各位老师,大家好!我是“一麦众承”第9小组“麦舞徽韵”的谢德庆,在青海大学农林科学院作物所工作。按照组长曹文昕老师安排,代表小组值日。我们小组还有张坤普老师(河南农业大学)、卢杰老师(安徽农业大学)、金彦刚老师(江苏瑞华农业科技有限公司)、徐向阳老师(隆平高科)、王 静老师(江苏徐淮地区徐州农业科学研究所)、杨蕾老师(巴彦淖尔市农牧业科学研究所)、刘宝龙老师(中科院西北高原生物研究所)、张帅垒老师(河南科技学院)、朱军祥老师(山东中农汇德丰种业科技有限公司)、翟亮老师(泰安市泰山区久和作物研究所)、刘方方老师(安徽省农业科学院作物研究所)。非常感谢“一麦众承”交流平台,通过近一年的学习交流,使我受益匪浅,感谢各位老师不吝赐教。我交流的题目是全国著名的高产区青海柴达木盆地春小麦育种概况,文章中引用了我省几代农业科技工作者的部分数据和研究结果,通过“一麦众承”这个平台分享给大家,希望各位老师对青藏高原有一个初步的了解和认识,不妥之处敬请各位老师批评指正。1、盆地概况柴达木盆地曾经以春小麦单产1013.3公斤闻名遐迩,总面积25.8余万hm2,占青海省总面积的35.8%。平均海拔高度3000m左右,是我国海拔最高的高原型内陆盆地。盆地地域辽阔,人口稀少,资源丰富,素有“聚宝盆”之称,下辖乌兰、都兰、格尔木和德令哈等农业区。农作物耕地面积4.7万hm2 左右(含宜农荒地、退耕还林地等),柴达木盆地深居高原大陆腹地,四周高山环抱,西南暖湿气流难以进入,具有寒冷、极度干燥、富日照、太阳辐射强、多大风天气等典型高寒大陆性荒漠气候特征。由于柴达木绿洲主要分布在盆地沿山洪积细土带,农业分布区(南北边缘地区细土带)降水稀少,气候干燥,相对湿度低,空气中水汽含量少,湿度小,大气透明度高,加之太阳辐射强烈,日照时间长,中午有日照时气温相对较高,夜间温度低,昼夜温差大,有利于农作物光合产物的积累,这些特殊生态条件是国内同纬度地区和平原地区无法比拟的,这为柴达木盆地农作物高产,特别是春小麦高产奠定了基础。2、柴达木盆地小麦生产的气候条件(1)太阳辐射强,总辐射量多。辐射强、降水少、蒸发大是干早地区共同特征之一。由于盆地海拔高,空气稀薄(气质约为海平面70%多),透明度大,晴天多,日照时间长,因此太阳辐射强度大,总辐射能量多(表1)。 表1 各地辐射总量(kJ/cm2) (1961~1977年)
盆地年辐射总量约 690.9~753.6 kJ/cm 2,不论夏半年(4~9月) 或冬半年 (10~3月) 均高于同纬度东部黄土高原、华北平原和山东半岛。按辐射热能多少,把世界各地分为5级,则柴达木属于一级地区,每平方米一年接受太阳辐射总量达6699~8370MJ,仅略次于西藏南部局部地区,是我国太阳能最丰富地区,和印度巴基斯坦北部相当,比印度尼西亚雅加达一带还高。直接辐射在总辐射能中比值超过60%,年绝对值多于418.7 kJ/cm2,较上海高167. kJ/cm2,比北京多125.6 kJ/cm2。
盆地主要作物春小麦生育期间辐射量为267.9~326.6kJ/cm2 ,相当每亩15~21.4亿焦,占年辐射量40~45% ,比北京、昆明高出35~62 %。日平均辐射量2240~2554kJ/cm2 ,辐射量最大的夏季正是作物的生长期。辐射能量、光照长度和产量呈明显正相关,而光合作用产量和生物学产量亦为正相关。盆地灌区春小麦亩产750公斤以上,光能利用率大体变动于2.7~3.2%之间;亩产800 公斤,光能利用率为2.8%,850公斤为3.2%,当光能利用率达5%时,产量就会高到1000~1150公斤。从实际产量水平看,1973年香日德农场16.1亩出现单产912.2公斤,79年该场20.4亩单产932.7公斤,同年诺木洪农场15.06亩平均单产959公斤。上述产量水平正是农业气候资源利用和精耕细作的结果,表明在现有条件下仍有很大产量潜力。(2)光照时间长,晴天日数多。柴达木盆地空气干燥,晴天多阴雨少,日照时间长,年日照时数3000小时以上。灌区日照时数平均达3136小时,如诺木洪农场十六年资料,日照为3117.2~3571.4小时。冷湖达3600小时,比著名的日光城拉萨3000小时还多,是全国最高地区。小麦属喜光长日照作物,德令哈小麦生育期物候一般是3月中旬播种,4月下旬出苗,7月中旬抽穗,9月上旬成熟。在日地运行中正处北半球,太阳高度角大,日照时间长的夏半年,盆地大部地区一般天气条件6时半到20时半光照强度都在当地春小麦正常光合作用要求的2300勒克斯左右,一天中有近14个小时可进行光合作用,又无高温抑制,为物质制造提供了良好的光照条件(表2)。 表2 各地日照时数(1961~1970年)
(3)温度日较差大。 这一特点表现在白天日照长,辐射强,增温快,又因其海拔高使白天温度多处于适宜作物光合作用的温度范围,而夜间有效辐射强,失热快,温度低,呼吸消耗少,因此物质积累多。高寒地区温度变化的这一特点是农业有利的气候资源之一。根据柴达木灌区测定,呼吸消耗相当于光合作用积累量的1/5.5~1/3,积累远多于消耗,利于产量形成。盆地年平均温度0.8℃(大柴旦)~5.1℃(察尔汗)。作物绝大部分分布于盆地东部香日德、诺木洪、德令哈、都兰等广阔地带,年平均2.7℃~4.2℃,最热月平均14.0℃,一些地区热量条件还优于东部农业区的某些县。十年平均0℃以上天数155~181天,期内积温1905℃~2215℃。小麦生育后期,白天温度多在20℃以上。年较差24.1~30.4℃,日较差12.8~16.9℃,具有荒漠气候的温差特征。白天温度适宜,光照强,无高温抑制,夜间常不超过10℃,为干物质积累提供了较好的温度条件(表3)。表3 1957~1972年诺木洪农场春小麦生育期内气候条件
(4)降水少、蒸发量大。盆地深居内陆高原腹地,远离海洋,其主要水汽来源为印度洋孟加拉湾上空的西南暖湿气流,但经长途远涉,重重山系阻隔,进入高原水汽已经不多,能深入盆地便已更少,加上下沉增温和干燥的戈壁下垫面往往有云无雨或雨滴在下降途中便被蒸发,形成降水极少,除盆地边缘地区外,年雨量一般均不足百毫米,自东南向西北递减,是我省雨量最少地区,而且变率大。雨量少却大大限制了光、热资源潜力的发挥,无灌溉即无农业,柴达木便属于这种类型(表4)。 表4 柴达木盆地降水量(mm)
综上所述,盆地降水已无多大农业意义,种植业则全赖灌溉。干旱地区在有灌溉条件下这种少雨干燥反可看成农业上有利气候条件,小麦群体内株间湿度小,加上光照强,减少叶面气孔阻力增加CO2吸收利于碳水化合物的合成。盆地灌区小麦生育期间降水仅30~130毫米,年蒸发量达2500~3000毫米,蒸发强则植株输送养分动力大,利于养料吸收物质运输和增多积累。又不利于各种病原菌和病虫害的发生蔓延,增强茎秆弹性。后期还利于灌浆和增加粒重,因此是既能加大群体密度,又能增加千粒重的气候条件之一。在沙漠绿洲的农业上水源充足是夺取高产的根本原因。
2010-2014年,在国家小麦产业技术体系首席科学家肖世和研究员的安排部署下,青海省农林科学院在青海省都兰县香日德镇下柴源村和沱海村进行了春小麦高产技术集成试验示范,该项目以亩产850公斤为产量目标,以大穗型品种高原338和穗数型品种绵杂168为核心技术,以合理密植、测土配方施肥和壮杆防倒等为配套措施进行小麦亩产850公斤高产高效生产技术体系集成组装 ,并在当地农民田中进行试验示范。2010年,选用高原338和绵杂168两个品种,播量为每亩29公斤,试验示范面积为51亩,其中绵杂168试验示范17亩,高原338试验示范34亩。同年9月7日至11日,国家小麦产业技术体系组织黑龙江省农科院副院长、国家小麦产业技术体系成员、东北春麦区小麦育种岗位专家肖志敏研究员;山西农业大学研究生院副院长、农业部小麦专家指导组成员高志强教授;黑龙江省农科院作物所张春利研究员等7位专家,根据农业部《全国粮食高产创建测产验收办法(试行)》,绵杂168和高原338高产示范点进行了测产。绵杂麦168,理论产量为761.6公斤/亩,实收产量774.8公斤。高原338,油菜茬理论产量为771.6公斤/亩,实收产量792.2公斤。豌豆茬理论产量为858.1公斤/亩,实收产量772.01公斤。2011年,选用了4个春小麦品种高原338、青春38、宁春50和N2038。其中,高原338为创高产的老品种,是一密穗型品种;青春38是由青海省农科院培育的高产优质抗病春小麦品种;宁春50、N2038是从宁夏引进的,丰产性、适应性较优的春小麦品种。4个参试品种试验示范面积、播量分别为:高原338,13亩,30公斤;青春38,18亩,24公斤;宁春50、N2038,1亩,22.5公斤。同年9月18日-9月19日,国家小麦产业技术体系及青海省有关专家在都兰县香日德镇新华村对上述4个品种的高产示范田进行了测产。高原338理论产量为845.13公斤/亩,实收产量为876.03公斤/亩。青春38理论产量为631.06公斤/亩,实收产量为597.78公斤/亩。宁春50理论产量为 656.51公斤/亩,实收产量为620.00公斤/亩。N2038理论产量为622.21公斤/亩,实收产量为660.00公斤/亩2012年,青海省农林科学院选用高原338和扬麦16号,在都兰县香日德镇新华村进行高产栽培试验,试验示范面积、播量分别为:高原338,5.8亩,30公斤;扬麦16,4.5亩,27.5公斤。高原338理论产量为665.00公斤/亩,实收产量为650.00公斤/亩,扬麦16理论产量为495.00公斤/亩,实收产量为490.00公斤/亩。2013年,青海省农林科学院选用高原338,在都兰县香日德镇新华村进行高产栽培试验,试验面积为6.5亩,播量为28公斤,同年9月24日,国家小麦产业技术体系组织5位专家进行了实打验收,实收面积为3.38亩,采用丰收2型小型联合收割机机收,实收亩产为811.80公斤。2014年,青海省农林科学院选用高原338,在都兰县香日德镇新华村进行高产栽培试验,试验面积为9.2亩,播量为32.5公斤,同年9月24日,青海省农业技术推广总站组织国家农业技术推广服务中心、西北高原生物研究所、青海省农林科学院、互助县农业技术推广中心和湟中县农业技术推广中心等单位的9位专家,根据农业部《全国粮食高产创建测产验收办法(试行)》,进行了实地测产验收。实测面积3.186亩。理论产量为942.8公斤/亩,实收产量886.1公斤/亩(表6)。 表6 2010-2014年香日德地区春小麦高产事例
作者简介:谢德庆,研究员,1986年至今主要从事小麦育种工作和青稞小麦新品种示范推广工作。先后主持或参与完成国家和省级科研项目10项,主持或参与育成冬春小麦新品种8个,获省科技进步二等奖2项,发表论文10余篇,出版专著5部。电话18997189453。