主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究
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DOI:10.3969/j.issn.1003-1650.2024.04.007小麦和玉米均是山东省单县重要的粮食作物,同时也是带动当地农民致富增收的重要经济作物。
推广应用小麦套种玉米高产高效栽培技术,不仅可解决两者争地的问题,而且能够达到双丰收的目的,保障粮食安全稳定。
基于此,本文以菏泽单县为例,首先分析了小麦玉米套种技术优势,其次着重对小麦套种玉米高产高效栽培技术要点展开了深入探析。
单县是农业大县,小麦和玉米是当地主导农作物,保证小麦玉米安全丰产意义重大。
传统栽培模式下,小麦和玉米争地的问题突出,并且农作物的产量、品质不理想,影响粮食安全稳定性。
为实现农业增产和农民增收的目标,推广应用小麦套种玉米高产高效栽培技术具有重要的现实意义。
单县地处山东省西南隅、鲁豫皖苏四省结合部,位于东经115°48′-116°24′和北纬34°34′-34°56′之间,总面积1702km2。
单县是沟通中原和华东的要道,济商公路、定砀公路、菏徐公路、单虞公路贯穿全境。
属黄河冲积平原,地势西南高,东北低,海拔高度为38.5-59m,高差20.5m,地面坡降18000-1/1000。
同时,属于北温带黄河冲积平原,四季分明,光照充足,平均气温13.9℃,无霜期213天,降雨量737.1mm,境内旷野坦荡,地阜物华。
其优越的地理位置非常适合小麦和玉米的种植。
一、小麦玉米套种技术优势小麦套种玉米的技术优势,主要体现在下述几个方面:首先,小麦套作玉米,和传统直播相比较而言,玉米生长期明显延长,能够和小麦共用光照、热量、水分以及养分,促进有机物质合成和积累,为玉米高产奠定有利的基础。
其次,小麦套作玉米可避开“芽涝”危害,直播玉米往往播种期较晚,玉米苗期往往降雨量大,极易引发涝灾,严重影响农作物的产量,甚至有的会绝产。
采取小麦套作玉米的栽培方式,进入雨季后玉米进入拔节期,具备了更强的抗涝性,进而保证农作物安全生产。
附件:2013年973计划结题验收项目清单项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB118300 小麦高产优质品种设计和选育的应用基础研究王道文中国科学院遗传与发育生物学研究所中国科学院2009CB118400 玉米大豆高产优质品种分子设计和选育基础研究赖锦盛中国农业大学教育部农业部2009CB118500 光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究张立新中国科学院植物研究所中国科学院2009CB118600 主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究张福锁中国农业大学教育部农业部2009CB118700 淡水池塘集约化养殖的基础科学问题研究聂品中国科学院水生生物研究所中国科学院湖北省科技厅2009CB118800 畜禽产品中有害物质形成原理与控制途径研究袁宗辉华中农业大学教育部2009CB118900 农业生防微生物制剂的合成与作用机理及定向改造邓子新上海交通大学教育部上海市科委项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB119000 设施作物的环境适应机制与产品安全调控的基础研究喻景权浙江大学教育部浙江省科技厅2009CB119100 速生优质林木培育的遗传基础及分子调控张守攻中国林业科学研究院国家林业局中国科学院2009CB119200 重要外来物种入侵的生态影响机制与监控基础万方浩中国农业科学院植物保护研究所农业部2009CB219300 火山岩油气藏的形成机制与分布规律冯志强大庆油田有限责任公司中国石油天然气集团公司2009CB219400 南海深水盆地油气资源形成与分布基础性研究朱伟林中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院中国海洋石油总公司2009CB219500 南海天然气水合物富集规律与开采基础研究杨胜雄中国地质调查局国土资源部2009CB219600 高丰度煤层气富集机制及提高开采效率基础研究宋岩中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院中国石油天然气集团公司2009CB219700 分布式发电供能系统相关基础研究王成山天津大学教育部天津市科委项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB219800 大型燃煤发电机组过程节能的基础研究杨勇平华北电力大学教育部2009CB219900 大规模化工冶金过程节能的关键科学问题研究张锁江中国科学院过程工程研究所中国科学院2009CB220000 高效低成本直接太阳能化学及生物转化与利用的基础研究郭烈锦西安交通大学教育部2009CB220100 新型二次电池及相关能源材料的基础研究吴锋北京理工大学国家国防科技工业局2009CB320200 系统级封装的基础研究毛军发上海交通大学上海市科委2009CB320300 水环境监测无线网络微传感器芯片系统基础研究夏善红中国科学院电子学研究所中国科学院2009CB320400 认知无线网络基础理论与关键技术研究张平北京邮电大学教育部2009CB320500 新一代互联网体系结构和协议基础研究吴建平清华大学教育部2009CB320600 复杂生产制造过程一体化控制系统理论和技术基础研究柴天佑清华大学教育部2009CB320700 基于网络的复杂软件可信度和服务质量及其开发方法和运行机理的基础研究梅宏北京大学教育部项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB320800 混合现实的理论和方法鲍虎军浙江大学教育部浙江省科技厅2009CB320900 基于视觉特性的视频编码理论与方法研究高文北京大学教育部2009CB421000 三江特提斯复合造山与成矿作用邓军中国地质大学(北京)教育部国土资源部2009CB421100 中国主要类型生态系统服务功能与生态安全傅伯杰中国科学院生态环境研究中心中国科学院2009CB421200 中国近海碳收支、调控机理及生态效应研究戴民汉厦门大学教育部国家海洋局2009CB421300 干旱区绿洲化、荒漠化过程及其对人类活动、气候变化的响应与调控王涛中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院2009CB421400 全球变暖背景下东亚能量和水分循环变异及其对我国极端气候的影响王会军中国科学院大气物理研究所中国科学院2009CB421500 台风登陆前后异常变化及成灾机理研究端义宏中国气象局上海台风研究所中国气象局2009CB421600 持久性有机污染物的环境行为、毒性效应与控制技术原理郑明辉中国科学院生态环境研究中心中国科学院国家环境保护部项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB521700 肿瘤相关分子在癌进展中的多相调控机制陈志南中国人民解放军第四军医大学陕西省科技厅总后勤部卫生部2009CB521800 肿瘤侵袭和转移的恶性生物行为及分子干预詹启敏华中科技大学教育部2009CB521900 脑血管疾病发生和防治的基础研究苏定冯中国人民解放军第二军医大学总后勤部卫生部上海市科委2009CB522000 阿片类物质精神依赖的神经生物学机制马兰复旦大学教育部上海市科委2009CB522100 呼吸系统疾病与损伤基础研究钟南山广州医学院广东省科技厅2009CB522200 炎症反应的细胞信号转导网络与肿瘤的关系韩家淮厦门大学教育部2009CB522300 中国特有植物和微生物药用活性物质的基础研究刘吉开中国科学院昆明植物研究所中国科学院云南省科技厅2009CB522400 器官移植的免疫学应用基础研究郑树森浙江大学浙江省科技厅教育部2009CB522500 丙型肝炎病毒感染及防治的基础研究唐宏中国科学院生物物理研究所中国科学院2009CB522600 重要致病性细菌微进化的研究杨瑞馥中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所总后勤部卫生部项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB522700 “肺与大肠相表里”脏腑相关理论的应用基础研究高思华北京中医药大学国家中医药管理局2009CB522800 确有疗效的有毒中药科学应用关键问题的基础研究叶祖光北京中研同仁堂医药研发有限公司国家中医药管理局2009CB522900 灸法作用的基本原理与应用规律研究吴焕淦上海中医药大学国家中医药管理局2009CB523000 若干中药成方的现代临床与实验研究董竞成复旦大学国家中医药管理局教育部2009CB623100 水泥低能耗制备与高效应用的基础研究沈晓冬中国建筑材料科学研究总院中国建筑材料科学研究总院2009CB623200 环境友好现代混凝土的基础研究李宗津东南大学江苏省科技厅教育部2009CB623300 信息功能陶瓷及其元器件的若干基础问题研究南策文清华大学教育部2009CB623400 面向应用过程的膜材料设计与制备基础研究金万勤南京工业大学江苏省科技厅2009CB623500 新结构高性能多孔催化材料的基础研究谢在库中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院中国石油化工集团公司中国科项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门学院2009CB623600 有机/高分子平板显示材料的基础研究王利祥中国科学院长春应用化学研究所中国科学院2009CB623700 先进材料性能与结构演化间关系的现代表征方法及科学问题的研究张泽北京工业大学北京市科委2009CB723800 数值风洞软件系统若干基础问题研究邓小刚中国空气动力研究与发展中心四川省科技厅2009CB723900 空间观测全球变化敏感因子的机理与方法郭华东中国科学院对地观测与数字地球科学中心中国科学院2009CB724000 高分辨率对地观测系统中的高精度实时运动成像基础研究房建成北京航空航天大学国家国防科技工业局2009CB724100 飞行器气动力学与光学设计中的关键湍流问题佘振苏北京大学教育部2009CB724200 超大规模集成电路制造装备基础问题研究雒建斌清华大学教育部2009CB724300 核主泵制造的关键科学问题雷明凯大连理工大学辽宁省科技厅教育部2009CB724400 超高速加工及其装备的基础研究卢秉恒西安交通大学教育部项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB724500 防御输变电装备故障导致电网停电事故的基础研究唐炬重庆大学重庆市科委教育部2009CB724600 能源储备地下库群灾变机理与防护理论研究杨春和中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院2009CB724700 新一代生物催化和生物转化的科学基础欧阳平凯南京工业大学江苏省科技厅2009CB824800 黑洞以及其它致密天体物理的研究张双南中国科学院高能物理研究所中国科学院2009CB824900 宇宙第一缕曙光探测武向平中国科学院国家天文台中国科学院2009CB825000 深俯冲地壳的化学变化与差异折返郑永飞中国科学技术大学中国科学院2009CB825100 干旱区盐碱土碳过程与全球变化陈曦中国科学院新疆生态与地理研究所新疆维吾尔自治区科技厅中国科学院2009CB825200 北京谱仪III tau-粲物理实验研究沈肖雁中国科学院高能物理研究所中国科学院2009CB825300 惰性化学键的选择性激活、重组及其控制麻生明华东师范大学教育部上海市科委2009CB825400 新非编码RNA及其基因的系统发现和“双色网络”构建陈润生中国科学院生物物理研究所中国科学院项目编号项目名称项目首席科学家项目第一承担单位项目依托部门2009CB825500 表观遗传学的结构机理研究许瑞明中国科学院生物物理研究所中国科学院2009CB825600 染色质解码的基础及医学应用基础研究于文强复旦大学上海市科委教育部2011CB302700 物联网体系结构的基础研究马华东北京邮电大学教育部2011CB302800 物联网基础理论和设计方法研究赵伟同济大学上海市科学技术委员会教育部2011CB302900 物联网的基础理论与实践研究刘海涛无锡物联网产业研究院江苏省科学技术厅。
我国水稻栽培现状及高产栽培技术1. 引言1.1 水稻是我国重要的粮食作物之一水稻是我国重要的粮食作物之一,是我国主粮中的重要组成部分。
据统计,中国每年的水稻产量占全球水稻产量的三分之一以上,是全球最大的水稻生产国。
水稻作为主要的粮食作物,对我国的粮食安全和农业发展起着至关重要的作用。
水稻不仅是我国人民的主食,同时也是我国的重要经济作物之一,为农民提供了丰厚的经济收益。
在我国的农村地区,许多家庭都以水稻种植为主要生计,水稻产业链条长,涵盖了从种植、加工、销售到出口等各个环节,为国家经济发展做出了巨大贡献。
水稻的重要性不仅仅体现在食物和经济价值上,更重要的是,水稻在我国的农业生态系统中扮演着重要的角色。
水稻栽培不仅能够改善土壤环境、增加土壤肥力,还可以提高生态系统的稳定性和抗逆性。
保障水稻产量和质量对维护我国的农业生态环境具有重要意义。
【2000字】2. 正文2.1 水稻栽培现状水稻是我国重要的粮食作物之一,也是我国农业生产中的重要组成部分。
我国水稻栽培现状在不断发展和变化,随着科技的进步和农业技术的提高,水稻栽培方式也在不断优化和改进。
目前,我国的水稻栽培现状主要呈现以下几个特点:一、稻作区域不断扩大。
随着我国农业生产的发展,稻作区域不断扩大,包括南方稻作区、北方稻作区等。
各地方不断探索适合自己地理环境和气候条件的水稻栽培方式,为提高水稻产量和质量奠定了基础。
二、水稻品种多样化。
我国水稻栽培现状中,水稻品种逐渐多样化,栽培面积也在不断增加。
现代种植技术的应用使得农民可以根据自己所在地区的特点选择适合的水稻品种,提高产量和抗病虫能力。
三、栽培技术不断创新。
随着科技的不断发展,我国水稻栽培技术也在不断创新,包括适时灌溉、精准施肥、优化耕作措施等。
这些技术的应用有效提高了水稻的产量和质量。
四、水稻栽培管理趋向智能化。
随着农业信息化的发展,水稻栽培管理也趋向智能化,通过互联网技术和大数据分析,农民可以实现精准施肥、病虫害监测等,提高水稻产量和质量。
绿色农业:粮食作物高产高效实践总结绿色农业作为现代农业发展的重要方向,其核心在于实现农业生产的可持续性和生态平衡。
粮食作物作为农业的基础,其高产高效是保障粮食安全和推动农业现代化的关键。
本文将结合各地粮食绿色高产高效示范创建项目的实施情况,总结实践经验,探讨绿色农业在粮食作物生产中的应用和成效。
1. 绿色高产高效示范创建项目概述绿色高产高效示范创建项目是指在一定区域内,通过政策引导、技术集成和模式创新等手段,推动粮食作物生产方式的转变,实现产量和品质的双重提升。
项目通常包括优质品种推广、土壤改良、病虫害综合防治、节水灌溉、肥料科学施用等多个方面,旨在提高粮食作物的综合生产能力。
2. 优质品种推广与应用品种是决定粮食作物产量和品质的关键因素之一。
各地在示范创建项目中,积极推广适应当地气候和土壤条件的优质品种。
例如,淮南市在寿县粮食绿色高产高效示范创建中,推广了适宜当地种植的高产水稻品种,有效提高了水稻的产量和品质。
同时,通过品种更新换代,不断优化品种结构,增强粮食作物的抗病虫害能力和适应性。
3. 土壤改良与肥力提升土壤是粮食作物生长的基础,土壤肥力直接关系到作物的生长状况和产量。
在绿色高产高效示范创建项目中,各地通过深翻整地、增施有机肥、合理轮作等措施,改善土壤结构,提高土壤肥力。
例如,文山州土肥站在广南县八宝镇实施的“微生物+配方肥”化肥减量增效项目,通过微生物肥料和配方肥的科学配比,有效提高了土壤肥力,促进了水稻的生长。
4. 病虫害综合防治病虫害是影响粮食作物产量和品质的重要因素。
在示范创建项目中,各地采取物理、生物和化学等多种防治手段,实现病虫害的综合治理。
例如,通过安装诱虫灯、释放天敌昆虫、合理使用生物农药等措施,降低化学农药的使用量,减少对环境和人体的危害。
5. 节水灌溉与水资源管理水资源是农业生产的重要条件,节水灌溉是提高水资源利用效率的有效途径。
在示范创建项目中,各地推广喷灌、滴灌等节水灌溉技术,优化灌溉制度,提高灌溉效率。
粮食安全视域下的我国粮食生产结构再认识王兆华1,2,褚庆全1,王宏广1(1.中国农业大学农学与生物技术学院/中国粮食安全研究中心,北京100193;2.青岛农业大学,山东青岛266109)摘要:粮食生产是粮食安全的首要环节。
通过分析我国1995-2009年粮食生产数据,阐明了目前我国粮食生产在区域结构上存在的“北移西扩”趋势,加大了粮食安全的自然风险和环境代价;在产能结构上存在的粮食生产对个别省份的高度依存、主产区部分省份贡献率急剧下降和主销区自给率持续降低等现象,加大了我国粮食安全的风险度;在品种结构上存在的品种间的大面积替代、稻谷供给偏紧、玉米需求增加、大豆自给率降低等现象也影响着我国的粮食安全。
从保障国家粮食安全的角度,提出了调整优化粮食生产结构的对策。
关键词:粮食安全;粮食生产;区域结构;产能结构;品种结构中图分类号:F326.11文献标识码:A 文章编号:1000-0275(2011)03-0257-04Further Understanding of Grain Production Structure Under Views of Food Security in ChinaWANG Zhao-hua 1,2,CHU Qing-quan 1,WANG Hong-guang 1(1.College of Agriculture Agronomyand Biotechnology/China Food SecurityResearch Center ,China Agricultural University ,Beijing 100193,China ;2.Qingdao Agricultural University ,Qingdao ,Shandong 266109,China)Abstract :Grain production is the first step of food security.This paper analyzes the annual grain production data of 1995-2009,and expounds that the growing trend about “northward moving and westward extending ”in regional structure of the present grain production has been increased the natural risks and environmental expense of grain security;In capacity structure,high depending on individual provinces,sharp felling of the contribution rate of some provinces in major producing area and continued reducing of self-sufficiency rate of major consuming area,have been increased the risk of China's grain security;And the phenomena in breed structure about large area superseding between breeds,a little shortage of rice supplies,consumer demand increasing of corn and the reducing self-sufficiency rate of soybean also have been affected our country ’s food security.Some suggestions from the angle of national food security are given on how to adjust and optimize grain production structure.Key words :food security ;grain production ;regional structure ;production capacity structure ;breed structure基金项目:国家重点基础研究发展973计划“主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究”(编号:2009CB118608);国家公益性行业(农业)科研专项“现代农作制度模式构建与配套技术研究与示范”(编号:200803028)。
作物学一级学科作物学,作为农业科学的核心分支,是一门研究作物生长发育、遗传变异以及与环境互作关系的综合性学科。
它涵盖了作物的种质资源、遗传育种、栽培生理、病虫害防控等多个方面,对于保障粮食安全、推动农业可持续发展具有不可替代的重要作用。
一、作物学的历史沿革与学科体系作物学的历史可以追溯到古代农耕文明的起源。
随着人们对作物生长规律认识的不断深化,作物学逐渐从经验积累转变为科学探索。
在现代科学体系下,作物学形成了较为完善的学科体系,包括作物遗传学、作物栽培学、作物生理学、作物生态学、作物病理学等多个二级学科。
这些学科相互交叉、渗透,共同构成了作物学的丰富内涵。
二、作物学的研究内容与方法1.作物种质资源与遗传育种作物种质资源是作物遗传改良的物质基础。
作物学通过收集、保存、评价和利用种质资源,为新品种的培育提供丰富的基因来源。
遗传育种则是利用遗传学原理和技术,通过选择、杂交、诱变等手段,创造符合人类需求的新品种。
现代生物技术如基因编辑、合成生物学等的发展,为作物遗传育种提供了新的工具和手段。
2.作物栽培生理与生态作物栽培生理主要研究作物的生长发育规律及其与环境条件的相互关系。
通过探索光、温、水、肥等环境因素对作物生长的影响,以及作物自身的生理生化过程,为制定高产、优质、高效的栽培技术提供理论依据。
作物生态学则关注作物与生态环境之间的相互作用,研究作物的生态适应性及其在生产实践中的应用。
3.作物病虫害防控病虫害是影响作物产量和品质的重要因素。
作物学通过研究病虫害的发生发展规律,探索有效的防控策略和方法。
这包括生物防治、化学防治、物理防治等多种手段的综合运用,以及抗病抗虫品种的培育和推广。
三、作物学的实践应用与社会价值作物学的实践应用广泛而深远。
在农业生产中,作物学为提高粮食和农产品的产量、质量做出了巨大贡献。
通过新品种的推广和栽培技术的改进,作物学有效促进了农业生产的现代化和集约化。
此外,作物学还在农业生态环境保护、农业资源高效利用等方面发挥了积极作用。
小麦高产栽培技术及田间管理措施小麦是我国主要的粮食作物之一,种植面积广泛,但由于受到气候、病虫害等因素的影响,小麦的产量并不稳定。
科学的栽培技术和田间管理措施对于提高小麦的产量至关重要。
本文将就小麦高产栽培技术及田间管理措施进行具体介绍。
一、小麦高产栽培技术1. 土壤选择与改良选择肥沃、疏松、排水良好的土壤种植小麦,酸碱度适中,有利于小麦的生长和发育。
在土壤改良方面,可以利用翻耕、施肥和灌溉等手段,改善土壤的肥力和水分状况,增加小麦的产量。
2. 种子选择选择抗逆性强、叶绿素含量高、生长势旺盛、抗病虫害的小麦种子进行种植。
在选择种子的要注意保证种子的纯度和发芽率,提高种植效率。
3. 合理密植小麦的密植可以增加单位面积的产量,但是要避免密植过度导致小麦植株生长不良。
一般来说,小麦的密植范围在25-30万株/亩之间比较合适。
4. 合理施肥合理施肥可以保证小麦生长所需的养分,并且提高小麦的产量和品质。
根据土壤的肥力状况和小麦的营养需求,施用适量的氮、磷、钾等肥料,以及微量元素,增加小麦的生长力和抗逆能力。
5. 种植期和栽培措施选择适宜的种植期,避开气温过高或过低的时段,保证小麦的生长发育。
在栽培方面,及时耕耘、中耕、松土、排水等措施可以帮助小麦根系生长,增加土壤通气性和保湿性,有利于小麦的生长发育。
6. 病虫害防治采取科学的防治措施,注意清除病虫害隐患,定期喷药防治病虫害,避免对小麦的危害,保证小麦的健康生长。
二、田间管理措施1. 土壤保护在小麦生长期间,要注重土壤的保护和管理,避免土壤侵蚀和流失。
采取覆盖、植被保护、排水排渍等措施,保持土壤的肥力和水分,有利于小麦的栽培和生长。
2. 水分管理合理利用水资源,做好小麦的灌溉工作,保证小麦的生长所需的水分。
在干旱地区,要采取节水措施,避免水分浪费,提高灌溉效率。
5. 空气流通保证小麦田的通风良好,避免病虫害滋生,有利于小麦的生长和产量。
6. 理顶和掐顶适时进行小麦的理顶和掐顶,有利于提高小麦的穗粒数和产量,促进小麦的生长和发育。
浅谈小麦高产栽培技术要点小麦是世界上最重要的粮食作物之一,也是我国主要的粮食作物之一。
小麦的高产栽培技术是指通过科学的管理和栽培技术手段,使小麦获得最大的产量和质量。
小麦的高产栽培技术对提高农民的经济收益、保障国家粮食安全具有非常重要的意义。
下面将从土壤肥力管理、良种选育、密植栽培、水肥一体化和病虫害防治等方面浅谈小麦高产栽培技术要点。
一、土壤肥力管理1、合理施肥。
小麦生长过程中需要充分的营养物质来支持生长发育,因此合理施肥是小麦高产的关键。
在施肥上应该注重全面施肥,合理施用有机肥、无机肥和微量元素肥,提供足够的氮、磷、钾等主要养分。
同时要根据土壤、品种和生长期需求进行施肥,做到施肥及时、适量和科学。
2、改良土壤。
小麦生长需要良好的土壤环境,因此改良土壤是保障小麦高产的重要一环。
应该重视土壤有机质的积累,适时施加木质素、生物菌肥等有机肥料,改善土壤结构,增加土壤肥力,提高土壤持水力和养分保持力。
3、保护土壤。
小麦生长过程中需要充足的土壤水分和氧气,因此保护土壤是小麦高产的重要环节。
要合理利用灌溉水资源,及时浇灌水分,增加土壤湿度,保持土壤蓬松状态,改善土壤通气性。
另外还要加强水土保持,减少水土流失,保护良好的土壤肥力。
二、良种选育1、选用优质种子。
选择高产、抗逆性强、抗病虫害的小麦良种进行培育是小麦高产的重要保障。
要根据生态环境、栽培条件和需求选用适宜的小麦品种,注重提高小麦耐病性、抗逆性和产量潜力,提高小麦的适应性和适种性。
2、合理种植密度。
小麦种植密度对产量和质量有很大的影响,因此要根据小麦品种和生长期需求,合理确定种植密度。
一般来说,早熟品种宜较密种植,晚熟品种宜较疏种植。
种植密度过大易造成小麦分蘖不好,种植密度过小又容易造成小麦生长不旺盛,影响产量。
3、强化管理措施。
选育优质小麦良种后,要采取科学的管理措施来提高小麦的产量。
要注重保护良种资源,增强小麦的抗逆性和适应性,减少小麦病虫害发生的可能,提高小麦的产量潜力。
粮食作物高产育种技术的最新进展《粮食作物高产育种技术的最新进展》粮食是人类生存和发展的基础,随着全球人口的不断增长以及环境变化等诸多因素的影响,提高粮食作物产量成为农业领域至关重要的任务。
在这个背景下,粮食作物高产育种技术不断发展并取得了众多新的进展。
一、传统育种技术的新发展传统的育种技术如杂交育种在粮食作物高产育种方面仍然发挥着重要的作用并且有了新的改进。
杂交育种通过将具有优良性状的亲本进行杂交,从后代中筛选出高产的品种。
如今,在亲本选择方面更加精准。
以前可能只是基于一些较为明显的性状进行选择,比如植株的高度、穗的大小等。
现在则借助于更多的现代技术手段辅助,对亲本的基因背景有更深入的了解。
例如通过分子标记技术,可以精准地识别出亲本中与高产相关的基因位点,这样就能够有针对性地选择携带这些优良基因位点的亲本进行杂交。
这大大提高了杂交后代中出现高产基因型的概率。
在杂交后代的筛选上也有新的突破。
过去主要依靠田间观察,需要花费大量的时间和精力。
现在有了高通量的表型分析技术,可以快速地对大量杂交后代的多种性状进行量化分析。
比如对于水稻的株型、叶片形态、光合作用效率等性状可以在短时间内得到准确的数据。
这使得育种家能够更迅速地筛选出具有高产潜力的杂交后代,从而加快育种的进程。
二、基因编辑技术在高产育种中的应用基因编辑技术是近年来粮食作物高产育种领域最令人瞩目的进展之一。
其中CRISPR-Cas9技术尤为突出。
它可以对作物的基因组进行精准的编辑。
在粮食作物高产育种方面,通过基因编辑技术可以直接对影响产量的关键基因进行操作。
例如,在小麦中,有一些基因控制着麦穗的分支数和籽粒大小。
利用基因编辑技术可以对这些基因进行修饰,从而增加麦穗的分支数或者使籽粒变得更大更饱满,进而提高小麦的产量。
对于水稻来说,与光合作用相关的基因是影响产量的重要因素。
通过基因编辑技术可以优化这些基因的表达,提高水稻的光合作用效率,让水稻在相同的光照和土地资源下合成更多的有机物,最终实现产量的提升。
项目名称:主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究首席科学家:张福锁中国农业大学起止年限:2009.1至2013.8依托部门:教育部农业部一、研究内容(一)拟解决的关键科学问题针对作物产量与资源利用效率协同提高这一重大科学命题,本项目从挖掘作物生物学潜力和提高土壤生产力入手,重点解决以下两个关键科学问题:(1)作物群体结构与花后物质生产、分配的动态协调及其栽培调控原理。
作物产量的进一步提高主要依赖于群体的增大和花后物质生产的贡献,如何构建高效能生产系统、高强度支持转运系统、高质量受容系统,克服群体增大条件下个体与群体、源与库、根与冠等矛盾,关键在于阐明作物群体结构与花后物质生产、分配的动态协调及其栽培调控原理。
(2)稳定实现作物高产高效的土壤条件及其调控途径。
良好的土体构型、耕层结构和水肥保持与供应能力既是作物高产的基础,也是水肥资源高效利用的关键。
稳定实现作物高产高效,急需阐明高产高效的土壤条件和关键过程,揭示土壤对逆境条件的响应和缓冲机理,明确提高土壤生产力的定向调控途径。
(二)主要研究内容围绕以上关键科学问题,以我国三大粮食作物小麦、玉米和水稻为研究对象,开展高产高效的作物栽培学、土壤学和植物营养学联合研究,拟分以下3个部分进行研究。
第一部分四大生产体系作物高产高效的关键限制因素与突破途径重点围绕在现有生产基础上实现作物高产和资源高效的第一步目标,以我国三大粮食作物小麦、玉米和水稻为研究对象,集中阐明作物四大生产体系(东北春玉米、华北小麦-玉米、南方水稻、西北旱作)当前影响产量提高的制约因素及主控过程,通过栽培和土肥技术的集成创新,建立四大生产体系适应我国当前农业生产条件的、在现有基础上产量增长10-15%、水肥资源生产效率提高20%的技术调控途径。
主要研究内容包括:①春玉米密植高产与水热高效的协调机制与途径;②小麦-玉米周年高产高效的栽培学机制与途径;③高产水稻氮肥高效利用机制与途径;④西北旱作高产栽培的水分高效利用原理及调控。
第二部分作物高产与资源高效的关键过程研究重点是在更高的产量和资源效率目标下,揭示作物产量形成、水肥调控和土壤过程的规律,为调控途径的再创新提供理论依据。
具体将针对作物高产群体结构与花后物质生产、分配的动态协调及其栽培调控原理这一关键科学问题,开展高产作物群体结构与功能的优化机理及定量控制,以及水肥高效利用的根-土互作机理研究;针对稳定实现作物高产高效的土壤条件及其调控途径这一关键科学问题,深入探索土壤条件和土壤关键过程对实现作物高产高效的影响与定向调控原理。
主要研究内容包括:①作物高产群体结构与功能的优化机理及定量控制;②高产作物水肥高效利用的根-土互作机理;③作物高产高效的土壤条件及定向调控。
第三部分粮食主产区作物高产高效潜力与实现途径针对我国粮食安全目标和资源约束条件,重点探索粮食主产区作物高产高效潜力的区域特征,明确不同区域实现高产高效的关键资源与技术制约因素及其限制程度;揭示区域关键资源要素间的替代效应,明确技术因素对限制性资源因素的补偿作用以及关键技术优化和资源匹配机制;阐明各区域高产高效潜力挖掘的资源与经济代价,提出不同区域高产高效潜力的实现途径。
二、预期目标(一)总体目标本项目的总体目标是建立作物产量与资源利用效率协同提高的理论与技术体系。
在基础理论方面,揭示高产高效作物群体和土壤条件的内在规律,明确作物高产高效的协同调控机制,使我国作物高产高效的理论研究在国际上占有重要的地位;在应用方面,阐明影响我国粮食作物四大生产体系(东北春玉米、华北小麦-玉米、南方水稻、西北旱作)高产高效的限制因素、主控过程、区域潜力和资源代价,为解决我国粮食安全和资源高效的国家重大需求提出切实可行的技术途径和决策建议。
同时,促进作物栽培、土壤和植物营养等学科的人才队伍建设,打造一个以解决我国农业重大问题为宗旨的多学科紧密结合的研究平台,提升我国作物高产栽培与农业资源高效利用研究的理论水平和解决实际问题的能力,引领作物高产与资源高效的研究方向。
(二)五年预期目标(2009-2013年)(1) 揭示我国粮食作物四大生产体系(东北春玉米、华北小麦-玉米、南方水稻、西北旱作)当前高产高效的限制因素和主控过程,建立四大生产体系适应我国农业生产条件的、在现有基础上产量增长10-15%、水肥资源生产效率提高20%的技术调控途径。
(2) 阐明作物高产的群体结构与花后物质生产、分配的动态协调机制,为进一步大幅度提高作物产量的高效群体定向控制提供理论依据。
(3) 揭示高产作物根系与根层水分养分的互作机制,建立大幅度提高作物产量条件下以根-土互作为核心的养分水分资源高效利用理论与途径。
(4)明确稳定实现作物高产高效的土壤条件,揭示高产高效土壤对逆境条件的响应和缓冲机理,阐明提高土壤生产力的原理与途径。
(5) 明确我国粮食主产区作物高产高效潜力的区域特征、制约因素和挖潜的资源与经济代价,提出不同区域高产高效潜力的实现途径,为国家粮食安全和资源高效利用的战略决策提供科学依据。
(6) 发表SCI收录论文120篇,出版专著3本。
打造一个高水平的作物栽培学、土壤学和植物营养学综合研究平台,培养5-10名在国际农学界有竞争力的中青年科学家,培养博士研究生40名。
三、研究方案(一)学术思路本项目的学术思路是:通过挖掘作物的生物学潜力和提高土壤生产力,而非过分依赖水肥等大量投入,实现作物产量和资源利用效率的协同提高。
挖掘作物生物学潜力和提高土壤生产力、实现大面积作物高产高效的关键在于:(1)构建理想群体、协调花后物质生产与分配,实现作物高产;(2)利用根-土互作原理,同步根层水肥供应与高产作物需求,实现资源高效;(3)提高土壤基础生产力,增强抗逆能力和缓冲性,稳定实现作物高产高效。
(二)技术途径根据以上学术思路,以小麦、玉米和水稻三大粮食作物为研究对象,本研究通过多学科合作:(1)从揭示我国粮食作物四大生产体系(东北春玉米、华北小麦-玉米、南方水稻、西北旱作)当前影响产量和资源效率提高的限制因素和主控过程入手,建立四大生产体系适应我国农业生产条件的、在现有基础上产量增长10-15%、水肥资源生产效率提高20%的技术调控途径;(2)在更高的产量和效率目标下,围绕作物高产高效的栽培调控和资源配置的三个关键过程,即:作物高产群体结构与功能的调控过程、高产作物水肥高效利用的根-土互作过程、作物高产高效的土壤条件与关键过程,深入开展高产高效的基础理论研究,破解本项目的两个关键科学问题,为进一步大幅度提高产量和资源利用效率提供理论依据;(3)从挖掘作物增产潜力和提高资源利用效率两方面入手,揭示区域间大面积作物高产高效的潜力差异、资源技术限制,阐明区域关键资源技术要素间替代作用和补偿效应,明确不同区域实现大面积高产高效潜力的资源投入和经济代价,提出不同区域高产高效的实现途径。
主要研究内容及其研究思路、研究方法和预期结果如下:(1) 四大生产体系作物高产高效的关键限制因素与突破途径通过多点田间定位试验,阐明我国作物四大生产体系(东北春玉米、华北小麦-玉米、南方水稻、西北旱作)高产与资源高效利用的限制因素和主控过程;通过高产栽培技术与养分水分资源高效利用的调控技术的集成创新,建立适应我国农业生产条件的、在现有基础上产量增长10-15%、水肥资源生产效率提高20%的技术调控途径。
(2)作物高产群体结构与功能的优化机理及其定量控制田间小区试验、室内试验和区域比较试验相结合,分析小麦、玉米、水稻三大粮食作物不同产量水平、不同基因型的群体结构与功能特征,明确作物高产条件下个体与群体、源与库的协调关系,揭示群体结构与花后物质生产、分配的动态协调机制,阐明作物高产群体结构与功能定量控制的栽培学原理。
(3)高产作物水肥高效利用的根-土互作机理田间小区试验、室内模拟和区域多点试验相结合,阐明高产作物养分供需规律、作物抵抗胁迫的特殊养分需求及其生理机制,确定根层养分调控的目标;研究符合高产高效目标的理想根系构型与生理功能,阐明品种、密度、土壤结构对根系的影响,揭示根层养分水分供应与根系之间的相互作用机制;研究既保障作物高产的养分需求,又有利于发挥作物根系高效利用养分的生物学潜力,并降低环境风险的适宜根层养分供应强度;建立高产作物的实时营养诊断技术与指标。
(4)作物高产高效的土壤条件与定向调控机理利用田间定位试验、室内模拟实验和土壤性状与过程建模相结合的方法,通过比较研究不同生产水平土壤主要物理化学性状和过程,并定量研究土壤对季节性干旱、水肥脱节、压实等逆境的响应和缓冲机制,提出主要作物持续高产高效的土壤量化指标和适宜的水肥热等过程,为建立定向调控高产高效农田土壤、实现大面积持续高产的技术体系提供理论依据。
(5) 不同区域作物高产高效潜力与实现途径通过多点综合试验、验证性试验和跨区域比对,明确作物高产高效潜力的区域特征,阐明不同区域实现高产高效的关键资源与技术制约因素并定量其限制程度;通过跨区域多点综合试验,揭示区域关键资源要素间替代效应,明确技术因素对限制性资源因素的补偿作用以及关键技术优化和资源匹配机制;通过资源和技术经济学研究,明确不同区域高产高效潜力挖掘的资源与经济代价;在上述研究基础上,提出不同区域高产高效潜力的实现途径。
(三)可行性分析1、有坚实的研究基础。
一方面,课题组成员在作物高产栽培研究方面已取得突出成绩,“十五”以来在小麦、玉米、水稻三大粮食作物上不断刷新高产纪录;另一方面,近年来课题组成员在水肥资源高效利用方面取得了显著的进展,提出了大幅度提高水肥资源效率的根层调控理论与途径。
本项目将两方面优势有机结合,可望在作物高产与资源高效相协调的理论与技术途径方面取得突破。
2、有清晰的研究思路。
在对国内外作物高产与资源高效利用等研究成果充分调研的基础上,项目首先从保障国家粮食安全这一重大目标入手,研究作物高产群体结构与功能的优化机理及定量控制;研究高产高效的土壤条件及其定向调控;并通过对根系—土壤互作机制的研究,创建作物高产与养分水分资源利用效率协调提高的新技术途径。
研究思路清晰,技术路线可行,切入点准确,可操作性强。
3、有整齐的研究队伍和完备的研究条件。
课题组既有一批长期从事作物栽培生理、植物营养和土壤过程等机理研究的学术骨干,又有一批具有丰富实践经验、擅长作物高产栽培、农田养分管理和土壤管理的专家学者,课题组成员已完成和正承担着多项相关领域的国家重大科研项目和国际合作项目,积累了丰富的研究成果,掌握国际上作物学、土壤学、植物营养学等学科的最新研究方法和手段。
项目研究单位具有良好的学术声誉和研究工作条件,拥有覆盖全国粮食主产区的实验站(场),研究条件完全能满足本项目实施的需要。