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“十一五”国家科技支撑计划重点项目松嫩–三江平原粮食核心产区农田水土调控关键技术研究与示范

2013-01-22

“十一五”国家科技支撑计划重点项目“松嫩–三江平原粮食核心产区农田水土调控关键技术研究与示范”由中国科学院牵头组织实施,项目承担单位包括中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、吉林农业大学、吉林省农业科学院、黑龙江省农垦科学院等,经过三年的组织实施,取得了多项技术成果。

一、秸秆覆盖还田与保护性耕作技术

在吸收国外先进免耕机械优点基础上,研制生产了2BMZF-6(牵引)型、2BMZF-4(牵引)型、2BMZF-2(牵引)型和2BZF-2(悬挂)型四种类型免耕精量播种机,实现了在不拖移地表残留物前提下一次性完成切断种床秸秆、种床整理、深施底肥、单粒播种、覆土、镇压作业。同时,研究了化肥缓释、控释施肥技术和方法以及杂草和病虫害防治技术和方法。技术应用后,农田犁底层消失,土壤硬度降低,土壤涵养水份能力提高1.44倍,土壤速效养分含量增加12.1%

二、玉米苗带轮换交替休闲新型栽培模式

作物产量提高与光能利用率密切相关,传统的种植模式在垄向和垄距选择上没有考虑最大限度利用光照的因素。根据地球自转和公转引起太阳高度角和方位角的日变化、年变化规律,以及北半球日照特点和二分日、物影日变化规律,科学计算不同作物在不同时段投影长度与方向,根据投影确定垄距和垄向。同时,研发精量播种、肥料平衡分期施入、化学控制技术,构成玉米苗带轮换交替休闲新型栽培模式。技术应用后,延长了玉米群体的光合作用时间,增大了光照强度,提高光能利用率0.14个百分点,提高肥料利用率10.3个百分点,土壤容重由有1.23g/cm3降低到1.18 g/cm3,提高了土壤有机质含量,土壤轻组有机碳增加1.17g/kg,播种期土壤含水量增加4.63个百分点,提高玉米产量13.7%

三、苏打盐渍化旱田凝絮解析排盐技术

利用浅层微咸水资源(矿化度1.3g/kg)灌溉盐渍化农田,将微咸水–淡水混合进行交替灌溉,结合春季深松机打破土壤暗碱层,促进土壤淋洗排盐。技术应用后,平均含盐量0.3%、碱化度30%的中度盐碱化土壤,1.2m深土壤含盐量下降到0.1%以下,碱化度下降到15%以下,土壤容重降低6.43%9.29%;大于0.05mm土壤微团聚体含量由76% 增加到84%,小于0.001mm 土壤微团聚体含量由1.55%下降到0.53%;土壤渗透性增强,土壤容重由1.49g/cm3下降到1.36 g/cm3;作物增产14.1%26.2%

四、侵蚀黑土农田水土保持耕作技术

集成等高耕作–条带种植、留茬免耕、垄沟深松、垄向区田技术构成侵蚀黑土农田水土保持耕作技术。技术应用后,土壤侵蚀模数降低81.8%,降低地表径流90.4%,降低土壤侵蚀量99.1%,饱和入渗速率提高24.1%,增加土壤储水能力8.5%16.3%,大豆增产14.2%20.1%

五、风沙瘠薄农田农艺综合节水技术

选用抗旱玉米品种,应用可降解地膜(播种到7月下旬66.35%的地膜成分实现降解)覆盖,春季可提高耕层土壤地温2.38,提高耕层土壤含水量1.04倍,有利于种子发芽出苗,提早出苗24天;秋季玉米收获后,留高茬,截留冬季降雪,降低春季风蚀,春季旋耕原垄卡种,播种期土壤含水量提高49.1%;雨季前行间深松,打破犁底层,有效蓄存降雨,提高水分入渗率,增加土壤储水能力,耕层土壤硬度降低了4.89,土壤含水量是未深松的1.12倍,增产9.26%

六、渍涝农田排灌结合降渍增产技术

在完善渍涝农田干渠排水基础上,应用深松鼠洞犁,疏松心土层、打破犁底层,形成明、暗结合的排水系统;秋季应用深松机采取交叉网状或带状深松耙茬,并与秸秆还田、立体分层深施肥相结合,活化底土层,增加土壤孔隙度,增大土壤库容;利用大豆高垄平台密植技术,抬高作物生长区域,改善作物生长区域的微域土体环境,增强抗涝能力,大豆平均增产20%

七、白浆土三段式混层犁和条沟改良技术

研制组装浅翻深松三段式心土混层犁和心土间隔混拌犁,保持白浆土黑土层位置不变,使黑土层下的白浆层和淀积层按适当比例混拌。技术应用后,2040cm土层,心土硬度由25kg/cm2降至515 kg/cm2,土壤容重由1.47g/cm3 降至1.31 g/cm3(容重下降10.8%)。土壤库容由55.2mm增至135.4mm,土壤含水量增加13个百分点。大豆增产19.9%,玉米增产6%

此外,项目组还研制了“玉米和水稻促早熟专用肥料”、“纳米碳增效肥”、“无机高分子碱化土壤改良剂”、“抗旱保水剂”、“2ZB-633型水稻钵苗摆栽机”等5个农业新产品,建立了农田时空信息化增产管理与预警平台。获得国家专利7项,制定并颁布了6项行业标准,获得5项软件著作登记。这些技术成果协调和优化了农田水土关系,最大限度地发挥水土资源的生产效率,提高了农田的综合生产能力。

项目实施建立了15个技术与成果示范基地,总面积6.612万亩,玉米增产10%25%(单产649802公斤/亩),水稻增产6.1%17%(单产608764.9公斤/亩),大豆增产10.6%28.4%(单产176192.5公斤/亩),累计增产粮食1467万公斤,直接增加经济效益2193.17万元。技术和成果推广108万亩,累计增产粮食2亿公斤,增加经济效益4.4亿元。