高光效新型栽培模式简介

30
75 水平距离（cm）
140
30
75 水平距离（cm）
140
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
自然降水利用—土壤蒸发
新型种植 传统种植 对照
土壤蒸发强度（mm/d）
2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 苗期 拔节期 大喇叭口期 抽雄吐丝期 灌浆期
NEIGAE
光照效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
试验验证
通过遮阴试验验证：遮阴后玉米株高、 穗位分别增高 10-16% 、 26-48cm ，单株叶 面积减小，叶片变薄，开花日期延后 3-5 天，雄穗变短，光合速率明显降低。
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
解决途径
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
一、选择地块与整地
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
一、选择地块与整地
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
一、选择地块与整地
整地（翻地、耙地）
收获后最好进行秋翻，最佳翻地深度为：20-25厘米，打破犁底层，翻后及时拖平耙 压，做到无漏耕、无立垅、无坷垃，土块疏松，细碎。没有大型机械条件的收获后及时 灭茬，然后拖平镇压。 中国科学院东北地理与农业生态研究所
KZ 新型种植 JY 传统种植 CK 对照
生育时期
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
高光效栽培技术体系
配套机械 精量播种 定株距 技 术 病虫草 鼠害生 物防治 技 术 田间 管理 技 术 新型肥料 配方、平 衡施肥 配套机械 玉米秸秆覆 盖粉碎还田 技 术 适时 收获 理 论 专利技术 留高茬、 休耕轮作 新型模式种 植技术体系
单位：g/m2
开花期 传统模式 59.17 6.17 4.41 3.59 2.85 76.19
生长发育前期：总根量新型模式低于传统模式； 生长发育后期：总根量新型模式高于传统模式；但0-20cm根量低于传统 模式，其余各层新型模式高于传统模式。 中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
热（光强、光质量）？？！－没有被重视
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
问题提出
科学问题1：垄向问题－传统的栽 培方式是否合理？
传统的种植方式以清种为主，垄向无规 则、无固定栽培方向，无科学依据！ ---光资源利用不充分，导致低产！
垄向无规律
科学问题2：栽培垄距问题？
高梁、玉米、大豆、马铃薯、蔬菜垄距 都是65cm左右；合理否？ ---相互遮阴，影响光照，影响光合作用 率，导致低产！
太阳高度角 • 日照时间 • 日照方向 • 辐射强度 • 盛行西南风
北 极
北 极
南 极
西南
东北地区风玫瑰示意图
南 极
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
垄向、垄距确定（计算）
6-9月份阴影最小原则
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
太阳高度角与太阳方位角示意图
风速（km/h)
风速（km/h)
据地面高度1 5 c m 不同水平距离风速变化 14 12
风速（km/h）
据地面高度2 6 c m 不同水平距离风速变化 14 12 10 8 6 4 2 0 有秸秆 无秸秆
10 8 6 4 2 0 有秸秆 无秸秆
8 6 4 2 0 30 75 水平距离（cm） 140 有秸秆 无秸秆
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
核心技术
专利号ZL 200710056394.2 专利号ZL 200410011193.7 专利号ZL 200410011192.2
改变垄向，扩大垄距，休耕轮作，防风保水，提高光能利用率。
1.一种提高水稻光能利用率的栽培方法 2.玉米休耕轮作和防风保水的耕作方法 3.玉米改变垄向和扩大垄距的耕作方法
25
改向组合垄
16 14
20
12
光合速率
超大垄 南北向 75cm垄 8 6
10
5
常规播种垄
8:00 10:00 12:00 时间 14:00 16:00
4 2 0 8:00 10:00 12:00 时间 14:00 16:00
0
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
地名
银川 永宁 贺兰 石嘴山 平罗 陶乐 吴忠 同心 灵武 中宁 盐池 中卫 青铜峡 固原 西吉 泾源 海原 隆德
经度
106.27 106.24 106.35 106.39 106.54 106.69 106.21 105.94 106.34 105.66 107.41 105.18 106.07 106.28 105.07 106.33 105.64 106.11
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
光合作用测定
数据采集
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
光能利用—不同种植模式光合速率日变化
7月22日光合速率日变化
30
9月19日光合速率日变化 18
宁夏各县市区垄向调整为13.4-14.1度
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
第 一 年
第 二 年
第 三 年
第 四 年
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
水稻改变垄距
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
南北向
磁南偏西20度
NEIGAE
技术简介
• 作物高光效新型种植模式是一项可充分利用光温资源从而 提高玉米、水稻产量的新型种植技术。关键技术是由‘中 国科学院东北地理与农业生态研究所’自主研发的3项专 利技术组成，配套集成了病虫害生物防治技术，肥料缓释 、控失技术，玉米休耕轮作培肥地力技术，水稻智能化育 秧技术等单项增产技术，结合各地生产实际形成一套全新 的作物高光效新型种植模式。应用作物高光效新型种植模 式在不增加任何投入的情况下玉米增产6-15%，水稻增产 5-10%。
纬度
38.47 38.28 38.55 39.04 38.91 38.82 37.99 36.97 38.10 37.48 37.78 37.51 38.02 36.01 35.97 35.05 36.56 35.63
垄向（磁南偏西）
13°47′10″ 13°45′30″ 13°49′07″ 13°52′59″ 13°55′07″ 13°57′11″ 13°42′35″ 13°30′53″ 13°45′37″ 13°30′15″ 14°02′06″ 13°22′06″ 13°38′14″ 13°30′25″ 13°21′21″ 13°27′47″ 13°23′48″ 13°25′14″
NEIGAE
作物高光效新型种植模式 简 介
齐晓宁
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
高光效栽培技术适用作物
水 稻
玉
米
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
玉米种植模式
传统种植模式 高光效种植模式
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
水稻栽培模式
传统模式 高光效模式
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
工作进展—示范区建设
黑龙江省地方推广玉米高光效模式
虎林 鸡西
绥滨 讷河
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
工作进展—示范区建设
黑龙江省农垦系统推广水稻高光效模式
宝泉岭高光效水稻示范田
建三江高光效水稻示范田
红兴隆高光效水稻示范田
前进农场万亩水稻示范田
中国科学院东北地理与农业生态研究所
玉米不同时期根系 生长与不同深度根 量变化。
开花期
拔节期
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
秸秆和根茬 形成的风障
防止风蚀
风向
0.35m 0.35m 0.35m 0.4m 1.6m 0.4m
1.6m
0.4m
1.6m
距地面高度5 c m 不同水平距离风速变化 14 12 10
垄距无依据
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
问题思考？
大家知道，玉米在环境条件优
越的情况下，能结 2-3 个果穗。随
着群体密度的增大，环境条件逐渐
变差，单株果穗数减少，果穗个体 减小，秃尖增大，甚至空杆。
如何在保证密度的情况下，改善环境条件。
1 万株 8 51 株 7 6 万株
中国科学院东北地理与农业生态研究所
产量的形成是什么过程? 阳光
CO2+H2O===Cn(H2O)m 叶绿素
核心问题有两个： 1.解决充分利用阳光的问题（能源） 2.改善土壤结构问题（养分水分供应问题）
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
东北地区光资源特征
季风气候：夏季光照充足，西南 向更充足；盛行西南风，太阳高 度角高；光照时间长，雨热同季
技术原理与效果
不同种植方式相对叶绿素含量 不同种植方式土壤结构变化
不同种植方式土壤含水量变化
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
不同栽培模式群体玉米根系垂直分布状况
拔节期 新型模式 0-20cm 20-40cm 40-60cm 60-80cm 80-100cm 总根重 44.21 53.45 25.91 9.87 8.43 传统模式 35.25 10.22 7.98 新型模式 53.04 10.42 8.10 5.19 3.21 79.96
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
生产限制因素
土（土壤质量）－逐渐变差

肥（无机、有机、复合、缓释、控失）－努力解决！ 水（灌溉、降水、土壤持水能力）－有条件解决！ 种（杂交、转基因）－不断解决！ 密（最大种到十万株）－已经解决！ 保 病虫害防治（化学、物理、生防）－进一步完善！ 管（田间管理）－问题较多 工（各种配套农机具）－逐渐配套！
NEIGAE
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
玉米不同栽培模式（行向、行距）产量对比
10500 10000
kg/hm2
9500 9000 8500 8000
东西行向 南北行向
磁南偏西20°
传统65cm
新型160cm+40cm
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
一、选择地块与整地
选地：选择耕层深厚，肥力较高，保水保肥，排水良好
的平整地块，以平川地为最好，二洼地次之，最好不选择 在岗坡地和低洼地。
不是所有的地块都适宜这种技术
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
优良品 种应用
播种 理 论 应用专利技 术定垄向、 定行距
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
高 光 效 种 植 模 式
技术路线
高 产 品 种 精 耕 、 密 植 提 高 整 齐 度 高 产 群 体
耐密
高抗
病虫害 生物防治 深松 建 立 高 产 土 壤 平衡施肥 满 足 肥 水 需 求 延 缓 根 、 叶 衰 老
NEIGAE
工作进展—示范区建设
新疆： 新疆石河子地区推广玉米和棉花高光 效种植模式
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
工作进展—示范区建设
宁夏：
2013年在宁夏海原县示范玉米高光效种植 模式1200多亩，高光效种植模式1420斤/亩， 对照1315斤/亩，玉米增产8%。西吉县示范 玉米高光效种植模式 1000 多亩，高光效种 植模式816.4kg/亩，对照727.7 kg/亩，增 产12.2% 。
梨树玉米示范田
公主岭玉米示范田
德惠玉米示范田
农安玉米示范田
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
工作进展—示范区建设
德 惠 水 稻 示 范 田 公 主 岭 水 稻 示 范 田 延 边 水 稻 示 范 田 九 台 水 稻 示 范 田 榆 树 水 稻 示 范 田
吉林省推广水稻 高光效种植模式
中国科学院东北地理与农业生态研究所
提 高 光 能 利 用 效 率
提 高 穗 数
提 高 穗 粒 数 提 高 百 粒 重
高 产 高 效
培肥
补水灌溉
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
示范效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
示范效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
工作进展—示范区建设
吉林省玉米高光效种植模式示范区
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
水平阴影长度与照射时间
玉米株高2.5m不同时间地面水平阴影距离（20度）单位：米
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所
NEIGAE
技术原理与效果
中国科学院东北地理与农业生态研究所