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1、公益性行业（农业）科研专项项目执行情况报告（2014 年度 ）项目名称： 西南水旱轮作区规模化周年高效生产技术研究与示范委托部门（甲方） ： 云南省农业科学院项目首席科学家： 戴陆园承担部门（乙方） ： 四川农业大学负责专家：任万军二 O 一四年十一月一、项目总体目标调研明确四川水旱轮作模式的种类、 配置、资源利用及亟待解决的问题， 优 选符合本区域地理自然资源条件且具有综合发展优势的水旱轮作模式， 通过作物 品种特性分析与搭配、 茬口衔接、 适宜栽培与耕作措施研究， 提升水旱轮作模式 的效益与技术水平。研究秸秆还田、免耕优化定抛、机械化播种或插秧、肥料周 年运筹等周年高效生产技术， 减少劳动
2、力投入， 提高机械化水平，降低生产成本， 提高周年生产综合效益。 通过布置定位试验， 探索明确不同水旱轮作种植模式在 周年光温资源利用、 产量和效益等方面的作用与效果， 为优化周年高效利用模式 和建立推广体系提供充分依据。 筛选出适宜西南水旱轮作区周年高效种植的水稻 品种 1 个、蔬菜品种 1 个，形成周年规模化高效生产轮作模式 5 套和关键技术体 系 1 套。通过轻简生产技术、 高产优质规模化生产技术以及高效生产技术的研究 与技术集成示范，累计辐射带动 50 万亩，粮食亩增产 20 千克，节本增效 200 元/亩。培训地方技术骨干 20 名，培训基层农技人员 500人次，指导农户 5000
3、人次，印发技术资料 5000份。培养博士研究生 1 人，硕士研究生 23人；在核 心以上刊物发表研究论文 3 篇以上。二、2014 年目标任务针对水旱轮作模式开展科学调研分析和评价， 优选出符合区域资源条件且具 有综合发展优势的水旱轮作模式； 针对现有水旱轮作模式土地利用效率低、 经济 效益不高等问题， 研究简化节本和周年高效的技术体系； 针对水旱轮作模式的生 理生态机理尚不明确等问题， 开展定位试验研究， 揭示水旱轮作条件下作物高效 生产的机理性问题。主要技术考核指标：开展不同水旱轮作优化模式的定位实验； 筛选出适宜西南水旱轮作区周年高 效种植的水稻品种 1 个、蔬菜品种 1 个；初步明确西
4、南水旱轮作区的作物轮作模 式；发表研究论文 1 篇。三、本年度所开展的工作为了推进本项目的高效实施， 2014 年继续开展适宜于水稻规模化高产高效 种植的品种筛选和轮作规模化高效生产关键技术的研究。 并针对前期基础调研进 行水旱轮作模式评价与筛选， 对调研所得轮作模式， 选择五种代表性模式展开定 位试验，涉及的五种水旱轮作模式分别为蚕豆 - 水稻、马铃薯- 水稻、油菜- 水稻、 小麦- 水稻、大蒜-水稻。针对水旱轮作模式的水旱转换过程在资源利用、 土壤微 环境状况等与非水旱轮作模式有着显著差异， 本年度同时展开水旱轮作与非水旱 轮作模式的定位试验研究，设计的轮作模式包括设冬水田水稻（水水连作）
5、、 马铃薯玉米（年内旱旱轮作）、马铃薯水稻（年内水旱轮作）、油菜水稻 T马铃薯一水稻（年内年间水旱轮作）三种耕作类型，四种轮作模式。水旱轮作 的定位试验场地选择在崇州市桤泉镇四川农业大学科研农场，定位试验场与 2013年 11 月建设完毕，为了保持土壤肥力的一致性， 2013年 11 月种植豆科植 物（蚕豆）进行土壤培肥， 2014年 5 月正式开始水稻作物季的水旱轮作定位试 验。同时，由于养分在年内作物季间会产生相互影响， 针对水旱轮作过程养分作 物季间分配，开展了养分循环的盆栽试验， 以探讨水稻季氮素的投入及分配规律， 及其在旱季作物中的效率。四、项目研究进展1. 适宜于西南水旱轮作区周年
6、高效种植的品种筛选（ 1） 适宜于西南水旱轮作区周年高效种植的水稻品种筛选适宜于川东冬闲田水旱轮作模式的周年高效水稻品种筛选：以U优602、F优498、U优498、川农优498为试验材料，在川东邻水县示范基地设计精确定 量等行平作、 精确定量宽窄行垄作、 半旱式宽窄行垄作 3 种栽插模式， 进行田间 试验。结果表明：与U优602相比，U优498、F优498、川农优在成熟期的干物 质积累均优于U优602,说明其对当地的气候条件比较适应。精确定量宽窄行垄 作与精确定量等行平作干物质积累重量和穗占比例均高于半旱式宽窄行垄作， 精 确定量宽窄行垄作优势明显。U优 498与U优602两个品种明显优于其他
7、品种， 穗干重要明显高于其他品种。F优498与川农优干物质积累较高，其穗干重与穗 占比例偏低。U优498则比较适应当地的气候环境。U优602则应采取精确定量 宽窄行垄作，调节栽插密度，改善大田环境。表1不同栽培模式及品种各时期干物质积累栽培方式品种干物质积累t /hm2抽穗期成熟期拔节期n 优 4982.7412.5019.60rt曰*/H精确疋量宽乍行垄作n 优 6021.6511.7315./F 优 4982.137.8919.16川农优3.1711.7318.00精确定量等行平作n 优 6022.3211.6414.80n 优 6020.747.3711.93半旱式宽窄行垄作n 优 49
8、81.0411.0112.57rt曰*/H精确疋量宽乍行垄作2.1/10.7118.1/精确定量等行平作平均2.7411.6816.40半旱式宽窄行垄作0.899.1912.25在氮素积累方面，n优498的含氮量和氮素积累量都处于较咼水平，比例适中，说明此品种较好适应了当地的气候条件， 川农优含氮量和氮素积累量虽处于 高水平，但其拔节期氮素积累量过高，说明其无效分蘖发生的多。2 表2不同栽插方式及品种的氮素积累总量kg/hm栽插方式品种拔节期前拔节期-抽穗期抽穗期-成熟期曰*/Hn 优 49869.19176.31230.84精确疋量宽乍行垄作n 优 60250.72150.66176.70川
9、农优109.65164.90201.87曰* AA/L、/H精确定量等行平作n 优 60274.45152.88183.23半旱式宽窄行垄作n 优 60222.3486.08118.46n 优 60225.52113.87101.62rt曰*/H59.95163.48203.77精确疋量宽乍行垄作曰* AA/L、/H平均92.05158.89192.55精确定量等行平作半旱式宽窄行垄作23.9399.98110.04综上所述，在川东冬闲田水旱轮作体系中，通过品种筛选和栽培模式试验表 明，水稻品种U优498对当地的气候条件适应最好，在不同栽培模式中，精确定 量宽窄行垄作效果最好。(2)适宜于水旱
10、轮作模式的周年高效水稻品种氮肥管理方式筛选：根据2013年的试验结果，筛选的F优498兼具高产稳产、生育期适中、适 于机插等特点，其生育期比省内主推中籼迟熟杂交稻品种早 7-10天，适于多种 茬口栽插，即可为后作蔬菜生长留足空间，并适于小麦、油菜茬口的机插栽培，生育期和产量均具有优势。 而且该品种在机插、 优化定抛和精确定量栽培条件下 均能具备亩产 800 公斤的潜力。本年度针对 2013 年初步筛选的适宜于西南水旱轮作区周年高效规模化种植 的水稻品种F优498,继续开展研究，探索肥料管理对水稻品种的适应性，以提 高规模化高效种植下的氮肥管理措施。 设计不同施氮处理， 分别设普通尿素和多 肽尿
11、素施肥，每种肥料下设农民经验施肥（底肥：分蘖肥=7： 3）（ FFP和FFP）， 高产施肥方式（基蘖肥： 穗肥=5： 5，底肥：分蘖肥=7:3，促花肥：保花肥=6： 4）（ONM和PASPM），高产施肥方式减氮15%（ ONM和 PASPM），高产施肥方式 增氮15% （ONM和 PASPM），共9个处理，每个处理重复 3次。结果显示，氮肥施用有效的促进了水稻分蘖的发生， 显著提高水稻的最高茎 蘖数和有效穗数。与普通尿素相比，PASP尿素在保证较高的茎蘖群体的情况下 能有效的降低分蘖的衰亡， 从而提高有效穗数。 不同施氮处理间， 农民经验性施 肥导致水稻无效分蘖大量发生， 其最高茎蘖数明显高于
12、其他处理， 而后期养分供 给不足，分蘖大量死亡，有效穗数明显低于氮肥优化处理。同时，氮肥施用显著提高了水稻的生物量、单位面积有效穗数和水稻产量，降低了每穗颍花数、千粒重和收获指数。较普通尿素，PASP尿素显著提高了水稻的生物量、 有效穗数和产量。 不同施氮处理间， 氮肥优化处理能有效的提高水 稻的生物量、有效穗数和产量，但降低了水稻的收获指数。FFP处理的生物量显著低于其他处理， 其有效穗数、 千粒重均低于其他处理， 从而导致产量的显著降 低。ONM3PASP和 PASP3处理能有效的提高水稻的有效穗数，从而提高群体颖 花量，并最终提高水稻产量。随施氮量增加，普通尿素处理水稻产量逐渐增加， 但
13、PASP1和PASP3处理产量无明显差异。施氮显著提高水稻不同叶位叶片的叶绿素含量。较普通尿素，PASP尿素使剑叶、倒 2 叶、倒 3 叶叶绿素含量分别增加了 7.0%、 9.9%和 11.1%。不同施氮处 理间，氮肥优化处理能提高输到各叶位叶片的叶绿素含量。ONM和 PASP2处理，在减少15%施氮量的情况下，其叶绿素含量仍高于 FFP和FFP处理。不同施氮 量则主要导致倒 3 叶叶绿素含量的差异，随施氮量增加，叶绿素含量增加。5 4 32 14 3 2 1 5 4 ggF旦里含素绿叶2 1OF图1不同氮肥管理下水稻上 3叶抽穗期叶绿素含量综上所述，对于适宜于水旱轮作的高产高效水稻品种 F优
14、498来说，采用多 肽尿素施肥，配合以下氮肥后移水平，即基蘖肥：穗肥=5:5,底肥：分蘖肥=7:3， 促花肥：保花肥=6： 4,能有效促进生育前期分蘖发生和有效分蘖的形成，并提 高水稻的生物量、有效穗数、产量，维持生育后期叶片光合左右，进而达到高产 咼效的目标。(3)适宜于西南水旱轮作区周年高效种植的蔬菜品种筛选菜稻轮作是西南水旱轮作区的重要粮经型种植模式，能有效实现保障家庭粮 食安全和农业经济收入的双重功能。白菜作为水旱轮作体系中菜稻轮作的一种模 式，广泛被采用。然而，白菜作为十字花科植物，其生长发育过程中易遭受根肿 病的侵害，导致减产。根肿病是十字花科蔬菜流行的一种病害， 其病原菌主要为
15、鞭毛菌亚门中的芸苔根肿菌。受根肿菌侵染后，在根部形成大小不一、光滑或龟 裂粗糙的肿瘤。而植株的地上部份生长迟缓、缺水蔫萎。根肿病主要由土壤中的 休眠抱子，通过菜株病苗、水流携带菌土等方式传播。水旱轮作由于水旱转换可以有效缓解根肿病， 但选择优质高效的抗根肿病的 白菜品种也十分重要。根据西南水旱轮作区水稻生长发育规律， 结合四川盆地根 肿病高发的现状，通过文献与市场调研。筛选适宜高产种植的抗病性白菜品种。 从表3可以看出，适宜于四川栽培的白菜品种春福皇、 春旺、秋利旺等6个品种 中，秋利旺、寒玉90和秋实皇3个白菜品种虽然具有产量较高、耐性也较强等 较好品种特性，但适播期均在7月中8月下旬，正常年份下四川水旱轮作区水 稻收获在8月下旬9月上旬，因此白菜与水稻在茬口匹配上产生冲突而不适宜。 春福皇、春旺两个白菜品种在适播期上虽然与水稻的收获后的茬口无冲突，但水稻收获后至白菜播种前的土壤闲置期
