孫宏勇, 劉小京, 王 璞

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“華北春玉米密植高產(chǎn)宜機收品種篩選及全程機械化高效生產(chǎn)技術(shù)”簡介

孫宏勇1, 劉小京1, 王 璞2

(1. 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心 石家莊 050022; 2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 北京 100193)

華北地區(qū)淡水資源短缺, 其不能承載小麥-玉米一年兩作的生產(chǎn), 在過去幾十年中為追求高產(chǎn)進行灌溉嚴(yán)重超采地下水引發(fā)了一系列的環(huán)境問題。發(fā)展一年1作的春玉米種植是減少地下水超采的主要途徑。但在春玉米生產(chǎn)中存在耐密宜機收品種缺乏、機械化程度低及配套農(nóng)機農(nóng)藝關(guān)鍵技術(shù)不完善導(dǎo)致的春玉米生產(chǎn)效率低等問題。因此, 開展華北春玉米高水效、耐密植宜機收品種篩選及不同管理措施下品種資源高效利用技術(shù)研究, 是保障區(qū)域糧食安全和水安全的迫切需求。

1 課題簡介

“華北春玉米密植高產(chǎn)宜機收品種篩選及全程機械化高效生產(chǎn)技術(shù)”課題(編號: 2016YFD0300305)是國家重點研發(fā)計劃“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新專項”中“玉米密植高產(chǎn)宜機收品種篩選及其配套栽培技術(shù)”項目的課題。該課題由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心主持, 集中了長期在華北從事春玉米高產(chǎn)高效研究的優(yōu)勢單位4家(山西省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究中心、內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院、河北省科技師范學(xué)院和滄州市農(nóng)林科學(xué)院)。課題組擁有“中國科學(xué)院農(nóng)業(yè)水資源重點實驗室”、“國家玉米區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新中心(內(nèi)蒙古)”和“山西省旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心”等10余個省部級重點實驗室和基地, 開展了玉米節(jié)水高效、高產(chǎn)等系列研究, 為課題開展提供了很好的保障。

本課題針對華北區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉導(dǎo)致地下水資源匱乏而引發(fā)的環(huán)境問題, 和春玉米全程機械化高產(chǎn)高效配套農(nóng)機農(nóng)藝關(guān)鍵技術(shù)不完善導(dǎo)致的春玉米生產(chǎn)效率低的問題, 以高水效、耐密植和宜機收春玉米品種篩選為基礎(chǔ), 以配套栽培技術(shù)為突破口, 通過在5個代表性區(qū)域(京津冀熟制調(diào)整區(qū)、華北北部補灌區(qū)、華北西部補灌區(qū)、京津唐補灌區(qū)、京津冀旱作區(qū))進行區(qū)域共性聯(lián)網(wǎng)試驗, 篩選區(qū)域宜機收耐密植高水效的春玉米品種并建立相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn); 根據(jù)區(qū)域的關(guān)鍵限制因子分析, 在5個區(qū)域進行具有特色的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā); 最后通過篩選的品種、關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)配套技術(shù)、全程機械化技術(shù)的集成, 形成區(qū)域特色的農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的技術(shù)模式, 進行示范推廣。

2 目的意義

該課題以品種篩選和不同管理措施下品種資源高效利用協(xié)調(diào)提高為目標(biāo), 重點解決華北春玉米品種、環(huán)境和群體調(diào)整的互作機制與調(diào)控途徑, 闡明華北春玉米高水效、耐密植、宜機收品種-環(huán)境-措施下的互作機理, 進行水氮調(diào)控與產(chǎn)量效應(yīng)研究, 為高水效、耐密植宜機收生產(chǎn)條件下的華北春玉米高產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)提供理論依據(jù)。針對上述關(guān)鍵問題, 以高產(chǎn)高效、全程機械化為突破口, 生產(chǎn)中亟需解決3個關(guān)鍵技術(shù)問題:

1)篩選適合華北春玉米不同生態(tài)區(qū)的高水效耐密植宜機收品種及其評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);

2)華北高水效耐密植宜機收春玉米群體植株與籽粒性狀的調(diào)控技術(shù);

3)華北高水效耐密植宜機收春玉米全程機械化高效生產(chǎn)技術(shù)模式。

3 研究內(nèi)容

圍繞課題總體目標(biāo), 以高水效、耐密植和宜機收春玉米品種篩選和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為核心, 通過區(qū)域共性聯(lián)網(wǎng)試驗, 對高水效耐密植宜機收春玉米品種特性進行評價, 建立品種生態(tài)適應(yīng)性評價標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)域布局體系; 通過田間定位試驗研究春玉米在不同密度、播期和種植方式下生理生態(tài)特性、耗水特性和產(chǎn)量表現(xiàn), 結(jié)合氣象、土壤等環(huán)境因子對春玉米生產(chǎn)的限制因子進行定量和過程分析, 揭示不同生態(tài)區(qū)春玉米品種高產(chǎn)高效潛力, 研發(fā)適合該區(qū)降水特點的春玉米播期、密度、周年水分豐產(chǎn)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù); 然后在品種-環(huán)境-栽培技術(shù)互作機制基礎(chǔ)上, 結(jié)合氣候環(huán)境因子、栽培管理技術(shù)等開展抗旱保苗、水肥高效利用、密植高產(chǎn)和全程機械化等適宜區(qū)域特色和氣候特征的華北春玉米技術(shù)模式的集成與示范, 集成華北5個具有代表性區(qū)域的春玉米高產(chǎn)高效全程機械化技術(shù)模式, 建立示范區(qū)并推廣應(yīng)用, 最終達到提高區(qū)域玉米生產(chǎn)的機械化水平、水肥資源利用效率和生產(chǎn)效益, 促進華北春玉米生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)課題研究目標(biāo), 設(shè)置3個研究內(nèi)容, 具體內(nèi)容如下:

1)高水效、耐密植、宜機收春玉米品種篩選和區(qū)域布局研究;

2)華北春玉米密植高產(chǎn)高水效關(guān)鍵技術(shù)研究;

3)華北不同生態(tài)區(qū)春玉米全程機械化高效生產(chǎn)技術(shù)模式集成與示范。

4 實施前景

4.1 經(jīng)濟效益

通過課題的實施, 可為區(qū)域春玉米育種學(xué)、農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合學(xué)科的發(fā)展指明方向, 為保障糧食安全、耕地安全和生態(tài)環(huán)境安全提供重要的科技支撐。課題成果的應(yīng)用, 可提高華北春玉米機械化水平15%以上, 降低成本10%以上, 節(jié)水節(jié)氮增產(chǎn)10%以上; 在未來5年, 技術(shù)成果將輻射3.33萬hm2, 預(yù)計將提高玉米產(chǎn)量1 500萬kg, 增加經(jīng)濟效益 1 500萬元。

4.2 社會效益

將課題研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)進行集成, 構(gòu)建密植、高產(chǎn)玉米全程機械化高效生產(chǎn)技術(shù)體系, 通過示范推廣標(biāo)準(zhǔn)化高產(chǎn)高效栽培技術(shù)模式, 可減少大量勞動用工, 促進勞動力轉(zhuǎn)移; 玉米的高產(chǎn)高效種植, 有利于促進玉米深加工產(chǎn)業(yè)、飼料加工業(yè)等的發(fā)展, 對促進華北不同生態(tài)區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義, 其技術(shù)成果還可輻射應(yīng)用到全國類似生態(tài)類型區(qū)域。

4.3 生態(tài)效益

課題基于節(jié)本、增產(chǎn)、增效及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展, 采用適水灌溉, 可提高水資源利用效率10%以上; 通過秸稈轉(zhuǎn)化、還田減少莖葉資源浪費, 減輕秸稈燃燒造成的空氣污染; 通過嚴(yán)格控制農(nóng)藥使用, 實行無公害生產(chǎn), 可減輕農(nóng)作物產(chǎn)品污染; 通過農(nóng)田有機肥改造、配套集成技術(shù), 可減少化肥用量10%以上, 減輕化肥對環(huán)境的污染, 從而改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境, 提高生態(tài)效益。

孫宏勇, 主要研究方向為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水鹽運移過程及調(diào)控。E-mail: hysun@sjziam.ac.cn.

, Sun Hongyong, E-mail: hysun@sjziam.ac.cn.

10.13930/j.cnki.cjea.170182