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“十三五”期间国家重点研发计划农业重点专项成果选介(一)
  • 来源:中国农网
  • 编辑:暴佳然
  • 作者:高林雪
  • 2020-07-29 11:23:12

一、智能化精确变量播种施肥技术与装备

针对现代作物生产对智能化精确变量播种施肥技术与装备的迫切需求,根据不同种子、肥料物理力学参数的离散元模型,粮丰项目专家设计开发了相应的新型种肥播施器;并在此基础上建立了耦合种肥物料特性与种肥播施器参数的播施量定量函数表达及其控制方法;设计了种肥播施量模型在线标定功能,可实现不同类型种肥播施量模型实时标定;研发了基于电控的液压驱动系统,利用拖拉机通用的液压输出端口,可满足大型机具的作业功能复式化、多样化对拖拉机多路动力输出的需求;同时设计了漏播、堵塞实时监测模块、北斗/GPS动态定位、CAN总线控制、基于SIM卡的网络通讯等功能,机手在驾驶室可实时接收作业地块的播种施肥处方图,结合辅助驾驶系统,可实现播种施肥作业的“一键化”操作,曾经繁重的农事活动,如今可以轻点鼠标优雅完成。在江苏临海农场、兴化、睢宁、太仓等地试验示范面积累计2万余亩。智能化精确变量播种施肥装备的播施量控制精度提高到0.5%,实现了种子肥料的精确处方作业,与常规播种施肥机相比,实现了减种5%-8%,减肥10%-15%,节约用工成本50%,显著提高了作物生产的精确化、智慧化水平。

二、旱作土壤秸秆错位轮还全耕层培肥技术

针对土壤有机质提升、耕层水养容量扩增等旱地土壤培肥靶标,揭示了高钙土/碱性土有机质难以累积机制和东北黑土有机质退化阻控原理;研发了螺旋式犁壁犁等新型农机具、生物激发剂和有机肥新产品、激发式秸秆还田技术等;耦合创制了适于旱地土壤全耕层培肥的激发式秸秆错位轮还技术。通过不同耕作措施将不同季节的秸秆错位轮还至不同耕层深度(35cm、20cm、13cm、0cm),并利用各种错位轮还组合,辅以少量有机肥或激发剂激发分解,达到全耕层培肥效果。长期验证表明,以3年3季(东北)和4年8季(黄淮海)为一个错位轮还周期轮回培肥,可实现旱作区肥沃耕层扩容至30cm以上,土壤肥力显著提升。成果已在东北黑土区、黄淮海潮土区农田大面积推广示范,提质增效效果显著。东北黑土区玉米增产12.8%以上;黄淮海潮土区小麦和玉米分别增产4.0%和5.6%以上。成果获授权发明专利2项、实用新型专利1项,制定地方标准1项(耕地肥沃耕层构建技术标准)、企业标准3项。申报农业农村部主推技术1项。获黑龙江省科技进步一等奖1项。

全程机械化肥沃耕层构建。

秸秆错位轮还技术示意图。

三、机插缓混一次施肥技术研发与应用

针对水稻氮肥施肥用量大、次数多、劳动强度大、施肥方式落后、低产低效以及新型肥料——缓控释肥的“单一峰值”释放模式难以满足水稻整个生育期氮肥需求的问题,提出了机插缓混一次施肥技术。该技术在根据肥料养分释放曲线组配同步于水稻需肥规律的缓混肥,与此同时,通过侧深施肥方式将颗粒状肥料定位、定量、均匀的一次性施用于水稻根际(于秧苗侧3.0~5.0cm,施肥深度4.0~5.0cm)。在保证产量的前提下,可最大程度的节约肥料20%-30%,同时肥料一次性机施,可减少施肥用工3-4次。缓混肥一次性机插施肥技术减少了养分流失,提高氮素利用效率,提高食味品质6.7%,在环境、生态等方面优势凸显,实现了减肥、节本、绿色、高效,在江苏省多个市、区、县推广应用。

江苏省生态点位缓混肥试验产量对比图(2018、2019年)。

四、玉米秸秆深还浅埋滴灌培肥节水技术

针对东北西部干旱半干旱区地膜污染严重、覆膜田无法秸秆还田及灌溉水利用效率亟待提高的问题,揭示了秸秆粉碎深翻还田的改土培肥和水热协同效应,研发了玉米秸秆离地打粉还田装置1项;首创了“玉米无膜浅埋滴灌技术”,并以其为载体研发了“磷肥减量下移、氮肥减量后移”的“氮磷双移”水肥一体化技术,开发了无膜浅埋滴灌播种铺带机、超声波溶肥器等装备2 项,获批专利4项。该技术通过无膜栽培去除了地膜污染、通过滴水出苗实现了抗旱全苗、通过水肥一体分期调控实现节水减肥。在此基础上,项目以秸秆粉碎深翻还田技术、无膜浅埋滴灌技术、“氮磷双移”水肥一体技术为核心,构建了“玉米秸秆深还浅埋滴灌培肥节水技术模式”,制定了平原区和山沙区玉米无膜浅埋滴灌地方标准2 项。2017-2019年累计示范推广758.5万亩,项目田平均亩产794.6公斤,较传统露地灌溉种植亩增产131.9公斤,增产率19.9%,水肥生产效率平均提高26%,亩均节本增效136.9元,实现总经济效益10.9亿元,节水9.6亿立方米、节肥6.2万吨、节膜2.7万吨,并使项目区农田耕层平均加深5cm以上,土壤质量明显提升,实现了大面积绿色节本丰产增效。

玉米秸秆深还浅埋滴灌培肥节水技术模式流程图。

五、小麦赤霉病防治产品及技术

小麦赤霉病不仅影响我国小麦产量安全且对小麦质量产生严重危害。“化学农药协同增效关键技术及产品研发”项目在病原菌药剂敏感性检测及变异机制研究的基础上,以不同作用机制的有效成分组合,筛选获得“控病、降毒”协同增效组合。氰烯菌酯·氟环唑对小麦赤霉病的防效提高22%以上,且对小麦白粉病、锈病和纹枯病具有兼治作用。以该组合为核心组建的小麦病害全程减量用药协同增效技术方案,在江苏、河南和安徽等地区开展了示范验证工作,验证面积累计达5000余亩。与常规用药技术方案相比,验证区域杀菌剂用量减少60%以上,小麦千粒重增加10%~20%,呕吐毒素(DON)污染减少50%以上。该技术及产品系统性解决了我国小麦生产中小麦赤霉病难防及DON毒素污染等突出问题,且全程用药量显著下降,适用我国小麦不同种植区域,具有显著的经济、生态效益。

六、化学农药协同增效关键技术及产品助力东北地区苹果减药技术

“化学农药协同增效关键技术及产品研发”项目针对东北地区苹果园病虫害发生种类多、用药量大、用药次数多和人工成本高的现状,通过开发啶菌噁唑、烯肟菌胺、唑菌酯等杀菌剂的新用途,获得兼防兼治苹果斑点落叶病、轮纹病、腐烂病和白粉病的协同增效组合物(肟菌酯·丙硫菌唑、烯肟菌胺·戊唑醇、烯肟菌酯·氟环唑)、防治苹果褐斑病高效协同增效组合物(烯肟菌酯·丙硫菌唑)及防治叶螨的协同增效组合物(乙唑螨腈、阿维菌素与呋虫胺组合),并以其为核心产品集成了苹果病虫害快速选药及防治技术,组建了东北地区苹果病虫害全程化学防治协同增效技术体系。同时,项目在辽宁省大连市瓦房店驼山乡大魏村进行了东北地区苹果病虫害全程化学防治协同增效技术体系示范,示范面积20亩。在保证产量和品质的基础上,示范区病虫防效均达到85%以上,苹果园整个生长季的用药次数减少到6次,较常规防治用药次数减少2-3次,用量减少30%以上,用药成本每亩减少25%以上,有效解决了苹果园选药不准、用药重叠和褐斑病难防等问题,全程用药量和用药成本显著降低,产生了良好的社会、经济及生态效益。

七、稻麦田杂草防除化学农药协同增效关键技术及产品

江苏稻麦田杂草存在化除施药适期短、次数多、用量高、利用率低、防效差、药害风险高、抗性严重等问题,严重影响到水稻和小麦产量安全。“化学农药协同增效关键技术及产品研发”项目针对稻麦连作区杂草防除存在的难点,在明确稻麦连作田常见杂草种类及其对不同除草剂敏感性的基础上,成功筛选获得了“47%氯吡·丙·异WP”、“丙嗪嘧磺隆+氰氟草酯”、“氟唑磺隆+氟噻草胺+双氟磺草胺”、“氟唑磺隆+异丙隆+双氟磺草胺”等4个除草剂协同增效新组合,并对4个增效组合的使用技术进行了研究。2018年8月22日-24日,来自中国农业科学院植物保护研究所、全国农技推广中心、中国农业大学、南京农业大学、贵州大学、南开大学、华中农业大学、江苏省农业科学院、河南省农业科学院、安徽省农业科学院、江苏省植物保护植物检疫站、广西壮族自治区植物保护总站等18家单位的60多位科研、技术推广以及技术应用人员参观了项目在江苏兴化市荻垛镇、兴东镇和钓鱼镇的稻田杂草防除化学农药协同增效关键技术及产品验证示范基地,实地察看了通过47%氯吡·丙·异WP或丙嗪嘧磺隆+氰氟草酯的“一次封杀”技术防控在机插秧、旱直播、水直播水稻全生育期草害田间防治效果。与农户自防区、单剂防治区相比,2个协同增效组合可以减少农药使用量50%以上,增产14%左右,节约成本50%以上,突出的控草效果得到了与会专家的充分肯定和种植大户的一致认可,且不同靶标防治药剂的协同使用将有效降低杂草抗药性产生的风险。目前,围绕稻麦田减药控草技术及产品已召开12次现场示范及培训会议,累计623人次农民及农技人员得到培训。该技术及产品的推广应用将会为江苏省稻麦连作田水稻和小麦的生产保驾护航。

八、青海油菜病虫草害全程化学防治协同增效技术体系

青海省具有典型的高寒、干旱、日照时间长、太阳辐射强、昼夜温差大等高原内陆性气候特征,是春播油菜的最佳生态适宜区,也是我国仅有的几个油菜规模化种植地区。目前,油菜已成为青海省种植面积最大的作物,然而,油菜病虫草害的防除劳动强度大、用工多、抗性种严重防效差及用药量大等问题。针对这些问题,项目参加单位青海省农林科学院植保所在掌握油菜生长期发生重要病虫草害的基础上,利用研发成功的协同增效产品,进行了全程化学防治协同增效技术体系的构建,形成了播前土壤处理施用“30%氟•敌组合EC”防除单双子叶杂草、播时用“25%氟•吡组合EC”拌种处理防除油菜生产重大害虫跳甲,播后生长期视杂草和角野螟等病虫草害发生情况施用“40%氯•噻EC”、“55%精喹•草除灵EC”等药剂的技术模式,与农户自防区相比,该化学防控体系可以减少农药使用量37.5%,节约成本56.25%,增产20%以上。该技术与土壤翻耕施肥、播种等农事操作有机结合实现全程机械化操作,减少了劳动力强度、节省了人力资源,减量增效增产效果显著,该技术体系全面覆盖春油菜全生育期的有害生物防控关键点,可适用于青海省等春播油菜种植区主要病虫草害防治。

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