《设施蔬菜生产资源高效利用关键技术与应用》

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设施蔬菜是现代农业的重要载体和体现形式,具有高产高效的特点,是乡村振兴与农民脱贫致富的支柱产业。但生产中水肥过量施用、土壤和光热资源利用率低,与我国耕地和水等资源极度短缺矛盾突出,为此,该项目系统深入研究了设施资源髙效利用与蔬菜高效生产关键技术,获得突破性成果:

1.探明了灌溉水分配去向和矿质元素淋洗规律,创建了农艺节水节肥技术体系,实现了水肥量化管理与高效利用:①首次探明了设施栽培经验灌溉下水分在土壤蒸发和耕层渗漏中的分配比例髙达70%以上,据此提出了“控漏减蒸、堵漏限蒸”的节水策略,确定了设施果类蔬菜适宜灌水量:②明确了常规灌溉下土壤中氮钙镁等离子年淋洗量和根层土壤适宜硝态氮浓度;③发明了简便实用的肥水气一体化装置,创建了定量袋(沟)灌和水肥一体化等节水节肥技术体系,节水35%〜45%,节氮30.5%〜33.2%,水分利用效率提高35.3%〜63.6%。

2.探明了设施土壤质量退化的根本原因,提出了以微生态平衡重建为核心的土壤质量提升技术体系,实现了设施土壤可持续利用:①发明了土壤热水消毒与蔬菜菌根苗相结合的土壤微生物群落重建技术,解决了高温消毒后土壤微生物群落重建迟缓的难题:②选育出茄砧1号等抗性砧木,开发了异效双砧嫁接技术,显著提高蔬菜抗逆性和产量:③获得了益于土壤质量提升的做畦方法等6项发明专利,构建了高碳堆肥和夏季填闲等土壤质量提升技术体系,土传病害减少40%〜71%,实现了设施土壤可持续利用。

3.创建了基于果菜光温响应机制、提高群体光截获和设施结构优化的光热调控技术体系,提高了设施光热利用率:①探明了黄瓜光合作用温度补偿点、光合启动时间和果菜低温弱光抗逆机制,优化了传统光热管理指标,光合生产率提高10%以上;②明确了吊蔓高度1.5m,叶数12〜14片/株,叶/果比2〜3的合理群体结构和源库参数,提高了冠层光截获和光合产物向库器官分配,提高了光能利用率;③引入云遮系数构建了日光温室热平衡动态模拟模型,提出了增大后仰角和前底角,墙体保温板外置等结构优化方案,采光量和蓄热量分别增加10%和45%以上,冬季夜间最低温度提髙2〜3℃,保障了果类蔬菜冬季生产。

4.集成了设施蔬菜生产及资源高效利用关键技术体系,形成了相应的技术规程:提高了资源利用效率,节本增效25%,降低水氮投入30%以上,增产10%以上,产品质量达到农业部部颁标准。近3年推广974.3万亩,经济效益达76.5亿元,社会和生态效益显著,有效地推动了行业发展,为乡村振兴和农民致富提供了重要科技支撑。

获发明专利20件、制订规程和软件著作权12件,获省部级一等奖3项、二等奖3项。出版专著、教材19部,在PP、PCE、JXB等期刊发表论文323篇,其中SCI论文105篇。由方智远等6位院士及相关专家组成的专家组认为,该成果在资源高效利用和设施蔬菜高效生产方面"获得突破性进展,整体达到国际先进水平,在日光温室果菜栽培节肥节水技术上达到国际领先水平"。

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