小麦是一种适应性很强的作物,对生长的土壤要求不是很严格。小麦栽培品种种类繁多,主要的分类根据每年在田间的不同播种时间。因此小麦品种也被分为冬小麦和春小麦。每种类型在不同的环境中都有不同的需求和表现。

小麦种植的温度和土壤要求

温度

冬小麦在早期发育阶段对低温(甚至是-20oC或-4oF)有很强的抵抗力。事实上,在长日照条件下(白天比黑夜长),这种条件有利于小麦植株的正常发芽,这个过程也被称为春化。春季小麦对低温比较敏感,因此播种日期应该调整,以避免在春季晚霜、强霜的地区出现冻害。

  • 小麦发芽的最低温度为4oC(39.2 oF),最佳范围为12-25oC(53.6至77oF)。当温度接近18-20oC(64.4-82.4 oF)时,小麦的发芽速度会加快。
  • 在这两种类型中,当温度下降到5oC (41 oF)以下时,营养生长就会停止,而每天需要15-22oC (59-71.6 oF)的温度来实现小麦最佳生长状态和分蘖。温度为20-23oC(68-73.4 oF)之间时将导致植物加速生长。然而,在这种情况下,为避免植物枯竭,农民可以采取行动,为其提供所需的水和营养物质,以满足更高的需求。
  • 花期对小麦最终产量至关重要。如果极端温度加上强风会导致麦穗不育,并进一步影响子房发育、花粉和小花的活力。然而最高和最低的阈值温度也可能因品种而异;一般来说,对于花期阶段来说,4-6oC(39-42.8 oF)是最低温度,而19-22oC(66.2-71.6 oF)是最高温度(Kumar等人,2016)。然而,有一些特定的冬小麦品种具有更高的耐热性,但如果温度超过32-35℃(89.6-95 oF)对其是灾难或毁灭性的(Marcela等人,2017)。在开花期,即使有暖风,但如果温度较低也可能出现问题。农民应该考虑小麦进入开花期前后的预期温度,并相应调整播种日期。
  • 对于小麦乳熟期、蜡熟期和成熟阶段,最低温度分别为8-10℃、11-12℃和13-15℃(46.4-50 oF、51.8-53.6 oF和55.4-59 oF),而最高温度分别为24-26.5℃、26-29℃和29.5-31℃(75.2-79.7 oF、78.8-84.2 oF和85.1-87.8 oF)(库马尔等人,2016)。

小麦的土壤要求 

小麦可以在多种土壤质地中种植。然而,质地中等的土壤被认为是最好的,而含有大量矿物质(钠、铁和镁)的泥炭土是应该避免(Mojid等人,2020)(1)。土壤质地可以影响植物高度、叶面积、植物生物量以及谷物的数量和特性。

小麦最好在中性(pH值7左右)的土壤中生长。然而,由于长期过度使用氮肥,导致大多数种植小麦的土壤酸化,无法很好的种植小麦。提高土壤pH值的最经济的方法是应用农业专用石灰石进行处理。 

此外,低肥力且高盐度的土壤会对小麦产量产生负面影响。高盐度问题更多出现在灌溉田中,由于其土壤含盐量高,不仅会降低小麦幼苗的存活率,还会降低一级及二级分蘖的数量、叶子和小穗的数量,以及水的可用性(2)。农民可以通过增加K+和减少Na+土壤降低盐度(Rahman等人,2005)。值得注意的是当土壤盐度超过100mM的NaCl,会显著降低谷物质量(Farooq and Azam, 2005)。农民可以从他们的田地里收集样本,并送去分析,以确定和监测土壤特征。对于土壤pH值,你可以通过从田地的不同区域、表土、以及10-20厘米(3.9-7.9英寸)和20-30厘米(7.9-11.8英寸)的深度收集有代表性的样品送去分析。对于养分测试,样品一般选择来自0到10-25厘米(0到3.9-9.8英寸)的深度(3)。

小麦的土壤准备和播种

土壤准备

为了使植物快速且一致地出苗和长出作物,农民应该购买合格的种子并准备好苗床(田地)。ICAR(印度农业研究所)发现在轻质土壤中种植可以节省30%的水,这点对于一些缺水地区格外重要(3)。小麦可以在常规、最低限度的耕作和免耕系统中成功种植。

由于少耕和免耕系统可以保护土壤结构且保持土壤中的水分,并减少植株对低温损害的敏感性(导致冬季死亡),因此越来越受到农民的青睐。在免耕系统中,冬小麦播种可以在大麦、油菜、紫花苜蓿和早熟大豆的残留物中进行(4)。一般来说,不建议在有前茬小麦作物残留物的田地里播种,因为前茬小麦上的疾病传播到新作物上的风险相对较高。

在传统的耕作系统中,农民通常在夏季进行会进行1-4次犁地,并在冬小麦播种前进行犁地。在初次土壤耕作的过程中,农民可以使用旋耕法(9)。

小麦种子可以用手工播种,也可以用市场上存在的各种播种机播种。为了使种子在田间散布得更均匀,最好使用播种机(空气播种机),并且有些播种机还可以选择在播种期间施肥。

播种日期和播种率是实现冬小麦和春小麦高产的关键。不同地区的播种日期根据温度、品种和水的供应情况而有所不同。要决定播种日期,农民应考虑所选品种的生命周期长度和开花期的预期环境条件。冬小麦栽培品种一般在9月至11月播种。举例来说,在印度,生命周期长的矮生小麦品种可以在11月初播种;然而在明尼苏达州(美国),小麦从9月初开始播种,直到10月的前2周。密歇根州立大学文章中指出,在10月1日之后播种小麦,将会导致每天损失0.6蒲式耳(5)。为使作物生长良好,应该保证作物在秋季第一次“致命”霜冻发生之前成功长出第一片真叶(4)。农民不应该过早播种,因为冬季生长过快的小麦植株对低温很敏感,同时虫害的风险也比较大。

每公顷小麦种植数量和播种要求 

每公顷或每英亩的播种率和植物数量应与收获时的目标植物数量相适应。一般来说,冬小麦的平均数量为每英亩1,000,000株或每公顷2,500,000株,而春小麦和硬粒小麦的平均数量为每英亩1,400,000株(6)或每公顷3,500,000株。在降雨条件差和缺乏灌溉的情况下,最终收获的数字可能更少。然而,这些数字可能会有很大偏差。根据宾夕法尼亚州立大学的研究发现(10),宾夕法尼亚州冬小麦的理想株数是每英亩1500,000株或每公顷375,000株(28-34株/平方英尺)。这需要每公顷4,250,000粒种子或每英亩1,750,000粒种子的播种率(或在7英寸行中每英尺20-23粒种子)。 

种子评价等级也会受到收获种子大小的影响。小麦种植行距可以选在15至22.5厘米(5.9至8.7英寸)之间变化。在需要灌溉的田地里,需要选自更小的行距(15-18厘米-5.9-7英寸)。冬小麦的播种通常在2-5厘米(1-1.6英寸)的深度进行。当温度和土壤湿度处于适宜种植水平时,可以将种子播种在更靠近地表的地方(深度2厘米),以加速小麦出苗。矮生品种的种子可以播种在较浅的土壤深度。

可以用适当的广谱(活性或系统性)杀真菌剂处理种子,以保护种子不受苗期枯萎病、常见病虫害和松散烟曲霉菌的侵害(7)。大多数种子处理剂包括一个以上的活性成分,使施用的种子获得更广泛的保护范围。截至2020年,杀菌剂中常见的活性化合物有:戊唑醇、氟唑菌酰胺、唑菌胺酯、萎锈灵、双硫胺甲酰、苯醚甲环唑、氟唑菌苯胺、氟咯菌腈、灭菌唑、氟唑环菌胺、种菌唑、精甲霜灵、甲霜灵、丙硫唑(8)。具体使用方案始终需要咨询当地的持证农艺师。

参考文献

  1. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/wheat/en/
  2. Wheat growth and physiology – E. Acevedo, P. Silva, H. Silva (fao.org)
  3. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
  4. Winter wheat seeding dates | UMN Extension
  5. Planting the 2022 wheat crop – Wheat (msu.edu)
  6. Seeding rate for small grains | UMN Extension
  7. The Importance of Wheat Seed Treatments | CropWatch | University of Nebraska–Lincoln (unl.edu)
  8. MF2955 Seed Treatment Fungicides for Wheat Disease Management 2020 (ksu.edu)
  9. https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
  10. https://extension.psu.edu/planting-winter-wheat-in-dry-soils

Farooq, S., and Azam, F. (2005). The use of cell membrane stability (CMS) technique to screen for salt tolerant wheat varieties. J. Plant Physiol. 163, 629–637. doi: 10.1016/j.jplph.2005.06.006

Kumar, P. V., Rao, V. U. M., Bhavani, O., Dubey, A. P., Singh, C. B., & Venkateswarlu, B. (2016). Sensitive growth stages and temperature thresholds in wheat (Triticum aestivum L.) for index-based crop insurance in the Indo-Gangetic Plains of India. The Journal of Agricultural Science, 154(2), 321-333.

Marcela, H., Karel, K., Pavlína, S., Petr, Š., Petr, H., Kateřina, N., … & Miroslav, T. (2017). Effect of heat stress at anthesis on yield formation in winter wheat. Plant, Soil and Environment, 63(3), 139-144.

Mojid, M. A., Mousumi, K. A., & Ahmed, T. (2020). Performance of wheat in five soils of different textures under freshwater and wastewater irrigation. Agricultural Science, 2(2), p89-p89.

Rahman, M. A., Chikushi, J., Yoshida, S., Yahata, H., and Yasunaga, E. (2005). Effect of high air temperature on grain growth and yields of wheat genotypes differing in heat tolerance. J. Agric. Meteorol. 60, 605–608. doi: 10.2480/agrmet.605

Ren, A. X., Min, S. U. N., Wang, P. R., Xue, L. Z., Lei, M. M., Xue, J. F., … & YANG, Z. P. (2019). Optimization of sowing date and seeding rate for high winter wheat yield based on pre-winter plant development and soil water usage in the Loess Plateau, China. Journal of integrative agriculture18(1), 33-42.

Shannon, M.C. 1997. Adaptation of plants to salinity. Adv. Agron., 60: 75-120.

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