各位老師,大家好!我是“一麥眾承”第9小組“麥舞徽韻”的謝德慶,在青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院作物所工作。按照組長曹文昕老師安排,代表小組值日。我們小組還有張坤普老師(河南農(nóng)業(yè)大學(xué))、盧杰老師(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué))、金彥剛老師(江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司)、徐向陽老師(隆平高科)、王 靜老師(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所)、楊蕾老師(巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所)、劉寶龍老師(中科院西北高原生物研究所)、張帥壘老師(河南科技學(xué)院)、朱軍祥老師(山東中農(nóng)匯德豐種業(yè)科技有限公司)、翟亮老師(泰安市泰山區(qū)久和作物研究所)、劉方方老師(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所)。非常感謝“一麥眾承”交流平臺,通過近一年的學(xué)習(xí)交流,使我受益匪淺,感謝各位老師不吝賜教。我交流的題目是全國著名的高產(chǎn)區(qū)青海柴達木盆地春小麥育種概況,文章中引用了我省幾代農(nóng)業(yè)科技工作者的部分?jǐn)?shù)據(jù)和研究結(jié)果,通過“一麥眾承”這個平臺分享給大家,希望各位老師對青藏高原有一個初步的了解和認(rèn)識,不妥之處敬請各位老師批評指正。
1、盆地概況
柴達木盆地曾經(jīng)以春小麥單產(chǎn)1013.3公斤聞名遐邇,總面積25.8余萬hm2,占青海省總面積的35.8%。平均海拔高度3000m左右,是我國海拔最高的高原型內(nèi)陸盆地。盆地地域遼闊,人口稀少,資源豐富,素有“聚寶盆”之稱,下轄烏蘭、都蘭、格爾木和德令哈等農(nóng)業(yè)區(qū)。農(nóng)作物耕地面積4.7萬hm2 左右(含宜農(nóng)荒地、退耕還林地等),柴達木盆地深居高原大陸腹地,四周高山環(huán)抱,西南暖濕氣流難以進入,具有寒冷、極度干燥、富日照、太陽輻射強、多大風(fēng)天氣等典型高寒大陸性荒漠氣候特征。由于柴達木綠洲主要分布在盆地沿山洪積細土帶,農(nóng)業(yè)分布區(qū)(南北邊緣地區(qū)細土帶)降水稀少,氣候干燥,相對濕度低,空氣中水汽含量少,濕度小,大氣透明度高,加之太陽輻射強烈,日照時間長,中午有日照時氣溫相對較高,夜間溫度低,晝夜溫差大,有利于農(nóng)作物光合產(chǎn)物的積累,這些特殊生態(tài)條件是國內(nèi)同緯度地區(qū)和平原地區(qū)無法比擬的,這為柴達木盆地農(nóng)作物高產(chǎn),特別是春小麥高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
2、柴達木盆地小麥生產(chǎn)的氣候條件
(1)太陽輻射強,總輻射量多。輻射強、降水少、蒸發(fā)大是干早地區(qū)共同特征之一。由于盆地海拔高,空氣稀?。赓|(zhì)約為海平面70%多),透明度大,晴天多,日照時間長,因此太陽輻射強度大,總輻射能量多(表1)。
表1 各地輻射總量(kJ/cm2) (1961~1977年) 盆地年輻射總量約 690.9~753.6 kJ/cm 2,不論夏半年(4~9月) 或冬半年 (10~3月) 均高于同緯度東部黃土高原、華北平原和山東半島。按輻射熱能多少,把世界各地分為5級,則柴達木屬于一級地區(qū),每平方米一年接受太陽輻射總量達6699~8370MJ,僅略次于西藏南部局部地區(qū),是我國太陽能最豐富地區(qū),和印度巴基斯坦北部相當(dāng),比印度尼西亞雅加達一帶還高。直接輻射在總輻射能中比值超過60%,年絕對值多于418.7 kJ/cm2,較上海高167. kJ/cm2,比北京多125.6 kJ/cm2。 盆地主要作物春小麥生育期間輻射量為267.9~326.6kJ/cm2 ,相當(dāng)每畝15~21.4億焦,占年輻射量40~45% ,比北京、昆明高出35~62 %。日平均輻射量2240~2554kJ/cm2 ,輻射量最大的夏季正是作物的生長期。輻射能量、光照長度和產(chǎn)量呈明顯正相關(guān),而光合作用產(chǎn)量和生物學(xué)產(chǎn)量亦為正相關(guān)。盆地灌區(qū)春小麥畝產(chǎn)750公斤以上,光能利用率大體變動于2.7~3.2%之間;畝產(chǎn)800 公斤,光能利用率為2.8%,850公斤為3.2%,當(dāng)光能利用率達5%時,產(chǎn)量就會高到1000~1150公斤。從實際產(chǎn)量水平看,1973年香日德農(nóng)場16.1畝出現(xiàn)單產(chǎn)912.2公斤,79年該場20.4畝單產(chǎn)932.7公斤,同年諾木洪農(nóng)場15.06畝平均單產(chǎn)959公斤。上述產(chǎn)量水平正是農(nóng)業(yè)氣候資源利用和精耕細作的結(jié)果,表明在現(xiàn)有條件下仍有很大產(chǎn)量潛力。
(2)光照時間長,晴天日數(shù)多。柴達木盆地空氣干燥,晴天多陰雨少,日照時間長,年日照時數(shù)3000小時以上。灌區(qū)日照時數(shù)平均達3136小時,如諾木洪農(nóng)場十六年資料,日照為3117.2~3571.4小時。冷湖達3600小時,比著名的日光城拉薩3000小時還多,是全國最高地區(qū)。小麥屬喜光長日照作物,德令哈小麥生育期物候一般是3月中旬播種,4月下旬出苗,7月中旬抽穗,9月上旬成熟。在日地運行中正處北半球,太陽高度角大,日照時間長的夏半年,盆地大部地區(qū)一般天氣條件6時半到20時半光照強度都在當(dāng)?shù)卮盒←溦9夂献饔靡蟮?300勒克斯左右,一天中有近14個小時可進行光合作用,又無高溫抑制,為物質(zhì)制造提供了良好的光照條件(表2)。
表2 各地日照時數(shù)(1961~1970年)
(3)溫度日較差大。 這一特點表現(xiàn)在白天日照長,輻射強,增溫快,又因其海拔高使白天溫度多處于適宜作物光合作用的溫度范圍,而夜間有效輻射強,失熱快,溫度低,呼吸消耗少,因此物質(zhì)積累多。高寒地區(qū)溫度變化的這一特點是農(nóng)業(yè)有利的氣候資源之一。根據(jù)柴達木灌區(qū)測定,呼吸消耗相當(dāng)于光合作用積累量的1/5.5~1/3,積累遠多于消耗,利于產(chǎn)量形成。盆地年平均溫度0.8℃(大柴旦)~5.1℃(察爾汗)。作物絕大部分分布于盆地東部香日德、諾木洪、德令哈、都蘭等廣闊地帶,年平均2.7℃~4.2℃,最熱月平均14.0℃,一些地區(qū)熱量條件還優(yōu)于東部農(nóng)業(yè)區(qū)的某些縣。十年平均0℃以上天數(shù)155~181天,期內(nèi)積溫1905℃~2215℃。小麥生育后期,白天溫度多在20℃以上。年較差24.1~30.4℃,日較差12.8~16.9℃,具有荒漠氣候的溫差特征。白天溫度適宜,光照強,無高溫抑制,夜間常不超過10℃,為干物質(zhì)積累提供了較好的溫度條件(表3)。
表3 1957~1972年諾木洪農(nóng)場春小麥生育期內(nèi)氣候條件 (4)降水少、蒸發(fā)量大。盆地深居內(nèi)陸高原腹地,遠離海洋,其主要水汽來源為印度洋孟加拉灣上空的西南暖濕氣流,但經(jīng)長途遠涉,重重山系阻隔,進入高原水汽已經(jīng)不多,能深入盆地便已更少,加上下沉增溫和干燥的戈壁下墊面往往有云無雨或雨滴在下降途中便被蒸發(fā),形成降水極少,除盆地邊緣地區(qū)外,年雨量一般均不足百毫米,自東南向西北遞減,是我省雨量最少地區(qū),而且變率大。雨量少卻大大限制了光、熱資源潛力的發(fā)揮,無灌溉即無農(nóng)業(yè),柴達木便屬于這種類型(表4)。
表4 柴達木盆地降水量(mm) ?綜上所述,盆地降水已無多大農(nóng)業(yè)意義,種植業(yè)則全賴灌溉。干旱地區(qū)在有灌溉條件下這種少雨干燥反可看成農(nóng)業(yè)上有利氣候條件,小麥群體內(nèi)株間濕度小,加上光照強,減少葉面氣孔阻力增加CO2吸收利于碳水化合物的合成。盆地灌區(qū)小麥生育期間降水僅30~130毫米,年蒸發(fā)量達2500~3000毫米,蒸發(fā)強則植株輸送養(yǎng)分動力大,利于養(yǎng)料吸收物質(zhì)運輸和增多積累。又不利于各種病原菌和病蟲害的發(fā)生蔓延,增強莖稈彈性。后期還利于灌漿和增加粒重,因此是既能加大群體密度,又能增加千粒重的氣候條件之一。在沙漠綠洲的農(nóng)業(yè)上水源充足是奪取高產(chǎn)的根本原因。
3、柴達木盆地主要春小麥品種介紹
(1)青春38
選育單位:青海省農(nóng)林科學(xué)院作物所。
審定時間:2005年12月10日通過青海省第七屆農(nóng)作物品種審定委員會審定,定名為青春38,審定編號為青種合字第0199號。
特征特性:幼苗半直立。葉色深綠,葉相中間。株高89.0±3.01cm,單株分蘗數(shù)0.53±0.01個,分蘗成穗率74.30±7.89%,穗下節(jié)長41.70±3.91cm。穗紡錘形、頂芒。穗長10.60±0.87cm,每穗小穗數(shù)18.90±1.51個,穗粒數(shù)46.90±7.23粒。籽粒橢圓形、紅色、角質(zhì)。品質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心(哈爾濱)檢測,青海西寧地區(qū)樣品,千粒重44.30±2.20g,容重816g/L,粗蛋白質(zhì)14.09%,降落數(shù)值305s,濕面筋29.10%,沉降值39.2ml,面團穩(wěn)定時間4.3min。寧夏回族自治區(qū)隆德縣樣品,容重808g/L,粗蛋白質(zhì)14.55%,降落數(shù)值338s,濕面筋32.2%,沉降值44.6ml,面團穩(wěn)定時間4.0min。甘肅省民勤縣樣品,容重774g/L,粗蛋白質(zhì)15.71%,降落數(shù)值418s,濕面筋36.4%,沉降值44.4ml,面團穩(wěn)定時間6.0min??箺l銹,抗倒伏,口緊不易落粒,落黃好。
該品種適宜青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)川水地區(qū)、柴達木盆地種植。較高水肥條件下產(chǎn)量500-550.0kg/667m2,中等水肥條件下產(chǎn)量400-450.0kg/667m2;青海省柴達木盆地在高水肥條件下產(chǎn)量潛力可達720kg/667m2以上。
(2) 高原437
選育單位:中國科學(xué)院西北高原生物研究所。
審定時間:2009年通過青海省農(nóng)作物品種審定委員會審定,審定編號為青審麥2009001。
特征特性:春性,中早熟,生育期84-138d。幼苗直立,芽鞘綠色,葉色深綠、無茸毛。株高86.2-105.7cm,株型緊湊,葉相中間型,葉耳呈白色。單株分蘗數(shù)3.41個,分蘗成穗率17%,群體結(jié)構(gòu)較好,抗倒伏,落黃好。穗長方形、頂芒、白色,小穗密度中等,穗長11-14cm,小穗數(shù)18-21個,不孕小穗2-3個,穗粒數(shù)33-38粒,籽粒紅色,卵圓形,飽滿,角質(zhì),透明,腹溝淺,冠毛較少。千粒重37-49.2g,容重756-764g/L。品質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)檢測,粗蛋白(干基)13.84%,濕面筋33.5%,沉淀值,49.3ml,吸水率65.7%,面團形成時間4.2min,穩(wěn)定時間6.1min,軟化度82F.U,評價值55,最大抗延阻力290E.U,延伸性17.8cm,拉伸面積72.2cm2。高抗條銹病,中抗稈銹?。?0MR),慢葉銹?。?0S),中感白粉病和黃矮病。耐青干能力強,抗旱性中等。
該品種適宜在青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)海拔2100-3000m的湟水和黃河流域的中高位水地、中位山旱地、柴達木盆地綠洲灌區(qū)種植。高水肥條件下產(chǎn)量為500.0-600.0kg/667m2;一般水肥條件下400.0-450.0kg/667m2。柴達木盆地高水肥條件下產(chǎn)量可達650.0-750.0kg/667m2。
4、柴達木盆地高產(chǎn)案例
1965年香日德農(nóng)場引進的意大利小麥品種阿勃在 0.165hm2 面積上創(chuàng)造了平均產(chǎn)量11278.50kg/hm2的紀(jì)錄,1974年諾木洪農(nóng)場利用阿勃品種在0.989hm 2 面積上創(chuàng)造了平均單產(chǎn)10532.25kg/hm2的紀(jì)錄。1978 年,中國科學(xué)院西北高原生物研究所的程大志研究員領(lǐng)導(dǎo)的小麥高額豐產(chǎn)栽培研究課題組通過和香日德農(nóng)場農(nóng)科所合作,培育出了春小麥高產(chǎn)新品種高原338 ,并在0.261hm 2 上進行了高產(chǎn)栽培試驗, 秋季經(jīng)初步測產(chǎn)計算, 產(chǎn)量達15474kg/hm2,單季單作產(chǎn)量首次超過了15t/hm 2 。經(jīng)過青海省科學(xué)技術(shù)委員會( 現(xiàn)青海省科技廳,下同) 邀請 20多位省內(nèi)外有關(guān)專家組成驗收委員會,親臨現(xiàn)場對這片麥田進行了田間驗收, 經(jīng)測產(chǎn)、收割、脫粒 、稱重 、除雜 、除水等全過程的檢驗,結(jié)果顯示:這片麥田平均有效麥穗774.45萬個/hm 2 ,每穗結(jié)實36.18個,千粒重56.2g ,經(jīng)單收實打 ,總產(chǎn)量達3961.03kg, 平均單產(chǎn)15195.75kg/hm2。后經(jīng)有關(guān)情報研究單位查新證明, 這一產(chǎn)量創(chuàng)造了春小麥?zhǔn)澜绺弋a(chǎn)記錄。此后的幾年中, 柴達木盆地農(nóng)業(yè)部門的科技工作者又利用高原338品種2次突破單產(chǎn)15t/ hm 2 的春小麥高產(chǎn)記錄 (表 5) 。
表5 柴達木盆地春小麥高產(chǎn)和超高產(chǎn)典型
2010-2014年,在國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家肖世和研究員的安排部署下,青海省農(nóng)林科學(xué)院在青海省都蘭縣香日德鎮(zhèn)下柴源村和沱海村進行了春小麥高產(chǎn)技術(shù)集成試驗示范,該項目以畝產(chǎn)850公斤為產(chǎn)量目標(biāo),以大穗型品種高原338和穗數(shù)型品種綿雜168為核心技術(shù),以合理密植、測土配方施肥和壯桿防倒等為配套措施進行小麥畝產(chǎn)850公斤高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)體系集成組裝 ,并在當(dāng)?shù)剞r(nóng)民田中進行試驗示范。2010年,選用高原338和綿雜168兩個品種,播量為每畝29公斤,試驗示范面積為51畝,其中綿雜168試驗示范17畝,高原338試驗示范34畝。同年9月7日至11日,國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系組織黑龍江省農(nóng)科院副院長、國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系成員、東北春麥區(qū)小麥育種崗位專家肖志敏研究員;山西農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院副院長、農(nóng)業(yè)部小麥專家指導(dǎo)組成員高志強教授;黑龍江省農(nóng)科院作物所張春利研究員等7位專家,根據(jù)農(nóng)業(yè)部《全國糧食高產(chǎn)創(chuàng)建測產(chǎn)驗收辦法(試行)》,綿雜168和高原338高產(chǎn)示范點進行了測產(chǎn)。綿雜麥168,理論產(chǎn)量為761.6公斤/畝,實收產(chǎn)量774.8公斤。高原338,油菜茬理論產(chǎn)量為771.6公斤/畝,實收產(chǎn)量792.2公斤。豌豆茬理論產(chǎn)量為858.1公斤/畝,實收產(chǎn)量772.01公斤。
2011年,選用了4個春小麥品種高原338、青春38、寧春50和N2038。其中,高原338為創(chuàng)高產(chǎn)的老品種,是一密穗型品種;青春38是由青海省農(nóng)科院培育的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病春小麥品種;寧春50、N2038是從寧夏引進的,豐產(chǎn)性、適應(yīng)性較優(yōu)的春小麥品種。4個參試品種試驗示范面積、播量分別為:高原338,13畝,30公斤;青春38,18畝,24公斤;寧春50、N2038,1畝,22.5公斤。
同年9月18日-9月19日,國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及青海省有關(guān)專家在都蘭縣香日德鎮(zhèn)新華村對上述4個品種的高產(chǎn)示范田進行了測產(chǎn)。高原338理論產(chǎn)量為845.13公斤/畝,實收產(chǎn)量為876.03公斤/畝。青春38理論產(chǎn)量為631.06公斤/畝,實收產(chǎn)量為597.78公斤/畝。寧春50理論產(chǎn)量為 656.51公斤/畝,實收產(chǎn)量為620.00公斤/畝。N2038理論產(chǎn)量為622.21公斤/畝,實收產(chǎn)量為660.00公斤/畝
2012年,青海省農(nóng)林科學(xué)院選用高原338和揚麥16號,在都蘭縣香日德鎮(zhèn)新華村進行高產(chǎn)栽培試驗,試驗示范面積、播量分別為:高原338,5.8畝,30公斤;揚麥16,4.5畝,27.5公斤。高原338理論產(chǎn)量為665.00公斤/畝,實收產(chǎn)量為650.00公斤/畝,揚麥16理論產(chǎn)量為495.00公斤/畝,實收產(chǎn)量為490.00公斤/畝。
2013年,青海省農(nóng)林科學(xué)院選用高原338,在都蘭縣香日德鎮(zhèn)新華村進行高產(chǎn)栽培試驗,試驗面積為6.5畝,播量為28公斤,同年9月24日,國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系組織5位專家進行了實打驗收,實收面積為3.38畝,采用豐收2型小型聯(lián)合收割機機收,實收畝產(chǎn)為811.80公斤。
2014年,青海省農(nóng)林科學(xué)院選用高原338,在都蘭縣香日德鎮(zhèn)新華村進行高產(chǎn)栽培試驗,試驗面積為9.2畝,播量為32.5公斤,同年9月24日,青海省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站組織國家農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、西北高原生物研究所、青海省農(nóng)林科學(xué)院、互助縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心和湟中縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心等單位的9位專家,根據(jù)農(nóng)業(yè)部《全國糧食高產(chǎn)創(chuàng)建測產(chǎn)驗收辦法(試行)》,進行了實地測產(chǎn)驗收。實測面積3.186畝。理論產(chǎn)量為942.8公斤/畝,實收產(chǎn)量886.1公斤/畝(表6)。
表6 2010-2014年香日德地區(qū)春小麥高產(chǎn)事例 作者簡介:謝德慶,研究員,1986年至今主要從事小麥育種工作和青稞小麥新品種示范推廣工作。先后主持或參與完成國家和省級科研項目10項,主持或參與育成冬春小麥新品種8個,獲省科技進步二等獎2項,發(fā)表論文10余篇,出版專著5部。電話18997189453。
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