2020年11月24-25日,我所作物需水过程与调控团队和非充分灌溉原理与技术团队参加的公益性行业(农业)科研专项经费项目“水浇地合理耕层构建技术指标研究”(201503117)在北京通过了农业农村部组织的专家组验收。在该项目中,我所承担的课题为“豫北潮土区水浇地合理耕层构建与试验示范”。
河南省位于黄河以北五市一县的平原区,土壤类型为潮土,农业以小麦玉米一年两熟连作为主,多采用浅旋耕作和地面灌水技术,导致水浇地耕层变浅、犁底层加厚、水肥利用效率低下。为此,本课题以豫北潮土区水浇地合理耕层构建为目标,重点开展水浇地合理耕层评价、合理耕层构建技术途径与指标、秸秆还田方式及适宜灌水技术与灌溉模式研究,并进行技术集成与示范。
团队首先通过对豫北潮土区62个调研点数据分析,明确了土壤容重和水分亏缺对作物生长及产量的影响,确定了豫北潮土区水浇地耕层评价的6个技术指标及各指标权重系数,提出了一个数值范围0~1的耕层评价指数指标,解决了耕层质量科学评价的问题。在此基础上,选择典型代表点—河南新乡七里营镇和获嘉县位庄乡,建设了120亩综合试验基地和1200亩核心试验示范区,并按照项目专家组审核通过的试验示范方案在二地同步开展研究和示范。通过连续五年的研究,提出了豫北潮土区水浇地合理耕层构建的深松技术及技术指标:双季秸秆全量还田,2年一次秋深松,深松深度35cm,明确了土壤深松机械作业的条件、技术要求、作业质量指标、配套技术及农艺要求;确定了与深松技术相适宜的畦灌、微喷灌和滴灌三种灌水技术及适宜灌水技术参数和灌溉控制指标,提出了不同水文年三种灌溉方式的作物高效节水灌溉制度,解决了深松后灌水定额大、灌水均匀度差等问题;集成秸秆还田、深松技术和适宜灌溉技术于一体,提出了豫北潮土区水浇地合理耕层构建技术模式,制订出了冬小麦-夏玉米连作深松技术规程和合理耕层构建技术规程;创建了包括深松机具、耕层理化指标、土壤微生物群落、灌溉施肥及作物产量等数据的豫北潮土区水浇地合理耕层构建技术数据库,累计入库数据量13000余条;结合课题研究,培养青年骨干5名、硕士研究生3名,制定地方标准2部,申请授权实用新型专利6项,软件著作权4项,实审发明专利 2 项 ,发表论文13 篇;举办7 场技术培训,培训专业技术人员 60 名,农民 488 人次。
研究成果在新乡获嘉和焦作广利灌区辐射推广应用61.8万亩,其中获嘉县39.5万亩,广利灌区22.3万亩。平均每亩增产110kg,水肥投入成本降低60元,水分利用效率提高15%以上,经济效益和社会效益显著。