潍坊市小麦种植存在的问题及其对策

2024-08-05 00:00:00吕廷坤
南方农业·下旬 2024年6期

摘 要 潍坊市作为山东省重要的小麦生产基地,面临着土壤退化、气候变化等挑战。为提高小麦的产量和品质,系统研究当前潍坊市小麦种植存在的问题,包括土壤肥力维持与提升问题、播种与种植技术瓶颈、品种结构与遗传改良局限、机械化与信息化发展滞后等,并针对问题提出采用土壤改良与精准施肥技术、集成先进的播种与种植技术、创新小麦品种优化与育种技术及促进机械化与智慧农业融合发展等改善措施。

关键词 小麦;种植技术;土壤改良;山东省潍坊市

中图分类号:S512.1 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.014

潍坊市是山东省重要的小麦生产基地,小麦种植面积广、产量高,但随着土壤退化、气候变化等问题的出现,当地小麦生产存在种植环境恶化、品种结构单一等技术短板。因此,开展小麦高产栽培技术研究与示范,集成应用土壤改良、精准施肥等技术,筛选和培育高产优质品种,实现品种结构和种植技术的升级,对促进潍坊市小麦产业可持续发展具有重要的现实意义。

1 潍坊市小麦种植环境及资源概述

潍坊市处于山东半岛南部,属亚热带湿润季风气候区,光热资源和降水量适宜小麦生长。根据气象部门多年观测统计,潍坊市年平均气温12.5 ℃,大于等于10 ℃积温4 560 ℃,年平均日照时间2 637 h,为小麦从播种到抽穗提供了充足的光照和热量保障[1]。潍坊市年平均降水量639 mm,主要集中在小麦生长期(6—9月)。土壤类型以黄棕壤为主,pH值在7.0~7.8,有机质含量在1.10%~1.90%,全氮含量在0.09%~0.15%,速效磷含量在5~22 mg·kg-1,速效钾含量在82~180 mg·kg-1,土壤肥力较好。根据统计,2020年潍坊市小麦种植面积35.33万hm2,占粮食作物总面积的65%,年产量在180万t以上[1]。潍坊市种植的小麦品种以山农28、烟农15等高产强筋优质品种为主,但近年来由于常年连作,小麦病虫害加重、土壤酸化和养分流失严重等,小麦单位面积产量波动较大。

2 存在的问题

2.1 土壤肥力维持与提升问题

潍坊市小麦连作年限长,存在土壤养分流失严重的问题。部分地区长期施用单一化肥导致土壤养分比例失衡,影响小麦对钾、磷、微量元素的吸收利用。例如,临朐县有机肥+尿素处方施肥的土壤速效磷含量仅为7.2 mg·kg-1,远低于小麦种植适宜值,严重制约小麦根系发育和幼苗生长[3]。同时,机械作业和秸秆焚烧导致土壤结构被破坏严重,出现土层结实、养分淋滤加剧的负面效应。此外,单一施肥加重了土壤盐渍化,寿光市某农户承包的3.33 hm2大田连作小麦地块0~20 cm土层盐分含量高达0.53%,超过容许值的2倍以上,对小麦产生明显的毒害作用[3]。

2.2 播种与种植技术瓶颈

在小麦种植方面,潍坊市传统的人工播种技术手段效率相对较低,播种精准度不高,不仅导致小麦出现出苗不均匀和空穴等现象,而且影响小麦整体的播种质量与产量潜力。由于缺乏精确控制播种量的先进技术,种子的实际利用率相较于理想水平有明显的差距。加之农户在种子储存条件上的局限性,特别是在昌乐县和临朐县的部分地区,自留小麦种子因存储不当而发芽率降低,进一步加重了播种问题。

小麦单位面积内的分蘖数量对其最终产量至关重要。但目前,潍坊市农户土地管理方式较为粗放,对播种后小麦生长阶段的精细化管理措施如幼苗保护技术等应用不够广泛,导致小麦平均分蘖数量未能达到理想的水平,补播工作也不够及时有效,从而使得小麦单位面积株数偏少,限制其产量的大幅提升。实际案例显示,在寺头镇等地的大规模小麦种植区,小麦单位面积分蘖数量普遍偏低,不利于实现高产目标。此外,播种深度控制不当会直接影响小麦出苗后的生长发育情况,浅播或深播都可能导致出苗率下降及分蘖分布不均。

2.3 品种结构与遗传改良局限

潍坊市小麦种植以济南17、烟农15等中强筋品种为主,但优质强筋面包小麦品种的比重相对较低。随着居民消费水平的提升和对面粉品质要求的日益提高,人们对高筋面粉的需求显著增长。然而,目前潍坊市面筋蛋白质含量大于等于12%的高筋面包型小麦种植面积仅占总面积的13.6%,远不能满足加工企业的实际需求[2]。同时,主栽品种在连续种植及病虫害压力下表现出抗性衰减严重的问题,影响小麦品质的稳定性。例如,济南17在安丘市、昌乐县等地近年来的实地观测中,其关键品质指标如裂解力值和沉降值呈明显下降趋势[3]。此外,当前潍坊市的小麦品种选育技术和策略仍有待优化创新,尤其是在解决抗逆性与高产性状之间的矛盾方面存在较大挑战。以当地种植的小麦品种济麦22为例,尽管其在抗条锈病上相较于对照品种具有一定优势,但其在整体产量表现上仍未能实现超越,反映出现有育种工作在平衡产量与品质方面存在不足[2]。

2.4 机械化与信息化发展滞后

在潍坊市小麦产业链中,机械化与信息化的融合应用程度尚处于较低水平,尤其在育苗移栽、施肥除草及收获等关键环节的技术装备落后,严重阻碍小麦种植标准化和规模化的发展。这具体表现在小麦机械化种植普及率低下,人工劳作占据主导,生产效率不高。其中,优质种子供应体系不健全及更新换代进程缓慢的问题直接影响播种质量,发芽率和活力偏低的现象限制了精准播种机械化的有效推广。在田间管理阶段,如移栽和除草作业,目前主要依赖人力操作,特别是在小麦分蘖期和返青期对精细化管理要求极高,但由于缺乏高效精确的机械化手段,疏密度调控困难且劳动强度大,投入产出比低。实际案例显示,坊子区部分大规模小麦种植区人工除草频次过高,突显出机械化替代人工的必要性和紧迫性。此外,在收割环节,联合收割机的使用率不足,且现有收割机型种类单一、适应性较差,使得收获高峰期时常面临机械化作业能力受限的问题[5]。同时,小麦病虫害预测预警体系的建设相对滞后,未能充分利用现代信息技术实现精准预报,加之精准农业遥感技术的应用比例低,直接导致无法基于实时数据制订科学合理的化肥农药使用方案和时间节点,从而影响精准化农业生产模式的实施和优化。

3 改善技术

3.1 采用土壤改良与精准施肥技术

为解决连作土壤肥力下降问题,秸秆还田配合绿肥覆盖是重要的改良措施。具体来说,适量秸秆还田可增加土壤有机质含量,提供矿化养分,提高土壤肥力。同时,选用固氮绿肥作物与小麦套作,可通过生物固氮增加土壤氮素储备,并抑制土传病虫害。此外,使用腐熟沼肥提供有机质,配施磷肥、铵态氮、葡萄糖叶面肥等高效缓释肥料,可提高肥料利用率,促进小麦对微量元素的吸收,从而改善连作土壤的理化性状。在技术推广时,潍坊市需要根据不同区域土壤肥力测试结果和小麦需肥规律,制订合理的施肥量和轮作模式,精准化施肥,以发挥肥料最大效益。

在精准施肥技术方面,潍坊市可运用土壤检测与营养诊断技术,科学制订667 m2施氮量、施磷量、施钾量等参数,并采用变量施肥技术,根据小麦关键生育时期养分需求动态调控化肥施用量,实现施肥量与需肥量的匹配。同时,研发应用控释、溶解控释肥料,通过降低肥料溶解度,延长养分供应窗口期,提高肥料利用效率,为实现精准高效施肥提供有力技术保障。总之,集成创新应用土壤改良与精准高效施肥技术,可有效提升和恢复连作土壤肥力,为小麦高产奠定基础。

3.2 集成先进的播种与种植技术

根据潍坊市小麦生产实际情况,为提高播种质量和效率,推广机械化精准播种技术非常必要。具体技术可采用照相计数和真空吸种子技术实现精准投递,使单粒播种质量达到标准,明显提高播种的精准度和效率。同时,可运用近红外光谱无损检测技术,选择发芽力强的优质种子进行播种,显著提高种子的出苗率和均匀度。这些机械化精密播种技术符合潍坊市土壤肥力条件和机械化程度,技术成熟度高、推广价值大。在推广过程中,潍坊市应严格按照国家和省级农业技术推广机构制定的技术规程执行,同时结合当地不同区域的土壤肥力和种植习惯,制定适宜的精密播种技术参数,以发挥最大效益。

在幼苗管理技术上,潍坊市可采用育苗盘育苗,并加强对幼苗根部、分蘖节等部位的保护,显著增加分蘖数量。同时,可选用链条除草机、整地机等进行间作耕作,有效去除小麦早期田间杂草,促进小麦幼苗生长。此外,采用玉米-小麦套作技术,选用抗冷性强、适宜直播的小麦新品种,配套拖拉机式移栽机,实现小麦高效机械化移栽,可在短期内完成大面积移栽任务,节约人工成本,是实现玉米-小麦轮作的有效技术路径。集成创新应用先进的种植技术可有效增强小麦的抗逆性,提高单株生长势和平均分蘖数量,为实现小麦高产奠定基础。

3.3 创新小麦品种优化与育种技术

为优化小麦品种结构,选育高产优质抗逆新品种,潍坊市应加强引种与区域试验,大力引进筛选蛋白质含量高、品质好的强筋面包小麦新品种。例如,来源于加拿大的面包小麦系郎伊宁8号,其蛋白质含量表现突出,具有较优的加工品质[3]。因此,潍坊市可将该品种与当地主栽小麦品种杂交,培育组合优势的新种质,提高小麦的蛋白质含量和面包加工适应性。此外,可应用转座子技术导入大分子量谷蛋白基因,有效改善小麦品质,提高其面包加工适应性。例如,转入1Ax1等大分子量蛋白基因,可显著提高小麦的面包比容[3]。

在抗病育种方面,潍坊市应加强标记辅助选择和基因编辑技术的应用。例如,可应用CRISPR/Cas9基因编辑技术,敲除赤霉病易感基因TaMLO-A1,提高小麦抗赤霉病特性;或者通过基因编辑技术导入Yr15、Yr36等宽效抗条锈病基因,构建系统抗性,防止抗性退化。同时,可通过蛋白质组学筛选技术,深入挖掘小麦关键抗病蛋白如PR1、PR2等差异表达谱系,用于耐病性评价与优良种质选育。这些技术的应用将极大地加快抗逆性状的遗传改良进程。此外,运用精准去雄育种技术,采用两系法、三系法分步选育,有效解决单交种抗性强但产量偏低的难题,实现抗性与高产的有机结合,选育出高产、高抗病的超级小麦新品种,是小麦高产稳产的关键技术保障。

3.4 促进机械化与智慧农业融合发展

为加速小麦生产机械化进程,潍坊市应积极推广筛选种子专用机、精密播种机、育秧盘等小麦机械化关键设备。例如,采用Japan Kubota公司生产的V型精密播种机,配套德国先进种子辅助处理系统,可实现精准单粒播种,大幅提高作业效率。此外,选用多功能移栽机,可适应5°~15°缓坡地形,有效解决移栽机械化过程中的技术难题,实现抗早衰和高密度育苗成列移栽,平均每分钟移栽1 000株,移栽效率是人工移栽的7倍[3]。同时,潍坊市可大力推进智慧农业技术应用,搭建基于互联网和物联网的在线监测预警系统。例如,潍坊市可采集气象站多源田间观测数据,建立小麦生长模型,进行病虫害虚拟预测与灾害评估,科学合理制订防控策略,实现信息化精准治理。此外,研发农事APP和小麦栽培专家系统,利用5G技术进行数据分析与决策,为农户提供精准的肥水管理及病虫害防治建议,指导生产。还可应用数字化设施农业技术,通过采集与控制环境数据,实现设施内光照、温湿度、CO2浓度的精准调节,有效提高小麦抗逆性,实现小麦高产稳产。

4 结语

笔者针对当前潍坊市小麦生产中存在的土壤肥力下降、育种技术滞后等问题和技术瓶颈,系统开展了关键栽培技术创新与集成应用研究。研究表明,采用土壤改良配套精准施肥、机械化高效播种与种植、新品种选育与培育、机械化水平提升等技术体系,可有效提高土壤肥力,增强小麦抗逆性,显著增加单位面积产量和经济效益。因此,大力推广应用关键技术集成成果,加快传统农业转型升级,实现标准化规模化种植,是未来潍坊市提升小麦产业竞争力的科学有效途径,对促进区域和国家粮食安全与绿色发展意义重大。

参考文献:

[1] 李霞,邵长侠,相素英.山东青岛优质高产小麦栽培技术要点分析[J].种子科技,2023,41(22):51-53.

[2] 张梅.山东优质高产小麦栽培技术分析探究[J].河北农机,2023(3):166-168.

[3] 郝桂红.山东优质高产小麦栽培技术分析[J].新农业,2022(17):11-12.

[4] 魏秀华,张志伟,于海涛,等.潍坊地区不同小麦品种对比筛选试验[J].安徽农学通报,2023,29(18):10-13.

[5] 王爱秋.山东潍坊市小麦高产种植技术要点[J].农业工程技术,2020,40(17):57-58.

(责任编辑:刘宁宁)