我国农作物栽培与耕作制度科技探析

陈悦 李新杰

摘    要：文章从农业科学技术的角度，对近几年在农作物生产与栽培体制上所取得的进步进行分析。主要介绍了高产作物的总体概况、农业技术原理、关键技术与技术集成、技术成果的生产与应用，并对今后的农作物栽培及农业科研的耕作发展动向进行了展望。

关键词：农作物栽培;耕作制度;科技新进展

文章编号：1005-2690（2022）04-0142-03       中国图书分类号：S31;S34       文献标志码：A

21世纪以来，我国农业的栽培与耕作正在从数量到质量，从粗放到集中方向发展，结构、多样性、质量、效益等方面都得到了有效改善。当前，我国的农业和经济发展是当务之急。农作物生产与栽培体制的研究，将主要集中在增加单位面积产量、充分利用作物增产潜力等方面，开展技术集成、科研和发展。同时，地区农业系统的调整与综合开发也在不断进步，对我国的农业生产起到了重要的推动作用。

1 理论研究进展

农业现代化采用作物生产与栽培体系的基础理论与技术原则，不仅可以为作物生长调控提供理论依据，而且可以实现品种一体化，研究养分、土壤肥料、高产作物的相关信息。同时，还应致力于农作物高产控制理论与技术原则的研究，以获得高产量、高质量的农作物。在区域作物结构调整、耕作制度优化、产业合作开发等方面，也获得了明显的成果[1]。

1.1 作物高产和超高产的群体结构调控机制

群体控制是高产作物研究的重要内容。日本学者于19世纪60年代首先提出了“最优叶片面积”和“最优粒”的概念后，对“丰产群体”的理论研究成为了“高产”作物的重要课题。“九五”时期，农业生产单位生产力与个体生产力之间的协同作用及其对高产群体的调节作用机理的研究有以下几点。

一是对各种作物在不同生长环境、不同生态类型下的丰产进行了比较系统的试验验证。比如“实力派”的水稻种植理念，从多年生、多芽、幼苗到“高起点”的培养，激发肥料的习性，创造出有效的田间穗根，以促进养分的生长与繁殖。通过协同生长，达到“茎系强”“抽穗率高”的“根系强”，并在后期进行控制，保证较高的播种和灌浆质量。二是作物生长的规律和产量的确定，使个体与群体、地上地下、营养生长与繁殖生长之间的相互关系得到了改善。后提出了健康植株，防止高产小麦早衰的学说，并对其“稳定”生长的技术要点进行了阐述。在生长初期，保证了持续生长，并生产出足够多的种粒。在生长后期，保护种子，增强根系，保护叶片，避免早衰，增强灌浆强度，并获得期望的粒重。三是群体质量成长的理论。推广和加深栽培技术是我国农作物生产技术发展的一项重要内容。在此基础上，结合作物群体质量的基本原理，提出了“根旺、茎壮、穗重”的超高产栽培技术。在超高产目标下，实现小麦单产达1 200 kg/667 m2的超高产目標[2]。

1.2 以作物生态生理研究为基础

通过对作物光合作用环境、栽培技术、环境因素调控和超高产生理机理等进行研究，给出了相关的高产栽培技术原则。以我国目前的高产玉米为例，提出了扩储、限制源、增效的基本原理。在产量较高的情况下，对谷物的吸收速率远低于“源头”;来源复杂和品质降低，以及源存比例不平衡，是影响玉米产量的重要问题。合理减少资源增益，提高资源利用效率，促进径流发育，是实现玉米高产、超高产的关键。采用“促、稳、促”技术，实现了春玉米1 000 kg/667 m2的高产目标[3]。

1.3 初步提出农作物信息栽培的理论框架

信息农业的发展主要有以下两方面。一是通过信息处理和控制植物生长发育过程中的信息的传递和调节来实现高质量、高产量目标。二是利用计算机和农业信息系统进行信息分析、决策和技术控制，保证农作物的质量和产量。

“九五”时期，对这两个领域的研究有了长足发展。随着各种化学、生物调控剂的应用日益广泛，水稻、小麦、玉米等大宗作物的产量日益提高，其理论研究也日益深入。比如，十几种用于水稻生产的生长调节剂，小麦、棉花高产全程调控等技术已成为一种重要的群体品质管理方法。另外，在现代信息技术的运用下，还需要在农业生产中建立智能化的农业生产信息系统，以及在农业生产中的辅助决策系统。品种选择、施肥和决策等技术都在不断发展[4]。

1.4 种植制度优化的理论及技术原理

通过对不同作物的不同类型进行了作物生态位协调、水肥协调利用等方面的综合协调理论与技术分析。西北灌区的杂交水稻品种，黄淮、江汉平原地区的小麦、春玉米、夏玉米等呈现出新特点，并提出了一种基于规则的、多文化复合的理想动态结构群体的技术方法。南部地区“三熟制”的突破在于对气候潜在的空间的优化利用。通过对小麦光温资源的调控，提出了高中壮满负荷的超高产新理念，以达到1 100 kg/667 m2的双粒稻超高产目标。同时，还深入了解连作作物的种植障碍及化感效应。指出生物屏障对大豆的持续发展具有重要意义，对大豆的生态系统产生了一定的影响，并对其产生了间接影响。持续耕种是造成这一现象的主要原因，通过根的分泌，使根际土壤发生了生化感化。

1.5 区域农作制度调整优化及生产力要求组合理论得到丰富和发展

从自然、经济、社会3方面着手，对部分地区的农业综合发展和耕地的研究和示范，从现代农业的发展趋势及特征出发，对区域农业系统的调控与优化进行了探讨，并将其运用于实际。以沿海发达地区、农作物主产区、西部干旱区、山区、郊区等不同的生态经济区为对象，利用生产力要素和资源的最优分配理论，从理论、模型、技术体系等方面对我国不同区域的农业系统进行了研究[5]。

2 关键技术及技术集成进展

2.1 农作物大面积高产技术组合及配套体系

以5大主粮为主体，通过选育优质品种，建立了超高产、大面积高产的区域性标准化生产技术体系。如在水稻种植上，针对高产、中、低产量的3种不同类型的水稻，分别采用3种不同的超高产技术。以“优化种植质量”和“氮肥回用”为核心技术，在种植地上，采用“优化群体结构，促进植物生长，预防早衰”的方法。高产“排、健康、防”一体化配套技术体系，完善了各种品种的配套技术体系，并形成了“多样化、高产、高效”、移栽、地膜等核心技术;棉花为高产棉区提供了“提高基础施肥、稳产、全程控制、防过量、综合防治”;在制度和制度方面都有了很大的突破，为应对大豆减产而采取的一系列技术措施。

2.2 农作物优质高产栽培技术模式与技术组合

在培育优质、特色主要作物品种的同时，还应将关键技术与生产经营技术有机结合，以达到规模化推广、示范、推广的目的，为今后的工业发展奠定坚实的基础。如从生长规律、生产因素、施肥表现、水稻形成、干物质积累与分布等方面，提出了“三高一少”水稻的优质栽培技术;提出了生物产量高、产量指数高、水稻精度高、农药污染少的目标;提出了两期抗旱新技术。将有机肥和无机肥结合，均衡利用营养元素，介绍稳态前、稳态中、动态目标提升后控制和调节肥料的技术;介绍了硬叶种子的批量调控技术;通过植物检疫作物，调整农田小气候、培育保护天敌、生物农药、有效、低效农药残留、减少药品用量，提高水稻卫生质量，实现高产优质。

饲料稻是“三大三高”的“芽、茎、籽”“高产、高蛋白、糙米”的有机组合。优质专用小麦、玉米、大豆等通过对不同品种的筛选，建立了一套适应于基本大作物的種植技术体系。

2.3 围绕提出劳动生产率和适应现代农业发展趋势

与“精细播种”相结合。目前已初步形成了一套以群控、水肥、生产为一体的综合技术体系。通过对玉米双播区的大量玉米秸秆还田，实现了玉米秸秆的机械化改造，实现了玉米秸秆的大面积还田，确保了农作物品质、麦子的播种与萌发。同时，还可有效解决小麦的安全越冬及形成高产群体等问题。

非传统的玉米拼接技术为实现全程机械化作业提供了新思路。采用种子包衣技术，对玉米萌发期进行控制，并与玉米生长调节技术相结合，解决了小麦行间机械化收割问题及玉米机械化播种问题。另外，机械施肥、喷洒杀虫剂、联合收割等技术已经和栽培技术有机结合，在推进农业机械化中起到举足轻重的作用。

2.4 农作物节水高产技术有明显突破

通过对农业节水技术的改造，使设计和农业节水有机结合，从而建立起支持不同地区、不同文化的节水技术体系，尤其在灌溉系统的优化上有了很大的进步。以华北平原为例，采用节水、高产的小麦种植技术为我国农业生产提供了新的突破。2 m厚的土地被视为一个地下水库，有效耗水因子较大。在小麦生育期，通过降低灌溉量，强迫小麦吸收土壤水分，从而使其在雨季吸收雨水的能力最大化，降低深层入渗造成的径流量和流失。

在适当的灌溉条件下，品种、播期、密度、施肥技术等都是提高小麦产量潜能的重要因素。这一技术可以提高土壤的有效含水量，有效利用面积达48.3%。麦田节水1 500 m3/hm2，水分生产率为15 kg/（mm·hm2）。

2.5 农作物栽培专家管理系统

在“九五”期间，我国20余个省（自治区、直辖市）便开展了农业生产技术信息化示范和推广。“小麦栽培专家管理系统”“玉米栽培专家管理系统”“棉花栽培专家管理系统”和“病虫害诊断与防治专家系统”等技术在国内外已处于领先地位。农业生产管理信息化建设的智能化程度日益提高。仿真模型技术、GIS、GPS、RS等技术也在全球范围内进行了整合，从而推动了精准的农作物生产经营。

2.6 高产高效种植模式及配套技术

为了确保高产高效，资源合理利用，保护环境，发展了一批新的农业系统和配套技术系统，其中包括了多种作物的新的种植方式，以及农业与畜牧业的结合、3D耕作、有机耕作等。农业改革对农作物生产的集约化、高产化、可持续发展起到了巨大的推动作用。

2.7 掌握基本情况，突出主攻方向

我国的农业科技栽培与耕作制度应用工程数量庞大，涉及到作物制度改革、作物病虫害防治、品种推广以及先进的作物管理。能否生产出高质量的产品，不仅取决于品种和特点。由于各种自然力的作用，使其在农业生产中的各种增产技术在农业生产中的推广和应用都表现出了地域特征和适应性。所以，在各地推行科技化的栽培与耕作制度之前，要对农村的实际情况及所处的自然条件进行调查。在实际生产中，要充分考虑到生产中存在的薄弱环节和问题，明确主要发展方向，并选定相应的项目，使一批农户能够适应新的生产，使农民快速获益，利用其突破，开拓新的领域，加快推进工作的新阶段。

2.8 建立农科户，以点带面，全面铺开

在农村尤其是在山区，由于实行了承包制，把土地租给了家庭，因此大规模的集体生产方式较少。所以，在农业科技栽培与耕作制度中，相关工作人员不能简单地执行各级政府、农办机构对其强制的行政命令，而是要动员大批农民参与到农事耕作中。并在农事上节俭，要有一定的技术，要有科学的耕作制度，用多种方法宣传科学耕作的益处与科学的耕作方法。在此基础上，把科学种田、农业科学等知识推广出去。用传播、帮助和引导的方式去影响和引导人民。

3 发展趋势展望

3.1 向节本增效和提高资源效率方向发展

在作物栽培与耕作制度科技研究领域取得的大批成果中，高效型技术占比较大，特别是节水、高产、节肥、增效等技术。从发展的趋势来看，连续高效的生产理念已逐步被人们所接受，并已成为我国农作物生产与农业系统的重要发展方向。

3.2 向优质栽培技术发展

随着我国市场经济的发展，农民收入增加，对农作物的需求也在不断增加。在大宗作物和某些经济作物中，优质高效的种植模式表现出强烈的市场需求和推广潜力。自从我国加入WTO后，农产品品质不断提升，因此要大力发展优质的特色产品与绿色食品，进行农业生产的调整与创新。在农业生产的发展过程中，栽培技术和品质监控技术已经成为发展的必然趋势。

3.3 向以技术综合配套的集成创新模式发展

随着农业生产和耕作制度的不断完善，单项技术盈利份额正在不断缩小，更多的是依靠科学技术的组装配套，从而实现技术的集成化创新。由于目前在农作物新品种的耕作应用中，大多数的栽培与耕作技术作为配套技术使用。因此，在控制农作物的生长、产量的过程中，采用各种新材料、新技术、新方法，使其成为优质、高产的农作物，这也是农业生产体制发展的必然趋向。

3.4 向规范化、标准化、基本化栽培技术体系发展

随着我国农业工业化的不断推进，农作物生产的标准化要求日益提高，在WTO的发展要求下，标准化生产成为必然趋势。“统一供种，统一技术服务，统一质量标准”的农业技术体系已经在一些发达地区得到了广泛应用。作物栽培的理论与技术要与现代农业的发展相适应。如何依据市场需求、农产品加工需求，建立标准化、基础性的栽培方式及配套技术体系，是我国农作物生产、农业发展面临的重大课题。

3.5 设施农业栽培技术的需求增加

近年来，我国农作物的种植面积已经达到200万hm2，对经济作物的技术要求在不断提高。但是，相对于传统的大田栽培，我国的农业生产技术研究与开发工作显得十分薄弱，因此农业生产技术的研究与开发、生产体制的调整显得尤为重要。在农业生产中，作物品种选择、轮作、环境调控与协调、信息管理等方面的研究与实践将会得到进一步发展。

3.6 应用农业生物技术、信息技术等高新技术

采用新型生物制剂、生物技术方法、新产品，提升了作物栽培技术体系的整体水平，并大力推广现代信息技术，实现了农业信息化的快速发展。从世界各国的发展趋势来看，一方面要大力推广新技术，另一方面应充分发挥传统技术，如轮作、覆盖、中间播种、生物防治等技术的潜在优势。

参考文献：

[1]阿依努尔克孜·阿布力克木.农作物栽培技术及高产影响因素[J].湖北农机化，2021（15）：30-31.

[2]杨明辉，任琪.浅谈农作物栽培技术中的关键要素[J].农村科学实验，2021（34）：127-129.

[3]韩义胜，徐靖，唐力琼，等.适宜海南“两稻一菜”耕作制度的水稻育种策略及实践[J].杂交水稻，2019，34（1）：14-15，19.

[4]方晓波，高志丽.浅析农作物高产栽培技术及影响因素[J].中国农业信息，2016（17）：91.

[5]康凤莲.山西古交市农作物栽培技术及高产影响因素探究[J].农业工程技术，2018，38（8）：77.