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了作物超高产产量性能数字化监测体系。
课题实施两年来,在三大平原建立攻关基地22个,集成关键技术8套,经对攻关田和示范田实地产量验收,创造出一批世界级、国家级和省级超高产纪录典型。双季稻周年亩产1408.9公斤,创下了双季稻周年亩产的全国纪录,周年稻麦两作超高产两季1503.4公斤,头季稻+再生稻亩产最高达到1519.1公斤(其中头季稻为亩产969.6公斤,再生稻亩产549.5公斤),创再生稻再生季单产592.2公斤世界新纪录。
课题累计投入资金450万元,参加单位16个,研究人员198人;获得省级科技奖励1 项,鉴定成果4项,获专利(国家发明)3项,研制新产品 3 项、新工艺 2 项、新装臵2项,发表论文94篇,撰写著作10部。培养毕业博士生18名,硕士生28名
四、栽培生理的发展趋势与前景
栽培生理学是基础研究与应用研究的交叉学科,其最大特点就是理论与实践的有力结合,服务于生产实践,满足人类的需要。其发展趋势是宏观再拓宽更综合,微观再分解更深化。宏观研究要为发展农业生产和农业科研提供战略决策,微观必须把握为生产服务的方向,为发展农业生产奠定理论基础,提供技术储备和实用配套技术,实现农作物持续增产增收,从深度和广度方面加强栽培生理学的研究。作物生长发育规律与环境条件关系是本学科的层次问题,它是技术措施的理论基础,阐述为什么、是什么的内在道理
栽培生理学虽然取得了很大成绩,但从探索阐明作物高产深层次的内在规律看,还有很多不明之处。如作物根系的吸收机理、潜力、谷类作物源流库内在联系与制约原因,作物群体对光能利用转换效率,作物与其他生物间、作物与环境间的相互关系等都不十分清楚。
当今世界面临着食物、能源、资源、环境和人口5大问题,这些问题都和生物学有关。植物利用太阳光能吸收和放出?合成有机物,在增收粮食,增加
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资源和改善环境等方面起着不可替代的作用。栽培生理在解决5大问题中扮演着重要角色。虽然有人怀疑栽培生理研究的意义,加上缺少课题、经费支持,有的甚至撤消了研究机构,但事实证明栽培生理的研究对指导栽培实践具重要性,许多理论成果在作物生产中发挥了巨大的经济效益和社会效益。如山东省在栽培理论指导下创造的小麦精播高产栽培途径以及江苏农
另一方面,从栽培生理研究者的角度,必须在确定研究课题时,坚持栽培生理学从生理观点去分析,解决与作物栽培有关的实际问题这一原则,特别是抓住农业生产中的重大问题,从生理角度进行深人系统理论的研究,并在此基础上提出解决这些问题的配套技术措施,与栽培工作者和育种工作者密切协作,进行技术开发和应用,只有这样栽培生理学这一学科才能根植于生产实践的沃土,使之不断发展壮大。反之离开这个大目标去搞生理研究或者甚至把测定几个生理指标当成研究目的,就会使研究工作失去生命力,把栽培生理研究真正变成了可有可无的东西。 “深化理论,强化应用”是当前和今后栽培生理研究的指导方针,在此方针指导下才能冠以栽培生理学强大的生命力,在新的科技革命背景下,发挥其应有的作用,才能使其有广泛的发展前景。
五、我国栽培生理学的发展对策
我国栽培生理虽已有一了长足发展,但为了栽培生理这一新兴学科更加完善,使栽培生理研究成果在生产和教学领域中发挥更大的作用,还有许多工作要做。以下方面渴望得到完善和突破:明确栽培生理学的涵义,从栽培生理效用着手发挥其潜在力量,确立栽培生理体系,培养栽培生理人才,争取栽培生理课题,开设栽培生理课程,出版栽培生理专著,建立栽培生理组织,创办栽培生理刊物,明确研究目的,使栽培生理这一新兴学科,更加富有生命力。在本学科的研究中密切注意基础自然学科研究进展,采用新的研究方法,引进新理论、新思维,同时特别是要适应我国商品农业发展趋势,以市场需求为导向,不断拓展视野,延伸研究领域,实现高产、优质、高效农业的发展目标。
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附:科技日报2005年7月29日讯 中国农业科学家7月28日在此间宣布,他们用水
稻、小麦、玉米超高产“三合模式”分析理论,建立的超高产共性关键技术体系,可以最大限度地挖掘作物产量潜力,实现可持续的超高产突破。在三大平原的三熟区,已经培育出小麦、玉米、水稻超高产典型。
据课题主持人、中国农科院作物所研究员赵明介绍,课题起止年限为2004年6月~2006年10月。全国20多家优势科研单位,围绕课题的总体任务和指标,在粮食作物可持续超高产共性理论与技术模式方面开展了重点研究,提出了作物产量挖潜的以下3条技术途径和15个模式:
一是结构性挖潜途径。通过选择耐密性品种,采取紧凑错位、控株增密、宽行窄株密植等群体优化增库增源定向栽培技术获得超高产。如:莱州夏玉米“双紧凑”、东北春玉米“控株增密”、山东冬小麦“三垄一沟”、江山双季稻“垄畦高密”、武穴双季稻“垄厢增穗”等5个超高产模式。
二是功能性挖潜途径。通过精播细管,适当肥水调控,提高群体质量,保证后期
光合物质的长期快速积累,达到高产目的。如:福建再生稻、东北春玉米“扩穗防衰”、华北小麦优势蘖利用、山东冬小麦精播防衰氮肥后移、湖南双季稻“节氮健根抗倒”、C4机制的光水氮高效性利用等6个超高产模式。
三是结构功能同步挖潜途径。在适当加密度的情况下,通过耕层上壤的改善,提高植株活力,达到“稳穗、足粒、高结实率”,实现作物超高产。如:吴桥冬小麦“四统一”、江苏水稻“壮根促流攻穗”、河南冬小麦-夏玉米“全程垄作”、东北玉米“深松促根”等4个超高产模式。
课题实施中还出现了—批超高产典型。如福建再生稻连续2年突破1400公斤/亩,并创造世界高产纪录;莱州夏玉米、浙江早稻创造全国单产纪录,湖北武穴创造湖北省早
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稻高产新纪录;两季作物中,连云港稻麦、莱州和浚县麦玉超额完成指标:吴桥、兖州小麦实现单季达标,取得了一批技术成果。
这一重大成果,源出2004年6月科技部、农业部、财政部、国家粮食局紧急启动的“国家粮食丰产工程”——主要粮食作物可持续超高产理论与技术模式课题。由全国15个国家级、省级农业院校和科研单位近百人参加攻关。 据介绍,我国农业科学家是在搞清了“产量构成、光合性能、源库关系”三个作物产量的理论特点和内在联系后,首次提出的超高产“三合模式”的分析理论。通过高产品种选育与高产栽培技术相结合,从有效利用光、温、水、气、肥的角度,挖掘出作物的增产潜力。
在全国12个省的核心区实施的“主要粮食作物可持续超高产理论与技术模式”需要达到的指标分别是,全国一熟区东北平原“春玉米”每亩1000公斤;二熟区“黄淮海平原的冬小麦—夏玉米”分别亩产为600—650公斤和800公斤;三熟区“长江中下游平原”的早晚稻、再生稻和稻麦全年亩产1350—1400公斤。
在7月历时6天,横跨5省的早稻超高产现场实产验收中,中国水稻研究所章秀福研究小组在浙江省江山市的“中早22”,亩产突破697.3公斤的早稻最高纪录;华中农业大学黄见良教授研究小组在湖北武穴市大金镇周干村的“两优287”,亩产达642.8公斤,创湖北省早稻之最。科技人员说,这与我国早稻产量多年来一直在每亩400—500公斤徘徊形成鲜明对照。
课题主持人、中国农业科学院作物科学研究所赵明研究员介绍说,这一超高产理论,是将作物产量提高过程从“源”、“库”性能的数量向质量过渡。超高产的实现,正是在充分保证数量的基础上来挖掘质量的潜能。科技人员还从作物的群体质量、个体间器官协调等入手,从中找出高产的途径,并创新出高光效生物技术、作物超高产化学调控技术、作物全价营养栽培等一批新技术。
在三大作物的超高产实践中,垄作栽培技术成为超高产共性技术。它不仅能增温、节水,还兼有防倒、防衰、抗病、增产的作用。山东农科院王法宏研究员领导的研究小组
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在2005年冬小麦不利年份中,采取垄沟栽培莱州超高产试验基地获得小麦亩产609.9公斤的好产量。中国农业大学王志敏教授课题组在河北吴桥水资源紧缺的特定条件下,通过大播量、少灌水和肥料一次性底施等简化栽培技术,小麦亩产达648公斤,实现了节水、省肥、高效、超高产四统一。山东农业大学教授王空军课题组与莱州农科院合作,利用选育出冬小麦、夏玉米新品种,形成冬小麦/夏玉米超高产栽培技术模式,率先在二熟区突破冬小麦/夏玉米全年亩产1400公斤。
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