黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年光溫資源優(yōu)化配置研究進(jìn)展

周寶元 葛均筑 孫雪芳 韓玉玲 馬 瑋 丁在松 李從鋒 趙 明,*

綜述

黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年光溫資源優(yōu)化配置研究進(jìn)展

周寶元1葛均筑2孫雪芳3韓玉玲1馬 瑋1丁在松1李從鋒1趙 明1,*

1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所 / 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物生理生態(tài)與栽培重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081;2天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院, 天津 300384;3青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山東青島 266109

在不增加任何成本前提下, 優(yōu)化麥玉兩熟周年光溫資源配置是提升黃淮海區(qū)產(chǎn)量及資源利用效率的重要途徑之一。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始, 國(guó)內(nèi)學(xué)者便從播/收期調(diào)整、不同生育期品種選育及新型種植模式創(chuàng)建等方面開(kāi)展了黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年光溫資源高效利用途徑探索。研究了小麥和玉米生長(zhǎng)發(fā)育與光溫資源的匹配關(guān)系, 提出了以強(qiáng)化“C4玉米”高光效優(yōu)勢(shì)為核心的周年光溫資源優(yōu)化配置途徑, 在冬小麥?夏玉米一年兩熟基礎(chǔ)上, 創(chuàng)新了冬小麥?夏玉米“雙晚”技術(shù)模式, 構(gòu)建了冬小麥/春玉米/夏玉米、冬小麥/春玉米/夏玉米/秋玉米和雙季玉米等種植模式, 實(shí)現(xiàn)了周年高產(chǎn)和光溫資源高效利用。本文綜述了黃淮海麥玉兩熟種植模式周年光溫資源優(yōu)化配置研究進(jìn)展及其在麥玉兩熟基礎(chǔ)上的新型種植模式探索, 并提出了以積溫分配為主的麥玉兩熟制周年光溫資源定量?jī)?yōu)化配置途徑, 建立了黃淮海區(qū)冬小麥?夏玉米一年兩熟模式周年氣候資源優(yōu)化配置定量指標(biāo)及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn), 以期為進(jìn)一步挖掘該區(qū)周年產(chǎn)量及光溫資源利用潛力提供新的思路及理論支撐。

黃淮海平原; 冬小麥–夏玉米一年兩熟; 光溫資源; 優(yōu)化配置

黃淮海平原是我國(guó)重要的糧食產(chǎn)區(qū), 也是典型的兩熟區(qū)域, 冬小麥–夏玉米一年兩熟為該區(qū)主要種植體系, 其中小麥種植面積和產(chǎn)量分別占全國(guó)60%和50%, 玉米種植面積和產(chǎn)量占全國(guó)36%和40%左右, 為保障國(guó)家糧食安全發(fā)揮了重要作用[1]。然而, 由于黃淮海資源短缺, 大部分地區(qū)麥玉兩熟周年光熱資源緊張, 降水少且分布不均, 地下水過(guò)度開(kāi)采問(wèn)題日益嚴(yán)重[2-3]。特別是近年來(lái), 受全球氣候變暖影響, 該區(qū)秋、冬季氣溫持續(xù)增加, 日照時(shí)數(shù)減少, 導(dǎo)致傳統(tǒng)冬小麥–夏玉米一年兩熟種植模式周年資源配置不合理, 作物品種、播期、生育期等與光、溫、水資源變化的匹配度下降[4-7], 限制了周年產(chǎn)量及資源利用效率的進(jìn)一步提升。同時(shí), 氣候變化引起高溫、干旱等極端天氣頻發(fā), 導(dǎo)致冬小麥拔節(jié)孕穗期遭受凍害、冬旱和春旱[8], 夏玉米授粉結(jié)實(shí)期遭遇高溫、干旱或陰雨寡照的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加劇[9-10]。另外, 由于化肥和灌溉投入量大, 及玉米機(jī)械化水平低, 導(dǎo)致生產(chǎn)成本高, 增產(chǎn)不增收, 種植收益下降。因此, 優(yōu)化冬小麥–夏玉米周年氣候資源配置, 并探索新型資源高效種植模式, 成為緩解氣候變化影響, 且在不增加投入的前提下, 進(jìn)一步提升黃淮海周年產(chǎn)量、資源利用效率及經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。本文總結(jié)了黃淮海麥玉兩熟區(qū)種植模式發(fā)展歷程及其周年光溫資源優(yōu)化配置研究取得成果, 并結(jié)合本團(tuán)隊(duì)多年研究結(jié)果提出了以積溫分配為主的麥玉兩熟制周年資源精準(zhǔn)配置技術(shù)途徑, 建立了適應(yīng)整個(gè)黃淮海區(qū)冬小麥–夏玉米一年兩熟生產(chǎn)的資源配置定量指標(biāo)及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn), 以期為推動(dòng)該區(qū)糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 黃淮海麥玉兩熟區(qū)種植模式發(fā)展歷程

黃淮海平原處于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū), 該區(qū)緯度跨度較大(31°23￠~42°37￠N), 氣候資源分布不均勻, 年≥10°C積溫為3600~4900°C, 年累計(jì)日照時(shí)數(shù)是2300~2800 h, 年降雨量的范圍是600~800 mm。長(zhǎng)期以來(lái), 該區(qū)的種植制度一直受制于熱量資源, 大部分地區(qū)光溫資源一季有余、兩季緊張。為了充分利用全年有限光溫資源, 提高周年產(chǎn)量和資源利用效率, 在生產(chǎn)條件不斷改善和生產(chǎn)水平不斷提高的前提下, 該區(qū)以小麥、玉米為核心的種植制度經(jīng)歷了一系列的重大變革。

20世紀(jì)50年代, 受作物品種、耕地質(zhì)量、灌溉設(shè)施及農(nóng)業(yè)機(jī)械等生產(chǎn)條件限制, 該區(qū)小麥、玉米等作物以一年一熟或兩年三熟為主, 周年光溫資源利用潛力挖掘不足, 糧食單產(chǎn)不足1050 kg hm–2; 60年代至70年代, 以提高復(fù)種指數(shù)為主提高周年糧食總產(chǎn), 由于生產(chǎn)條件得到改善, 開(kāi)始推行小麥/玉米兩茬套種, 以一年兩熟為主, 周年產(chǎn)量和光溫資源利用效率顯著提高; 70年代至80年代, 以提高單產(chǎn)和單位面積土地生產(chǎn)力為核心, 種植模式仍以小麥/玉米兩茬套種為主, 并隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)田灌溉的發(fā)展及化學(xué)肥料的使用, 開(kāi)始發(fā)展以早熟類(lèi)型品種為主的小麥、玉米兩季平播, 最大限度利用周年光溫資源, 充分挖掘周年產(chǎn)量潛力; 80年代后期, 注重產(chǎn)量的同時(shí)開(kāi)始關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益, 該區(qū)一年兩熟穩(wěn)定, 耕作、播種及收獲機(jī)械大面積應(yīng)用, 開(kāi)始推行晚播小麥和夏播中晚熟玉米晚收的一年兩熟種植制度,并結(jié)合多熟種植中長(zhǎng)生育期高產(chǎn)作物, 充分發(fā)揮高產(chǎn)作物的產(chǎn)量和資源利用潛力; 90年代初, 隨著機(jī)械化水平不斷提升, 灌溉設(shè)施不斷完善及化肥投入增加, 糧食產(chǎn)量水平得到大幅度提升, 開(kāi)始重視質(zhì)量與效益, 高產(chǎn)高效逐漸成為這一時(shí)期種植制度的主要特征[11], 進(jìn)一步對(duì)種植業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整, 仍以冬小麥–夏玉米一年兩熟種植為主, 并在此基礎(chǔ)上, 先后探索了“冬小麥/春玉米/夏玉米”和“冬小麥/春玉米/夏玉米/秋玉米”等集約多熟種植[12-13], 及輕簡(jiǎn)高效的冬小麥–夏玉米“雙晚”技術(shù)模式[14], 進(jìn)一步提升了全年光溫資源利用效率; 從90年代后期以來(lái),由于我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品供求格局發(fā)生了變化, 農(nóng)民增收成為重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題, 如何進(jìn)一步提高該區(qū)周年機(jī)械化水平和種糧經(jīng)濟(jì)效益成為熱點(diǎn), 在冬小麥–夏玉米一年兩熟基礎(chǔ)上, 該區(qū)種植制度向多元化、高效化方向發(fā)展, 充分運(yùn)用新技術(shù)、新材料, 農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)結(jié)合, 并關(guān)注資源環(huán)境的可持續(xù)利用。

縱觀黃淮海區(qū)種植制度的發(fā)展歷程可知, 從小麥、玉米一年一熟發(fā)展到兩季套種, 再到兩季平播, 目的是充分挖掘全年光溫資源潛力, 提升周年糧食產(chǎn)量, 技術(shù)策略是通過(guò)調(diào)整品種、播期等措施優(yōu)化配置周年光溫資源, 實(shí)現(xiàn)全年光溫資源最大化利用。由于耕整地機(jī)械、播種及收獲機(jī)械的廣泛應(yīng)用,及玉米少免耕播種技術(shù)的發(fā)展, 大大縮短了兩季接茬(整地、播種及收獲)時(shí)間, 加之氣候變暖增加了全年積溫量, 為兩季平播, 及短生育期品種向中長(zhǎng)生育期的高產(chǎn)品種轉(zhuǎn)換、播收期的調(diào)整提供了可能。另外, 增加高效作物(玉米)在周年種植中的比例, 將有效資源更多分配給更加高效的玉米生長(zhǎng)季節(jié)中, 充分發(fā)揮高效作物潛能, 也是實(shí)現(xiàn)黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年光溫資源高效利用的重要途徑。

2 黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年光溫資源優(yōu)化配置研究成果

為充分挖掘黃淮海區(qū)周年光溫資源潛力, 20世紀(jì)80年代開(kāi)始許多農(nóng)業(yè)科學(xué)家開(kāi)展了大量以強(qiáng)化C4作物–玉米高光溫效率優(yōu)勢(shì)為核心的周年光溫資源高效利用途徑探索, 或通過(guò)品種和播期調(diào)整等措施優(yōu)化冬小麥–夏玉米一年兩熟周年光溫資源配置, 或在冬小麥–夏玉米一年兩熟基礎(chǔ)上通過(guò)增加玉米種植比例構(gòu)建新型資源高效種植模式, 形成了一批有代表性的成果, 在一定程度上大大提高了黃淮海麥玉兩熟區(qū)周年糧食產(chǎn)量和光溫資源利用效率。

2.1 小麥玉米生長(zhǎng)發(fā)育與光溫資源匹配關(guān)系研究

為給黃淮海麥玉兩熟周年光溫資源優(yōu)化配置提供依據(jù), 長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展了大量關(guān)于小麥和玉米生長(zhǎng)發(fā)育與光溫資源匹配的研究。尹鈞團(tuán)隊(duì)[15-16]研究了冬小麥產(chǎn)量與冬前積溫量的關(guān)系, 明確了不同春化特性小麥冬前積溫需求和壯苗適宜葉齡指數(shù),及花后籽粒淀粉積累特性[17], 最終確立了在黃淮海南部通過(guò)早播, 選用半冬性或半冬偏春性品種來(lái)提高產(chǎn)量和資源利用效率的技術(shù)途徑。Wang等[18]研究結(jié)果表明, 較大幅度地推遲冬小麥播種期(11月中旬),通過(guò)選用大穗型品種、增加播種量, 依靠主莖成穗, 維持較高產(chǎn)量的同時(shí)可顯著提高周年光溫水等資源利用效率。Zhou等[19]通過(guò)在河南北部設(shè)置大跨度播期試驗(yàn)(10月上旬至12月初), 揭示了小麥分蘗、葉面積及干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)與各生育階段光溫變化的匹配關(guān)系, 明確了小麥極晚播有利于躲避冬季凍害和干旱, 同時(shí)減少水分消耗并維持較高產(chǎn)量。董樹(shù)亭團(tuán)隊(duì)揭示了溫度和光照等氣候因素對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響機(jī)制, 明確了花后高溫和寡照是制約黃淮海夏玉米進(jìn)一步高產(chǎn)的關(guān)鍵氣候因素, 提出了夏玉米直播晚收、延長(zhǎng)灌漿時(shí)間、促進(jìn)花后物質(zhì)積累的高產(chǎn)和光溫資源高效利用栽培理論[20-22]。李少昆團(tuán)隊(duì)通過(guò)十余年黃淮海夏玉米區(qū)聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)研究了高產(chǎn)玉米群體生長(zhǎng)發(fā)育與區(qū)域光熱資源的定量匹配關(guān)系, 認(rèn)為該區(qū)玉米與光溫資源匹配度偏低, 光溫利用效率只有60%左右, 提出了選用生育期較長(zhǎng)品種并適時(shí)晚收的光溫高效匹配途徑[23-24]。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究表明, 寬窄行的株行距配置可以優(yōu)化高密度夏玉米群體光分布, 增加藍(lán)紫光比例, 提高葉片光合能力, 由此提出了寬窄行密植的光能高效利用途徑[25-26]。趙明團(tuán)隊(duì)[27-29]利用播期模擬試驗(yàn)探明了氣候因子對(duì)玉米物質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)量形成的影響機(jī)制, 建立了干物質(zhì)積累和葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化的積溫模型, 并提出了根據(jù)玉米不同收獲目標(biāo)的積溫需求確定收獲期, 充分利用生育后期光溫資源進(jìn)行籽粒脫水, 實(shí)現(xiàn)夏玉米籽粒機(jī)收的技術(shù)途徑。

綜上可知, 溫度是影響冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)夂蛞蛩? 而輻射是夏玉米進(jìn)一步高產(chǎn)的主要限制因素。根據(jù)小麥和玉米對(duì)光溫資源的需求特性, 確定合理的品種更換、播收期調(diào)整及種植方式優(yōu)化等措施, 可以有效協(xié)調(diào)小麥和玉米生長(zhǎng)發(fā)育與溫度和輻射的匹配關(guān)系, 從而進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量和光溫資源利用效率。

2.2 冬小麥–夏玉米周年光溫資源優(yōu)化配置模式

在黃淮海北部光熱資源相對(duì)緊缺區(qū), 為最大限度利用有限光溫資源, 提升冬小麥–夏玉米周年產(chǎn)量和資源利用效率, 王樹(shù)安[14]建立了冬小麥–夏玉米“雙晚”技術(shù)模式, 對(duì)周年光溫資源進(jìn)行再分配, 即將冬小麥播種期由10月初推遲至10月中旬(晚播5~7 d), 夏玉米收獲期推遲至9月底至10月初(晚收5~7 d), 在保證小麥產(chǎn)量不顯著降低的情況下, 將更多的資源分配給玉米, 使玉米產(chǎn)量顯著增加, 實(shí)現(xiàn)了周年高產(chǎn)和光溫資源高效利用。應(yīng)用“雙晚”技術(shù), 冬小麥–夏玉米周年產(chǎn)量可達(dá)15,000 kg hm–2以上, 光溫資源生產(chǎn)力分別提高64%和124%, 在20世紀(jì)90年代首次創(chuàng)立了華北地區(qū)的“噸糧田”。Sun等[30]和Xu等[31]對(duì)“雙晚”技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證, 結(jié)果表明, 在不增加任何成本的前提下, 華北平原夏玉米收獲期和冬小麥播期分別推遲5 d的“雙晚”種植模式, 周年產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率均得到顯著提升。呂麗華等[32]認(rèn)為在河北平原小麥推遲播種時(shí)間、玉米延遲收獲時(shí)間是發(fā)揮兩季作物均衡增產(chǎn)的重要措施, 小麥晚播至10月17日, 玉米收獲期推遲到10月17日, 積溫可增加476°C, 玉米可增產(chǎn)527.7 kg hm–2。付雪麗等[33]研究得出, 冬小麥–夏玉米“雙晚”種植模式周年產(chǎn)量可達(dá)到21,891~22,507 kg hm–2,比對(duì)照提高了442~2575 kg hm–2, 周年光溫資源生產(chǎn)效率分別提高2.22%~10.86%和0.47%~11.56%。另外, Wang等[34]利用APSIM模型研究了氣候變化對(duì)“雙晚”技術(shù)增產(chǎn)效應(yīng)的影響, 結(jié)果表明氣候變暖能夠緩解晚播造成的小麥生育期縮短和產(chǎn)量降低,并為夏玉米晚收提供了更多的積溫保障, 可使冬小麥–夏玉米“雙晚”技術(shù)模式周年產(chǎn)量提高4%~6%。

基于以上研究基礎(chǔ), 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)一步深化發(fā)展了適應(yīng)河北水熱資源緊缺條件的冬小麥–夏玉米“雙晚”技術(shù)[35-37]。探明了不同冬前積溫(播期)和行距配置高產(chǎn)小麥的光溫利用效應(yīng)和高產(chǎn)玉米生育期調(diào)配的光溫利用規(guī)律, 提出了冬小麥“減溫、勻株”和夏玉米“搶時(shí)、延收”的光溫高效利用途徑, 即冬小麥晚播4~7 d (冬前積溫由640~680℃減至590℃左右)和縮行密植(行距由20 cm改為15 cm), 培育冬前壯苗和合理群體, 提高光能截獲率; 夏玉米早播和晚收進(jìn)行生育期調(diào)配, 充分利用冬小麥適期晚播的余留光溫, 挖掘玉米生產(chǎn)潛力, 實(shí)現(xiàn)了周年產(chǎn)量和光溫生產(chǎn)效率的同步提高。以上述研究?jī)?nèi)容為核心, 形成了“海河平原小麥玉米兩熟豐產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用”成果, 獲2011年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

在黃淮海南部光熱資源相對(duì)充足區(qū), 針對(duì)玉米收獲至小麥播種空閑期過(guò)長(zhǎng)造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)的問(wèn)題, 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)通過(guò)系統(tǒng)研究小麥品種的溫光發(fā)育特性[15-17], 建立了改弱春性(春性)品種為半冬性(半冬偏春性)品種、改晚播為適當(dāng)早播的“雙改技術(shù)”,充分發(fā)揮了半冬性和半冬偏春性小麥品種冬前分蘗多、分蘗成穗率高、穗分化時(shí)間長(zhǎng)和穗重潛力大的優(yōu)勢(shì), 增加小麥對(duì)冬前光、溫、水資源的有效利用; 探明了玉米高產(chǎn)群體生育和資源利用特征[38], 提出了玉米壯根強(qiáng)株克服早衰延長(zhǎng)生育期10~15 d的光溫高效利用途徑, 從而形成小麥“品種播期雙改”、玉米“延時(shí)收獲”的周年資源高效利用技術(shù), 充分利用兩季接茬的空閑期, 周年可減少480~520oC積溫和240~260 MJ m–2輻射的資源浪費(fèi), 實(shí)現(xiàn)了周年高產(chǎn)和光溫資源高效利用。以上述研究?jī)?nèi)容為核心, 形成了“黃淮區(qū)小麥夏玉米一年兩熟豐產(chǎn)高效關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”成果, 獲2010年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

以上冬小麥–夏玉米一年兩熟周年光溫資源優(yōu)化配置模式均在一定程度上提高了周年產(chǎn)量和光溫資源利用效率, 然而這些技術(shù)模式仍以經(jīng)驗(yàn)性的調(diào)播期和選品種為主, 具有區(qū)域局限性和隨機(jī)性, 缺乏共性的指導(dǎo)指標(biāo)和定量依據(jù), 難以精準(zhǔn)指導(dǎo)區(qū)域尺度的資源優(yōu)化配置。

2.3 集約多熟光溫高效種植模式

在黃淮海區(qū)種植模式發(fā)展過(guò)程中, 為了最大限度地利用光照、溫度、降水等自然資源, 提高周年產(chǎn)量和資源利用效率, 許多科學(xué)家在冬小麥–夏玉米一年兩熟種植模式基礎(chǔ)上也開(kāi)展了以強(qiáng)化玉米高光溫效率優(yōu)勢(shì)為核心的多熟種植模式探索。逢煥成等[39]分析了小麥/玉米套種共生階段的光溫資源生態(tài)效應(yīng)與小麥邊際效應(yīng), 認(rèn)為適當(dāng)增加玉米種植比例可以顯著提高小麥–玉米周年產(chǎn)量和光溫資源利用效率。陳阜等[13]在冬小麥–夏玉米一年兩熟的基礎(chǔ)上, 建立了“冬小麥/春玉米/夏玉米”和“冬小麥/春玉米/夏玉米/秋玉米”等集約多熟種植, 實(shí)現(xiàn)周年平均產(chǎn)量達(dá)20,000 kg hm–2以上。黃進(jìn)勇等[40]研究表明冬小麥||春玉米–夏玉米復(fù)合種植模式主要通過(guò)復(fù)合群體在田間高矮配合、生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)度交錯(cuò), 使各個(gè)作物的生殖生長(zhǎng)時(shí)期均處于高空間生態(tài)位, 改平面受光為立體受光, 改善了田間的生態(tài)條件, 從而獲得較高的產(chǎn)量和光溫資源利用效率。趙秉強(qiáng)等[14]也認(rèn)為, 小麥–玉米–玉米集約多熟高產(chǎn)技術(shù)模式可實(shí)現(xiàn)全年光溫資源高效利用, 達(dá)到18,000 kg hm–2的高產(chǎn)水平。Meng等[41]研究表明, 冬小麥/夏玉米–春玉米兩年三熟的種植模式, 由于部分減少了小麥的種植, 年平均節(jié)約灌溉量可達(dá)40%, 有利于實(shí)現(xiàn)地下水平衡?？梢?jiàn), 在冬小麥–夏玉米兩熟制基礎(chǔ)上, 通過(guò)對(duì)周年內(nèi)種植作物比例進(jìn)行調(diào)整, 適當(dāng)減少冬小麥種植面積, 增加玉米的種植面積, 也是充分發(fā)揮玉米高光效優(yōu)勢(shì), 實(shí)現(xiàn)周年高產(chǎn)和資源高效利用的重要技術(shù)途徑。陳阜等人聯(lián)合完成的“多熟農(nóng)作制豐產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)與集成應(yīng)用”成果中對(duì)黃淮海農(nóng)區(qū)多熟種植制度產(chǎn)量及資源效率特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究, 并建立了相應(yīng)的豐產(chǎn)高效調(diào)控技術(shù), 獲2018—2019年度神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。然而, 集約多熟種植模式屬于高投入和高產(chǎn)出, 雖然提高了周年產(chǎn)量和資源利用效率, 但增加了人工投入, 且難以進(jìn)行機(jī)械化操作, 針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?、機(jī)械化和輕簡(jiǎn)化的發(fā)展形勢(shì), 麥玉兩熟區(qū)集約多熟種植模式及其配套栽培技術(shù)尚需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

2.4 雙季玉米新型光溫高效種植模式

為最大限度發(fā)揮玉米的高光溫效率優(yōu)勢(shì), 一些科學(xué)家將冬小麥–夏玉米一年兩熟模式中的小麥更換為光溫高效的玉米, 探索并建立了雙季玉米周年高產(chǎn)高效種植模式。王美云等[42]在黃淮海一年兩熟的北緣地區(qū), 進(jìn)行了玉米地膜加套種的雙作高產(chǎn)技術(shù)模式探索, 研究結(jié)果表明, 雙季青貯玉米具有高產(chǎn)高效特點(diǎn), 兩季不同熟期品種的配置使玉米生長(zhǎng)發(fā)育與自然資源的變化同步協(xié)調(diào), 充分利用全年光溫資源。李立娟等[43-44]在黃淮海中部地區(qū)探索了雙季連作糧用玉米模式, 兩季均選擇早熟品種, 早春季覆膜早播(3月20日左右), 及時(shí)收獲(7月20日左右), 晚夏季搶時(shí)免耕直播(7月20日左右), 適當(dāng)晚收(11月上旬), 采用大小行雙季交錯(cuò)連作的種植方式, 顯著增加了周年作物產(chǎn)量、光溫資源利用效率以及經(jīng)濟(jì)效益。Meng等[45]研究表明, 雙季玉米周年產(chǎn)量可達(dá)到19.6 Mg hm–2, 與優(yōu)化的冬小麥–夏玉米一年兩熟模式產(chǎn)量無(wú)顯著差異, 但是與傳統(tǒng)的一年兩熟模式產(chǎn)量相比增加了21%, 且雙季玉米周年地下水消耗量?jī)H為139 mm, 與一年兩熟制的傳統(tǒng)模式和優(yōu)化模式相比分別降低了136 mm和69 mm, 能夠維持地下水周年平衡。筆者利用4年定位試驗(yàn)對(duì)冬小麥–夏玉米模式和雙季玉米模式周年產(chǎn)量和資源效率進(jìn)行了比較, 結(jié)果表明, 二者周年產(chǎn)量無(wú)顯著差異, 但雙季玉米模式周年光、溫生產(chǎn)效率顯著高于冬小麥–夏玉米模式[46]。另外, 這種種植方式不存在共生期, 易于實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械操作, 且冬季空余的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)120 d左右, 既能避免作物遭受凍害和冬旱, 又有利于土壤中的有機(jī)物的積累和水分的儲(chǔ)存, 使農(nóng)田得到充分休養(yǎng)[44]。可見(jiàn), 雙季玉米種植模式由于其“雙季C4作物”的合理搭配, 具有產(chǎn)量潛力高、光溫水生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn), 為進(jìn)一步提升黃淮海區(qū)周年產(chǎn)量潛力及資源效率提供了思路。然而, 由于春玉米季多次噴施農(nóng)藥為防止灰飛虱和粗縮病的發(fā)生, 導(dǎo)致雙季玉米模式造成的潛在人體毒性、水體毒性和土體毒性較為嚴(yán)重[47]。另外, 冬小麥作為口糧對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有舉足輕重的作用, 雙季玉米模式的建立無(wú)法取代傳統(tǒng)冬小麥–夏玉米模式, 只能作為一種有益的補(bǔ)充種植模式。

3 黃淮海麥玉兩熟周年光溫資源精準(zhǔn)配置研究

前人關(guān)于黃淮海麥玉兩熟周年光溫資源優(yōu)化配置與高效利用方面進(jìn)行了大量的研究探索, 取得了重要進(jìn)展, 形成了一批有代表性的成果, 在一定程度上大大提高了周年糧食產(chǎn)量和資源利用效率。然而, 目前大部分研究往往僅以經(jīng)驗(yàn)性的播期調(diào)整或不同生育期品種選擇進(jìn)行周年資源優(yōu)化配置, 缺乏理論依據(jù)和定量指標(biāo)的指導(dǎo), 具有區(qū)域局限性和隨機(jī)性, 難以指導(dǎo)整個(gè)黃淮海麥玉兩熟制周年光溫資源的精準(zhǔn)配置。為此, 筆者在歸納總結(jié)前人研究與本課題組10多年研究結(jié)果的基礎(chǔ)上, 于2014年全國(guó)青年作物栽培與生理學(xué)術(shù)研討會(huì)上提出了黃淮海麥玉兩熟周年光溫資源定量配置途徑, 其核心是以積溫分配為主, 建立季節(jié)間積溫分配率和分配比值, 及季節(jié)內(nèi)積溫滿足率和光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量等定量化指標(biāo), 并通過(guò)大量田間試驗(yàn)確定了實(shí)現(xiàn)冬小麥–夏玉米周年高產(chǎn)高效的各指標(biāo)定量標(biāo)準(zhǔn), 據(jù)此指導(dǎo)整個(gè)黃淮海冬小麥–夏玉米模式周年資源精準(zhǔn)配置。

3.1 周年光溫資源優(yōu)化配置定量指標(biāo)

通過(guò)分析黃淮海麥玉兩熟區(qū)的河南、河北、山東3省9個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)5年高產(chǎn)攻關(guān)田產(chǎn)量和光溫資源分配試驗(yàn)數(shù)據(jù), 及河南新鄉(xiāng)冬小麥–夏玉米播/收期搭配的6年定位試驗(yàn)數(shù)據(jù), 探明了氣候因子與作物產(chǎn)量的定量關(guān)系[19,27-28], 揭示了積溫在周年氣候資源配置與種植模式構(gòu)建中的主控作用, 由此提出了以調(diào)節(jié)熱量分布與作物需求平衡為核心的周年資源優(yōu)化配置途徑。首次創(chuàng)立了以積溫分配為主, 兼顧輻射和降水分配的季節(jié)間資源優(yōu)化配置定量指標(biāo), 并建立了相應(yīng)的計(jì)算公式(表1)[48-49]。

3.2 周年光溫資源利用評(píng)價(jià)定量指標(biāo)

通過(guò)分析年際間、地區(qū)間生態(tài)條件的差異及光溫資源與產(chǎn)量形成的定量關(guān)系, 本團(tuán)隊(duì)首次提出了表征季節(jié)內(nèi)作物對(duì)光溫資源挖掘利用程度的“光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量”指標(biāo)及其計(jì)算公式(表1), 即作物實(shí)際產(chǎn)量與光溫生產(chǎn)潛力的比值[50], 克服了以實(shí)際產(chǎn)量評(píng)價(jià)存在區(qū)域光溫資源稟賦差異影響的問(wèn)題, 提高了對(duì)作物光溫資源利用程度評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度。另外, 為評(píng)價(jià)資源變化與作物需求匹配關(guān)系, 建立了季節(jié)內(nèi)積溫滿足率(accumulated temperature satisfaction rate, TSR)指標(biāo)及公式(表1), 即當(dāng)?shù)乜衫梅e溫總量與作物生育期積溫需求總量的比值, 用于精準(zhǔn)指導(dǎo)適宜熟期品種和播期選擇及其種植安全性評(píng)價(jià)。

3.3 周年光溫資源優(yōu)化配置與利用評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量標(biāo)準(zhǔn)

利用2006—2010年黃淮海區(qū)的河南(?？h、蘭考和溫縣)、河北(吳橋和藁城)、山東(兗州、滕州、諸城和萊州) 9個(gè)高產(chǎn)點(diǎn)共45個(gè)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù), 定量分析了冬小麥–夏玉米模式高產(chǎn)形成與季節(jié)間光溫水資源分配的關(guān)系, 明確了冬小麥–夏玉米周年高產(chǎn)條件下的季節(jié)間有效積溫(表2)、輻射(表3)及降水(表4)的定量分配特征[48]?？梢钥闯? 各省冬小麥–夏玉米模式季節(jié)間熱量和輻射資源分配量差異較大, 而季節(jié)間積溫和輻射的分配率和分配比值無(wú)顯著差異, 小麥季和玉米季積溫分配率分別為43%和57%, 兩季積溫量比值為0.7, 輻射分配率分別為58%和42%, 兩季輻射量比值為1.4, 降水分配區(qū)域間差異較大, 降水分配率變化范圍分別為24%~29%和71%~76%。說(shuō)明雖然區(qū)域間冬小麥–夏玉米兩季光溫資源分配量差異較大, 但獲得周年高產(chǎn)的兩季積溫和輻射分配率和分配比值相對(duì)固定, 因此該指標(biāo)可作為整個(gè)黃淮海區(qū)冬小麥–夏玉米模式季節(jié)間資源合理配置的定量標(biāo)準(zhǔn)。

表1 光溫水資源定量配置與利用評(píng)價(jià)指標(biāo)及其計(jì)算公式

AT: 積溫; Ra: 輻射; Pr: 降水量。

AT: accumulated temperature; TDR: accumulated temperature distribution rate; TSR: accumulated temperature satisfaction rate; TR: accumulated temperature ratio between two seasons; Ra: accumulated radiation; RDR: radiation distribution rate; RR: radiation ratio between two seasons; Pr: precipitation; PDR: precipitation distribution rate; PR: precipitation ratio between two seasons; TPPE: AT and Ra production potential equivalent.

同時(shí), 計(jì)算了2006—2010年河南、河北、山東3省12個(gè)高產(chǎn)點(diǎn)冬小麥–夏玉米光溫生產(chǎn)潛力, 并根據(jù)實(shí)際高產(chǎn)產(chǎn)量進(jìn)一步計(jì)算出冬小麥–夏玉米高產(chǎn)模式光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量值(表5)[50]?？梢钥闯? 雖然各省光溫生產(chǎn)潛力和實(shí)際產(chǎn)量差異顯著, 但光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量無(wú)顯著差異, 說(shuō)明在當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)水平和品種產(chǎn)量潛力條件下各省對(duì)光溫生產(chǎn)潛力的挖掘水平差異不顯著。因此, 由于該指標(biāo)消除了各地光溫資源稟賦差異的影響, 作為各地高產(chǎn)挖潛程度和光溫資源利用程度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)更客觀。

表2 冬小麥–夏玉米高產(chǎn)模式周年積溫分配

標(biāo)以不同小寫(xiě)字母的各省平均產(chǎn)量在0.05水平差異顯著。

AT: accumulated temperature; TDR: accumulated temperature distribution rate; TR: accumulated temperature ratio between two seasons. Values followed by different letters are significantly different in grain yield among the provinces at the 0.05 probability level.

表3 冬小麥–夏玉米高產(chǎn)模式周年輻射分配

標(biāo)以不同小寫(xiě)字母的各省平均產(chǎn)量在0.05水平差異顯著。

Ra: accumulated radiation; RDR: radiation distribution rate; RR: radiation ratio between two seasons. Values followed by different letters are significantly different in grain yield among the provinces at the 0.05 probability level.

表4 冬小麥–夏玉米高產(chǎn)模式周年降水分配

標(biāo)以不同小寫(xiě)字母的各省平均產(chǎn)量在0.05水平差異顯著。

Pr: precipitation; PDR: precipitation distribution rate; PR: precipitation ratio between two seasons. Values followed by different letters are significantly different in grain yield among the provinces at the 0.05 probability level.

表5 冬小麥–夏玉米高產(chǎn)模式產(chǎn)量、光溫生產(chǎn)潛力和光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量

標(biāo)以不同小寫(xiě)字母的各省平均產(chǎn)量在0.05水平差異顯著。

TPPy: AT and Ra production potential; TPPE: AT and Ra production potential equivalent. Values followed by different letters are significantly different in grain yield among the provinces at the 0.05 probability level.

3.4 周年光溫資源定量?jī)?yōu)化配置體系應(yīng)用實(shí)例

在黃淮海麥玉兩熟周年生產(chǎn)中, 北部光熱資源相對(duì)緊缺區(qū), 冬小麥播種過(guò)早導(dǎo)致夏玉米成熟度低, 限制周年產(chǎn)量提升; 南部光熱資源相對(duì)充足區(qū), 玉米收獲至小麥播種空閑期過(guò)長(zhǎng)造成資源嚴(yán)重浪費(fèi), 而傳統(tǒng)的通過(guò)調(diào)整播收期、選用不同熟期品種進(jìn)行種植模式優(yōu)化的手段, 具有區(qū)域局限性和隨機(jī)性, 難以建立整個(gè)區(qū)域統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 導(dǎo)致區(qū)域間產(chǎn)量和管理水平差異大。本研究基于該區(qū)從北向南周年可利用積溫4500~5600℃總量, 以兩季積溫分配率43%∶57%為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)黃淮海冬小麥–夏玉米模式積溫分配進(jìn)行調(diào)整。北部積溫緊張區(qū), 選用半冬性小麥品種晚播(5~7 d), 中熟品種玉米晚收(5~7 d), 將小麥季210~290℃積溫調(diào)至玉米季, 發(fā)揮玉米高光效優(yōu)勢(shì), 延長(zhǎng)灌漿期增粒重增產(chǎn), 小麥通過(guò)勻播密植實(shí)現(xiàn)保穗穩(wěn)產(chǎn); 南部積溫充足區(qū), 選用半冬性或偏春性晚熟小麥品種早播(6~8 d), 中晚熟品種玉米晚收(7~10 d), 兩季共用休閑期450~520oC積溫和240~260 MJ m–2輻射; 為實(shí)現(xiàn)冬小麥–夏玉米一年兩熟條件下的玉米籽粒低水分機(jī)械收獲直接入庫(kù), 將兩季積溫分配率調(diào)為34%和66%[49], 小麥極晚播至冬前露頭或不出苗狀態(tài), 讓出550–650℃積溫給玉米用于籽粒脫水, 通過(guò)篩選適宜小麥品種和調(diào)整行株距配置密植, 維持較高產(chǎn)量, 玉米選用抗倒脫水快品種, 收獲籽粒含水量達(dá)16%以下, 形成小麥–玉米周年雙籽粒機(jī)收技術(shù)模式, 在周年產(chǎn)量不降低的前提下生產(chǎn)效率提高13.2%。3種優(yōu)化模式下, 小麥和玉米生長(zhǎng)季的積溫分配量分別為2135℃和2866℃、2346℃和3142℃、1596℃和3573℃, 光溫生產(chǎn)潛力當(dāng)量分別達(dá)到59.7%和65.6%、58.9%和67.2%、60.1%和64.9%, 均達(dá)到了當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)水平。

以上述研究?jī)?nèi)容為核心, 形成了“玉米溫光資源定量?jī)?yōu)化增產(chǎn)增效技術(shù)與應(yīng)用”成果, 獲2018—2019年度神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

4 黃淮海麥玉兩熟周年資源優(yōu)化配置研究展望

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究與生產(chǎn)實(shí)踐, 研究人員已經(jīng)建立了大量適應(yīng)黃淮海麥玉兩熟區(qū)生態(tài)和生產(chǎn)特點(diǎn)的光溫資源優(yōu)化配置與高效利用模式, 在保障國(guó)家糧食安全和農(nóng)民增收中發(fā)揮了巨大的作用。筆者基于前人研究基礎(chǔ)和本課題組十余年的研究結(jié)果, 通過(guò)定量分析冬小麥–夏玉米兩熟種植模式季節(jié)間光溫資源分配與利用特征, 及作物生產(chǎn)過(guò)程與氣候因素的內(nèi)在關(guān)系, 初步建立了黃淮海麥玉兩熟制周年光溫資源優(yōu)化配置定量指標(biāo)及資源高效利用技術(shù)體系, 彌補(bǔ)了現(xiàn)有氣候資源配置定量指標(biāo)的不足, 以期為該區(qū)麥玉兩熟種植制度優(yōu)化提供思路和借鑒。然而, 在氣候持續(xù)變暖的影響下, 及未來(lái)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)目標(biāo)的不斷變化, 黃淮海麥玉兩熟制將迎接新的挑戰(zhàn), 在保證持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)的前提下, 該區(qū)種植制度應(yīng)逐步走向資源高效化、規(guī)模機(jī)械化、精準(zhǔn)信息化、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境可持續(xù)。

4.1 適應(yīng)氣候變暖趨勢(shì)的麥玉兩熟周年資源優(yōu)化配置研究

在氣候變暖的影響下, 積溫的增加使麥玉兩熟區(qū)北界向北推移, 也會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前的品種類(lèi)型發(fā)生變化, 冬小麥品種向冬性減弱的類(lèi)型發(fā)展; 夏玉米生育期熱量條件得到改善, 能夠滿足中晚熟玉米品種平播的熱量需求[7], 特別是為夏玉米增加站稈脫水時(shí)間, 實(shí)現(xiàn)機(jī)械直接收獲籽粒提供了有利條件。另外, 氣候變化也將導(dǎo)致極端高溫、低溫、澇漬及干旱等氣象災(zāi)害頻發(fā), 影響冬小麥安全越冬和正常成熟, 及夏玉米授粉結(jié)實(shí)及灌漿[8,10]。因此, 針對(duì)未來(lái)氣候變化趨勢(shì), 黃淮海麥玉兩熟種植制度的發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)適應(yīng)未來(lái)氣候變暖條件的品種與播期合理搭配、周年資源優(yōu)化配置研究; 加強(qiáng)作物品種與溫度及水分的匹配關(guān)系研究, 開(kāi)展應(yīng)對(duì)極端溫度、澇漬或干旱等氣象災(zāi)害的周年資源優(yōu)化配置研究。

4.2 適應(yīng)規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)的麥玉兩熟周年資源優(yōu)化配置研究

以機(jī)械化為核心的規(guī)?；?jīng)營(yíng)是降低生產(chǎn)成本,提高種植效益的重要途徑, 也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。目前限制冬小麥–夏玉米兩熟制全程機(jī)械化的關(guān)鍵在于夏玉米籽粒機(jī)械收獲, 兩季作物競(jìng)爭(zhēng)光溫資源導(dǎo)致夏玉米收獲時(shí)籽粒含水量高, 破碎率、雜質(zhì)率高, 且籽粒烘干耗能大、成本高[51], 如何從種植制度創(chuàng)新或兩季資源優(yōu)化配置角度探索實(shí)現(xiàn)夏玉米機(jī)械直接收獲籽粒的途徑還有待進(jìn)一步研究。另外, 從粗放模式走向精準(zhǔn)管理也是農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的必然需求, 作物生產(chǎn)全程標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化控制是實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)效應(yīng)的關(guān)鍵。在明確作物生長(zhǎng)與光溫水等條件定量關(guān)系基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步建立定量指標(biāo)及計(jì)算公式, 可為精準(zhǔn)管理決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和核心算法。筆者前期初步建立了黃淮海麥玉兩熟周年光溫資源配置定量指標(biāo), 隨著氣候變化和作物品種的更新?lián)Q代, 各指標(biāo)參數(shù)需要進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。另外, 如何將各定量指標(biāo)高度融合, 建立簡(jiǎn)便易操作模型, 以便有效應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐, 尚有待進(jìn)一步的研究。

4.3 適應(yīng)水資源可持續(xù)利用的麥玉兩熟周年資源優(yōu)化配置研究

水資源緊缺已成為黃淮海大部分地區(qū)冬小麥–夏玉米一年兩熟種植體系可持續(xù)發(fā)展的第一限制性因素。周年降雨不足及其季節(jié)間的不均衡分布是造成該體系大量消耗地下水的主要原因[41,52], 且氣候變暖導(dǎo)致降水資源的不確定性會(huì)進(jìn)一步加劇地下水資源的消耗。雖然針對(duì)單季作物的水分優(yōu)化管理, 如根層干濕交替灌溉、虧缺灌溉、限制性灌溉等, 能夠較大幅度提高水資源利用效率, 但為保證小麥高產(chǎn)仍需250 mm以上的灌水量[53], 不可避免地下水的過(guò)度消耗, 而從種植系統(tǒng)降水資源優(yōu)化配置角度探索實(shí)現(xiàn)冬小麥–夏玉米周年水分平衡與高效利用的途徑可能是解決這一問(wèn)題的出路。因此, 麥玉兩熟種植體系未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展以周年降水最大化利用為核心的麥玉兩熟周年降水資源優(yōu)化配置研究與種植模式優(yōu)化。

總之, 我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新的階段, 從單純追求產(chǎn)量的粗放型向產(chǎn)量與效益并重的質(zhì)量型發(fā)展, 資源的高效利用及促進(jìn)農(nóng)民增收成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要任務(wù)。因此, 筆者認(rèn)為未來(lái)黃淮海麥玉兩熟種植制度發(fā)展的方向和目標(biāo)仍然是經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和資源效率的持續(xù)高效, 在不增加任何投入的前提下, 兩季資源優(yōu)化配置將繼續(xù)在挖掘麥玉兩熟周年產(chǎn)量和資源利用潛力中發(fā)揮重要作用。

[1] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部. 中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2015.

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Research advance on optimizing annual distribution of solar and heat resources for double cropping system in the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers plain

ZHOU Bao-Yuan1, GE Jun-Zhu2, SUN Xue-Fang3, HAN Yu-Ling1, MA Wei1, DING Zai-Song1, LI Cong-Feng1, and ZHAO Ming1,*

1Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Physiology and Production, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China;2College of Agronomy & Resource and Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China;3College of Agronomy, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China

Optimizing the distribution of annual solar and heat resources is an important way to improve the annual yield and resource use efficiency without increasing input for the winter wheat?summer maize of the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers plain. During 1980s, the researchers began to explore ways to increase the efficiency utilization of solar and heat resources from the sowing/harvest adjustment, variety selection, and intensive cropping system innovation. Based on study of matching relation between crop growth and resources, a technological approach to optimize the distribution of solar and heat resources was put forward by strengthening the high photosynthetic efficiency of “C4maize”. Then, the winter wheat and summer maize “double late” technology, winter wheat/spring maize/summer maize, winter wheat/spring maize/summer maize/autumn maize cropping systems were established, which realized high yield and high efficient utilization of resources. In this paper, we reviewed current theoretical and regulation approaches for optimizing distribution of solar and heat resources of double cropping system in the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers plain. Then proposed a quantitative and optimal resources distribution method for double cropping system, and set up the unified quantitative indexes for resources distribution between winter wheat and summer maize, which could provide theory support for further increasing anniversary production and resource utilization efficiency of the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers plain.

the Yellow-Huaihe-Haihe Rivers plain; winter wheat?summer maize double cropping system; solar and heat resources; optimizing distribution

10.3724/SP.J.1006.2021.13012

本研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFD0300504)和國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(CARS-02-12)資助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2018YFD0200504) and the China Agriculture Research System (CARS-02-12).

趙明, E-mail: zhaoming@caas.cn, Tel: 010-82108752

E-mail: zhoubaoyuan@caas.cn

): 2021-01-13;

2021-04-23;

2021-05-06.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20210506.1305.002.html