1、現(xiàn)代作物栽培新技術(shù),河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 趙全志目 次,作物栽培技術(shù)沿革 作物栽培理論與技術(shù)體系 現(xiàn)代作物栽培新技術(shù),一、作物栽培技術(shù)沿革,原始的種植業(yè),采集活動(dòng)孕育了原始的種植業(yè) 原始種植業(yè)的出現(xiàn)是婦女的一大貢獻(xiàn),原始種植業(yè)的發(fā)展階段,100008000年前的刀耕火種農(nóng)業(yè)階段 80005000年前的鋤耕農(nóng)業(yè)階段 50004000年前的發(fā)達(dá)鋤耕或犁耕階段,100008000年前刀耕火種農(nóng)業(yè)階段,不進(jìn)行田間管理 用石刀割穗 作物種類：黃河流域是粟，長江流域是稻，華南地區(qū)是芋等根莖類植物 耕作制度是撂荒制,80005000年前的鋤耕農(nóng)業(yè)階段,生產(chǎn)工具是磨制石器：石斧、鏟、鋤等 耕

2、作制度：生荒向熟荒過渡時(shí)期 作物種類,北方地區(qū),南方地區(qū),50004000年前的發(fā)達(dá)鋤耕或犁耕階段,生產(chǎn)工具：骨鏟、蚌鏟等 作物種類：蠶豆、西瓜等，開始栽桑養(yǎng)蠶 耕作制度：熟荒輪荒制：3-5年,夏商西周時(shí)期,對農(nóng)時(shí)的重視 對選種的講究 重視中耕除草 開始防治蟲害：點(diǎn)火誘殺 開始施肥：商代開始,春秋戰(zhàn)國時(shí)期,鐵犁和牛耕出現(xiàn)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的形成 重農(nóng)思想和農(nóng)學(xué)思想：農(nóng)本論、三才論,農(nóng)本論,以農(nóng)桑為本業(yè) 農(nóng)業(yè)是經(jīng)濟(jì)繁榮和國富民強(qiáng)之本 農(nóng)業(yè)是政治安定和長治久安之本 農(nóng)業(yè)是富國強(qiáng)兵之本,三才論,三才：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)三大要素 夫稼，為之者人也，生之者地也，養(yǎng)之者天也。 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩大規(guī)律的認(rèn)識：自然規(guī)律、經(jīng)濟(jì)規(guī)律：

3、“上度之天祥，下度之地宜，中度之人順”；“上得天時(shí)，下得地利，中得人和”。 對客觀規(guī)律性和主觀能動(dòng)性的認(rèn)識：“天時(shí)不如地利，地利不如人和”。,耕作制度的重大發(fā)展,輪作復(fù)種制的創(chuàng)始 深耕細(xì)作的提倡 壟作耕法的初步發(fā)展,栽培技術(shù)明顯提高,對農(nóng)時(shí)的重視 消滅三盜：地竊、苗竊、草竊 改進(jìn)播種方法：確定適宜的播種量 控制適宜的覆土深度 因土施肥,秦漢時(shí)期,精耕細(xì)作優(yōu)良傳統(tǒng)的形成 重農(nóng)思想的發(fā)展：農(nóng)，天下之大本也 鐵農(nóng)具的發(fā)展和牛耕的推廣 輪作復(fù)種的發(fā)展和旱作技術(shù)的提高 改土和施肥技術(shù)的提高：壓青、基肥、種肥和追肥的施用 栽培技術(shù)和管理技術(shù),栽培技術(shù)和管理技術(shù),作物栽培的整體觀念：“凡耕之本，在于趣時(shí)、和

4、土、務(wù)糞、澤、早鋤、早獲” 創(chuàng)造了二十四節(jié)氣、七十二候 確定播種期和播種量的原則：看物候定播期、看作物定播量,三國兩晉南北朝,農(nóng)具的改進(jìn)：耙的創(chuàng)造 多熟種植 間作套種 輪作防病的開端 食物誘殺的創(chuàng)始 適時(shí)收獲,隋唐五代時(shí)期,南方傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的形成與發(fā)展 水稻育秧移栽和稻麥輪作復(fù)種制的發(fā)展 生物防治 播種技術(shù)的發(fā)展：曬種、選種、浸種催芽 水稻中耕烤田,宋元時(shí)期,主要農(nóng)作物種植范圍的擴(kuò)大和縮小 新農(nóng)具的大量涌現(xiàn) 土壤肥料理論和技術(shù)的重大突破：“地力常新論”、“用糞得理” 水旱輪作技術(shù)體系,明清時(shí)期,精耕細(xì)作優(yōu)良傳統(tǒng)的定型 新型生態(tài)農(nóng)業(yè)的出現(xiàn) 新作物的引進(jìn) 輪作復(fù)種的普及 間作套種的發(fā)展 藥物治蟲：砷劑

5、、硫劑、石灰、硫酸銅,近代農(nóng)業(yè)（鴉片戰(zhàn)爭新中國成立）,解放后中國作物栽培技術(shù)的發(fā)展,“理論聯(lián)系實(shí)際，科學(xué)為生產(chǎn)服務(wù)”、“走群眾路線” 20世紀(jì)50年代：學(xué)習(xí)總結(jié)勞模經(jīng)驗(yàn) 1958年，農(nóng)業(yè)“八字憲法” 60年代：探討合理密植 70年代：南方多熟制、北方間套作、雜交稻 80年代現(xiàn)代技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：機(jī)械、地膜、生長調(diào)節(jié)劑，形成了模式化、規(guī)范化栽培技術(shù)體系 90年代：三高一優(yōu)、簡化栽培 21世紀(jì)：優(yōu)質(zhì)、高效、無公害,作物栽培科學(xué)的建立,作物栽培學(xué)作為完整獨(dú)立的科學(xué)還是近50年的事 20世紀(jì)50年代曾將前蘇聯(lián)雅庫什金的作物栽培學(xué)翻譯成中文，并推薦為教材 1956年，由李竟雄主編，1958年出版了我國

6、第一部作物栽培學(xué)通用教材 1959年，相繼出版了中國棉花栽培學(xué)、中國水稻栽培學(xué)、中國小麥栽培學(xué)、中國玉米栽培學(xué)。標(biāo)志著中國作物栽培技術(shù)由看天看地看莊稼的經(jīng)驗(yàn)式栽培，發(fā)展到運(yùn)用系統(tǒng)理論和先進(jìn)技術(shù)對作物進(jìn)行科學(xué)調(diào)控的新階段。,作物栽培科學(xué)的主要內(nèi)容,作物生育進(jìn)程中各部器官建成和產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律，以及作物群體形成過程中分階段的形態(tài)、生理性狀特征和質(zhì)量指標(biāo)；,作物栽培科學(xué)的主要內(nèi)容,作物群體形成過程中作物和外界環(huán)境之間（包括對溫、光、水、肥、氧的要求，生育進(jìn)程與季節(jié)進(jìn)程的同步性，以及對氣候因素、土壤、生物的適應(yīng)性等）、群體內(nèi)各個(gè)體之間、個(gè)體內(nèi)各器官之間等三個(gè)方面的矛盾綜合分析，各種矛盾表象特征及其診

7、斷，確定影響群體正常發(fā)展的主要矛盾和調(diào)節(jié)措施的主攻方向；,作物栽培科學(xué)的主要內(nèi)容,各種栽培措施和調(diào)節(jié)技術(shù)的作用原理，以及在不同群體、生態(tài)條件下的正負(fù)效應(yīng)和應(yīng)用原則，并向科學(xué)、定時(shí)、定量方向發(fā)展，逐步形成栽培調(diào)控技術(shù)的模式化、規(guī)范化。,二、作物栽培理論與技術(shù)體系,（一）作物產(chǎn)量構(gòu)成理論,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,1923年英國育種學(xué)家Engledow在他發(fā)表的關(guān)于禾谷類作物產(chǎn)量的研究中，首次將作物的產(chǎn)量分解為產(chǎn)量構(gòu)成三因素，即產(chǎn)量=穗數(shù)單穗粒數(shù)單粒粒重。作者最初的目的是在育種中將這種方法用于品種特性的比較和品種改良。由于該方法直接涉及收獲產(chǎn)量的幾個(gè)組成性狀，便于直觀準(zhǔn)確地了解產(chǎn)量構(gòu)成因子的生長發(fā)育過程

8、和分析產(chǎn)量結(jié)果，且易于觀察，受到育種和栽培工作者的重視，使其不斷發(fā)展和完善，至今仍是作物產(chǎn)量研究中常用的基本方法和理論體系。,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,形式 產(chǎn)量=穗數(shù)單穗穎花數(shù)結(jié)實(shí)率粒重 產(chǎn)量=穗數(shù)穗重 產(chǎn)量=株數(shù)單株鈴數(shù)鈴重衣分（棉花） 產(chǎn)量=株數(shù)有效分枝數(shù)有效莢數(shù)每莢實(shí)粒數(shù)粒重（豆類） 產(chǎn)量=株數(shù)單株葉數(shù)單葉重（煙草）,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,發(fā)展過程 由增穗（株）增產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)穗增粒增產(chǎn) 由依靠主穗（軸）發(fā)展到依靠分蘗（分枝） 探索了促進(jìn)大穗、提高粒重的途徑,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,由增穗增產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)穗增粒增產(chǎn) 在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，穗數(shù)（株數(shù)）是最易被控制的因素，所以早期研究著重在如何提高單位面積的穗數(shù)

9、（株數(shù)）上。1958年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大躍進(jìn)，過大的密度、過高的穗數(shù)，使三因素之間的矛盾更加尖銳，造成大面積的倒伏和減產(chǎn)。大量的密度試驗(yàn)，得出了各作物在各地不同生產(chǎn)條件下的“適宜穗數(shù)”的數(shù)量指標(biāo)，并認(rèn)識到適宜穗數(shù)是協(xié)調(diào)三因素矛盾的主導(dǎo)因素。 20世紀(jì)60 -70年代末，認(rèn)為適宜穗數(shù)是可以被突破的，且當(dāng)時(shí)稻麥矮稈多穗型品種的育成和大面積推廣，增穗增產(chǎn)的思路仍占主導(dǎo)地位。 雜交水稻的育成及大面積推廣應(yīng)用，高產(chǎn)思路得到解放。即“穩(wěn)定穗數(shù)，主攻大穗”途徑。到80年代中期后，基本成為共識。,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,由依靠主穗（軸）發(fā)展到依靠分蘗（分枝） 認(rèn)為稻麥的主穗比分蘗穗大，主穗比分蘗穗發(fā)育早，具有成穗的優(yōu)勢。

10、形成了“依靠主穗”的密植理論。但由于擴(kuò)大了群體的數(shù)量，加劇了群體與個(gè)體的矛盾，使群體質(zhì)量下降，產(chǎn)量降低。尤其在土壤肥力愈瘠薄或愈肥沃的情況下，矛盾更尖銳。開始重視分蘗（分枝）利用的研究。 分蘗（分枝）在群體自動(dòng)調(diào)節(jié)和產(chǎn)量中的作用 分蘗（分枝）可利用的數(shù)量 水稻50 %，小麥30%，“分蘗成穗可靠性低”的觀念長期束縛了科技界和實(shí)踐者的思想。 雜交水稻的問世及葉齡模式的研究，實(shí)現(xiàn)了由“主穗為主” “主莖分蘗并重” “依靠分蘗”的轉(zhuǎn)變。,產(chǎn)量構(gòu)成理論的建立,探索了促進(jìn)大穗、提高粒重的途徑 穗發(fā)育的形態(tài)變化過程與外部形態(tài)變化的準(zhǔn)確聯(lián)系，便于外部診斷 明確了形成大穗的前提是壯苗和壯株 研究了提高粒重的子

11、粒灌漿規(guī)律,相互關(guān)系及最佳配置,提高作物產(chǎn)量可通過提高產(chǎn)量因素中的任何一個(gè)或全部達(dá)到。 穗數(shù)和粒數(shù)、粒重間常呈負(fù)相關(guān)。 育種和栽培的目的，都是為協(xié)調(diào)三因素的矛盾，使三者的乘積達(dá)最大值。其中首先使前兩個(gè)因素的乘積達(dá)最大值，而后使粒重達(dá)到或超過品種的正常水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)量和質(zhì)量的統(tǒng)一。 三因素的協(xié)調(diào)水平因育種和栽培技術(shù)的改進(jìn)而不斷發(fā)展。,產(chǎn)量構(gòu)成理論與實(shí)踐,水稻“小壯高” 小麥精播半精播高產(chǎn)栽培 小麥“獨(dú)稈栽培” 水稻“稀少平” 水稻“三高一穩(wěn)” 水稻“群體質(zhì)量栽培” 玉米緊湊型優(yōu)良組合的應(yīng)用,（二）作物光合性能理論,作物光合性能理論的形成,是長期以來由多種概念結(jié)合與深化而成的。 1917年人們開始探

12、討用生長分析法來研究光合作用。 生長分析法的創(chuàng)始人Blackman（1919）提出了作物干物質(zhì)的增長恰似銀行存款的“復(fù)利法則”。 Watson（1947，1958）提出了葉面積指數(shù)的概念，并用實(shí)驗(yàn)方法研究了LAI與NAR及干物質(zhì)增長量的關(guān)系。,Nichiporovch于1954年提出了生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的概念，從而將光合作用與作物產(chǎn)量緊密結(jié)合起來。 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物學(xué)產(chǎn)量*K，其中K為經(jīng)濟(jì)系數(shù)。 Donald于1962年提出了收獲指數(shù)的概念。,我國學(xué)者于1966年概括了光合性能五因素及與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的關(guān)系，將其表示為 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=（光合面積*光合能力*光合時(shí)間消耗）*經(jīng)濟(jì)系數(shù)。,光合性能各因素間及其

13、與作物產(chǎn)量的關(guān)系,由于比較早地知道了干物質(zhì)積累量的多少主要取決于群體葉面積及綠葉面積的持續(xù)期，因此通過栽培措施，如合理密植、間套作、復(fù)種、防早衰等擴(kuò)大葉面積、保持葉片穩(wěn)定和持久的功能，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的一直是一條行之有效的途徑。,山東提出“以光定葉，以葉定穗，以穗定蘗，以蘗定苗”的栽培原則。 在株型上，矮稈化和葉直立化占據(jù)了20年的主導(dǎo)地位。 理想株型稻遼粳5號和玉米緊湊型品種的培育成功，進(jìn)一步完善了理想株型的概念。 光合面積與凈同化效率呈顯著負(fù)相關(guān)。,（三）作物源庫理論,作物源庫理論的形成,Mason和Maskell（1928）年通過碳水化合物在棉株內(nèi)分配方式的研究提出了作物的源庫學(xué)說。 大

14、量研究在20世紀(jì)60年代開始的植物生理學(xué)的物質(zhì)運(yùn)輸機(jī)理研究中不斷豐富,源庫的概念,源庫的概念通常是根據(jù)碳水化合物輸入作物生長中心器官的特點(diǎn)來描述的，一般將生長中心器官定義為庫，而將為生長中心器官提供營養(yǎng)物質(zhì)的器官定義為源。 經(jīng)典的源庫理論認(rèn)為：源(Soune)是指產(chǎn)生或輸出同化物的器官或組織。植株的源系統(tǒng)由綠色的莖、鞘、葉以及根系等組成，功能葉及其葉鞘是主要的源；庫(Sink)是指利用或貯藏同化物的器官或組織，庫系統(tǒng)由新生的組織及子實(shí)等構(gòu)成，穗(主要是籽粒)是主要的庫。,源庫劃分的相對性,源庫在水稻生長發(fā)育過程中是相對的、動(dòng)態(tài)的，可因其所起作用的不同而變化。 有些器官是永久的源，有些器官是永久

15、的庫，而有些器官屬源庫兼用型。如水稻在幼穗分化之前源主要是葉片，庫即是當(dāng)時(shí)生長著的新生葉、葉鞘、莖和根；幼穗分化至抽穗，源主要還是葉片，庫即是當(dāng)時(shí)生長著的營養(yǎng)器官和穗部器官；抽穗后源由兩部分構(gòu)成，一部分是葉片生產(chǎn)的光合產(chǎn)物，另一部分是莖鞘等營養(yǎng)器官貯藏的非結(jié)構(gòu)性物質(zhì)，而庫主要是籽粒。,源庫理論的發(fā)展,（四）作物群體質(zhì)量理論,Nichi-ponovich經(jīng)驗(yàn)公式,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù),合理性：對作物成熟期的群體作理論歸納是合理的，因此，該理論表述式一直被公認(rèn)并沿用。,經(jīng)驗(yàn)公式的局限性,局限性：用該理論公式指導(dǎo)生產(chǎn)過程，往往產(chǎn)生誤導(dǎo)。 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù),為了取得高產(chǎn)，首先提高生物產(chǎn)量，

16、把生物產(chǎn)量提高上去，認(rèn)為提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量就有了物質(zhì)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上再設(shè)法提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)從而創(chuàng)造更高的產(chǎn)量。 在生產(chǎn)水平低下的情況下，能起到一定的增產(chǎn)作用；但在肥力水平高時(shí)，頻頻發(fā)生倒伏等減產(chǎn)。,原因分析,對生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成在時(shí)間和數(shù)量上沒有正確的定量概念 對經(jīng)濟(jì)系數(shù)的生理本質(zhì)沒有正確揭示，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)系數(shù)是生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)移為生物產(chǎn)量的比值，反映為生物產(chǎn)量通過經(jīng)濟(jì)系數(shù)再分配轉(zhuǎn)移為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。,以結(jié)實(shí)器官為收獲對象的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，來自于花前和花后兩部分，但來自花前的物質(zhì)是很有限的。,花前光合產(chǎn)物的重新調(diào)運(yùn)，僅僅限于貯藏物質(zhì)； 貯藏化合物的重新調(diào)運(yùn)在結(jié)實(shí)期當(dāng)光合作用不能提供庫足夠的同化產(chǎn)物時(shí)才會發(fā)生； 重新調(diào)運(yùn)

17、的量是有限的。,大量的試驗(yàn)證明，作物成熟期群體的總生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈密切的正相關(guān)，與Nichi-ponovich 公式是一致的，但分花前花后兩個(gè)時(shí)期進(jìn)行分析，結(jié)論截然不同。,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與開花期的群體干物質(zhì)積累量是二次方程曲線關(guān)系（y=a+bx-cx2) 表明在開花期群體只能有適量的光合物質(zhì)積累，過多、過少均不宜。,開花至成熟期的干物質(zhì)積累量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈極為密切的正相關(guān)關(guān)系（y=a+bx),經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的理論表述式,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量花后光合積累量花前貯藏物質(zhì)R R：花前貯藏物質(zhì)的再分配率,生產(chǎn)中的意義,在高產(chǎn)栽培實(shí)踐中，不能追求作物生長前、中期高的光合生產(chǎn)積累量，只能控制其有適當(dāng)?shù)牧浚?提高開花至成熟期的群

18、體光合生產(chǎn)積累量式高產(chǎn)群體最核心的質(zhì)量指標(biāo),作物群體的質(zhì)量指標(biāo),本質(zhì)質(zhì)量指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)器官形成期高的干物質(zhì)積累量 成熟期的干物質(zhì)重抽穗期的干物質(zhì)重,基礎(chǔ)質(zhì)量指標(biāo),開花期適宜的葉面積指數(shù),在適宜LAI條件下，擴(kuò)大總“庫容量”，是提高群體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形態(tài)和生理質(zhì)量指標(biāo),增大單位面積內(nèi)經(jīng)濟(jì)器官總“庫容”是高產(chǎn)的基礎(chǔ) 只有在群體適宜LAI條件下，提高總庫容量，才能妥善解決源庫矛盾，也是今后不斷提高產(chǎn)量的主題目標(biāo),在適宜LAI范圍內(nèi)提高粒/葉比是庫源關(guān)系協(xié)調(diào)的綜合質(zhì)量指標(biāo),穎花/葉（cm2)比 實(shí)粒數(shù)/葉(cm2)比 粒重/葉(cm2)比,調(diào)整葉系組成，提高有效和高效葉面積率是提高庫源比的必要條件，是高光效群

19、體的質(zhì)量指標(biāo),有效葉面積率：有效莖上的葉面積占總?cè)~面積的百分比 高效葉面積率：高效葉面積占總?cè)~面積的百分比 高效葉片：與穗分化同步、離穗最近、光合效率最高,壯稈的質(zhì)量指標(biāo),單莖莖鞘重,根系活力的質(zhì)量表達(dá)：穎花根活量、穎花傷流量,群體質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)量表達(dá),二次回歸方程關(guān)系 直線回歸關(guān)系 百分率極限值關(guān)系 右偏斜曲線關(guān)系 序數(shù)表達(dá)式,所謂群體質(zhì)量指標(biāo)，是各項(xiàng)數(shù)量指標(biāo)中最優(yōu)化的數(shù)值。 優(yōu)化群體質(zhì)量，就是在群體培育過程中努力使各項(xiàng)數(shù)量指標(biāo)達(dá)到質(zhì)量值，或盡可能向質(zhì)量值靠攏。 使二次回歸方程關(guān)系的數(shù)量指標(biāo)達(dá)到峰值，使右偏斜回歸關(guān)系的數(shù)量指標(biāo)達(dá)到適宜的峰值，使百分率極限值關(guān)系的數(shù)量指標(biāo)向極限值靠攏。 當(dāng)這三者

20、均達(dá)到峰值或極限值時(shí)，進(jìn)一步提高產(chǎn)量主要靠直線關(guān)系的各項(xiàng)指標(biāo)值的不斷提高。,（五）精確定量栽培理論,1、總思路 (1)以最后的作物高產(chǎn)群體空間結(jié)構(gòu)的定量指標(biāo)值為目標(biāo)，通過葉齡診斷對各部器官的生長作定時(shí)、定向、定量的調(diào)控，保證高光效群體的最終形成；,(2)以壯大個(gè)體去發(fā)展最適群體，走“小（群體）、壯（個(gè)體）、高（積累）”的栽培途徑； (3)促進(jìn)有效生長，控制無效和低效生長，在稻麥上通過穩(wěn)定適宜穗數(shù)，提高成穗率來實(shí)現(xiàn)；在棉花上以控制適宜總果節(jié)量，提高結(jié)鈴率來達(dá)到；油菜可通過控制適宜的主莖和一次分枝數(shù)，并提高二次分枝數(shù)的比例來完成。 以上各點(diǎn)是密、肥、水和化調(diào)技術(shù)定量適用的重要依據(jù)。,2、幾項(xiàng)關(guān)鍵栽

21、培技術(shù)的定量,（1）適宜播期的合理確定； （2）培育壯秧的定量技術(shù)； （3）基本苗的合理定量：,以壯大個(gè)體發(fā)展適宜群體的原理計(jì)算。,(4)施肥的精確定量,施肥是作物精確定量栽培中最重要，而又最難的環(huán)節(jié)。 在施肥總量和階段性追肥量的確定上，Stanford差值法的計(jì)算公式具有適用性。作者等在水稻的N肥運(yùn)籌上，用斯坦福公式確定最經(jīng)濟(jì)的施N總量和最合理的基蘗肥 及穗肥的用量，肥料的當(dāng)季利用率大幅度提高，獲得了節(jié)肥、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的綜合效果。,在小麥、玉米等作物上也都開始了用差值法對N肥運(yùn)籌決策的研究。作者認(rèn)為，這一方法，在理論上是可信的，實(shí)踐上是可行的。關(guān)鍵是求出目標(biāo)產(chǎn)量的需N量、土壤的供N量和N

22、肥的當(dāng)季利用率三個(gè)參數(shù)。作者通過試驗(yàn)己初步找到了探求三個(gè)參數(shù)的可行方法。其中目標(biāo)產(chǎn)量的需N量，在一定地區(qū)、同類型品種和各等級產(chǎn)量水平下相當(dāng)穩(wěn)定；N肥的當(dāng)季利用率，在同一地區(qū)、同一肥料品種和采用綜合高產(chǎn)栽培措施（包括前后期適當(dāng)?shù)氖┓时壤┑那疤嵯?，也表現(xiàn)為較高的、變化幅度較小的數(shù)值，可在生產(chǎn)上應(yīng)用。土壤的N素供應(yīng)量，不同地區(qū)、不同土壤、不同肥力水平的表現(xiàn)不同，可通過普查測定，建立縣城范圍內(nèi)的土壤供肥水平的地理信息系統(tǒng)（GIS）來供生產(chǎn)上定量應(yīng)用。 在確定獲得高產(chǎn)的合理施N方案的同時(shí)，還應(yīng)研究改進(jìn)品質(zhì)的追肥運(yùn)籌的合理時(shí)間。, 在宏觀定量正確的情況下可輔助以各生育時(shí)期的植株養(yǎng)分測定、葉綠素含量測定，

23、以及葉色差診斷等方法，對追肥的精確施用，做進(jìn)一步的微觀調(diào)節(jié)。宏觀決策不正確，僅僅依靠生育中期的植株診斷是難以實(shí)現(xiàn)精確施肥的。 磷、鉀肥的精確定量，采用何種方法（差值法、臨界值法、土壤速效肥含量法等），需研究明確。 施肥與土壤水分配合的診斷值。,（5）水分管理的精確定量 在少雨缺水地區(qū)，研究用最少的水資源，促進(jìn)最大的有效生長，獲取高產(chǎn)（增產(chǎn)）的節(jié)水栽培的系統(tǒng)定量指標(biāo)（如灌水的最大效益期、適宜的灌水量，需灌水的生理生態(tài)診斷指標(biāo)等）和節(jié)水灌溉的方法。,在多雨豐水地區(qū)，要重點(diǎn)研究有效控制無效生長的適宜控制期和控制效應(yīng)的土壤水分臨界值，以及相應(yīng)的形態(tài)生理指標(biāo)值。同時(shí)要研究高產(chǎn)群體健康生長的水分管理的定量

24、技術(shù)。,斯坦福（Stanford）理論方程,達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量的施氮量(kg/667m2)=,而要使上述公式應(yīng)用于實(shí)際，必須找出公式中3個(gè)參數(shù)的穩(wěn)定可靠值： （1）目標(biāo)產(chǎn)量的需氮量和階段吸氮量；（2）土壤氮素供應(yīng)量和階段供應(yīng)量；（3）氮肥的當(dāng)季利用率和階段利用率。,1.目標(biāo)產(chǎn)量的需氮量,目標(biāo)產(chǎn)量需氮量目標(biāo)產(chǎn)量100 kg稻谷需氮量100。 求取目標(biāo)產(chǎn)量需氮量，首先得求取100 kg稻谷需氮量。,江蘇單季粳稻的100 kg稻谷需氮量定為： 500 kg/667 m2的為1.73kg左右， 600 kg的為1.93 kg左右， 700 kg/667 m2的為2.12kg左右； 中秈稻的100 kg稻谷需

25、氮量為： 500 kg/667 m2的為1.57左右， 600 kg的為1.79 kg左右， 700 kg/667 m2的為1.90 kg左右，均比粳稻低0.2kg左右。,2.土壤供氮量,研究發(fā)現(xiàn)，直接利用不施氮空白區(qū)稻谷產(chǎn)量及其對應(yīng)的100 kg稻谷的需氮量，測得的稻谷需氮量，更能客觀地反映土壤的綜合供氮量(包括灌溉水，降雨的氮及生物固氮的氮)，便于在生產(chǎn)上直接應(yīng)用。,同為400公斤左右的地力水平，每100公斤稻谷需氮量，粘土地上為1.7公斤左右(1.64-1.88)，而砂土地上，每100公斤稻的需氮量為1.53公斤左右(1.45-1.629),3.氮素的當(dāng)季利用率,(1) 40%的氮素利用

26、率，是奪取高產(chǎn)的低限臨界指標(biāo)值， (2)在低施氮時(shí)，氮素當(dāng)季利用率雖經(jīng)常會達(dá)到40%以上，但不能高產(chǎn)； (3)在高產(chǎn)栽培時(shí)，必須通過提高氮素的當(dāng)季利用率到40%以上，才利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。,三、現(xiàn)代作物栽培新技術(shù),糧食生產(chǎn)的科技需求,1、基于區(qū)域性作物超高產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)需求 提出主要糧食作物區(qū)域性可持續(xù)超高產(chǎn)共性創(chuàng)新理論及其相應(yīng)高產(chǎn)挖潛的技術(shù)途徑，確立超高產(chǎn)技術(shù)集成創(chuàng)新優(yōu)化與定量化的原則與標(biāo)準(zhǔn)，建立具有明顯創(chuàng)新特點(diǎn)的區(qū)域性超高產(chǎn)核心技術(shù)。并根據(jù)糧食主產(chǎn)區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)，建立以關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為核心的高效可持續(xù)超高產(chǎn)技術(shù)模式，并不斷創(chuàng)造超高產(chǎn)紀(jì)錄，同時(shí)發(fā)揮超高產(chǎn)的引領(lǐng)作用，使高產(chǎn)變穩(wěn)產(chǎn)，低產(chǎn)變高產(chǎn)。,2、適應(yīng)作物大面積高產(chǎn)的大型機(jī)械