摘 要 為給山東省濟(jì)寧市高質(zhì)量發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供科技支撐,推動鄉(xiāng)村振興,針對濟(jì)寧市小麥播種期靈活性與種質(zhì)遺傳多樣性降低、小麥田重金屬污染及耕作制度不合理、機(jī)械化水平有待提高及病蟲害防治困難、氣候變化影響及人工投入品支出增加等問題,提出開展小麥品種優(yōu)選及種質(zhì)資源保護(hù)、建立適宜的農(nóng)藝措施及耕作制度、推廣新型農(nóng)業(yè)機(jī)械及生物防治技術(shù)、實(shí)施適應(yīng)性栽培及投入品使用優(yōu)化等對策建議。
關(guān)鍵詞 小麥;綠色生態(tài);鄉(xiāng)村振興;山東省濟(jì)寧市
中圖分類號:S51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.18.014
小麥?zhǔn)巧綎|省濟(jì)寧市的主要糧食作物之一,在保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。然而,受品種退化、環(huán)境污染、氣候變化等因素影響,濟(jì)寧市小麥產(chǎn)量和品質(zhì)呈下降趨勢,優(yōu)質(zhì)專用小麥供給不足,難以滿足日益增長的消費(fèi)需求。因此,在總結(jié)濟(jì)寧市小麥生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析存在的主要問題,并提出優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)對策,對于促進(jìn)濟(jì)寧市乃至山東省小麥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
1 濟(jì)寧市小麥生產(chǎn)概況
濟(jì)寧市地處山東省西南部,屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,光照充足,熱量豐富,雨熱同季,適宜小麥生長。濟(jì)寧市現(xiàn)有耕地面積421 960.00 hm2,小麥播種面積約306 666.67 hm2,主要分布在嘉祥縣、微山縣、梁山縣及曲阜市等縣(市、區(qū))[1]。濟(jì)寧市小麥以農(nóng)家品種為主,種植歷史悠久的泰安紅麥多分布在微山湖周邊地區(qū)。
20世紀(jì)50年代以來,濟(jì)寧市引進(jìn)推廣了眾多小麥良種,主栽品種有濟(jì)南17、魯原502等,生產(chǎn)上多采用“小麥—玉米”一年兩熟輪作模式。同時,濟(jì)寧市積極采用農(nóng)藝措施提升小麥品質(zhì),推廣精量播種、測土配方施肥等技術(shù),研發(fā)出JP-2000型精量播種機(jī),實(shí)現(xiàn)小麥播種良種化、機(jī)械化及規(guī)范化[2]。但不可忽視的是,濟(jì)寧市小麥“兩高兩低”(高產(chǎn)及高效、低投入及低耗費(fèi))的目標(biāo)尚未完全實(shí)現(xiàn),距離優(yōu)質(zhì)、專用、高效、生態(tài)的發(fā)展方向還有一定差距。
2 現(xiàn)狀及存在問題
2.1 播種期靈活性與種質(zhì)遺傳多樣性降低
長期以單一化育種目標(biāo)進(jìn)行品種選育,加之受氣候變化與耕作制度的雙重影響,濟(jì)寧市小麥品種更替速度加快,在豐產(chǎn)、早熟、抗病等育種方向上形成了近親繁殖的局面,導(dǎo)致種質(zhì)遺傳多樣性降低。以濟(jì)麥22為例,該品種雖廣泛應(yīng)用于生產(chǎn),但與泰安紅麥、濟(jì)南17、魯原502等地方品種相比,其遺傳背景趨于狹窄[3]。育種親本的同質(zhì)化,使小麥抗逆性、品質(zhì)性狀、再生能力等整體呈下降趨勢。此外,隨著氣候變暖,小麥春化期出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況,出苗至成熟所需積溫呈逐年下降,種植戶調(diào)整播期的靈活性受到限制。而小麥播種期擁有一定的彈性空間,有利于實(shí)現(xiàn)與其他作物的錯季輪作,但目前較為僵化的耕作制度使得播期調(diào)控受到掣肘,導(dǎo)致小麥產(chǎn)量提升乏力。
2.2 小麥田重金屬污染及耕作制度不合理
近年來,濟(jì)寧市部分小麥產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)了不同程度的重金屬污染,尤以鎘、汞、鉛、鉻等危害較為突出。這些重金屬通過農(nóng)田排灌系統(tǒng)進(jìn)入土壤,或經(jīng)大氣沉降吸附于作物表面,進(jìn)而影響小麥的產(chǎn)量與品質(zhì)。以蘭嶼鎮(zhèn)為例,當(dāng)?shù)匦←溙镦k含量最高為1.85 mg·kg-1,明顯超過了國家標(biāo)準(zhǔn)[3]。同時,重金屬易與土壤膠體結(jié)合,污染土壤后,具有隱蔽性和長期性,難以治理。此外,濟(jì)寧部市分地區(qū)長期實(shí)行“小麥—玉米”一年兩熟的耕作制度,這種高強(qiáng)度輪作模式加劇了土壤板結(jié)、養(yǎng)分失衡等問題,土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年下降[4]。農(nóng)戶對秸稈還田、綠肥種植等培肥地力的措施重視不足,偏重化肥施用,造成土壤惡化。不合理的耕作制度減弱了土壤供肥能力與環(huán)境容量,對小麥的生長發(fā)育及產(chǎn)量形成構(gòu)成不利影響。
2.3 機(jī)械化水平有待提高及病蟲害防治困難
在濟(jì)寧市,小麥機(jī)械化生產(chǎn)水平總體偏低,精量播種、中耕除草、收獲脫粒等關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍以人力為主,勞動強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低。以魚臺縣為例,小麥?zhǔn)斋@環(huán)節(jié)的機(jī)械化率較低,遠(yuǎn)低于全國平均水平。農(nóng)戶對先進(jìn)農(nóng)機(jī)具的購置意愿不強(qiáng),技術(shù)人員匱乏,難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。同時,小麥病蟲害問題日益凸顯,如赤霉病、白粉病、蚜蟲等。小麥白粉病在濟(jì)寧市呈多發(fā)態(tài)勢,平均發(fā)病率達(dá)15%,個別田塊甚至超過50%[5]。小麥病蟲害具有流行范圍廣、危害程度重等特點(diǎn),然而濟(jì)寧市農(nóng)戶多采用化學(xué)防治措施,忽視農(nóng)業(yè)防治與生物防治措施。過度依賴化學(xué)農(nóng)藥,容易誘發(fā)病原菌與害蟲的抗藥性,同時農(nóng)藥殘留對土壤微生物及天敵昆蟲造成不利影響,易引起病蟲害再次暴發(fā)流行,形成惡性循環(huán),也不利于小麥綠色優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。
2.4 氣候變化影響及人工投入品支出增加
近年來,濟(jì)寧市小麥生產(chǎn)面臨著氣候變化的雙重影響。春季低溫冷害、連陰雨等極端天氣事件頻發(fā),干旱、洪澇、冰雹等災(zāi)害發(fā)生率呈上升趨勢,導(dǎo)致小麥產(chǎn)量和品質(zhì)均降低。以2018年為例,因低溫陰雨,汶上縣局部地區(qū)小麥千粒重降低8.3%,容重下降2.1%,小麥品質(zhì)和產(chǎn)量雙雙降低[2]。秋季高溫使小麥晚播趨于常態(tài)化,苗期弱勢,越冬能力下降,春季返青不齊,對產(chǎn)量形成不利影響。氣候變化引起的小麥生長發(fā)育進(jìn)程紊亂,使得化肥、農(nóng)藥等投入品用量不斷增加。同時,勞動力成本居高不下,精量播種、測土配方施肥等先進(jìn)農(nóng)藝措施以人工操作為主,費(fèi)時費(fèi)力,加之柴油、農(nóng)膜等物化成本上漲,小麥生產(chǎn)成本不斷抬升。以嘉祥縣為例,2022年當(dāng)?shù)匦←溍?67 m2化肥投入較2021年增加18.6%,人工成本占總成本的37.2%[3]。成本“地板”抬升與價格“天花板”趨穩(wěn)的雙重擠壓,導(dǎo)致小麥生產(chǎn)的抗風(fēng)險能力與比較效益明顯走低。
3 對策
3.1 開展小麥品種優(yōu)選及種質(zhì)資源保護(hù)
針對小麥品種遺傳多樣性降低、播種期靈活性欠缺等問題,濟(jì)寧市急需開展小麥種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定與系統(tǒng)保護(hù),優(yōu)選適宜當(dāng)?shù)胤N植的優(yōu)質(zhì)小麥品種。1)利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段,如分子標(biāo)記、基因測序、全基因組關(guān)聯(lián)分析等,對濟(jì)寧市現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源的遺傳背景進(jìn)行系統(tǒng)評價,揭示不同種質(zhì)在抗逆性、品質(zhì)性狀、產(chǎn)量潛力等方面的差異,構(gòu)建小麥核心種質(zhì)資源庫,為優(yōu)良親本選育提供重要基礎(chǔ)。以泰安紅麥為例,可利用其穗大粒多、抗白粉病等優(yōu)良性狀,與高產(chǎn)矮稈新品種進(jìn)行雜交,選育兼具豐產(chǎn)性與廣適性的新組合。2)針對小麥春化期敏感基因Vrn-A1、Vrn-B1等進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇,培育春化期穩(wěn)定、熟期適宜的優(yōu)質(zhì)專用小麥品種,拓寬小麥播期調(diào)控空間,提升輪作靈活性。3)加強(qiáng)地方品種保護(hù)與開發(fā)利用,因地制宜篩選適宜濟(jì)寧市種植的優(yōu)質(zhì)地方種質(zhì),如魯麥51、魯原502等,充分利用其豐產(chǎn)性、抗病性、廣適性等特性,提升區(qū)域小麥品種的遺傳多樣性。4)建立健全種質(zhì)資源保護(hù)制度,因地制宜采取就地保護(hù)、遷地保護(hù)、基因庫保存等多種保護(hù)措施,完善種質(zhì)資源的收集、鑒定、登記、交流與共享機(jī)制,為濟(jì)寧市乃至全國小麥遺傳改良提供種質(zhì)資源保障。
3.2 建立適宜的農(nóng)藝措施及耕作制度
對于小麥田重金屬污染及耕作制度不合理等問題,濟(jì)寧市需要因地制宜建立適宜的農(nóng)藝措施與耕作制度。1)開展農(nóng)田土壤重金屬污染源解析與阻控修復(fù),采取源頭治理、過程阻斷、末端修復(fù)等措施,切斷重金屬進(jìn)入農(nóng)田的污染鏈。2)推廣保護(hù)性耕作技術(shù),在小麥?zhǔn)斋@后采用免耕、少耕或深松等方式,減少機(jī)械對土壤的擾動,增加秸稈還田量,提高土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,緩解土壤板結(jié)問題。3)優(yōu)化施肥措施,推廣測土配方施肥、精準(zhǔn)施肥等技術(shù),根據(jù)小麥生育階段需肥特點(diǎn),確定氮肥、磷肥、鉀肥等肥料的最佳施用比例、用量、時期,提高肥料利用率,減少面源污染。4)探索小麥與其他作物的間作套種模式,優(yōu)化“小麥—玉米”一年兩熟耕作制度,引入豆科綠肥作物,促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán),提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。例如,在收獲夏玉米后,間作紫云英、毛豆等豆科作物,既可以減輕連作障礙,又能增加土壤養(yǎng)分積累,實(shí)現(xiàn)地力培肥與化肥減施的協(xié)同效應(yīng),為小麥的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供有力保障。
3.3 推廣新型農(nóng)業(yè)機(jī)械及生物防治技術(shù)
針對小麥生產(chǎn)機(jī)械化水平不高、病蟲害防治困難等問題,濟(jì)寧市急需大力推廣新型農(nóng)業(yè)機(jī)械與生物防治技術(shù)。1)加快智能農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā)與推廣,重點(diǎn)突破小麥精量播種、收獲脫粒等關(guān)鍵技術(shù),研制出適應(yīng)濟(jì)寧市小麥生產(chǎn)特點(diǎn)的多功能聯(lián)合作業(yè)機(jī),提高作業(yè)效率與精準(zhǔn)度。例如,在魚臺縣試點(diǎn)應(yīng)用北斗導(dǎo)航系統(tǒng),對小麥播種、施肥、收獲等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化控制,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。2)完善農(nóng)業(yè)機(jī)械社會化服務(wù)體系,采取政府補(bǔ)貼、以舊換新等政策,鼓勵農(nóng)戶購置先進(jìn)適用的小麥生產(chǎn)機(jī)械,提高農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備水平。同時,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)合作社建設(shè),發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械互助服務(wù)模式,切實(shí)降低農(nóng)戶購機(jī)成本,提高農(nóng)業(yè)機(jī)械利用率。3)大力推廣小麥病蟲害綜合防治技術(shù),將農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治、化學(xué)防治等多種手段優(yōu)化組合,從農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)整體入手,提高小麥抗病蟲能力。例如,利用小麥條銹病毒對條銹病進(jìn)行生防,引進(jìn)瓢蟲、草蛉等天敵昆蟲防治蚜蟲,從而減少化學(xué)農(nóng)藥使用量,降低環(huán)境污染風(fēng)險。4)加強(qiáng)病蟲害監(jiān)測預(yù)警與防控指導(dǎo),建立覆蓋小麥全生育期的病蟲害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),及時發(fā)布區(qū)域性預(yù)警信息,利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù),為農(nóng)戶提供精準(zhǔn)、高效、便捷的病蟲害防控服務(wù),提高小麥綠色防控水平。
3.4 實(shí)施適應(yīng)性栽培及投入品使用優(yōu)化
針對氣候變化影響及人工投入品支出增加等問題,濟(jì)寧市急需實(shí)施適應(yīng)性栽培模式,優(yōu)化投入品使用效率。1)調(diào)整小麥播期。采用適度晚播、分段播種等方式,避開高溫干旱等不利天氣,延長小麥灌漿期,提高籽粒飽滿度與品質(zhì)。例如,在汶上縣試點(diǎn)氣象信息精準(zhǔn)服務(wù),根據(jù)秋季溫度變化趨勢,確定小麥最佳播期,引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)擇時播種。2)優(yōu)選多抗品種。篩選出耐旱、耐瘠薄、抗倒伏、抗病蟲害的優(yōu)質(zhì)小麥品種,增強(qiáng)小麥對極端天氣的適應(yīng)能力。例如,選育兼具抗白粉病與抗赤霉病的小麥新品種魯麥68,替代當(dāng)前高感病品種,提高小麥抗病性。3)優(yōu)化灌溉制度,采用測墑補(bǔ)灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù),根據(jù)小麥需水特性與土壤墑情變化,精準(zhǔn)調(diào)控灌溉時期與水量。例如,在微山縣推廣膜下滴灌技術(shù),增加小麥水分利用效率30%以上。4)推廣配方肥和緩控釋肥,針對小麥不同生育階段的需肥規(guī)律,科學(xué)確定氮磷鉀肥配施比例,增加硝酸銨、硫酸鉀等速效肥施用量,提高肥料利用率。同時,應(yīng)用生物質(zhì)炭基肥、聚合物包膜肥等新型肥料,延長養(yǎng)分釋放周期,減少養(yǎng)分淋失與揮發(fā)。通過調(diào)整輪作制度,增加豆科等綠肥作物種植比例,提高農(nóng)田養(yǎng)分自供能力,在保障小麥產(chǎn)量、品質(zhì)的同時,降低化肥、農(nóng)藥等物化成本,提升小麥生產(chǎn)效益。
4 結(jié)語
為促進(jìn)小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展,濟(jì)寧市應(yīng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效、綠色生態(tài)發(fā)展,堅(jiān)持從品種選育、田間管理、農(nóng)機(jī)裝備等環(huán)節(jié)入手,協(xié)同推進(jìn),系統(tǒng)優(yōu)化。在提升科技創(chuàng)新能力的同時,需要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)作,構(gòu)建政府、科研院所、種植大戶、農(nóng)民專業(yè)合作社等多方參與的利益共同體,完善社會化服務(wù)體系,切實(shí)增強(qiáng)小麥生產(chǎn)抗風(fēng)險能力,促進(jìn)農(nóng)民增收。只有遵循小麥生長發(fā)育規(guī)律,因地制宜采取綜合配套措施,才能突破濟(jì)寧市小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,為糧食安全和鄉(xiāng)村振興提供有力支撐。
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(責(zé)任編輯:張春雨)