《棉花轻简化栽培技术体系与应用》

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针对我国植棉用工多、效率低、竞争力差等制约棉花生产持续发展的瓶颈,按照简化管理程序、减少作业次数、农机农艺融合的总体思路,突破轻简化植棉关键技术和相关理论,创建棉花轻简化栽培技术体系,实现了“种-管-收”轻简化,促进了我国棉花生产由劳动密集型向轻简节本型的重大转变。

1.发现棉苗弯钩形成和下胚轴伸长关键基因的差异表达规律,解析了单粒精播的成苗壮苗机制,创建棉花单粒精播技术,实现了“种”的轻简化。研制出无极调距式棉花膜上精量播种机等系列精播机械,创建黄河流域以“单粒精播、种肥同播,免间苗定苗”为核心的棉花精量播种技术;育成早熟棉品种,建立黄河、长江流域两熟制早熟棉抢时单粒直播技术:创新西北内陆“宽膜覆盖边行内移、膜上单粒精确下种、膜下滴水调控温墒”为重点的棉花单粒精播逆境成苗技术。平均节种50%以上、省工15个/hm2以上。

2.探明合理密植调控棉花叶枝生长和膜下分区滴灌节水的机理,揭示了一次施肥及水肥协同管理下的氮素营养规律,突破简化整枝和水肥轻简管理技术,实现了“管”的轻简化。建立以控制叶枝和主茎顶端生长为途径的免整枝技术,通过合理密植并配套化学封顶或机械打顶实现了整枝轻简化。确定了主产棉区最佳经济施氮量,建立了黄河和长江流域棉花专用缓控释肥与速效肥相配合的一次施肥技术,节省氮肥10%以上:创新西北内陆水肥融合、后期水肥前移促早发早熟的水肥协同管理技术,减肥节水10~20%。

3.构建棉花轻简化栽培的合理群体结构指标,建立以集中吐絮为目标的群体调控技术,实现了“收”的轻简化。建立黄河和长江流域棉区以等行距合理密植和化控“控冠”、缓控释肥基施结合中膜覆盖并适时揭膜“促根”的群体调控技术,实现了相对集中吐絮,保障了集中采收。揭示了非叶绿色器官的光合贡献,明确了行株距配置和水肥膜管理对群体结构的调控效应,建立了西北内陆以优化行株距与膜管配置、综合运用水肥膜“调冠养根、优化成铃”的棉花群体调控技术,提高了机采棉脱叶效率,显著提升了机采棉品质。

4.集成创建三大棉区棉花轻简化栽培技术体系,实现了“种-管-收”轻简化。建立黄河流域以“单粒精播、集中吐絮”为重点的一熟制棉花轻简化丰产栽培技术体系,长江和黄河流域以“穴盘育苗或早熟棉抢时直播、轻简施肥”为主的两熟制棉花轻简化高效栽培技术体系,西北内陆以“群体调控、优化成铃”为中心的棉花轻简化高产栽培技术体系。平均省工28.3%、减投8.2%、增产5.5%。

项目育成适合轻简化栽培的棉花品种4个,获发明专利20项、软件著作权13件,制定行业/地方技术标准21项,关键技术拥有自主知识产权并实现了标准化。编著著作(书)8部,发表论文213篇,其中SCI论文52篇,被他引2040次。技术成果入选全国主推技术,被国际棉花咨询委员会(ICAC)推介:累计推广10018万亩,新增经济效益194亿元:获得山东省科技进步一等奖、中华农业科技奖一等奖和新疆自治区科技进步一等奖。

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