目前小麥生產(chǎn)中普遍存在以下幾個問題：一是頻繁的機(jī)械作業(yè)造成的土壤失墑嚴(yán)重，生產(chǎn)作業(yè)成本提高，經(jīng)濟(jì)效益下降；二是由于連年機(jī)械作業(yè)，致使犁底層變厚上移，阻礙根系下扎，小麥抗逆穩(wěn)產(chǎn)能力下降；三是大量玉米秸稈還田，整地、播種質(zhì)量不高，容易出現(xiàn)深播弱苗、缺苗斷壟以及疙瘩苗問題；四是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中基肥施用較淺，肥料利用效率不高。這些問題嚴(yán)重影響了小麥生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。針對這些問題展開了一系列主要關(guān)鍵技術(shù)的研究，并在此基礎(chǔ)上集成了小麥輕簡化栽培技術(shù)，該技術(shù)在山東省多點(diǎn)進(jìn)行了推廣示范，取得良好的成效，實現(xiàn)了提高產(chǎn)量、蓄水保墑、簡化作業(yè)環(huán)節(jié)和提高肥水利用效率的多重目的。本書對小麥輕簡化關(guān)鍵技術(shù)增產(chǎn)理論以及實踐推廣進(jìn)行總結(jié)。
前 言山東省是我國冬小麥種植的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，其播種面積和總產(chǎn)量分別占全國的15.84%和18.20%，單產(chǎn)比全國平均產(chǎn)量高14.90%。山東省地處暖溫帶，屬半濕潤性氣候區(qū)，氣候溫和，光熱資源較豐富，其中膠東和魯中對強(qiáng)筋和中筋小麥品質(zhì)形成最為適宜，魯西北和魯西南是強(qiáng)筋和中筋小麥品質(zhì)較優(yōu)地區(qū)，魯南是強(qiáng)筋小麥較優(yōu)、中筋小麥優(yōu)質(zhì)地區(qū)，是我國生態(tài)條件最適宜小麥生長的地區(qū)之一。2003年以來，山東省小麥種植面積、小麥單產(chǎn)、總產(chǎn)均呈增長趨勢。截至2016年山東省小麥最高產(chǎn)量突破記錄達(dá)828.5kg/畝，全省平均產(chǎn)量突破411kg/畝。但是目前山東省的小麥生產(chǎn)與歐、美等發(fā)達(dá)國家相比仍然存在較大的差距。發(fā)達(dá)國家的小麥生產(chǎn)基本實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化和生產(chǎn)管理精準(zhǔn)化，并由此帶動了農(nóng)業(yè)資源利用效率的快速提高和小麥生產(chǎn)效益的增加。以水肥利用效率為例，歐、美等發(fā)達(dá)國家小麥的水分生產(chǎn)率高達(dá)2.3kg/m3，氮素化肥利用率為50%左右。而山東省井灌區(qū)小麥的水分生產(chǎn)率平均僅為1.4kg/m3，黃灌區(qū)僅為1.0kg/m3，分別僅為發(fā)達(dá)國家的60.8%和41.7%。山東省小麥生產(chǎn)化肥使用量較大，肥料利用率較低。據(jù)有關(guān)資料，山東省小麥生產(chǎn)氮、磷、鉀利用率分別為23.4%、11.3%和24.6%，遠(yuǎn)低于我國平均水平（32%、19%和44%）。針對山東省小麥生產(chǎn)中普遍存在的耕種環(huán)節(jié)繁瑣、作業(yè)質(zhì)量低、水肥管理粗放導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低、成本高、市場競爭力弱等問題。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所小麥栽培團(tuán)隊以輕簡省工、節(jié)本增效為目標(biāo)，圍繞實現(xiàn)小麥耕、種、管等環(huán)節(jié)輕簡高效的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新了優(yōu)化耕層、輕簡耕種、精準(zhǔn)施肥、水分調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)并闡明相關(guān)理論機(jī)制，建立了適應(yīng)于不同耕種條件的小麥輕簡化栽培技術(shù)模式，并實現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，在推廣應(yīng)用中取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本書的編寫目的，一是對團(tuán)隊前期的相關(guān)研發(fā)成果進(jìn)行階段性整理和總結(jié)，以便查找不足，維續(xù)前進(jìn)；二是作為一份交流材料，請讀者及專家指導(dǎo)指正。全書共分三章，分別介紹了山東小麥生產(chǎn)現(xiàn)狀、山東小麥輕簡化栽培理論研究、山東省小麥輕簡化栽培技術(shù)。在本書撰寫過程中，得到了單位領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，小麥栽培團(tuán)隊成員張賓、司紀(jì)升、李升東、王宗帥、孔令安、馮波，淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院陳昱利，德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院裴艷婷，棗莊市中區(qū)農(nóng)業(yè)局王利，沂水縣農(nóng)業(yè)局解孝水，濟(jì)寧市兗州區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所張娟等的辛苦付出，在此表示衷心地感謝!因著者水平有限，又因時間、人力及資料等的限制，書中仍存在錯誤和遺漏之處，熱切希望讀者把問題和意見隨時告知，以便今后補(bǔ)充修正。著 者2018年3月
李華偉，主要從事抗逆穩(wěn)產(chǎn)生理，資源高效利用生理，小麥高產(chǎn)高效栽培等方面研究。承擔(dān)國家及省級課題10余項，其中主持安徽省自然科學(xué)基金面上項目弱光和漬水雙重脅迫調(diào)控小麥籽粒淀粉粒形成的生理機(jī)制，山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎勵基金小麥莖鞘內(nèi)果聚糖代謝與其抗旱性關(guān)系研究，國家重點(diǎn)研發(fā)計劃子課題山東省小麥產(chǎn)量差形成機(jī)理及調(diào)控途徑等項目。獲農(nóng)業(yè)部豐收獎二等獎1項，安徽省科學(xué)技術(shù)三等獎1項，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)獎一等獎1項，申請國家發(fā)明專利2項。參編著作1部，發(fā)表研究論文20余篇。
第一章 山東小麥生產(chǎn)現(xiàn)狀 ……………………………………………1第一節(jié) 山東小麥生產(chǎn)地位 …………………………………………1一、山東小麥在我國糧食生產(chǎn)中的地位 ………………………1二、山東小麥生產(chǎn)發(fā)展的優(yōu)勢與潛力 …………………………3第二節(jié) 山東小麥生態(tài)分區(qū) …………………………………………4一、膠東丘陵冬性晚熟類型區(qū) …………………………………4二、魯西北平原冬性半冬性中晚熟類型區(qū) ……………………5三、魯西南平原湖洼半冬性早熟類型區(qū) ………………………5四、魯中山、丘、川半冬性中早熟類型區(qū) ……………………5第三節(jié) 山東小麥產(chǎn)量水平 …………………………………………6一、山東小麥生產(chǎn)發(fā)展歷程 ……………………………………6二、山東不同生態(tài)類型區(qū)小麥產(chǎn)量差異 ………………………8第四節(jié) 山東小麥產(chǎn)量提升限制因素及技術(shù)對策 …………………10一、山東小麥不同產(chǎn)量水平產(chǎn)量提升限制因素 ………………10二、提升小麥產(chǎn)量和效益的技術(shù)對策 …………………………12第二章 山東小麥輕簡化栽培理論研究 ……………………………16第一節(jié) 光溫水肥資源的匹配 ………………………………………16一、山東小麥生長季光、溫資源分布 …………………………16二、光、溫資源對小麥生長的影響 ……………………………18三、水肥運(yùn)籌對小麥產(chǎn)量和效益的影響 ………………………23第三節(jié) 栽培模式對產(chǎn)量和效益差形成的影響 ……………………31一、不同栽培模式對產(chǎn)量、水肥利用效率的影響 ……………33二、不同栽培模式小麥群體質(zhì)量及其與產(chǎn)量和肥水 效率的關(guān)系 …………………………………………………34三、不同栽培模式物質(zhì)生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)及其與產(chǎn)量和肥水 效率的關(guān)系 …………………………………………………37四、結(jié)論和討論 …………………………………………………43第四節(jié) 播后鎮(zhèn)壓對小麥生長發(fā)育的影響 …………………………44一、冬前鎮(zhèn)壓和灌溉對土壤特性的影響 ………………………45二、冬前鎮(zhèn)壓和灌溉對冬小麥植株形態(tài)的影響 ………………49三、冬前鎮(zhèn)壓和灌溉對冬小麥生理特性的影響 ………………56四、冬前鎮(zhèn)壓和灌溉對冬小麥干物質(zhì)積累及產(chǎn)量形成的影響 69五、結(jié)論和討論 …………………………………………………73第三章 山東省小麥輕簡化栽培技術(shù) ………………………………80第一節(jié) 耕層優(yōu)化輕簡化栽培技術(shù) …………………………………80一、耕層優(yōu)化輕簡化栽培技術(shù)的提出 …………………………80二、配套機(jī)械研制 ………………………………………………81三、耕層優(yōu)化栽培技術(shù)增產(chǎn)機(jī)理 ………………………………83四、耕層優(yōu)化栽培技術(shù)推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益 …………………105第二節(jié) 小麥壟作輕簡化栽培技術(shù) …………………………………107一、小麥壟作高效栽培技術(shù) ……………………………………107二、推廣小麥壟作高效栽培技術(shù)的意義 ………………………108三、小麥壟作高效栽培技術(shù)節(jié)本增效優(yōu)勢明顯 ………………109四、小麥壟作節(jié)水、省肥技術(shù)要點(diǎn) ……………………………111五、小麥壟作高效栽培技術(shù)的應(yīng)用前景 ………………………113第三節(jié) 小麥精播、半精播技術(shù) ……………………………………114一、小麥精播、半精播栽培的生物學(xué)基礎(chǔ) ……………………114二、小麥精播、半精播栽培的優(yōu)點(diǎn) ……………………………115三、小麥精播、半精播栽培技術(shù)要點(diǎn) …………………………115第四節(jié) 配套技術(shù) ……………………………………………………117一、小麥氮肥后移技術(shù) …………………………………………117二、小麥化控技術(shù) ………………………………………………118主要參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………121
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