我国农业科技成果转化的现状、问题与对策

通过研究我国农业科技成果转化的现状,分析了我国农业科技成果转化过程中存在的转化率低、转化周期长的问题,探讨并提出了加速我国农业科技成果转化的对策,如改革农业科研管理体制、加快农技推广体系的改革和创新、提高农业科技成果本身的质量、改进农业科技成果转化模式、加快科技成果信息化建设步伐等。     

冬小麦-夏玉米轮作产量与氮素利用最佳水氮配置

【目的】华北太行山前平原高产限水区冬小麦-夏玉米轮作体系中灌水施肥不合理的现象普遍存在,水资源浪费和农业面源污染严重。长期定位研究水氮配置对小麦玉米产量和氮素利用影响,可为该区优化水氮管理模式,充分发挥水氮协同增效作用提供依据。【方法】2006~2014年进行大田试验,采取裂区设计,灌水量为主区,施氮量为副区。小麦季灌水设春灌一次水(W1, 拔节水)和两次水(W2, 拔节水+开花水)两个处理; 玉米季在小麦灌一次水基础上设限水处理(WL),在两次水基础上设适水处理(WS),限水和适水的灌水次数根据降水年型而定。两种灌水条件均设置6个施氮水平,分别为0(N0)、 60(N60)、 120(N120)、 180(N180)、 240(N240)、 300(N300)kg/hm2。连续8年定位测定了小麦玉米产量、 植株吸氮量。【结果】小麦玉米产量和植株吸氮量年际间差异均较大,相对而言,W2(WS)产量和吸氮量的年际波动较小,一定程度上降低了不同年型气象因素的影响,达到稳产的效果。两种水分条件下N0 和N60处理的作物产量和吸氮量除个别年份外都显著低于其余施氮处理。本研究的产量水平下(冬小麦7000~9500 kg/hm2,夏玉米8500~11000 kg/hm2)小麦玉米产量与其吸氮量呈显著线性正相关。小麦玉米8年平均产量和吸氮量在一定施氮范围内均随施氮量的增加而显著增加,但施氮达到120 kg/hm2后产量不再显著增加,达到180 kg/hm2后吸氮量不再显著增加,同一施氮水平的作物产量和吸氮量都表现W2(WS)高于W1(WL)。两种水分条件下小麦玉米的氮肥偏生产力、 氮肥农学效率和氮素生产效率都随施氮量的增大而显著减小,但对同一施氮水平W2(WS)高于W1(WL)。冬小麦-夏玉米整个轮作体系氮肥累计表观利用率(一段时期内作物对肥料氮的累计吸收量与该时期施氮总量的比值)同样随施氮量的增加显著减小,一次水+限水条件下从N60+60的51.8%下降到N300+300的22.3%,两次水+适水从N60+60的57.4%下降到N300+300的24.6%。同一施氮水平的氮肥累计表观利用率两次水+适水都高于一次水+限水。【结论】冬小麦春灌两次水、 施用N 120 kg/hm2,夏玉米适水灌溉、 施N 120 kg/hm2的产量和吸氮量都达到最高水平,氮肥偏生产力、 农学效率、 累计表观利用率以及氮素生产效率也比较高,因此在一定时期内可作为当地小麦-玉米轮作体系适宜的水氮配置,周年产量可维持在16~19 t/hm2。     

减少灌水次数对强筋小麦氮素积累转运和籽粒蛋白质含量的影响

为探究减少灌水次数对强筋小麦氮素积累、转运和籽粒蛋白质含量的影响,选用4个强筋小麦品种(津农7号、农优3号、师栾02-1和中麦998),在大田条件下设置3种灌水处理(CK:冬水+拔节水+开花水;W2:冬水+拔节水;W1:冬水),研究了减少灌水次数对强筋小麦植株各器官氮素的积累与转运、籽粒蛋白质及其组分的含量、蛋白质产量和籽粒产量的影响,并对协调强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量的适宜灌水次数进行了探讨。结果表明,减少灌水次数后,强筋小麦营养器官氮素积累量明显降低,氮素转运量增加;籽粒蛋白质含量升高;蛋白质组分的变化表现为,清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量升高,醇溶蛋白含量下降;籽粒产量显著下降,水分利用效率升高,但不同品种增幅不同。综上所述,减少灌水次数能促进强筋小麦营养器官的氮素向籽粒转运,使籽粒蛋白质含量升高,籽粒蛋白质品质得到改善。本试验条件下,W2处理(冬水+拔节水)可以有效协调强筋小麦产量和籽粒蛋白质含量的关系,同时提高水分利用效率。     

限水条件下冬小麦品种高产特征

为了筛选限水条件下冬小麦高产品种,2016—2017年在藁城试验站以适宜河北地区种植的16个半冬性小麦品种为试材,采用完全随机设计,研究了限水条件下高产品种的生长发育及产量形成的特点。结果表明,产量与冬前主茎叶片数呈负相关,与单株分蘖数、单株次生根条数、冬前叶面积指数(LAI)、灌浆期旗叶SPAD值和灌浆期持续天数均呈正相关,其中,与灌浆期旗叶SPAD值和灌浆期持续天数的相关性达到极显著水平,说明在限水条件下,应选择灌浆持续时间长、后期衰老慢的品种;越冬前植株生长过旺,并不是获得高产的保证。冀麦325、冀麦418、邢麦13、衡0628、衡4444、济麦22、石麦25和婴泊700的产量均大于9 700 kg/hm~2,冬前主茎叶片四叶一心和灌浆持续期均大于34 d,灌浆后期叶片衰老慢,SPAD值较高。     

水氮耦合对冬小麦叶片叶绿素含量和光合速率的影响

于2006-2007年在大田条件下对灌水、施氮量和水氮互作对2个不同类型的冬小麦品种石新733和石麦15叶片叶绿素含量和光合速率的影响进行了研究.结果表明,适量施氮对提高小麦叶片叶绿素含量及光合速率效果明显.水氮耦合对叶绿素含量和光合速率具有类似的效应:灌拔节1水条件下,叶绿素含量及光合速率随施氮量的增高而增高;灌拔节、开花2水条件下;两品种旗叶叶绿素合成对施氮量需求呈现显著下降趋势,施氮量过高反而不利于叶绿素合成和光合速率的提高,石麦15表现更为明显;灌开花水可以延缓花后20 d后旗叶叶绿素的降解,但这一效应随着施氮量的增高而降低,石麦15表现尤其明显.叶绿素含量较低的品种石麦15在灌1水条件下叶绿素含量和光合速率在花后6～15 d呈显著正相关.石新733以春灌2水施纯氮240 kg/hm2,石麦15以春灌2水施纯氮120 kg/hm2叶绿素含量和光合速率最高.     

夏玉米品种间籽粒灌浆与产量形成特性的差异分析

为了解不同夏玉米品种籽粒灌浆与产量形成特性的差异,应用12个新育成品种（系）,采用随机区组试验方法对籽粒灌浆速率、含水量和百粒体积变化及产量形成进程等进行了研究。结果表明：在授粉后6-12 d,产量〉9 000 kg/hm^2的4个品种平均籽粒灌浆速率分别比产量8 000-9 000 kg/hm^2和〈8 000 kg/hm^2的8个品种平均值高57.58%和107.42%;灌浆高峰出现时间较早,较其它产量水平的品种提早6 d左右,授粉后18 d的籽粒干重分别高出其它水平23.2%和64.8%,产量建成早。籽粒灌浆期内,产量〈8 000 kg/hm^2品种的籽粒含水率较高,百粒体积较小,而产量〉9 000 kg/hm^2品种的籽粒含水率较低,百粒体积相对较大。这对于产量建成和后期脱水具有重要的实际意义。     

作物节水栽培

在分析了我国北方水资源状况的基础上,提出作物节水栽培以至整个节水型社会是一项功在当代、泽被子孙的事业,人人都有责任和义务,人人都要参与。并归纳了作物节水的主要技术……     

冬小麦节水高产的生理基础和调控技术

通过多年对高产小麦节水的土壤、品种、植株、根系、产量形成和水分利用等方面生理基础的研究,发现在播前足墒条件下,冬小麦拔节前水分胁迫可诱发6种趋补偿应而达到节水高产。以此理论为基础构建高产小麦的生态节水和生理节水并举的综合调控技术体系并在生产上广泛应用。     

微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率的影响

为研究微喷灌对夏玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响,本试验在旱棚条件下以郑单958为试验材料,设置2种灌水方式:微喷灌P(灌水定额:38 mm/次)和畦灌Q(灌水定额:75 mm/次),3种灌水次数:1次(W1)、2次(W2)和3次(W3),采用土壤水分测定仪实时监测整个夏玉米生长季多土层(0~200 cm)土壤体积含水量的动态变化。结果表明,在2种灌水模式下,随着灌水次数的增加(总灌水量增加),夏玉米产量呈增加趋势;相同灌水次数下,微喷灌处理的产量均低于畦灌。与QW1相比,PW2灌水量相同、灌水次数较多,产量提高5.0%;与QW2相比,PW3灌水量减少24%、灌水次数增加,产量提高14.3%。与QW1和QW2相比,PW3植株具有较高的穗位叶光合速率和干物质积累量,且增加了粒重和产量。进一步分析微喷灌(PW2)和畦灌(QW2)的耗水特性发现,与QW2相比,PW2叶面积指数、穗位叶蒸腾速率、阶段耗水量、耗水强度、灌水后日蒸散量及对0~100 cm土层水分的消耗均降低,而深层尤其是100 cm以下土壤水分的利用比例增加,进而PW2全生育期总蒸散量降低10.8%,WUE提高10.3%。综上所述,在华北地区夏玉米足墒播种前提下,采用微喷灌控水方式,灌水定额38 mm、灌水2~3次,可在保障产量的前提下,提高WUE。本研究对华北缺水地区压采地下水,实现节本增效具有重要的理论指导意义。     

主要农作物多样化轮作制度研究进展及展望

多样化轮作制度是现代农业可持续发展的重要农业技术措施,对提高区域资源利用效率、满足市场多样化需求和推进农业供给侧改革具有重要意义.实施多样化轮作制度在减少化学制品投入、保护生态环境、增加农田生物多样性、减少病虫草害等方面发挥着关键作用.本研究针对当前单一种植制度的发展现状及带来的一系列生态环境问题,提出推行多样化轮作模式的必要性.在介绍轮作制度发展历程的基础上,详细分析了多样化轮作模式的产量效应、生态环境效益、增加生物多样性、覆盖作物效应以及轮作模式的研究方法.同时还提出了多样化轮作制度的未来发展方向,如集成农机农艺配套综合管理技术,发展集约化轮作制度;建立多样化轮作模式综合评价制度,充分发挥轮作综合效应;创新轮作制度研究方法,探究轮作效应内在机制.发展多样化轮作制度已成为世界范围内实现农业健康绿色可持续发展的重要途径.