長江中下游北部單雙季稻混作區(qū)周年光溫高效利用與水肥精確調(diào)控節(jié)本豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建

【國家十三五“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新”重點專項】

長江中下游北部單雙季稻混作區(qū)周年光溫高效利用與水肥精確調(diào)控節(jié)本豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建

（華中農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)生態(tài)研究室）

長江中下游北部單雙季稻混作區(qū),以湖北為主體,覆蓋豫南、皖西、贛北、湘北等地區(qū),水稻種植面積約占全國25%,稻谷商品率為80%左右,是我國重要的商品糧基地。該區(qū)地處南北過渡氣候區(qū),雙季稻生產(chǎn)季節(jié)緊、單季稻光溫利用不充分、自然災害頻發(fā)(低溫冷害、抽穗期高溫熱害頻繁、區(qū)域性與季節(jié)性缺水）；中低產(chǎn)田面積大、水稻生產(chǎn)勞動強度大、投入高；化肥、農(nóng)藥等化學品投入高造成土壤、水體污染,稻米品質(zhì)下降。這不僅制約該區(qū)域水稻生產(chǎn),也嚴重影響著我國的糧食安全。

國家十三五“糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新”重點專項“長江中下游北部單雙季稻混作區(qū)周年光溫高效利用與水肥精確調(diào)控節(jié)本豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與模式構(gòu)建(編號.2017YFD0301400）,圍繞長江中下游北部單雙季稻混作區(qū)生態(tài)特點和生產(chǎn)問題,以水稻豐產(chǎn)提質(zhì)增效為目標,在單雙季稻混作區(qū)光溫資源利用理論取得新進展；在“秈改粳”及品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)機農(nóng)藝配套、水肥精確定量及綠色環(huán)保栽培技術(shù)取得突破；為區(qū)域水稻豐產(chǎn)增效提供新模式,促進我國水稻產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

本項目科學問題：

研究長江中下游北部單雙季稻混作區(qū)周年光溫高效利用規(guī)律、水稻綠色環(huán)保高效生產(chǎn)途徑、水肥精確調(diào)控機理；本項目關(guān)鍵技術(shù).研發(fā)水稻品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)機農(nóng)藝配套技術(shù)、減肥減藥節(jié)本增效技術(shù)、水肥精確定量調(diào)控技術(shù),創(chuàng)新區(qū)域水稻豐產(chǎn)增效栽培模式。本項目的具體內(nèi)容.①針對南北過渡氣候特點,研究稻作模式周年光溫水土資源高效利用規(guī)律；篩選優(yōu)質(zhì)稻麥品種,優(yōu)化稻作模式；組裝集成單季稻、雙季稻、平原湖區(qū)水稻豐產(chǎn)高效栽培模式。②針對區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)粳稻品種缺乏,研究粳稻的溫光利用機理及適應性,配置粳稻種植區(qū)；研究粳稻豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)。③針對區(qū)內(nèi)水稻生產(chǎn)勞動強度大、投入多、溫室氣體排放高等問題,研究不同稻作制度碳氮循環(huán)規(guī)律及生態(tài)效應；開展節(jié)能減排的保護性耕作、病蟲草害的綠色防控、輕簡高效的水稻直播技術(shù)及模式研究。④針對區(qū)內(nèi)水稻生產(chǎn)成本高、機械化程度低等問題,研究水稻生產(chǎn)機械化技術(shù)及節(jié)本增效機理；創(chuàng)新機插秧技術(shù)、精量直播技術(shù)、水肥植保機械化技術(shù)、稻麥全程機械化和再生稻機械化技術(shù)。⑤針對區(qū)內(nèi)水肥管理粗放等問題,分析區(qū)域水土資源特點,建立不同產(chǎn)量層次的水稻水肥精準管理技術(shù)；研發(fā)水稻高效施肥新技術(shù)；研究水肥耦合機理及水肥一體化管理技術(shù)。

項目圍繞總體目標,按照“共性理論創(chuàng)新→關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)→技術(shù)集成優(yōu)化”的技術(shù)路線。依托長期定位試驗和區(qū)域聯(lián)合試驗,結(jié)合樣本調(diào)查和大數(shù)據(jù)分析,研究作物品種的生態(tài)適應性,明確不同區(qū)域光溫資源特點及周年光溫利用效率變化規(guī)律；通過受控試驗和大田試驗,研發(fā)機械化、輕簡化、綠色化、精準化栽培技術(shù)；依托區(qū)域試驗示范基地,集成優(yōu)化種植模式和關(guān)鍵技術(shù),創(chuàng)新水稻豐產(chǎn)增效模式,并進行示范驗證。

研究團隊：

項目負責人.曹湊貴(華中農(nóng)業(yè)大學植物科技學院教授）

課題負責人.張建設(shè)(湖北省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站副研究員）

李成芳(華中農(nóng)業(yè)大學植物科技學院副教授）

萬丙良(湖北省農(nóng)科院糧作所研究員）

田小海(長江大學教授）

課題組研究成員來自華中農(nóng)業(yè)大學、長江大學、湖北省農(nóng)科院、湖北省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站等15家科研院所和農(nóng)業(yè)技術(shù)部門。研究團隊已共同完成了國家糧食豐產(chǎn)科技工程“十五”、“十一五”、“十二五”湖北項目。針對單雙季稻混作區(qū)高產(chǎn)田、中低產(chǎn)田、災害田,分別凝練了“建群、擴庫、養(yǎng)根”高產(chǎn)栽培、“增匯、減排、降耗”低碳栽培、“抗逆品種、時空避害、抗性調(diào)節(jié)”抗逆栽培的成果,集成創(chuàng)新了多項技術(shù)模式,研究成果獲湖北省科技進步一等獎1項、二等獎2項,獲農(nóng)牧漁業(yè)豐收二等獎獎1項。為項目研究奠定了雄厚的基礎(chǔ)。

預期目標：

通過本項目實施,實現(xiàn)區(qū)域水稻水肥利用效率提高10%,光熱資源利用效率提高15%,災害損失降低2%～5%,生產(chǎn)效率提升20%,節(jié)本增效1500元·hm-2。為區(qū)域糧食豐產(chǎn)增效提供科技支撐。