冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术科学技术奖三大报告

冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广工作报告“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广”由市科技局2010年立项，由ws县农业技术推广站承担实施。该项目于2009年10月开始实施，2011年9月结束。两年来，在各级领导和有关部门的大力支持下，经课题组全体人员共同合作，扎实工作，圆满完成了课题各项任务指标。1.项目概况ws县是小麦玉米主产区，土地平整，土层深厚，土壤肥沃，农田基础设施完善，水浇条件好，光热资源丰富。小麦、玉米常年种植面积均在60万亩以上，农民群众接受新技术比较快，具有较高的小麦玉米一年两季栽培技术水平，粮食生产能力不断提高，为国家粮食安全做出了较大贡献。但随着近年来的气候变暖，特别是随着晚秋、冬季和早春的积温偏高，小麦冬前、春季旺长和后期倒伏早衰不断出现，直接影响小麦产量和品种的进一步提高。传统的玉米套种粗缩病发生严重，农民群众的过早收获习惯也严重限制了玉米产量和品种的进一步提高。在项目实施过程中，紧紧结合当地小麦玉米生产发展需要，采用组装、配套、创新的技术路线，依据当地的气象资料，分析光热资源变化，从光热资源的充分利用出发，创新设计了小麦适期晚播、夏玉米麦后直播完熟收获的高产高效种植模式，以适应气候变暖、积温偏多的新变化，为高产稳产打下坚实的基础，有效地促进了全县小麦玉米产量水平的提高。在项目实施期间，在yq、nz、ys3个项目区乡镇累计推广“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术”50.8万亩，增加小麦1280万公斤、玉米1262万公斤，增加经济效益4084万元，经济、社会、生态效益显著。2.主要研究成果根据当地有关气象数据，经科学分析，结合冬小麦夏玉米有关生育期生理特点，通过多项试验示范，集成了适于当地实际的“冬小麦夏玉米光热高效利用配套效栽培技术”体系。我县气候特点是7、8月阴雨多、光照不足，9月份光照充足、温度适宜、昼夜温差大，有利于玉米产量形成。套种玉米与小麦共生影响个体生长、缺苗断垄严重，产量形成期高温多雨、易感病，造成早衰、难高产；而麦收后玉米贴茬直播，田间整齐度高，同时可避开玉米粗缩病高发期，当地积温也能够得以满足，并且产量形成期气候特点有利于籽粒灌浆和正常成熟。玉米收获时由原来的“苞叶变黄，籽粒变硬”的收获外表特征改为“苞叶干枯、黑层出现，籽粒乳线消失”，一般在9月25日至10月1日收获。对玉米秸秆进行还田处理，改旋耕为隔年深耕。小麦适当晚播，有利于冬前稳健生长和安全越冬。由传统播期10月1日10日推迟到10月5日15日。根据具体的小麦品种及其特征，确定适宜播种量，确保形成高光效群体。在适宜播种期范围内，保证基本苗1620万/亩。再晚播的每迟1天每亩可增加1万基本苗。在项目实施期间，认真总结资料，发表论文多篇，其中“夏玉米”发表在农业2010年5月、“”发表在农学通报2011年第4期、“”发表在科技2011年第3期。3.工作措施3.1强化领导，凝聚推广技术的合力项目下达后，长年聘请市县科技、农业主管部门有关领导、专家对项目实施给予指导，并成立了由分管局长、总农艺师、农技站长组成项目领导小组，农技站主持项目实施，其他业务站协作攻关。对课题组成员进行详细分工，建立相应考核制度，促进成员参与课题活动的积极性。3.2加强培训，搞好全方位技术服务为使各项技术措施落到实处，课题组组织多种形式的培训、观摩，其中举办电视讲座21期，技术培训班180次，现场观摩190余次，培训农户8000人次。发放栽培技术手册30000余份、明白纸100000余份、农信通短信100余条。3.3试验示范，为项目实施提供技术依据课题组根据项目实施需要，整理分析1971年至2010年有关气象数据2000余项，在yq镇张村示范田开展了同一品种不同播期、同一播期不同品种感染玉米粗缩病、玉米收获期对产量影响等田间试验，整理分析试验数据6000余项。在作物生长过程中，为了全面掌握了解发展动态，根据不同土壤、品种，共建立各类观测点140个，获取相关数据20000余项。3.4培植典型，扩大科研成果的影响为了验证和尽快扩大课题研究的成果，课题组在搞好试验研究的基础上，迅速组装配套技术，并率先在科技特派员驻点村实施。成为小麦玉米“光热高效利用配套栽培技术”的示范点，农业新技术的示范田，农民技术培训的露天课堂。4.项目存在问题以及改进措施由于研究手段和条件的限制，在作物栽培生理生化等方面缺乏更详细的研究。“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广”课题组2011年12月冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广技术报告“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广”项目属市科技攻关计划课题，由ws县农技站承担。在上级业务部门及市县科技局的大力支持帮助下，全体课题组成员齐心协力，认真落实了项目实施方案和技术操作规程，圆满完成了各项技术任务。1.项目区生产条件及技术基础情况“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术”推广应用面积50.8万亩，分布yq、nz、ys三乡镇。项目区具有良好的生产条件，土类为潮土、潮褐土，成方连片，基础设施配套完全。技术服务组织健全，群众接受新技术能力强，适宜发展小麦玉米规模化、标准化、集约化生产。项目区为我县小麦统一供种、有害农业生物预警和测土配方施肥等多种技术应用区，在种子、农药、肥料的物资供应上质量有保障，从而使课题组充分利用多学科先进成果组装配套，研发的高产高效综合性栽培管理技术体系得以推广应用。受全球气候变暖的影响，ws县小麦发生冬前旺长的几率逐渐增加，再加上项目区许多农户在农业生产中一直沿袭传统的生产管理方式，冬小麦播种过早，造成冬前发育进程快、分蘖多、群体过大、田间郁闭严重、抗冻能力低，年后病虫害发生重、生育后期易倒伏，影响了小麦的高产稳产。当前生产上应用的紧凑型玉米品种多有“假熟”现象，农民有玉米苞叶变白就开始收获的传统习惯，这些玉米往往被提前收获，造成减产；另外传统的玉米种植方式造成植株田间整齐度差、苗期粗缩病等病害因素也对农业生产产生严重的影响。据山东农业大学玉米研究成果显示：黄淮地区，7、8月阴雨连绵、高温多雨、光照不足，9月份秋高气爽、光照充足、温度适宜、昼夜温差大，有利于产量形成。套种玉米早播早发，在产量形成期高温多雨季节，易早衰，难以高产，而直播夏玉米的产量形成期适逢秋高气爽之时，容易获得高产。中国工程院院士于振文等提出“玉米适当晚收增粒重，小麦适当晚播防旺长”。市农技站徐成忠等研究表明：自1971年以来，随着年代推移，小麦越冬前0以上的积温和夏玉米生育期10以上的积温逐年增加，随着秋冬气候变暖，科学调整冬小麦夏玉米播期，从源头上预防小麦冬前旺长和预防玉米粗缩病。2.主要研究内容2.1 积温变迁对冬小麦播期和夏玉米收获期的影响2.1.1 积温变迁对小麦播期的影响表1 ws县1971-2010年每十年平均冬小麦越冬积温变化序号年份0积温700年份几率750年份几率800年份几率小麦冬前旺长年份（）（%）（%）（%）（年）11971-1980702.85020101977、198021981-1990694.1501001982、1984、1987、1989、199031991-2000708.85020101991、1994、1995、1998、199042001-2010740.96030102001、2004、2006、2007图一 1971-2010年0以上积温变迁曲线图二 1971-2010年0以上积温相关数据变化曲线通过对表1数据整理分析以及图一、图二可以看出，1971-2000年ws县冬小麦越冬前0以上积温变化不明显，2001-2010年平均冬前0以上积温比1971-2000年明显增加；0以上的积温700年份几率由50%增加到75%，750和800年份几率有所增加，说明自2001年以来，当地小麦越冬前气候有明显变暖的趋势。2.1.2 变迁对夏玉米播期的影响表2 ws县1971-2010年平均夏玉米生育期间积温变化年份6月10日-9月30日6月15日-9月30日6月17日-9月30日16以上积温2600年份几率2700年份几率16以上积温2600年份几率2700年份几率16以上积温2600年份几率（）（%）（%）（）（%）（%）（）（%）1971-198012752.1100802624.370202576.1401981-199022760.2100802637.380202588.2501991-200022805.1100902677.980402623.4502001-201042784.41001002661.3100302611.260图三 6月10日-9月30日16以上积温变迁曲线及趋势线图四 6月15日-9月30日16以上积温变迁曲线及趋势线图五 6月17日-9月30日16以上积温变迁曲线及趋势线由表2看出，自1971年以来，16以上积温每10年平均，6月10日至9月30日、6月15日至9月30日以及6月17日至9月30日逐渐增加，趋势明显（图三、四、五）；其中6月10日至9月30日2700年份几率也由最初的80%增加到本世纪的100%，6月15日至9月30日2600年份几率由第一阶段的70%增加到最近10年的100%，6月17日至9月30日2600年份几率也有增加的趋势。表明小麦收获后，夏玉米在6月7日至6月15日直播，可以满足中早熟品种成熟对积温的需求。2.2 不同收获时期对夏直播玉米百粒重的影响图六（播期6月10日）图七（播期6月10日）通过绘制玉米中后期灌浆曲线及其趋势线，并作相关性分析，由图六、图七可以看出，在一定的时间阶段内和特定描述条件下，玉米收获日期的推迟和玉米百粒重正相关（其中郑单958、浚单20从9月1日至10月1日百粒重平均日增重分别为0.71-0.25和0.78-0.32克），郑单958、浚单20的百粒重和收获时期二者的相关性系数r分别为0.9773和0.9876。2.3 夏玉米不同品种不同播期对粗缩病发生的影响2.3.1 不同玉米品种在6月1日播种粗缩病发病情况在52个供试品种中，在6月1日播种的平均病株率为91.81%、病情指数为84.03%；病株率和病情指数无论是中位数，还是众数均在99%以上，说明除了极个别供试品种外，在6月1日播种的玉米感染粗缩病存在极大的可能，进而对玉米产量形成严重影响（见表3）。表3 不同玉米品种同一播期（6月1日）发病情况描述统计病株率平均中位数众数最小值最大值观测数91.811001004.9210052病情指数平均中位数众数最小值最大值观测数84.0399.331001.9110052注：病情指数用百分比表示，病情指数=普遍率严重度。2.3.2 同一品种（浚单20）不同播期玉米粗缩病发生情况在5月中旬至6月4日播种的玉米均有极高感染粗缩病的几率，并随着玉米播种期的推迟感染粗缩病的几率迅速降低（见图八）。图八 同一品种（浚单20）不同播期对玉米粗缩病的影响曲线预防玉米粗缩病最经济、最有效的方法是推迟播期，改5月中旬6月初麦田套种为麦收后6月10日左右贴茬直播（见图九）。图九 夏玉米产量和粗缩病病情指数相关性3.技术规程3.1小麦部分3.1.1品种选择选用济麦22、良星66、泰山23、汶农6等。种子纯度要达到98%以上，发芽率在95%以上，播前进行种子精选和种子包衣。3.1.2播前准备 对前茬玉米采用机械化秸秆还田，隔23年耕深20cm。耕后耙压，上虚下实、耙细耙透、土面细平。耕前施足底肥，施肥种类应考虑到土壤养分的丰缺，平衡施肥，在总量保证的前提下，可根据当地肥源选择肥种。施肥总量一般每亩施腐熟圈肥3000kg（或腐熟鸡粪1500kg，或商品有机肥100kg）纯氮（N）1214kg、五氧化二磷(P2O5)6.58kg、氧化钾(K2O)57.5kg、硫酸锌肥1kg。除氮肥施用总量的50%外，其他肥种全部作为底肥施用。3.1.3.播种 浇好底墒水， 10月5日10月15日播种。分蘖成穗率高的中穗型品种，适期播种的高产地块基本苗每亩 1012万，成穗40万以上。分蘖成穗率低的大穗型品种，基本苗1518万，成穗30万以上。计算公式：每亩 播种量（kg）=【基本苗千粒重（g）】/【10001000发芽率出苗率】使用精播或半精播机播种，播种深度为35cm，行距一致，下种均匀，深浅一致不漏播不重播。3.1.4.冬前管理出苗后要及时查苗补苗，遇雨或土壤板结，及时划锄，破除板结，通气保墒，促进根系生长。浇好越冬水，利于保苗越冬、年后墒情适宜、年后返青快。应于“小雪”前后，日平均气温56时浇冬水，每亩不超过40m3。并配合划锄，疏松土壤，以促根系发育。3.1.5春季管理小麦返青后及早划锄，通气保墒、提高地温。高产田一般在拔节期至拔节后期施肥浇水，每亩追施纯氮67kg。在小麦挑旗或开花期，及时浇水，保证充足的水分供应。避免浇麦黄水。3.1.6.化学除草、综合防治冬前或春季进行化学除草，-等禾本科杂草，用-除草剂进行防除；-等双子叶杂草，用-除草剂防除。小麦中后期是多种病虫害发生期，对产量品质影响较大，主要有麦蚜、吸浆虫、锈病、赤霉病等，以预防为主、综合防治。可选用的杀虫剂有40%氰马乳油、40%氧化乐果，杀菌剂有25%三唑酮粉剂或12.5%禾果利等。在挑旗、孕穗期至灌浆期叶面喷施0.20.3%磷酸二氢钾溶液或氨基酸叶面肥，并与杀虫剂、杀菌剂配合使用，可起到防虫、防病、防干热风的“一喷三防”效果。 3.1.7.适时收获在小麦蜡熟期，机械化收割，并及时抢播夏玉米。3.2 玉米部分3.2.1.品种选择 选用郑单958、浚单20、浚单18、金海5号等品种。3.2.2.播种、定苗 要选择种子包衣的玉米种播种。无包衣的种子可用内吸性杀虫剂拌种，防治地下害虫及灰飞虱、蚜虫的危害。改麦田套种为麦后直播，播期为6月10日前后。墒情较差的地块播后浇水，不宜播前造墒，以免延误播期。采用小麦联合机收与玉米机械化直播一条龙作业。播种深度35cm，大行距7585cm、小行距3040cm，以利于中后期田间管理和通风透光。小穗耐密紧凑型玉米品种应达到每亩45005000株，中穗性玉米品种应达到每亩35004000株。5叶期定苗，各期去弱留壮，缺苗地段留双株。3.2.3.肥水管理推广测土配方施肥技术，增施有机肥、稳氮增磷补钾，轻施苗肥、重施穗肥、补追花粒肥。全生育期每亩需施纯氮（N）18kg、五氧化二磷(P2O5)6kg、氧化钾(K2O)12kg、锌肥1kg。5叶定苗时，每亩施纯氮3kg和全部的磷钾锌肥，混合均匀，沿幼苗一侧深施15cm，促根壮苗；在玉米1213叶时，每亩追施纯氮12kg，促穗大粒多；在灌浆期追施纯氮3kg，防叶片早衰，增加粒重。旱浇涝排。特别是在大喇叭口期至籽粒形成期的玉米需水临界期，保持充足的水分供应。3.2.4.化学除草玉米播种后至5叶前，每亩用40%乙阿或42%异丙草莠200300g对水30kg喷雾。3.2.5.病虫害防治玉米出苗后，采用菊酯农药与10%蚍虫啉配合乙蒜素混合喷施，防病治虫。穗期是多种病虫盛发期，可选用杀虫剂10%蚍虫啉、2.5%三氟氯氰菊酯等与杀菌剂12.5%禾果利可湿性粉剂、70%甲基托布津等综合防治。3.2.6.收获改过去的玉米苞叶变黄、籽粒变硬争时抢收，为苞叶干枯、黑层出现、籽粒乳线消失籽粒生理成熟时收获。从苞叶刚开始变黄的蜡熟初期，每迟收1天，千粒重增加5克左右，亩增产10公斤左右。即由传统的9月15日至9月25日收获，推迟到9月25日至10月1日收获。4.项目实施期间发表的相关论文在项目实施期间，认真总结资料，发表多篇论文，其中夏玉米套种豇豆效益高发表在农业知识2010年5月、挖掘玉米栽培增产潜力技术措施发表在安徽农学通报2011年第4期、如何搞好玉米品种区域试验发表在粮油科技2011年第3期。“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽技术研究与示范推广”课题组2011年12月冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广经济效益分析报告课题组承担的2010年市科技局下达的“冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广”课题，在市、县科技部门的指导和兄弟单位的支持下，经过全体人员的艰苦努力，全面完成了任务目标，取得了显著的经济效益。依据中国农业科学院农业经济所和四川农科院制定的农业科研成果经济效益计算方法（1991年8月版）对本项目已取得的经济效益以及还可能产生的经济效益进行计算和评估。一、项目经济效益简介项目累计在yq、nz、ys三乡镇推广冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术面积50.8万亩。小麦平均亩产达到455.1公斤，较前三年平均单产增加50.4公斤，增长12.45%，累计增加冬小麦1280万公斤，玉米平均亩产达到582.9公斤，较前三年平均单产增加49.7kg，增长9.32%，累计增加玉米1262万公斤，累计新增产值5084万元，新增纯经济效益4084万元。两年已获经济效益2705.84万元，预计在未来的两年中还可产生4017.98万元 。本项目科研投资年平均收益率9.27。二、本项目经济效益计算过程及结果如下：表一 平均单位规模投入产出实物表成果名称：冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广对照名称：传统种植序号项目单位科研成果对照增减数量（一）对比试验总规模科研成果较前三年亩产平均（二）产出1、小麦公斤455.1404.750.42、玉米公斤582.9533.249.7（三）投入1、秸秆还田费用工个1012、土地深耕用工个113、其他投入0表二 推广规模和推广费用表成果名称：冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广经济效益计算年限：4年阶段年份推广规模（万亩）单位规模推广费用（元）推广费用当年新推广规模当年产生效益规模万元1234已经推广阶段0200910-2010.0910.110.15502010.10-2011.0915.315.3575小计2525125未来推广阶段2011.10-2011.9202051002012.10-2012.925255125小计4545225合计70.470.4350备注被取代技术已使用的最大规模为：40表三 直接科研费用表 单位：元成果名称：冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广 研制年限2年年份直 接 科 研 费 用拨给科研经费工资专用仪器费资料费试验费差旅费印刷费质询费小计20092500012882287506500028000500090001736322000002010350001350029864890003700080009000221364合计600002638258614154000650001300018000394996200000表四 单位规模新增纯收益表成果名称：冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广序号项目单位计算价格（元）实物量科研成果比对照增减科研成果 对照科研成果对照实物量金额（元）（二）产出1、小麦kg22455.1404.750.4100.82、玉米kg22582.9533.249.799.4小计新增产值203.36（三）投入1、秸秆还田用工个30.610130.62、土地深耕用工个38.8301108.82、其他投入0000小计新增成本39.4（四）新增纯收益160.8表五 总科研费用复利值计算表 成果名称：冬小麦夏玉米光热高效利用配套栽培技术研究与示范推广（1）直接科研费用39.4996万元（2）间接科研费用21.7