中国-加拿大河北旱地农业项目

中国-加拿大河北旱地农业项目项目介绍河北旱地项目的谋划始于1986年，当时，对外贸易及经济合作部(MOFTEC)要求加拿大国际发展署(CIDA)对河北省农林科学院提供技术援助，以开发新的或先进的旱地农业技术。由于种种原因，项目拖至1991年春天才开始执行。中加双方最终确定，项目签定五年经费496.97万加元。CIDA与加拿大农业部签定合同，确定加拿大农业部为加方执行机构，并且由烈桥研究中心(LRC)实施管理。 199196年一期项目成功实施。1996年，CIDA中国河北旱地农业项目第二期签定，总经费为494.5万加元。项目第二期，做为一期项目的延续，旨在一期成果的基础上，进一步实施如下关键研究：有害生物综合管理，土水资源持续性环境研究，农业推广及社会经济研究，这些综合课题将特别强调中国河北低平原旱地农业持续性的关键问题。河北旱地二期项目的目标是：在河北低平原（黄淮海平原）通过建立持续高效的农业系统，改善农民生活。二期项目目的是：研究并推广生态保护型旱地农业技术，提高水分利用率，提高土壤和水的质量以及河北低平原农业的生产效益。项目背景项目区河北低平原，在过去的十年里，社会经济发生了迅速变化。一度以种植业和棉花为主的政策已被市场经济所代替。农药、化肥、柴油和种子等农业生产资料市场的变化，使生产者必须考虑经济效益最佳的生产和投入水平。大量的化肥和水的使用以及少量的有机营养投入对脆弱的旱地土壤和水资源构成威胁。而且，中国农村正进行史无前例的改革。因此，从项目开始以来，河北低平原农业的研究需要发生了变化。受当时中国生产政策的影响，项目一期的目标是提高河北低平原的农业生产水平。研究活动旨在提高水分利用率和作物产量。经济和环境上的考虑屈居第二。但是，现在情况不同了，市场经济的迅速发展使农民增加了对作物种植种类的选择，扩大了所需生产技术范围。此外，有关保 持水土的环境问题变成首要因素。所以，针对项目区社会、政治、经济形势的变化，对项目活动进行了调整。1993年，为了对新技术进行经济评价以及对其社会效益进行评估，增加了社会经济研究内容。1994年，为了加强河北旱地生态持续性的研究，增加了包括资源保护、病虫害综合防治在内的几项研究内容。针对河北农科院培养学科带头人的需要，共有37位科学家在一期中做为进修生到加拿大进行了培训。他们回国后继续在农科院从事研究工作。少数几位经认真挑选的河北农科院科研人员将在中国或加拿大进行学位培训。二位攻读博士学位的学生正在加拿大继续他们的学位培训，一位在Alberta大学，一位在Guelph大学。他们的论文研究题目与正在或准备进行的项目研究活动紧密相关。河北旱地项目使河北农科院在物质装备和人员素质方面得到了显著提高，从而提高了对河北低平原乃至更大的范围的农业问题进行研究的能力。能够形成新技术并能促进技术转化的研究课题已经设立。大多数的研究需要多年时间方能积累足够的资料，得出可靠的结论。在一期项目(1996年3月31日结束)预定时间内，项目研究及培训活动的目标不能完全实现。为了使项目投资取得最大回报，项目第二期开始实施。 除双方执行机构之外，二期项目也将涉及加拿大、中国的其它组织。加拿大Alberta省政府以及中国河北省政府，通过他们现有的推广体系，将在项目研究成果推向农民方面负重要责任。二期也将开展与北京农业大学、中国农科院、山东宁津县以及联合国粮农组织等国际机构的合作，以便对脆弱的旱地农业生态系统的保护与管理开展联合研究。项目战略 目前河北低平原农村社会经济结构与几年前项目刚开始时有很大不同。中国的全国农业政策已从计划经济转变为市场经济。所以，第二期的战略不仅是深化第一期的成果，而且还要重点强调社会效益和有关的环境保护技术。第二期将与省级和当地农业推广系统及农业科学研究单位以合作的方式进行。新研究或改进的旱农技术将纳入到当地乡村农业体系中去，随着旱作技术的推广应用，中方研究人员和当地推广系统将推进河北低平原区农业资源管理和保护的水平。一项事后农村调查将确定农民对新技术的接受程度，并量化农民收入变化。预期到第二期末(19962001)，新技术不仅推广到河北低平原而且还将被推广到与低平原自然条件和社会经济结构相似的整个华北平原。示范或合作研究基点将在邻近的山东和河南省建立。通过与其它国际组织如FAO进行有效的合作，项目第二期将吸收世界上其它地区的适宜的管理技术/农业系统到项目管理系统中来，使项目区受益。加拿大私有公司在旱地环境技术、水资源开发和产品加工方面有一定优势，他们可能对第二期进行投资，开发适宜的技术和研究成果。继续对农科院研究人员进行培训以及改善研究设施，将使一期的工作得到加强，使河北农科院成为自我支撑的研究机构。这样一个研究机构一定能够研究出适宜于华北平原的保护环境的高效的旱地农业技术。实施该项目的管理手段如下：河北农科院为中国的执行机构并且协调中国境内的项目活动。加拿大农业及农业食品部为加方执行机构，并且将协助中国境内 的项目活动。省及县政府有关机构将被邀请参加诸如农业推广、社会经济效益分析等项目活动。河北农科院在这方面的力量还不具优势。双方执行机构及合作单位的管理人员将共同合作，保证项目活动 的顺利进行。在中国同事的协助下，由加方执行机构完成季度进展报告。项目进展将由CIDA任命的一位监查员和由MOA任命一位监查员共同评估。项目的目标、成就进展将由联合评估团将在项目开始、中间及结 束时进行评估。一个由MOA、MOFTEC、CIDA、LRC和河北省农林科学院组成联合的项目指导委员会将每年举行一次会议，审议项目进展，决定未来工作方向，解决双方执行机构无法解决的问题。必要时，MOA或CEA可随时召开特别会议。中方项目人员魏建昆，中方项目主任，河北农科院名誉院长，研究员王海波，项目办主任，河北农科院副院长，研究员曹建如，项目办秘书，河北农科院外办副主任，副研究员郑彦平，项目办成员，河北农科院科研处处长，副研究员崔新明，项目办成员，国家半干旱中心副主任，副研究员陈霞，项目办成员，河北农科院科研处，助理研究员课题主持人课题1：李志宏，河北农科院旱作所副所长，副研究员课题2：王秀，河北农科院农机所，副研究员课题3：刘乱臣，河北农科院旱作所，研究员课题4：赵同科，河北农科院土肥所副所长，副研究员课题5：郑彦平，河北农科院科研处处长，副研究员课题6：崔新明，国家半干旱中心副主任，副研究员加方项目人员Canadian Project PersonnelProject ManagementDr. Steve Morgan JonesProject DirectorDirectorLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaDr. Chi ChangProject CoordinatorResearch ScientistLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaMs. Catherine SimsProject AdministratorLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaDr. Tusheng RenProject local representativeLethbridge Research CenterProgram LeadersProgram 1: Dr. Sean M. McGinnResearch ScientistLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaProgram 2: Dr. Frank J. LarneyResearch ScientistLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaProgram 3: Dr. Henry H. C. HuangResearch ScientistLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaProgram 4: Dr. George ClaytonSection Head and Research ScientistLacomb Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaProgram 5: Dr. Elwin G. SmithResearch ScientistLethbridge Research CenterResearch BranchAgriculture and Agri-Food CanadaProgram 6: Mr. Jack HazelwoodHeadField ServicesAlberta Agriculture, Food and RuralDevelopmentProgram 7: Mr. Gary WinklemanChemistSemiarid Prairie Agriculture ResearchCentreResearch BranchAgriculture and Agri-Food Canada 项目内容1提高水分利用率o 研究开发高效灌溉系统o 研究灌溉管理技术o 改进作物管理策略1.0 提高水份利用率河北低平原的灌溉用水主要取自于日益枯竭的地下水。依赖如此有限的水源发展农业生产，需将灌溉供水与作物需水在时间和数量上进行认真的、集约化管理。这种管理急需适合当地情况的灌溉系统、控制方法和策略，以充分利用降水，深浅层地下水，并考虑土壤持性及作物的水份需求。以此为目的的研究工作如下。1.1高效灌溉系统的研究与开发农民的收益受灌溉用水及能源消耗的影响极大。一期研制的铝管门式灌溉系统在节水节能方面有显著作用。试验结果表明：节水均匀度得到改善，水份利用率得到提高，以及单位能量及水份投入的产量得到提高。在商业开发之前需要对此进行修改，利用当地生产的塑料管及其它固定配件研制一种低成本的替代产品。其它合适的灌溉系统如用于河北果树业的滴灌系统以及用于粮食及其它作物上的喷灌系统也将进行实验。一期项目中的中国有关专家将协助制定合作研究的工作计划。1.2研究灌溉管理技术河北低平原多半为深井灌溉。灌溉次数从每年2次(衡水周围)至8次不等(石家庄周围)。本地区深水资源数量上的限制已引起中方农业官员、政策制订者及研究人员对开发高效可靠灌溉管理技术的注意，以确保节水及本区域水土保持。本研究的目的是通过开发新的或采用一个适宜的灌溉管理模式，计算历年降水及土壤有效水分含量，根据作物水分需求决定灌溉时间及数量，从而达到提高灌溉效率之目的。此项研究成功与否取决于作物水份利用数据的准确性及中方研究人员使用相对复杂的灌溉管理模型的能力。2研究持续性作物种植系统o 研究包括替代作物在内的持续性种植系统o 培养优良作物品种o 耕作播种农机具的评价与改制o 改进包括替代作物在内的耕作与种植技术o 杂草综合管理2.0持续性作物种植系统中加双方科研人员过去和目前的合作研究已取得了许多有用的农艺信息，许多实验目前仍在进行。回国的进修人员以及基础设施的改进使中方的研究能力得到加强。一期中的一些研究项目将继续进行，但较一期相比加方科学家的投入强度将维持较低的水平。本课题还将选择一些回国人员继续进行培训。课题中新增了保护性种植系统研究内容，包括替代作物和杂草综合管理。3发展有害生物综合防治技术o 有害生物综合防治：作物病害防治o 有害生物综合防治：作物虫害防除3.0有害生物综合防治作物的有害生物如病、虫和杂草是中国河北主要作物如棉花、玉米、小麦、 替代作物生产的重要限制因素。每年农民依赖大量使用化学农药包括杀菌剂和杀虫剂来保证这些作物的生产。有害生物综合治理的主要内容在于最大限度地减少化学农药的用量，从而增强农业发展的持续性。本研究将重点开发非化学方法来防治作物病害、虫害和杂草。3.1有害生物综合治理作物病害影响河北省作物生产的重要病害有：a）棉花：黄萎病、枯萎病、苗病(猝倒病)和烂铃病b）小麦：锈病和白粉病c）玉米：根枯病、茎枯病和各种叶斑病d）蔬菜：辣椒和西瓜等作物上的枯萎病、病毒病这些病害中，利用抗病品种能防治棉花枯萎病，但这个方法对其它病害如棉花黄萎病、棉花烂铃病、玉米和西瓜枯萎病无效。另外，油料作物和豆类作物作为河北省替代作物的潜在作用也将在中加合作第二期被测定。加拿大草原省上述作物的重要病害也是中国的主要病害。因此，本课题将重点研究非化学防治方法，如生物防治、抗病品种、有机土壤添加物、替代作物轮作等。3.2有害生物综合防治：作物虫害棉花、小麦、玉米是河北省三大作物，受许多害虫危害。近几年，棉铃虫在中国大发生，1992，1993年造成棉花大减产，并对多种农作物构成危害。棉铃虫也侵害小麦、玉米，引起一些产量损失，进而增加棉田的虫数量。另一个重要害虫是亚洲玉米螟，每年都造成1020的产量损失。因为棉铃虫和玉米螟的危害严重，所以他们是本课题的防治对象。4提高环境持续性o 提高土壤质量及生产力 o 提高水质量及生产力 4.0提高环境的持续性河北旱地农业项目一期研究工作执行期间，有关水土资源质量的环境问题已经成为人们最关注的问题。保护水土资源免遭污染需要提高水分利用率，降低浪费，降低农业化学品的超量使用，增加或维持土壤有机质含量。以水土资源环境保护为目的的研究工作包括以下方面：4.1提高土壤质量和生产力土壤质量系指土壤生产粮食及其缓冲环境压力的能力。在决定土壤质量的各种因素中，土壤有机质是最为重要的，因为它在营养循环，土壤结构和土壤生物学等方面发挥着重要作用。河北低平原多数土壤的有机质含量较低。提高有机质含量可以降低化肥需求，保证生产力长期维持。4.2 提高水质量和生产力4.2.1浅层和深层地下水的灌溉利用河北省主要灌溉水源是相对质量较好的深井水。这种淡水每年正以1-2米的速度下降，急需发展可替代的灌水资源。一种可能的替代源就是浅层地下水。但浅层地下水比深层地下水咸，并且用此咸水灌溉对作物生产和环境持续性的影响还不清楚。然而，淡水和咸水的混合或交替使用的确是保护地下水资源和减少咸水对作物和土壤的长期不良效果的灌溉技术。为了优化河北省的地下水灌溉的管理措施，设立了本项研究。灌溉措施将包括：浅层咸水、深层淡水、咸淡混合和咸淡交替。4.2.2 地表水资源灌溉地表水资源(渠、河)在河北省占灌水总量的20。工业废水直接泄入地表水体，降低了地表水的灌溉适宜性，特别在保定和石家庄地区尤为如此。在这些地区，许多农民用地表水灌溉粮食作物和蔬菜。近几年有关水质环境保护问题已成为此区的主要关注问题。这项研究的目的是：估价和了解工业废水污染了的地表水用于灌溉后，土壤和植物中重金属积累的形式和程度，建立先进的保护现有地表水源的方法。4.2.3 水和硝态氮运动模拟模型河北平原是主要粮棉产区，为获得并维持高产，氮肥与农药的投入很高。肥料和农药潜在的污染是一个问题。为了农业生产的可持续发展，应该降低农业化学品对地表水和地下水的污染。5社会经济影响及农村发展o 社区影响及农村发展o 新技术经济评估5.0 社会经济影响与农村发展中国农村人口的经济和社会繁荣是国际、省和地方政府关心的一个问题。农业改革与农村发展对于提高农村人口的生活水平有很大潜力。市场经济在农业领域的运行要求农民对市场信息做出更积极的反应。农业生产的产品价格与投入价格对农业收入产生着越来越大的影响。新技术的发展有利于提高农业收入，但是，为了确定技术对农户的影响，必须明确其对农户收入的影响。农村经济的发展，无论是通过小型工业、农产品加工，还是农业服务，都将有利于农户增加农业外收入。非农就业机会不仅对农户收入，而且对农户结构产生重要影响。为了加快农业持续、协调发展，需要对中国农村正在发生的变化进行研究。 5.1 社会影响与发展 农业改革、农业新技术以及加强农村经济发展等带来的一系列变化对农户将产生重大影响。农业投入价格及农产品价格对于作物种植类型、投入水平和寻求非农就业将产生越来越大的影响。新技术将影响农业生产、农民收入和投入需求。乡镇企业的发展将增加农业劳动力向非农行业转移的机会，增加农民收入。这些变化所产生的影响将通过其对农户结构、农民收入、营养水平以及农户中性别作用的变化进行研究。其目的是了解产生这些变化的机制和原因，为将来的进一步发展提供方法。5.2 新技术的经济评价一般来说，新技术的发展将提高生产效益，但需要生产活动和投入的相应变化。在向农民推荐使用这些新技术之前，需对其价值做出评价。对新技术进行经济效益分析将有助于生产者对于技术是否适于其农业系统以及技术的效益做出决策。新技术的效益回报信息有利于技术推广工作。6改进农业推广6.0 改进农业推广在中国，农业技术推广是一个变化迅速的工作领域，从全国、全省到乡镇都很重视。随着中国农业向市场经济的转变，越来越需要一个高效的推广体系。同时，也需要转变工作方法与途径，以满足农民对信息、技术及管理技术的需求。在项目第一期研究出的技术可作为项目第二期推广工作的起点。现有的以及新的技术的推广与应用对于帮助农民适应中国农业的变化形势具有重要的意义。7实验室建设及GIS7.0 实验室建设及GIS建立一个功能良好的，对河北农科院所有参研人员开放的试验室对于成功地完成此项合作项目是非常必要的。在项目第一期，在样本分析及仪器使用效率上发现了若干问题。为了便于运作，已作出努力将仪器集中到衡水。所有第二期购置的仪器将无一例外的安装在衡水试验室。为了更有效的利用项目提供的仪器及培训的试验室分析人员，有必要进一步加强协作。项目进展及成果前言河北旱地农业项目，由河北省农林科学院与加拿大农业部列桥研究中心合作执行，主要试验区设在河北省衡水市，始于1991年。第一期已于1996年3月结束，第二期于当年4月开始，预计到2002年底结束。针对河北低平原地区干旱少雨、水资源匮乏、土壤盐碱等问题，第一期以提高水资源利用效率为核心开展了8个方面的工作：节水灌溉；保护性耕作；土壤水肥调控；农业气象与作物生长发育；冬小麦抗旱品种筛选与利用；保护性耕作农机具设计与制造；种植系统的改进；河北低平原土地资源评价。在第一期工作的基础上，第二期以在旱地上建立使农业可持续发展的技术体系为目标，开展了6项专题研究：1、提高灌溉及自然降水的利用率，2、持续性的作物布局与耕作制度，3、病虫害综合防治，4、水土资源质量监测及安全性评估与改进，5、旱区农业技术经济效益评估及农业发展战略，6、农业技术示范推广。在农业部、外经贸部及河北省有关部门的关怀和支持下，经过8年多的努力，各项工作进展顺利，在节水灌溉、保护性耕作、抗旱品种选育、种植制度优化、病虫害综合防治等领域取得了重要进展。项目进展一、科研与推广工作1、提高水分利用率研究在节水灌溉方面，对门式灌溉、喷灌等多种灌溉系统进行了田间技术评价。结果表明：与沟畦灌相比，门式灌溉节水25-28%、节能25%、灌溉均匀度提高21%，喷灌节水20-25%。此外还对畦灌时农田的畦田规格进行了研究，结果表明节水实用的规格为每亩12-15畦，少于10-12畦会造成水的浪费。不过门式灌溉设备昂贵、田间移动难度较大，喷灌投资高、能耗高、操作复杂、水分蒸发漂移损失较大（15-20%）。为了找到真正节水且农民又能买得起到灌溉技术，后来引用了王海波等发明的“分段承接式软管灌溉装置”（专利号：99203675.5）。该装置主要由口径为6-8寸、每段长度为6-8米的布线软管组成，管与管之间承插连接，具有输水效率高、灌溉质量好、每次灌水量与喷灌相当、节能、省地、造价低、使用寿命长、易于操作等优点，具有很好的开发前景。该装置的应用可推动农民规范畦田规格，大大促进节水。在农艺节水方面，以节水、增产为核心，先后研究了土壤耗水特征、水与作物产量的关系、不同栽培措施与作物产量之间的关系，探讨了土壤水分的时空消耗、不同土体的供水、不同品种类型的生产潜力等特征，明确了灌水量与产量、灌水量与耗水量、灌水量与降水年型、肥水与产量、覆盖与耗水及产量的关系。根据上述结果，建立了按不同气候年型进行栽培的小麦管理决策系统，可使亩增产38公斤。此技术目前已在河北省90多个县及山东部分县市推广，应用面积达1000多万亩。另外，还形成了两套小麦节水丰产栽培技术体系：（1）穗重型小麦品种晚播缩行密植栽培技术，春季灌水1-2次，产量可达500-620公斤，水分利用率1.2-1.5公斤/毫米。（2）省水高产小麦复膜穴播技术，春季灌溉一次，产量可达600公斤，水分利用率为1.5公斤/毫米。在山区集水节灌及旱农示范方面，以河北省邢台市内丘县岭头村十年十旱的5000亩山场为试点，创造了在大旱之年保证浇灌的同时还积水有余的成绩。2、持续性的作物布局与耕作制度研究该专题包括替代作物引进利用、抗旱品种选育、保护性耕作、农机具配套、杂草防除等内容。在替代作物引进利用方面，共引进有特色的作物种质资源40多份，通过在不同生态类型区观察试种，筛选出了一批适宜于不同自然生态条件的作物类型。引自加拿大的油葵（Sunola），具有突出的早熟特点，在河北很适合与棉花间作，种好棉花后播上油葵7月上旬在棉花尚未封行时就可收获，可在棉花基本不减产的情况下多收一季油葵，亩增收400元。目前油葵已在衡水、南宫、景县等地种植2000多亩，深受农民欢迎。引进的小扁豆在河北坝上种植比当地豌豆产量高70%，有望替代当地食用豆类。在保护性耕作研究方面，采用田间长期定位实验方法，研究了小麦、玉米两熟种植制度下土壤耕作制度及残茬管理方式对作物产量和土壤理化性状的影响，依据连续8年的系统资料，初步形成了适合于黑龙港低平原缺水区采用的土壤耕作配套技术体系。与常规技术相比，该技术使玉米亩增产50-60公斤、增收节支约70元。采用该技术还有利于提高水资源的可持续性。在抗旱品种选育方面，筛选出了在一水不浇的情况下亩产小麦500斤、浇一水时亩产800斤、浇两水亩产1000斤的小麦品种两个棗4041、89W52。目前两个品种已在衡水、邯郸、邢台等地广泛推广，累计推广1500万亩。另外，还获得了20多个抗旱、高产、优质苗头品系。在保护性农机具设计与研制方面，总结出了在小麦、玉米连作情况下全年保护性耕作技术体系，使亩增粮食80余公斤，每亩增收节支180多元。采用该技术体系，在一年两熟地区，小麦对水分的利用率较传统方式高6.5%，玉米对水分的利用率较传统方式高28.6%。研制出的配套农机具棗免耕玉米播种机，可在麦收后直接贴茬播种，既省力又争抢了农时，深受农民欢迎。目前，该项技术已在项目区全面普及，并在河北省及山东德州夏玉米非套种地区大面积应用，普及率70%以上。据统计，仅衡水市累计推广达1400多万亩。此外，还研制了适合于河北省玉米秸杆粉碎还田特定条件的小麦免耕播种机，田间试验结果表明，该机可以在较大量秸杆覆盖情况下进行小麦免耕播种，可望在北方干旱地区获得较大面积推广。在杂草防除研究方面，对河北低平原杂草群落进行了普查，明确了该地区的优势杂草种类，研究了麦田使用甲磺隆对后茬作物的影响和麦秸覆盖与玉米田杂草发生量的关系，为生态控草和减少除草剂用量提供了依据。根据以上结果，建立了适用于不同耕作制度及栽培管理条件下的化学除草及与生态调控相结合的综合治理技术体系。应用这一技术体系建立了综合示范田53000亩，除草效果达95%以上，除草剂用量降低30%左右，每亩节约用工3-5个，增产150公斤以上。3、病虫害综合防治研究该专题包括作物病害综合防治和作物虫害综合防治两个方面。关于作物病害综合防治研究，总结出了检测棉花抗黄萎病的室内快速鉴定技术。借助此技术，四年内鉴定了百余个棉花品种，筛选出了冀棉20、冀棉28等耐病品种用于生产。在生防菌的筛选利用方面，分离出千余株菌系，进而筛选出了多株对棉花黄萎病有抑制作用的拮抗细菌和真菌。利用此生防菌株种，配合营养钵育苗，在温室内对棉花黄萎病的防治效果达80%以上，田间效果达50%。此法处理后的棉株不但发病轻，而且结铃性提高。在致病机理研究方面，首次发现了黄萎病菌对棉花花粉的浸染作用，初步表明黄萎病还有可能通过花粉传播。在作物虫害防治方面，从30多个棉花品种中筛选出了三个产量和抗虫性优于美国33B的抗虫棉品种用于生产。在种植抗虫棉的基础上，研究了人工释放赤眼蜂的次数、放蜂数量、蜂卡制作以及棉田间作蔓生绿豆对赤眼蜂的引诱作用。利用以上结果，形成了一整套棉铃虫综合防治技术体系，并在农业生产中成功应用。1996-1999年在衡水、邯郸等地进行了300亩的棉铃虫生物防治示范，取得了明显效果，虫卵寄生率80-90%以上，棉花受害程度减轻70%以上，有效地控制了棉铃虫的危害，受到农民群众的欢迎。4、资源环境的持续性研究该专题包括土壤质量、水质量及土壤微生物三个方面。在土壤质量方面，系统地研究了土壤对锰锌的吸附和小麦、玉米对锰锌的吸收规律，并将所形成的技术在生产上累计推广2460万亩，增收小麦6.13亿公斤、玉米10.4亿公斤。另外还研究了小麦玉米轮作条件下的氮素循环及诊断施肥技术，建立了以土壤无机氮测试推荐基肥施用量、以植株氮营养诊断推荐追肥的快速诊断施肥技术。此技术已在石家庄、邢台、邯郸等市进行大面积推广应用，产生了较好的社会、环境效益。在水质量方面，研究了城市污水动态监测和污水灌溉对环境及农产品质量的影响。在土壤微生物研究方面，筛选出了4株解磷作用较强的真菌。田间试验表明，利用这些菌进行处理，土壤有效磷、钾比对照提高50%。5、社会经济效益分析及农村发展战略研究该专题包括农业技术经济评价及农村发展战略研究两个方面。在农业技术经济评价方面，对中加旱农项目实施以来，当地农业生产及农民生活水平的影响进行了跟踪分析。对项目区15个行政村248户农户进行的两次社会经济调查显示，从1993年到1996年主要农作物的产量水平、农民人均收入、机械化水平等都有很大程度的提高，其中冬小麦产量提高27%、棉花提高35%、夏玉米提高18%、冬小麦纯收益提高3.2倍、夏玉米纯收益提高39%、夏大豆纯收益提高87%、农业机械化水平提高1.48倍。调查结果表明，项目的实施对当地农业及农村经济发展起到了明显地推动作用。在农村战略发展方面，完成了河北低平原农业持续发展框架设计与技术支撑体系调研报告，为依靠科技进步促进农业可持续发展提供了参考资料。6、农业技术推广以衡水市为中心示范区，以河北的南宫、大城、阜城、永年、广宗、黄骅、张北、围场及山东的宁津等11个县为辐射区，对项目本身及国内外20多项最新旱农技术成果进行了示范，年示范面积20万亩，推广面积200万亩。与一般田块相比，示范区内棉花增产42.9%，亩增收168元；玉米增产30%，亩增收110公斤；果品产量增加3.5倍，品质提高2个等级，产生了显著的社会经济效益。通过兴办农民科技夜校等，培训农民2000余人，大大地提高了农民的科技素质。二、人才培训与学术交流自项目实施以来，共有近百名加拿大专家来河北农科院进行学术交流、合作研究或技术指导，针对课题中存在的问题及技术难点，与科技人员进行讨论，提出了许多合理化建议，并协助安装、调试了引进的仪器设备，促进了各项研究的健康开展。河北农科院共派出了70人次的青年科技人员赴加拿大接受专业培训，其中8人还以不脱离工作的方式攻读了博士学位。除少数人员目前仍在加拿大按计划进修外，绝大多数已按时回国，并已成为各研究专题的骨干。此外，8年间中方还派出了3个项目管理团、5个专家团和3个农业技术推广团赴加拿大进行专业考察，共计50人次。通过考察，较全面地了解了加拿大农业研究管理的经验和作物、土壤、灌溉、耕作、水土保持、气象、农机、农经等方面的研究情况及进展，特别是加拿大的农业推广体系与经验，对我们启示很大。三、条件建设项目实施8年间，共引进仪器设备近百台套（500多台件），主要设备有自动化的土壤分析仪、地理信息系统、原子吸收仪、计算机辅助设计、气象设备及农机具等。利用这些仪器设备，组建可服务于华北或中国北方的分析化验中心，并建立了3S实验室、土壤微生物实验室、土壤物理实验室、计算机辅助设计实验室、抗旱生理实验室。实用技术成果节 水 灌 溉 一、农田水沟输水损失测定为了探明目前传统灌溉方法的输水损失，对低平原农田不同类型水沟，包括主水沟和田间毛渠的输水效率进行了测定。结果表明，在200分钟测试时间内，90m水沟平均输水损失为1.04L/min/m，输水效率为68.6%，主要损失为深层渗漏和侧渗。二、多水门地表管道灌溉（门式灌溉）评价多水门管道灌溉系统是采用两侧均匀设置水门的管道替代农田水沟的一种地表灌溉装置，引自加拿大，为90m长的铝材管。评价结果表明，此系统比水沟灌溉可实现节水25-28%，节能25%，灌溉均匀度提高12%。不过，此系统成本高，田间不易操作，曾试图考虑其它材料替代，但效果不好。三、农田节水畦田规格研究鉴于畦灌仍是一种被广泛应用的灌溉方法，针对农民灌溉习惯和单户小面积经营的农作方式，对农田节水畦田规格进行了研究。结果表明，节水且实用的农田规格为每亩12-15畦，少于10个畦时会造成灌溉水的浪费。四、涌流灌溉研究涌流灌溉是以门式灌溉为基础实施间歇灌溉。该研究在加拿大进行，灌溉对象为小麦，结果表明，涌流灌溉改善了水的入渗均匀度，可提高灌溉效率。同门式灌溉一样，也存在设备成本高的问题。五、轮动式喷灌系统的引进、评估和配套技术研究项目引进了加拿大轮动式喷灌系统，并对系统进行了测试和生产示范。测试评价结果表明：1、喷灌效率为75-80%2、灌溉均匀度为85%左右3、适合于集约化经营方式4、适应于多种土壤和地形，坡度可达到7%为了配合喷灌技术的推广应用，对喷灌条件下作物秸杆覆盖进行了试验研究。结果表明，喷灌结合作物秸杆覆盖具有一定的节水效果和很大的应用潜力。由于喷灌方式犹如下雨，可使覆盖的秸杆在作物行间均匀分布并与地面粘着。秸杆覆盖可提高土壤水分含量2-3%，有效地保持0-60cm土壤水分。六、分段承接式软管灌溉评价“分段承接式软管灌溉装置”为王海波等人的个人发明，是一种由6-8寸口径、每段长6-8m的布线软管，管段之间用特制接头承插连接，每段软管控制一个灌溉畦的田间灌溉装置。此灌溉系统富集了许多管道灌溉的优点，并克服了其缺点，具有输水效率高（比垄沟输水提高20-25%）、灌溉质量好（灌水均匀度可达80%）、节水效果与喷灌相当（灌溉效率可达75-80%）、节能（比传统灌溉节能20%，比喷灌节能更多）、省地（可减少垄沟占地）、出水冲击力小（基本不冲蚀土壤）、造价低廉（在所有节水灌溉中平均年亩投资最低）、使用寿命长（可达8-10年）、易于操作（拆接灵活，移动轻便）、适宜范围广的特点。有望成为我国广大旱区农民首选的节水灌溉系统。农艺节水栽培围绕提高水的利用效率，使节水和增产同步，先后研究了土壤耗水特征、水与作物产量的关系、措施与作物产量、措施与措施间的关系等。研究进展：1、缺水麦田土壤耗水时间特征 播种至拔节期，为低消耗强度期，历时180天左右，总耗水134-154mm，日均耗水0.74-0.86mm。拔节至开花期，一个月左右时间，总耗水108-120mm，日均耗水3.6-4.0mm。开花至成熟期近35-40天，总耗水130-150mm，平均日耗水量3.7-4.0mm。全生育期耗水372-424mm。2、麦田水分垂直分布特征 0-30 cm为活跃层，土壤水分变动幅度最大，极易受外界环境的影响；30-100cm为主要供水层，土壤水分的变化下降，其中60cm土层下降约10%，100cm土层下降约5%；100-130cm为相对稳定层，130cm土壤水分在全生育期保持稳定不变；130 cm以下为永久稳定层。中位夹粘土壤有效水提供在0-130 cm土壤层次范围内，这与以往研究小麦耗水层次2 m的结果结论不同。这种土体构成的差异将导致小麦的灌溉制度不同。3、麦田水分的时空消耗特征 冬前0-20 cm，拔节期0-50 cm，抽穗期0-80 cm，灌浆期0-100 cm。利用土壤水分消耗的这种特征指导灌溉，将有利于节约灌溉水和提高水分利用效率。4、不同土体构成供水特征 通体土壤和夹粘土壤两种类型，在灌水量120 mm和180 mm时，通体土壤类型土壤水的消耗量平均为161 mm，夹粘土壤类型土壤水的消耗量为108 mm，前者比后者多53 mm，大约相当于一次灌溉的水量。通体土壤类型可为小麦提供较多的水分供应。不同降水年型比较，两种土壤类型之间消耗土壤水的量平水年差异较小。越是气候的干旱年型，越表现出通体土壤类型具有较大的土壤供水潜力。利用土壤构成特征通体土壤可采用蓄墒灌溉法，而夹粘土壤则应采用小水补灌法。5、不同品种类型的生产潜力特征 选择多穗型、中间型和穗重型三个不同类型的品种研究其生产潜力，千粒重越高的品种，生产潜力越大。千粒重从35-50g，产量从311kg增加到518kg。种植穗重型品种是提高产量的基础条件。6、灌水量和产量的关系 无论地力水平的高、低，在一定范围内，产量随灌水量的增加而上升，当灌水量达到一定水平，产量达到最高点，再增加灌水量，产量反而有降低的趋势。高地力最佳灌水量为180 mm（三水左右），耗水量400 mm左右，产量350-400 kg 。低地力最佳灌水量为79mm，产量250 kg左右。7、灌水量和耗水量关系 在灌水量为61-337 mm范围内，耗水量随灌水量的提高而上升，高地力耗水量由347 mm增加到669 mm、低地力由278 mm增加到403 mm。每增加1 mm灌溉水，高地力耗水量增加0.86 mm，低地力增加0.46 mm。8、灌水量与降水年型的关系 以小麦亩产量400 kg左右为目标，平水年型（降水量120 mm）灌二水，旱年（降水量70 mm）浇三水，多雨年（降水量170 mm）浇一水。9、肥水与产量的关系 灌水2-4次、施肥量0-300kg的五年定位研究表明，肥水与产量的关系为抛物线关系。通过等产量分析，同样的产量水平可由灌水量和施肥量的若干个组合形成，说明灌水量和施肥量具有相互替代作用。当灌水量一定时，产量随施肥量的增加而上升，当施肥量达到一定量时，产量达到最高点，再增加施肥量，产量不再增加，该最高产量时的施肥量对灌水量的替代率为零。当施肥量一定时，产量随灌水量的增加而上升，当灌水量达到一定量时，产量达到最高点，此时再灌水对施肥量的替代率为零。利用肥水之间的替代效应这一特点，在缺水地区选取最少的灌水量，通过施肥量的增加来保证一定产量或在一定水源条件下，通过施肥量的调节实现有限水的最大产量产出，是提高水分利用效率的可行途径。在灌水量0-218 mm和施肥量0-240kg范围内。取不同产量水平的灌水下限和施肥上限，灌水量39 mm 、施氮量240kg、产量3500kg；灌水量86 mm 、施氮量240kg、产量4500kg；灌水量161 mm 、施氮量240kg、产量5500kg；分别比取灌水量上限和施氮量下限时节水139、102和30 mm。10、覆盖与耗水和产量的关系 拔节期间测定0-100cm土层水分，地膜覆盖的比不覆盖多保蓄50.4mm ，秸杆覆盖的多保蓄23.9mm，化学剂覆盖的土壤水分含量和对照基本一致。保蓄土壤水分的层次主要在0-60cm土壤层内。从产量结果分析，不论是早播或者晚播，覆膜小麦产量均高于不覆盖或其它方式的覆盖。早播比对照增产58 kg，增产12.39%，晚播比对照增产99.8 kg，增产率为38%。不同覆盖方式之间，覆膜小麦比其它方式增产100 kg以上。但从总耗水量分析，覆盖耗水407.6-412 mm，不覆盖耗水422.3-438 mm，二者仅相差14.6-26 mm，这可能是产量提高增加了作物蒸腾量、强化了对水的消耗。从水分利用效率上，覆盖地膜的小麦水分生产效率都高于其它覆盖方式或不覆盖处理，覆膜小麦水分利用效率1.44，不覆膜仅为1.06。11、缩行密植与耗水和产量的关系 缩小行距具有增产和减少水分消耗的双重效果。1997年在较适期播种（10月17日）条件下，行距10cm与行距20cm相比，亩增产小麦75.5kg，增产率为15.5%，减少水分消耗31.7mm（达8.1%）。1998年在晚播（10月30日）条件下，增产15.2kg，增产率5.4%，减少水分消耗27.1mm（达10.86%）。在适当晚播范围内，越是早播，其增产保水效果越明显。12、灌水对土壤水利用的激发效应 不灌水与灌二水比较，前者土壤水利用量为60-70 mm，后者土壤水利用量为110-120 mm。说明适当灌水可激活土壤水的利用。13、肥水的替代效应 五年定位研究表明，肥水为互为消长关系。施肥量一定时，产量随灌水量增加而上升。灌水量一定时，产量随施肥量的增加而上升。选取最少灌水量和最大施肥量（亩施氮肥16 kg），可节约灌溉水60mm左右。14、底施氮肥对积温的补偿效应 在底施氮肥7-8 kg的条件下与补施肥比较，前者每形成一片叶子需积温72，后者需积温80，说明施肥对积温具有补偿效应。利用这种效应，在同样达到冬前苗情的情况下，可采取晚播减少蒸发节约用水。旱坡地集水节灌及旱作农业技术一、技术要点1、视势开发视山体的坡度情况，采取不同的措施。（1）缓坡（45以下） 修成围山转梯田，田面宽度3m以上，坡度3-5，内侧留30-40cm宽的排水沟，不同层次间选适当位置规划上下排水道。片麻岩结构的山体修梯田时炮眼应竖直打至1.5m左右，以便保持相应厚度的活动土层。（2）陡坡（45以上） 不搞围山转梯田，以免滑坡。应挖大型鱼鳞坑，以2m3m为宜，深1.5m左右，要外高内低有利存蓄雨水。2、广截蓄水主要是截雨季的径流及空山水，截蓄技术设施如下：（1）蓄水池 蓄水池为水泥防渗密封池，形状可圆可方，一般30-100m3容积为宜，要分布于顶、梁、坨、垴，以利于蓄水和扬水。（2）简易蓄水袋 为降低投资，梯田内或鱼鳞坑区可用简易蓄水袋蓄水，方法是在适当位置挖一个宽1m、深2m、长30-50m的沟，将厚度0.3mm、宽3m、长35-55m的筒型塑膜放置于沟内并将两头跷起，一头用绳子捆紧，另一头接蓄雨水，蓄满水后也捆紧，上面用水泥板等盖顶并覆土50cm，以便使塑料水袋不老化并使保存的水不变质、不冻、不漏、不蒸发。30m长可蓄水60m3，50m长蓄水100m3。每666m2山地设两个蓄水袋，蓄足水后可保证三年遇干旱而无旱情。此法投资低，效益高。（3）多段截浅流 在高山沟谷的不同厚度土层内的水流汇集处挖沟垒墙截浅流（截蓄空山水），并埋设塑料管道将截住的水输入蓄水池或简易蓄水袋，补充雨季径流蓄水的不足。（4）小型水库和大型密闭蓄水池 在干旱山区，沟谷小溪的水季节性很强，雨季多，秋季少，旱季干枯。在雨季还可通过修小水库，蓄存小溪流水。不过小水库的渗漏和蒸发不易克服，长期蓄水性能欠佳，除供农田灌浇之外，应及时把水蓄于不渗漏、不蒸发的大型密闭蓄水池中，供应旱季用水。大型密封蓄水池应建在小溪或水库附近适当部。（5）多级扬水回灌 对于蓄水池和简易蓄水袋蓄水来说，利用山地修建的排水渠蓄存雨季地表径流和用截浅流管道输水自流蓄水即可满足。但由于山势的原因，山下集水往往更多，在雨水极少的年份山上蓄水不足时，可从山下水库中扬水到山上的蓄水池和蓄水袋中。为操作方便，扬水设施以小、巧、灵为宜。实践证明小型高扬程水泵配内径2寸塑料管扬水较为方便，一般2-3级扬水便可达到山顶。山上的蓄水池和蓄水袋，通过地表径流蓄水、截浅流蓄水和扬水蓄水三个途径便可确保蓄足水分。蓄水池和蓄水袋中的水，可利用高差形成的自然压力进行微喷、滴灌或自流灌溉。在高处即使往山地里浇了多余的水，也可又以空山水的形式被截浅流截蓄，沿输水管送到低处的蓄水池和蓄水袋。没被截蓄的水最后可流入水库，再经过扬水又返回山上的蓄水池和蓄水袋。3、整体规划在治理流域内的山顶、坨、梁、垴广植木材林，以防风雹；在山腰、坡面、沟谷梯田或鱼鳞坑发展干鲜果树；在溪旁农田可种植粮、油、菜等。应严格规范流域内的管理，实施环境监控，杜绝污染，构成生态农业体系。二、效益分析该项技术的示范及推广，为有效地截蓄自然降水、提高水资源利用率、改造开发贫困山区及减少地下深层淡水的开采、缓解水资源危机起到了良好的作用。此技术不仅能使小流域的环境改善，而且会对下游地区的环境气候也产生良好的影响，使得雨季山区没有山洪，平原不会有大的水患。通过山区小流域回灌控水，可使山间溪水长流，平原河水季节性变化减小，以至旱季时河中仍然有水。改造恶化了的生态，应首先在山区小流域普遍实施生态农业，提高绿化水平，增强对水资源的控制能力，使山区的生态率先好转，从而带动整个生态系统的逐步好转。两熟制限水粮田可持续耕作配套技术一、项目情况简介试验工作始于1991年中加旱农项目开始时，采用田间长期定位试验方法，研究了小麦、玉米两熟种植制度下，土壤耕作制度及残茬管理方式对作物产量和土壤理化性状的影响。试验设有深浅轮耕（深耕2年，浅耕3年）、连年浅耕、连年耙耕和连年免耕4种处理，在每种耕作处理下还设有秸杆覆盖和不覆盖等处理。现已取得了连续8年的系统资料，并已根据研究结果，初步研究形成了适合于黑龙港低平原缺水区采用的土壤耕作配套技术体系。二、主要研究进展1、耕作措施对小麦产量的影响：从最初三年的试验结果来看，不同耕作方法对小麦产量并没有显著影响，然而从第四年以后的研究结果看来，免耕处理都较其它处理产量显著降低，降低幅度一般为10-20%，最高达31%（1997年），而深浅轮耕、浅耕和耙耕处理之间连续多年无显著差异。这一结果说明，免耕在小麦上并非不可采用，但连续免耕的年限需有一定限制，长期连续免耕，会显著影响小麦产量，连续免耕的年限应以2-3年为宜。2、耕作措施对玉米产量的影响：在与常规耕作玉米播期相同的情况下，连续8年免耕对玉米产量并未造成显著影响