《豫北灌区小麦节水减氮绿色高效栽培关键技术创新与应用》

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该项目针对豫北灌区小麦生产水氮用量大、利用效率低、灌溉时期不精准、中后期灾害多发等问题,在国家公益性行业(农业)科研专项和河南省科技攻关计划等项目的资助下,通过十几年攻关,取得以下创新性成果:

1、建立了“基于资源利用效率”的作物产量分析方法,为小麦高产高效协同栽培提供了理论指导。

针对现有产量分析方法未与资源利用相结合的局限性,以作物生产与资源环境为系统进行研究,提出了“基于资源利用效率”的作物产量分析方法:产量=资源投入量×资源截获率×资源转化效率×收获指数,丰富了作物产量生理学理论。并以此为方法为指导开展研究,明确了提高水氮转化效率是豫北小麦生产减少水氮投入、实现绿色高产高效的主要技术途径。

2、揭示了豫北灌区小麦高产条件下产量形成与水氮高效利用的非叶光合器官补偿、土壤贮水利用等生理生态机理。

在小麦播种前将土壤含水量调整至80%-90%,春季灌1水或不灌水,每亩耗水量降低30-35 m3,水分利用效率提高5%-10%;非叶光合器官叶面积指数提高0.16、花前干物质转运量增加23.6%,转运率和对籽粒贡献率分别增加6个百分点和11个百分点;延迟春季灌水、产量增加3.34%、水分利用效率提高5.5%;播后镇压保墒穗粒数提高1.1粒、产量增加6.0%。适度节氮(每亩14 kg)旗叶最大光合速率和光饱和点分别提高8.5%和3.8%。叶面积减小,但非叶器官所占比例提高,叶片质量改善、比叶重提高15.0%,改善中下部叶片受光状况、倒三叶光合速率提高22.7%。促进了营养器官尤其是穗轴颖壳和下层器官干物质向籽粒运转,提高了对籽粒贡献率,产量增加2.3%。

3、研发出与农艺配套的新型农机具和安全高效抗旱防寒制剂等抗逆延衰稳产物化产品。

研发的镇压、锄划等新型农机具,实现了均匀镇压、减少了耕层水分散失、提高了镇压效果和出苗质量,增强了抗逆性。研制的以“萘乙-硝钠”、“过氧化氢和水杨酸”为主要成分的抗旱防寒制剂,增强了根系活力及其吸收营养和水分能力,延缓衰老、增强抗逆性。

4、创新了以“播前贮水调墒、播后镇压保墒、春季限水晚灌、稳底减追降氮”为核心的节水减氮丰产高效关键技术,集成了豫北灌区小麦节水减氮绿色高效栽培技术体系,并进行了大面积示范应用。

以上述理论、研究为依据,创新了小麦播前通过板茬灌水调墒技术(土壤含水量80%-90%),播后专用镇压器镇压的蓄水保墒技术,春季根据土壤墒情不灌水或延迟至拔节中后期测墒补灌的节灌(减少灌水50-60m3)技术,在稳定底氮基础上追肥推迟至拔节期结合灌水追氮(每亩减2-5kg)的高效施肥技术,集成了以节水减氮为核心技术、新型机具和抗旱防寒制剂为辅助的“豫北小麦绿色高效栽培关键技术体系”,每亩减少灌水50-60 m3,减少氮肥投入2-5kg,水氮利用效率提高10%左右,节本75元左右,增产3%左右,实现绿色高效生产目标。

2006-2018年在豫北和相似生态区山东菏泽累计应用1720万亩,增产小麦2.58亿公斤,节本9.63亿元,新增利润13.78亿元。2016-2018年应用1285万亩,新增小麦1.93亿公斤,节本7.20亿元,新增利润10.30亿元。生态、经济和社会效益显著。

该成果发表论文24篇,其中SCI 2篇,授权发明专利3项、实用新型专利4项,制定河南省地方标准1项。经有关专家进行评价,成果整体居国内先进水平,建立的“基于资源利用效率”的产量分析方法达国内领先水平。

成果说明

项目组自2005年开始,经过连续10多年的节水、节氮、抗逆减灾、简化栽培等单项技术研究和产品研发,集成了以“播前贮水调墒、播后镇压保墒、春季限水晚灌、稳底减追降氮”为核心,“新型农机具和抗旱防寒制剂”后期抗逆延衰物化产品为配套的小麦节水减氮绿色高效栽培关键技术。采用与当地农技推广部门、农民合作社、种粮大户等相结合的“研推企农”方式,通过建立百亩攻关田、万亩示范方,室内培训、田间观摩,以点带面,在豫北安阳、濮阳、新乡、焦作、鹤壁和相似生态区山东菏泽等地大面积推广应用该技术体系。2006年以来,累计示范推广1

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