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        國家重點研發計劃 “糧食豐產增效科技創新”重點專項(工作簡報)

        • 日期:2020-08-26
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        一、最新進展



        智能化精確變量播種施肥技術與裝備研發成功并應用


        針對現代作物生產對智能化精確變量播種施肥技術與裝備的迫切需求,“糧食作物生長監測診斷與精確栽培技術”項目設計開發了新型種肥播施器和電控液壓驅動系統,實現了種子肥料的精準應用。設計的種肥播施器具有在線標定功能,可實現不同類型種肥播施量模型實時標定;研發的電控液壓驅動系統,可滿足大型機具的作業功能復式化、多樣化對拖拉機多路動力輸出的需求。同時還設計了防漏播、堵塞實時監測模塊,集成北斗/GPS動態定位、CAN總線控制、基于SIM卡的網絡通訊、輔助駕駛系統等技術,機手在駕駛室可實時接收作業地塊的播種施肥處方圖,實現播種施肥作業的“一鍵化”操作。目前,智能化精確變量播種施肥技術與裝備在江蘇臨海農場、興化、睢寧、太倉等地試驗示范面積累計2萬余畝。播施量控制精度提高到了0.5%,實現了種肥精確處方作業;與常規播種施肥機相比,減種5%-8%,減肥10%-15%,節約用工成本50%,顯著提高了作物生產的智慧化水平。(南京農業大學 程濤 供稿)

         

        智能化精確變量播種施肥技術與裝備



        產量與效率層次差異機理研究成果助力玉米綠色高質量生產


        “糧食作物產量與效率層次差異及其豐產增效機理”項目團隊通過區域調研,確定了不同產量水平東北春玉米耕層結構的主要限制因子,明確了不同秸稈還田方式、耕種方式對耕層質量的綜合調控作用,量化了長期秸稈還田下地力培肥效應及春玉米的減氮閾值。研究還發現,施氮12.13 kg/畝水平可顯著提高籽粒氮素回收率和氮素農學效率,同時獲得較高水分利用效率。對不同秸稈還田處理下土壤理化指標與微生物群落結構多樣指標,進行主成分及置換多元方差分析的結果表明,秸稈還田與耕作方式對土壤理化性質指標變化的作用占比分別為60.6%和13.7%;探索了條帶還田調控土壤氨氧化和反硝化作用過程及氮素利用的變化規律,初步揭示了秸稈還田提高籽粒產量與水氮效率的生物學機制,建立了春玉米耕層-冠層協同優化的條帶耕作密植高產增效技術模式。2019年在遼寧鐵嶺試驗示范縮差增效顯著,相比當地農戶增產23.85%,氮肥利用效率提高10.5%,光能利用率提高12.5%。有效支撐了春玉米豐產高效和綠色高質量生產。(中國農科院作科所 周文彬 供稿)

         

        東北春玉米產量與效率層次差異機理

         

         

        玉米和豆科作物間套作研究取得突破

         

        “糧食作物豐產增效資源配置機理與種植模式優化”項目通過多點位(從東北到西南7個試驗點)、多年(2017-2020)田間試驗,研究了作物間套作地上、地下資源協調過程與資源高效利用機制。構建了作物間作種植的光截獲模型,明確了間作通過增加作物比葉面積而提高了冠層光合效率,明確了玉米/蠶豆和玉米/鷹嘴豆間作體系磷吸收優勢主要來源于補償效應和選擇效應;增施氮肥降低了黑土AMF多樣性,但玉米/大豆間作使作物根系中優勢菌球囊霉屬豐度顯著增加。玉米/花生和玉米/大豆間作施氮量11-14kgN/畝既能增加作物產量93-106kg/畝,又能使年際間和不同點位間的產量穩定性與單作玉米持平,顯著高于單作豆科作物,兼顧了高產和穩產。部分結果已在Science of the Total Environment, Plant and Soil,Field Crops Research等本領域國際主流刊物發表本項目第1標注論文10篇。(中國農業大學 陳阜 供稿)

         


         

        小麥-玉米兩熟光熱資源高效利用研究取得新進展


        “黃淮海南部小麥-玉米周年光熱資源高效利用與水肥一體化均衡豐產增效關鍵技術研究與模式構建”項目圍繞兩熟周年光熱資源高效利用的總目標,從品種優化、播期調整和群體改良三方面入手,形成了以小麥寬窄行側向反光和玉米擴行一穴雙株為核心的周年光熱資源高效利用技術模式。建立了分子標記輔助與田間鑒定相結合的小麥品種發育特性、光合利用效率和綜合抗性鑒選體系,篩選出適宜早播的高光效豐產小麥品種9個;通過對玉米品種區域適應性及光熱資源利用效率的綜合評價,篩選到穩產耐密高抗逆的玉米品種8個;明確了小麥早播培育壯苗促進提質豐產增效和玉米搶墑播種避害穩產的兩熟休閑期光熱資源高效利用策略,創新了小麥寬窄行(40cm-15cm-30cm-15cm)播種寬行側向反光和玉米寬行(120cm)播種一穴雙株增密的高光效群體構建技術體系,光熱資源利用效率提高了15%以上。(河南農業大學 李永春 供稿)

         

        小麥-玉米兩熟光熱資源高效利用的調控途徑


        小麥應對異常氣候技術體系實現了豐產高效環境友好


        針對黃淮海北片小麥春季干旱和倒春寒危害日趨嚴重問題,“小麥生產系統對氣候變化的響應機制及其適應性栽培途徑”項目集成了以抗逆廣適品種晚播、據耕層優化壯苗提抗性、依苗情墑情調灌水、據氣溫波動巧化控為核心的“小麥應對異常氣候調控技術體系”。通過采用平移淋灌技術,實現對小麥水肥需求的精量匹配調控,適期噴施蕓苔素內酯和葉面肥,增強抗逆性和后期葉片持綠性,提高了小麥產量。2020年在河北省寧晉縣千畝核心示范區利用該技術,小麥實打實收畝產672.7公斤,較常規技術每畝增產12公斤(22.2%),節水75方,節純氮6公斤,溫室氣體減排23.5%,實現了“抗逆穩產、資源高效、節本增收、減排可持續”的有機結合。項目組先后舉辦技術培訓2次,參訓人員達300余人,舉辦現場觀摩會35場,來自河北石家莊、保定、邢臺、滄州等地35縣4000多人參加觀摩,取得了顯著的經濟、社會和生態效益。(中國農科院作科所 景蕊蓮 供稿)

         

         

         

        江蘇新型缽苗機插栽培技術研究與集成示范成效顯著


        隨著人民生活的不斷提高,廣大居民對中高端優質稻米需求日益增加。針對中高端優質稻毯苗機插與直播條件下生育不充分、蝦田稻泥腳深,機插難,生產風險大等制約稻米品質和產量的技術瓶頸,“江蘇稻-麥精準化優質豐產增效技術集成與示范”項目研發了適于中高端優質稻與蝦田稻生產的2ZB-6AK(RXA-60TK)型、2ZB-6AKD(RXA-60TKD)加強型兩種寬窄行水稻缽苗插秧機及其成套裝備,研究創新了長齡缽體壯秧培育、寬窄行精準定量栽插、定量側深施肥等關鍵綠色栽培技術,集成并應用了新型缽苗機插栽培技術體系。該技術為實現5.5-6.5葉大苗機插、基本苗因品種與栽培方式精準定量、全生育期定量施肥提供了科技支撐。秧苗栽后無緩苗期,實現了栽后發根力提高30%以上,分蘗提早3-5d,氮肥利用率提高5-10%,產量提高10%以上,稻米品質提高0.5個等級以上,優質稻畝增效1000元以上。該技術不僅擴大了生育期長的中高端優質稻種植范圍,也破解了綜合種養水稻難以機插、水稻群體質量不優、產量不高的技術難題,開辟了適應中高端優質稻與蝦田稻生產的新型缽苗機插栽培新途徑。(揚州大學 霍中洋 供稿)

         


        新型缽苗機插栽培技術播種效果和成果評議現場



        稻田綠肥輕簡高效生產利用技術體系創新與應用


        針對湖南稻田綠肥“早花、耐遲播”新品種匱乏、綠肥種子生產技術滯后、輕簡栽培技術缺失等技術瓶頸和綠肥利用效率低下等問題,“湖南雙季稻周年綠色優質豐產增效技術集成與示范”項目以綠肥“輕簡生產”、“高效利用”為導向,遵循植物營養學和耕作栽培學原理,采用作物育種、種子工程、土壤培肥與科學施肥的方法,重點選育了“早花、適產、耐遲播、高養分含量”綠肥新品種,創新研發了稻田綠肥種子高產留種技術,系統攻克了稻田綠肥全程輕簡生產技術,著力創建了稻田綠肥高效利用技術,集成組裝與示范推廣了“稻田綠肥輕簡高效生產利用技術體系”。該技術實現了稻田綠肥養分固定高效、留種高效、生產全程輕簡化和利用高效化,有效解決了我國南方稻田綠肥種植面積銳減、有機肥施用量劇降、稻田“瘦、粘、淺、酸、毒”等問題。該技術成果2019年在湖南省稻區累積推廣應用面積600余萬畝,減少化肥施用量20-40%,稻谷增產5-10%。(湖南雜交水稻研究中心 張玉燭 供稿)


         

         

        河北實施技術擴散新模式創小麥高產記錄


        “河北水熱資源限制區小麥-玉米兩熟節水豐產增效技術集成與示范”項目創新了“項目關鍵技術集成-種子經營公司繁種-農資公司生產資料供應-新型農業經營主體示范”的技術擴散模式。該模式圍繞產業發展需求,依托新型農業經營主體,在良種良法配套、農機農藝融合、綠色輕簡栽培、高效病蟲防控等關鍵技術上集成示范,取得了麥玉周年兩熟豐產、水肥光熱資源高效利用等顯著成效,并帶動了周邊輻射區增產、增收、增效。

        2018-2020年度,新樂市核心示范區的佳成合作社,依托新樂市種子公司良種、項目組關鍵技術集成的良法和先正達等企業的良藥,通過訂單方式連接廣大種植戶,統一供種、統一管理、統一收獲。2020年6月18日,經專家組測產,150畝小麥高產田實現畝產733.4公斤,打破了2014年藁城示范區百畝高產攻關田721.2公斤的小麥產量紀錄。6月21日,中國科學報以《河北省冬小麥單產再創新高》為題,對本項成果進行了宣傳報道。(河北農業大學 張月辰 供稿)




        二、重要活動                                                                   

         專項實施成效系列報道啟動


        科技支撐噸糧田,重點專項話豐年。為提高兩減、糧豐、面源、經作4個重點專項實施成效的顯示度,突出體現科技驅動產業發展的引領示范作用,促進成果轉化應用,擴大專項影響力,按照部司和中心領導工作部署,將于近期在《農民日報》、中央電視臺農業農村頻道等媒體上系統宣傳專項實施成效。目前,正在《農民日報》頭版和科教板塊對4個重點專項實施成效和標志性成果進行宣傳。

        題為“書寫在田野上的優異答卷——國家重點研發計劃重點專項驅動產業發展成效綜述”和專項部分標志性成果已在《農民日報》7月15日的頭版頭條(http://szb.farmer.com.cn/2020/20200715/20200715_001/20200715_001.html)和7月31日的《科教創新》版“重點專項成果擷英”專欄(http://szb.farmer.com.cn/2020/20200731/20200731_005/20200731_005_3.htm)刊出。(農業農村部科技發展中心 許寧 張凱 供稿)



        7月15日,《農民日報》頭版頭條“書寫在田野上的優異答卷——國家重點研發計劃重點專項驅動產業發展成效綜述”



        7月31日,《農民日報》科技創新版塊重點專項標志性成果宣傳

         

         

        三、典型案例

         

        山東項目推進科政企聯合,共建糧食綠色高質高效齊河樣板


        “山東糧豐”立項實施以來,圍繞小麥-玉米周年綠色高質高效開展了一系列理論研究、技術創新及模式集成等工作,研發創建的多項小麥、玉米高產高效關鍵技術的示范應用有力推動了項目區小麥-玉米周年增產增效。隨著糧食生產機械化、規?;潭热遮吿岣?,新型農業經營主體亟需適宜的小麥-玉米周年全程機械化高質高效技術模式,迫切需要山東糧豐項目建立共性平臺,統一開展各單項關鍵技術和技術模式的驗證、集成工作?;诖?,項目依托單位山東省農業科學院作物研究所聯合齊河縣農業農村局、齊力新農業服務有限公司及各項目參與單位,在德州市齊河縣焦廟鎮建設項目核心示范區,通過“三區”建設梯度式集成推廣綠色高質高效標準化生產技術模式,加快實現糧食生產良種化、標準化、綠色化、機械化、智慧化和服務全程社會化“六化”目標,全面提升齊河縣糧食產業化發展的科技水平,打造糧食生產綠色高質高效發展的示范樣板。

        示范區建設過程中,堅持“統一設計、統一實施、統一管理、集成優勢、協作攻關”的組織管理原則。通過強化資源整合,促進產業融合。整合糧豐項目各依托單位與齊河縣農業農村局等優勢資源力量,積極對接山東省糧油綠色高質高效創建專家指導組,建立了高??蒲性盒?、地方農業主管部門與新型農業經營主體之間的產學研用合作模式,實現了科研與生產的有效結合。期間,項目建設領導小組先后召開了3次協調會,管理辦公室先后組織召開8次工作推進會和現場調度會,推動簽署了三方合作協議,制定了示范區建設工作方案和各項試驗方案,規劃設計了示范區田間布局,并遴選確定以齊力新農業服務有限公司為主承擔示范區建設任務。共協調19個項目參與單位、3家龍頭企業入駐示范區,投入科研人員及人工200余人次、各類農機具40余臺套,布設品種篩選、光溫資源配置、水肥高效利用、耕作方式優化、技術模式集成、社會化服務模式展示等各類試驗21項,建設核心區面積500畝、示范區2300余畝。(山東省農科院 劉開昌 王法宏 供稿)

         

         

        湖北、江西項目團隊科技助力抗災減災


        今年入汛以來,湖北省和江西省發生了近年少有的洪澇災害?!凹Z豐”專項各項目勇于擔當,抗汛情、促生產,科技助力抗災減災。

        湖北省水稻累計受災1000萬畝、成災550萬畝、絕收145萬畝。項目江漢平原、鄂東南的14個示范區有11個受到了洪澇災情影響,示范區110萬畝水稻有55萬畝受災。面對嚴峻的災害形勢,項目組第一時間布置了抗災救災工作任務,組織專家團隊赴各個示范區指導抗災救災工作,對接新型經營主體、廣大農戶,通過線上線下多種形式指導恢復生產。項目首席夏賢格多次赴災情最嚴重的黃岡、咸寧等地督導項目組抗災工作,為受災農戶組織種子、化肥等救災物資。截至2020年7月27日,項目組共派出專家進行現場指導521人次,對接受災農戶、新型經營主體187家;開展線下抗災減災培訓會、現場觀摩會32場,發放技術指導手冊20000余份;制作暴雨洪澇災害防控技術、水稻災后恢復生產技術等培訓視頻9部,過電視、廣播、互聯網視頻等形式開展線上指導10余次。目前,項目區早稻正在抓緊搶收搶種,中稻、再生稻積水大部分已褪去,現在重點防范持續強降雨造成的病蟲草害加重等問題。項目首席在抗災現場對項目參與人員強調,今年受到疫情影響后又遭受暴雨洪澇災害,湖北省水稻生產受到較大影響,項目實施也遇到一定困難,各項目參與人員要堅定信心,做好抗災救災,確保項目任務保質保量完成,讓項目在促進湖北水稻豐產增效上發揮更大作用。


         

         

        抗災救災培訓會和培訓資料


        江西省水稻生產受洪澇災害影響也較為嚴重,為及時掌握受災情況,針對性開展水稻生產災后技術指導,連日來,江西省農科院土肥資環所糧豐項目專家分赴都昌、修水、宜豐、豐城、上高、崇仁、寧都等地,深入田間地頭察看災情,積極開展水稻生產減災防災技術指導。專家們提醒,眼下要抓緊清除排水溝渠障礙物、盡快組織早稻搶收和及時烘干、再生稻和中稻田要及時排水干田曬田并防控病蟲害、晚稻秧田受淹退水后及時補施肥料。(湖北省農科院 夏賢格,江西省農科院土肥所 劉光榮 供稿)

         

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        领导泡温泉玩我的奶

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