996年达到12×10[4]hm[2]，1999年地膜小麦达13.3×10[4]hm[2]，高产优质多抗技术在粮食生产中的作用越来越大，它的地位越来越明显。
表1 黄土高原旱区主要农作物的高产纪录值
Tab.1 The high-yield records of main crops in arid area,Loess Plateau
类型省区 地点年份 面积
最大单产
/hm[2] /(kg/hm[2])
绥德县崔家湾 1982
0.27
7 875.0
水 陇县城关镇
1979—9 375.0
浇
陕西
扶风县杏林乡郭村 1982
1.33
8 400.0
地 武功县苏坊乡 1981
1.87
7 800.0
甘肃
平凉市龄同
1986
0.05
9 000.0
小 洛川县后子头乡
1989
0.03
6 565.5
东王村李伯林
陕西
乾县下丁家村 1983
0.12
6 354.0
麦 旱 澄城县杨家垅 1984
0.13
7 725.0
地 西峰市城户乡胡同村
1989
0.07
7 875.0
甘肃
正宁县永正乡堡住村
1989
0.29
7 558.0
灵方县独店乡张坡村
1989
0.10
6 075.0
陕西
定边县海则梁乡先锋村 1974
0.19
8 451.0
武山县
1979
0.01
8 790.0
水
甘肃
靖远县
1982—7 650.0
浇 景泰县
1984
0.08
8 010.0
地
春
宁夏
海原县李旺乡二道沟村 1989
0.07
8 250.0
固原县头营乡 — —8 250.0
小
内蒙古 武川县
1974—
11 250.0
甘肃
定西县县城关大坪 1990
0.40
3 547.5
宁夏
海原县李旺乡二道沟村 1991
0.007 4 698.0
地 固原县杨郎乡陶庄村
1993
0.007 3 967.5
1989
青海
民和县新民乡 —6 282.0
尖扎县前藏
1984
0.25
7 342.5
靖边县梁镇(地膜) —0.11 16 125.0
陕西
神木县呼家圪塔村(地膜)
1995—
14 820.0
洛川县后子头乡西井村 1987—
10 350.0
玉 水 杨陵西北农大农场(夏玉米)0.12
9 832.5
浇
—
米 地
甘肃
平凉市农科所 1987—7 641.0
宁夏
盐池县沙边子村(地膜) 1986—
13 575.0
海原县李旺乡 1995
0.02 16 588.0
二道沟村(地膜)
山西
寿阳县宗艾村(地膜)
1995—
13 272.0
陕西
乾县下丁家村 1988—8 646.0
玉 旱 正宁县永正乡堡住村(地膜) 1990—
13 342.5
正宁县永正乡堡住村
1990—
12 150.0
米 地
甘肃
泾川县高平乡 1987—6 304.5
灵台县什字乡 1988
0.10
7 125.0
灵台县什字乡(地膜)
1988
0.13 10 890
山西
屯留县高店
1989 6 700.5
寿阳县宗艾村 1994—9 285.0
—
谷 旱 府谷县大佛山 1983—4 725.0
陕西
安塞县油坊沟 1984—6 652.5
糜 地 澄城县杨家垅(夏谷)
1988—6 163.5
—
宁夏
固原县杨郎乡陶庄村
1989 4 575.0
内蒙古 武川县大豆铺 1988—6 907.5
陕西
米脂县高西沟 1985
0.28 10 575.0
马 甘肃
定西县唐家堡 1989—6 310.5
铃 宁夏
固原县杨郎乡陶庄村
1989
0.07 13 743.0
青海
湟中县共和乡(浅山)
1983
0.09 12 430.5
贵德县河东乡 1976
0.10 14 916.0
甘薯陕西
合阳县东王乡 1973—15510.0
乾县下丁家
1989—14730.0
3 高产优质多抗技术在粮食生产中的作用
总结黄土高原地区各地旱地玉米亩产超吨粮、小麦谷子双亩超吨粮的高产栽培技术经验，主要技术措施有：高产品种、坑田条田、地膜覆盖、撮苗密植、立体种植、重施肥料6项，通过分析，发现以下6项高产栽培技术措施增产效果明显，现分述如下。
3.1 高产品种
高产粮田所用的品种都是当地高产品种。1989年长武县丁家乡十里铺村张兴和0.167hm[2]小麦平均单产8 040 kg／hm[2]， 同年长武试区[2]也有6块地的麦单产超过7 500 kg／hm[2]， 它们所用的品种就是矮秆抗旱高产适于旱地种植小麦品种“131”。1992年西峰市什社乡0.19hm[2]谷子平均单产9 105 kg／hm[2]，选用品种为当地高产良种“8013”。从表1 中可知，由于选用高产品种，各种作物高产纪录不断刷新。水浇地冬小麦最高单产为7 800／hm[2]～9 375 kg／hm[2]， 旱地冬小麦为6 565.5 kg／hm[2]～7 725.0 kg／hm[2]，水浇地春小麦最高单产为7 650 kg／hm[2]～8 790 kg／hm[2]，旱地春小麦为3 547.5 kg ／hm[2]～11 250 kg／hm[2]，马铃薯最高单产6 907.5 kg／hm[2]～ 14917.5 kg／hm[2]，甘薯最高单产14 730 kg／hm[2]～15 510 kg／hm[2]。随着各类高产品种的育成，近几年各地开展的吨粮田工程建设， 春玉米 0.067hm[2]（1亩，下同）单产已非理论计算值，在各地屡见不鲜，纷纷涌现，这些产量较当地大田玉米单产高2～3倍，世界玉米纪录产量21.2×10[4]kg／hm[2]，较黄土高原高22.8%～41.3%，而且世界纪录还将不断刷新。
3.2 坑田条田
不少高产粮田采用的是坑田条田。坑田条田实为我国古代区田畎田的继承与发展，汉代采用区田种植，曾创造“亩收百斛”粮食的高产纪录。据计算0.067hm[2]（1亩）生产粮食超过2 000kg，对此产量，有人存疑，但区田种植可以高产为大量事实所证明。1989年旬邑县罗家村罗安群采用坑田种植玉米0.22hm[2]，总产3 215kg，平均单产14 613.6kg／hm[2]，他们就是采用坑田窝种，于4月上旬利用3天时间在0.22hm[2]地上打坑4 000窝，每坑26.7cm×26.7cm，坑距50cm～57cm，行距 1m，1 hm[2]18 000～19 500窝，结合打坑进行施肥， 引用旬邑县玉米高产技术，1991年在全县推广坑条田玉米324 hm[2]，平均单产9 821.5kg／hm[2]，较对照6 216kg／hm[2]，增产58.01%，其中：新兴村有0.28hm[2]玉米，平均单产达17 256kg／hm[2]，他们采用坑田行距为1m， 坑距55cm～61cm，坑深24cm，坑长度18cm～24cm，0.067hm[2] （1 亩）1000～1 200窝；条田行距1.2m，沟宽深为36cm，结合挖坑开沟施用肥料。
3.3 地膜覆盖
在所有高产技术中，绝大多数采用地膜覆盖。80年代山西沁水冬小麦地膜覆盖成功，在黄土高原经过不断完善逐步应用于生产。近年来，甘肃省研究成功地膜小麦穴播技术，攻破了机械覆膜、精量穴播一次性作业的技术难点，使该项技术迅速应用于小麦生产。1995年示范0.07×10[4]hm[2]，1996年在全省推广2.87×10[4]hm[2]，1997年推广6.67×10[4]hm[2]，多点示范结果，地膜小麦可增产1 500 kg ／hm[ 2] ～2100kg／hm[2]，最高可增产3 000kg／hm[2]，粮食增产率是水地为20.9%～38.9%，旱地为54.1%～88.00%（见表2）。彬县新民良种场1990年0.37hm[2]地膜玉米吨粮示范田，共产玉米6 905.2kg ， 平均单产为18 833kg／hm[2]， 麟游县农业科学研究所在丘陵山区进行春玉米条田盖膜栽培技术示范，有0.153hm[2]达到单产17 511 kg／hm[2]，他们的覆盖方法是：起垄后，待蓄好底墒和口墒时，选用宽70cm～80cm、厚 0.006mm～0.007mm的超薄膜立即覆盖保墒。在垅两边开10cm 左右的沟，将地膜拉展铺平，把两边分别压入沟内，埋土压实，使地膜紧贴地面，隔4cm～5cm在垄膜上的压一条横土带，防止大风揭膜。
3.4 撮苗密植
玉米单产超吨粮的种植密度较大田高1～2倍，0.067hm[2]密度多在5 000株以上，高者超过6 000株。1990年清水县农业技术推广站在陇东乡朱湾村19户农户1.35hm[2]水平梯田上进行了地膜玉米撮苗种植， 高密度、 高投入、 高产出的丰产栽培试验示范， 农户朱彦明单产达15660 kg／hm[2]。撮苗种植比单苗种植增产6 591 kg／hm[2]，增产率为72.63%，撮苗种植方法是：撮行距100cm，撮距50cm，0.067hm[2] （1亩）1 333撮，每撮4株，株距20cm，实际保苗5 150株，双穗率为24 %，较单苗种植高14个百分点。1990年庆阳地区开展了“吨粮田、千斤亩”工程建设，西峰市建设了30块玉米吨粮田，通过验收，正宁县有4 块玉米吨粮田单产达到了吨粮，面积合计为0.16 hm[2]，总产为2 455.75kg，平均单产15 810 kg／hm[2]，他们撮苗种植规格化， 撮行距80cm，撮距50cm，撮内株距15cm，每撮留苗4～5株，4块地平均密度为6 345.8株／亩。其它地块由于地膜种植不规格，显示不出密在撮内，稀在行间，稀中有密，密中有稀的优势，虽然群体生长良好，但个体生长细弱，倒伏严重，穗小粒轻，未能达到亩产吨粮。
表2 甘肃不同降水年型地膜小麦增产情况
Tab.2 The increase in production of wheat which iscovered with plastic sheeting in different precipitation years in Gansu
1994年(平年)
小麦类型 产量比对照增产增产率
/(kg/hm[2])/(kg/hm[2])
/%
冬小麦 5 257.52 062.564.6
春小麦 6 900.02 077.543.1
旱地小麦5 064.01 897.559.9
水地小麦7 174.51 747.532.2
全省平均6 309.01 842.041.2
1996(旱年)
小麦类型 产量 比对照增产 增产率
/(kg/hm[2]) /(kg/hm[2])/%
冬小麦 4 362.0 1 965.0 82.0
春小麦 5 896.5 1 876.5 46.7
旱年小麦4 500.0 2 106.0 88.0
水地小麦6 490.5 1 818.0 38.9
全省平均5 313.0 1 941.0 57.6
3.5 立体种植
黄土高原有些地区吨粮田根据当时气候特点采用玉米、小麦等间作套种。陇县农业技术推广中心从1990年开始进行吨粮田栽培技术研究，该地区春季升温慢，秋季降温快，种植农作物两料热量不足，一料热量有余，因而在旱原小川道采取小麦、玉米、豆类间套。1994年这样的间套吨粮田单产获得小麦5 580 kg／hm[2]，玉米9 090 kg／hm[2]，黄豆、芸豆360 kg／hm[2]，三料共计平均产粮15 030 kg／hm[2]。 他们的种植方式是：选用1.7m带型、小麦占0.9m～4.0m，种7 行成三密一稀式，麦收后在麦茬地复种两行豆类；玉米占0.7m～0.74m，种两行， 株距18cm，0.067hm[2]留苗4 000株。山西省农科院小麦研究所于1990 年～1991年在大宁县曲峨镇的沟坝川地上进行了小麦套玉米吨粮田和种植方式研究。试验处理有五：①对照1为单茬小麦，10月10日播种； ②对照2为单茬春玉米，4月20播种0.067 hm[2]（1亩）留苗3 000株； ③“三一”式条带，即3行小麦1行玉米为1条带，小麦带宽60cm， 玉米带宽40cm；④“九四”式条带，即9行小麦，4行玉米，333.3cm为一条带， 小麦带宽233.3cm，玉米带宽100cm；⑤“六二”式条带，即6行小麦，2行玉米，150cm宽为一条带，畦宽100cm，种6行小麦，畦垅宽50cm， 两侧于麦收前5月20日各套种1行玉米，0.067hm[2]留苗3 500株， 小麦10月5日播种。在这5个处理中，只有“六二”式达到0.067hm[2]（1 亩）产吨粮，小麦0.067hm[2]（1亩）产346.8kg，较单茬0.067hm[2]（1 亩）产小麦398.4kg，少51.6kg，玉米0.067hm[2]（1亩）产660.9kg， 较单茬玉米743.5kg少82.6kg，两料合计为1 007.7kg，不仅高于单茬小麦与单茬玉米，还比“三一”式0.067hm[2]（1亩）单产673.4kg高49.64%，比“九四”式0.067hm[2]（1亩）产732.kg高37.63%。白银市农业技术推广中心在靖远县壮湾乡金山村三社进行小麦、玉米带田试验，在20个处理中，有3个处理单产超过吨粮（1 003kg／亩～1 112kg／亩 ）。他们带型结构是“六二”型，总带宽150cm，小麦带宽70cm，种6行，行距14cm；玉米带宽80cm，种2行，行距26cm，小麦玉米间距27cm。
3.6 重施肥料
所有高产农田都要施入充足的肥料，一般每亩用化肥：N为20kg ～30kg，P[,2]O[,5]为10kg～15kg，农家肥5t～10t， 各地肥料用量差异较大[3]。 咸阳市科学技术委员会与旬邑县农业技术推广中心为了摸清渭北旱塬春玉米产吨粮的潜力，1991年在旬邑县太村镇进行试验示范，在7块示范田中有3块亩产量超过吨粮，示范面积分别为0.067hm[2]、 0.099hm[2]、0.147hm[2]，产量分别为1 000.2kg、1 019.5kg和1 012.5kg，这三种高产田0.067hm[2]（1亩）施入农家肥7 500kg～10 000kg，油渣100kg～150kg，施入化肥N为27.5kg～33.7kg，P[,2]O[,5]为11.5kg。罗安群施用农肥较多，结合挖窝，0.067hm[2]施入优质土肥12大车，还施入磷酸二铵10kg，尿素15kg，6月下旬玉米8～10叶时追施尿素15kg。正宁县施用氮素化肥较多，0.067hm[2]（1亩）施N39.9kg ～41.9kg，P[,2]O[,5]12.5kg～15.6kg。施用方法：底肥以农肥为主， 放农家肥6t～7t，混合过磷酸钙75kg～100kg，磷酸二铵5kg，尿素10kg，在秋末或早春结合挖坑埋入拍实，玉米5叶至拔节期，在株间打孔，0.067hm[2]（1亩）追施尿素20kg，在玉米大喇叭口期再追施尿素30kg。麟游县化肥施用较少，每亩施N11kg～17kg，P[,2]O[,5]5 kg～8kg，施于15cm～20cm深处。在玉米大喇叭口期，距株12cm 处用木棍打孔施入 N 4 kg～5 kg， 随后用土封孔[4]。间套吨粮田施肥方法与玉米单种略不相同，陇县小麦、玉米、豆类间套吨粮田施用方法是：小麦底肥0.067hm[2]（1 亩）施土粪3 000kg以上，过磷酸钙40kg。种肥0.067hm[2]（1亩）追施碳酸氢铵70kg作为玉米拔节肥，大喇叭期0.067hm[2]（1 亩）追施碳酸氢铵25kg；豆类始花期0.067hm[2]（1亩）追施尿素5kg、碳酸氢铵10kg。0.067hm[2]（1亩）共施入化肥：N为36.01kg，P[,2]O[,5]为12.6kg，农家肥8 000kg。
4 结语
粮食高产是世界各国十分关注的问题，1988年在印度召开了高产研究座谈会；1990年8月在日本召开的14届国际土壤学会议上， 高产研究也作为会议主题之一。新中国建立50年以来，我国政府对粮食高产一直十分重视，奖励一些粮食高产研究者，目前在部分地区正开展“吨粮田”（即1hm[2]产粮1.5×10[4]kg），双千田（即1hm[2]粮食产量过7 500kg，产值15 000元）为中心的农业生产，方兴未艾，发展迅速。 黄土高原水土流失区粮食作物高产技术种类繁多，因多种因素的制约，使地区间生产力差异很大，1990年白银市玉米单产高达8 798 kg／hm[2 ]，隰县为7 299kg／hm[2]，而府谷县谷子单产只429 kg／hm[2]， 大豆只250.5 kg／hm[2]，高低相差35倍[5]。因此，在挖掘高产技术的同时，还必须进行粮食作物结构调整，发展高产作物，逐步压缩低产作物。由于本区的丘陵沟壑区和风沙丘陵区不少农村对粮食作物耕作粗放，技术落后，生产要素投入量少质低，加之干旱缺水，水土流失剧烈，土地沙漠化严重，生态环境恶化。因而必须大力增加物质、资金、技术投入，积极治理水土流失与土地沙漠化以改善生态环境，针对黄土高原水土流失区存在的问题，提出“一主二副”粮食作物生产技术体系。“一主”是要发挥粮食作物增产潜力，逐步实现其产量潜势，主要技术措施有：扩种高产作物与应用高产栽培技术，进行作物结构调整，发展和培育高产作物，引进和选育高产品种，建立优化高产栽培技术。“二副”之一是为粮食作物持续增产提供丰富的生长要素，主要是：高效利用投入能量，增加化肥投入数量与提高化肥施用技术，提高降水利用效率，发展集水农业与节水灌溉。“二副”之二是为实现粮食产量潜势而改善粮田条件，建立良好的生态环境，主要是：高质量建设基本农田，大力提高土壤肥力与土地生产力，严格保护与精心培养基本农田，尤其是高生产力的粮田。
收稿日期：1999—10—08