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中国农业科学院小麦高产高效生产模式研究取得显著进展
2014-11-14

 

2013年以来,通过中国农科院6个研究所和河北、河南、山东、江苏、安徽5省的25个相关单位近100名科技人员协作攻关,以小麦生产全程机械化为核心,轻简化、集成化、模式化为目标,针对不同区域的技术要求,研究出黄淮海地区冬小麦机械化生产技术规程,并在不同区域形成具体的技术方案。在河北、河南、山东、江苏、安徽5省设立了百亩方20个、千亩片5个、万亩区1个,大面积示范效果成绩喜人,示范区小麦平均增产10%以上。采用小麦全程机械化高效生产模式,从前茬作物收获、整地、播种、田间管理到收获整个生产环节大幅度降低投入,平均每亩增效100元以上。2014523日,中国农科院主办的“小麦高产综合技术集成与高效生产模式研究”项目现场观摩会在河南省延津县石婆固乡和新乡县小冀镇举办。项目围绕小麦生产全程机械化,通过新品种选育与应用、新型肥料与测土配方施肥、病虫害全程防控和旱情监测与灌溉预报等单项技术的集成组装,展示了小麦优质高产高效生产模式研究进展和技术成果,总结交流和探讨了小麦增产增效模式科技攻关与推广的联合、协作工作机制。

小麦高产高效生产技术模式研究,围绕农业部“两个千方百计、两个努力确保、两个持续提高”的目标任务,针对当前小麦生产中存在的农机农艺配套不好、肥水资源消耗较多以及经济效益下降等薄弱环节和技术瓶颈,集成一批全院各所研发的科技成果,构建一套成熟技术模式,为促进小麦稳定增产增效提供强有力的科技支撑,为农业部持续开展高产创建提供技术储备和技术服务。

一、主要成效

1. 以全程机械化为核心集成高效技术模式

通过研究小麦高产高效耕整地机械配套动力的选型与集成试验示范,实施耕整地复式作业,进行小麦优质高产的播种、施肥、收获等复式作业机具的选型、提升与试验示范,以及病虫害综合防治装备的选型与集成试验示范。

在示范区内进行标准化作业,整地前施好底肥并粉碎秸秆还田,旋耕或耕翻整地,适期适量机械播种和镇压,机械喷药防治病虫害,用带有秸秆粉碎及抛洒装置的联合收割机收获小麦。选用小麦品种类型、耕作模式、种植规格、机具作业幅宽、作业机具的调试等尽量规范一致,并考虑与其它作业环节及下茬作物匹配。针对黄淮麦区苗期干旱、成熟期干热风、高产群体倒伏早衰等关键问题,以耕层调控为重点,通过蓄水保墒的土壤耕整技术、宽幅晚播的时空优化技术、控旺促弱的分蘖调控技术,与轻简化的全程机械化耕种技术集成,建立了高产高效的冬小麦耕种技术体系。在此基础上集成的农艺技术主要包括4个部分:一是选用本院育成的适宜新品种,二是测土配方施肥基础上的新型肥料,三是旱情实时监测与灌溉预报,四是病虫害全程监控与防治。在河北、河南、山东、江苏和安徽等地进行大面积示范,集成了小麦增产和水肥增效10%以上的高产高效生产模式。

2. 大范围示范新品种

在河南省延津县石婆固乡和获嘉县宏升种植业合作社两个示范点选用高产品种轮选988,播种面积分别为1280亩和1050亩。在河北省灵寿县和景县选用高产品种轮选518,各示范1000亩。高产小麦品种中麦895示范点14个,共计面积21100亩,分布在河南虞城、睢阳、梁园、新乡,江苏铜山、睢宁,安徽太和、萧县,陕西泾阳等地。节水小麦品种中麦12、中麦175、轮选987等,在河北省高碑店市新品种示范繁殖共5万余亩。

在小麦高产高效技术模式中,新品种表现良好,实现了良种良法配套。经当地农业技术管理部门和专家对河北高碑店方官镇中麦12、河南新乡小冀镇中麦895、河南延津石婆固乡轮选988等千亩核心示范片的测产,平均亩产分别为541.3公斤、629.2公斤和600.2公斤,均比当地非示范区节本增产10%以上。

3. 全程防控小麦病虫害

在河南新乡安排了100亩抗蚜性鉴定、抗锈新药剂筛选试验,在河北廊坊安排了100亩小麦抗病性鉴定试验、新品种选育实验、玉米抗玉米螟鉴定试验,并在各综合示范点监测病虫害发生。通过不同小麦品种布局、增施钾肥等栽培措施调节农田生态环境,研究其对提高作物病虫抗性、抑制病虫害发生的效果。小麦病虫害全程控制技术体系,采用新型高效、低毒、低残留化学农药品种或剂型,通过农药减量精准使用技术集成创新各种单项防治技术并组装配套,充分发挥自然控制和生态调控作用,建立经济、高效、安全的作物生长期病虫害全程控制技术体系。在示范基地逐步向周围辐射推广,提高粮食生产中抵御生物灾害的能力。

示范区苗期根据病虫草害发生情况选用适合的药剂及用量,按照机械化高效植保技术操作规程,采用喷杆式喷雾机进行均匀喷洒,做到不漏喷、不重喷、无滴漏,严防出现药害。起身拔节期和抽穗期是病虫害防治的两个关键时期,根据预测预报选择适宜的药剂和施药时间,采用机动喷雾机、电动喷雾机、无人机等喷雾防治。

4. 新型肥料与施肥技术

根据黄淮海区域小麦生产现状与栽培施肥技术需求,研发同步提高小麦产量和肥料利用率的新型缓释肥料与增效肥料新产品。研究不同肥料品种和施用技术对肥料养分释放、转化、运移和供应的影响规律,利用新型肥料研究适于小麦需肥规律的专用肥配方及其施用技术,构建“简化、高效、环保”的小麦施肥模式,建立不同示范区域小麦高产高效施肥技术体系。在山东临邑安排了205亩示范区,展示新型肥料、氮磷钾与中微量元素全程平衡施肥、高产小麦品种、高产优化栽培技术集成、精耕细作、精细管理、全程病虫草害防控、一喷多防、适期收获等综合技术。在各地示范区进行测土和矫正施肥试验,根据地力基础和产量目标确定肥料用量、时期及底追比例,底肥在整地前机械深施,磷、钾肥和有机肥全部底施,追肥根据苗情长势而定。

5. 麦田墒情自动监测系统

确定不同生态区冬小麦在不同条件下的需水量及需水规律,通过数值分析建立冬小麦需水量与主要影响因子之间的数值关系,建立以墒情监测结果为基础,综合考虑未来天气状况、冬小麦生长发育、土壤供水状况的土壤墒情变化预测模型,建立冬小麦旱情评价指标体系。根据土壤类型、灌溉方式、生育时期、产量水平、水资源条件等因素的差异,分别确立灌溉启动时间及灌溉定额控制指标。在示范区定期监测土壤墒情,及时发布各地冬小麦墒情状况,并以实际监测结果为基础,结合各地的天气预报,预测土壤墒情,预报灌溉适宜时间及适宜灌水定额,并制定相应的技术操作规程,服务各地的农田高效用水管理。

在中国农业科学院河南新乡基地(1500亩)、新乡县郎公庙镇(2500亩)和获嘉县宏生种植合作社(1200亩)小麦生产示范基地设置3个冬小麦田墒情自动监测与预报系统,每示范区设置自动监测点2个,并辅助设置管式剖面土壤水分监测点15个。麦田地面灌溉智能控制系统安装在中国农科院新乡基地,控制面积1000亩。制作冬小麦灌溉预报系统示范点与墒情自动监测系统示范点同步设置光盘,发放给示范区小麦生产管理部门。在无旱情时,示范区当日平均气温稳定下降到35时开始浇越冬水,一般每亩浇水量为40立方米左右。春季浇水时间视苗情和墒情而定,并根据肥料运筹方式,结合浇水,同步施肥。采用低压喷灌、微喷带等节水灌溉技术和装备浇水。把过去春浇3次水降低到1-2次,每亩节水40立方米以上。

小麦高产高效生产模式的示范效果证明,小麦增产模式研究开辟了集成技术推广的新途径,大幅提高了科研成果转化率,搭建了大面积推广技术的平台,推动了农机农艺的有效融合。小麦高产高效技术模式的推广,将促进土地资源的合理利用,提高肥料利用率,节约灌溉用水,减少化肥农药施用量,降低农田施肥产生的水源污染,达到农业高效、清洁、环保的生产效果,有利于生态安全,能提高农业生产管理决策水平和资源利用率,提升我国小麦生产水平,对保障国家粮食安全将起到非常重要的作用。

二、主要做法

1.加强组织管理创新,提高项目执行效率

一是实行主管领导负责制。成立了由中国农科院副院长吴孔明为组长、各参加单位主管领导为成员的领导小组,全面指导项目实施,并负责立项审核、咨询、评估和日常监督管理。农业部副部长张桃林、中国农科院党组书记陈萌山等领导多次亲临现场,检查项目执行效果。二是按需择优遴选项目团队。根据项目实施需要,由中国农科院作科所牵头,汇集了植保所、灌溉所、农机化所、农产品加工所、资划所和信息所的优势研究力量,共同开展分区域、分品种、分技术类别的技术研究、集成和示范展示。三是加强技术指导与宣传。项目实施过程中,通过技术培训和服务提出技术指导意见,在取得重大研究成果,特别是在突发、重发气象灾害和病虫危害时,做到主动联系中央和地方媒体发布信息,及时开展宣传,扩大项目影响力,确保有声、有为、有位。

2.加强集成创新研究,提高模式应用效果

一是坚持以综合技术集成创新为主。以全程机械化为核心组装单项技术,实现农机农艺融合,形成增产增效的技术模式二是坚持单项技术的不断完善。从新品种培育、肥水资源合理利用、环保安全的病虫害防控等环节加强技术创新,为生产技术模式研究提供源源不断的创新内容。三是坚持协同创新。在成果转化局协调下,6个研究所的多个研究团队开展大联合、大协作、大攻关,每项核心技术都包含多个技术支撑团队的协同创新。四是坚持技术模式的实用化。从轻简化高效生产出发,提高效率,技术成果为生产者所喜闻乐见,做到示范一点,推广一片。

3.加强全产业链开发,提高生产可持续性

项目组根据我国小麦生产逐步走向专业化、规模化的特点,与黄淮海区域各地种粮大户、农民协会、种植业合作社、种业公司、加工企业等合作,提高小麦高产高效生产模式的可持续性。一是在各地农业主管部门的支持下,直接与示范区种粮大户、农民协会、种植业合作社或种业公司签订合作协议,建立百、千、万亩规模的示范区,开展高产高效生产模式研究与示范,实现了技术示范规模化。二是实行产业化生产,将示范生产基地与当地面粉加工企业对接,采取订单生产方式,对优质小麦实行统一收购,进一步提高生产效益,实现了产业化经营。

三、下一步工作目标

我国粮食生产十连增后,小麦进一步增产的难度不断加大。在新的形势下,集中力量、集约资源、集聚项目、突破关键技术、加快技术集成,依靠科技提高小麦单产,走内涵式发展道路,促进持续增产,成为目前小麦生产的发展方向。

一是加强项目协同创新。根据项目实施需要,联合黄淮海地区本院内外小麦科研、教学和推广专家及其团队,通过签订相关合作协议,明确知识产权归属,协力推进项目实施。

二是加快技术集成研究。继续在河北、山东、安徽、河南、江苏大范围开展技术示范,同时确定一个长期稳定地开展工作的主要示范基地,实现在小麦全生育期可示范、可参观、可展示。为农业部高产创建提供技术模式和技术储备,实现科学研究引领高产创建、科研成果支撑高产创建。

三是完善工作机制。一要加强与水稻、玉米、大豆项目衔接,实现全年粮食均衡增产。二要加强对上和对下的衔接,将示范工作纳入国家和地方的工作计划,争取更多的支持。

四是创新成果转化机制。针对小麦产业发展的技术瓶颈,加强产前、产中、产后研究。积极与小麦加工企业开展科技合作,将高产高效技术、检测加工技术等进行集成,形成高附加值的产业化生产。