(来源:饲料行业信息网)
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黄淮海地区是我国最大的夏玉米生产基地,河南则是该地区夏玉米主产省份,其收成对于国家的口粮安全和饲料粮供给至关重要。夏玉米花期(7月下旬至8月上旬)恰好与一年中最热、降水最集中的时期重叠,在全球气候变暖大背景下,极端高温天气事件频发且强度加剧,对玉米生长造成威胁。
“当气温持续超过32℃乃至35℃时,玉米便会‘中暑’。”河南省气象科学研究所正高级工程师李树岩介绍,玉米开花授粉期是对高温最为敏感的时期,高温胁迫易导致玉米“花而不实”,进而影响玉米生长发育和产量形成,严重时可减产20%以上。
高温如何影响玉米生长进而导致减产?国内外相关研究一度多聚焦于单一品种、单一器官、单一层次,缺乏系统性。李树岩团队运用作物栽培学、作物生理学的理论和方法,比较解析了高温胁迫下耐热品种和热敏感品种叶、穗、粒形态结构的差异特征,明晰了籽粒库活性降低、弱势粒败育、穗粒数减少等是高温导致玉米减产的重要机制。
此外,团队创新建立了玉米品种花期耐热性鉴定评价技术,将玉米品种花期耐高温热害能力划分为极强、强、中等、弱、极弱5个等级,鉴选出郑单958、伟科702、裕丰303等一批耐热性强的玉米品种,且多数成为河南省主导种植品种。这些成果为预警防御关键技术研发、调控产品创制及品种利用奠定了基础。
有效的灾害防御始于精准的风险预见。李树岩团队综合分析了近50年来河南夏玉米花期高温日数、发生频率和积热强度,以花期最高气温≥32℃、≥35℃ 分别作为轻度和重度高温灾害发生阈值,建立风险评价指数,成功编制了河南省夏玉米花期高温热害风险区划。同时,构建夏玉米花期高温日数序列并验证了其正态分布特征,利用首创的高温日数分布概率四分位分级方法,将夏玉米花期高温热害划分为3个预警气象等级,开发了夏玉米高温热害预测预警系统。该系统基于灾害风险评估模型,结合农业气象年景和短期气候预测,实现了对夏玉米花期高温风险的预估,并根据地面气象观测实况和智能网格天气预报数据,提前3至7天发布夏玉米花期高温预警信息。
在关键防御技术与产品应用方面,李树岩团队研发了夏玉米品种互补增抗技术,将耐热性互补、生育期基本一致、散粉期相差2至3天的两个品种进行间作或混作,产量较热敏感品种单作均有显著提升;研制了以“腐植酸、海藻酸”为主要成分的玉米抗热水溶肥和以“褪黑素、γ-氨基丁酸”为有效成分的调节剂,成为助力夏玉米增强抗逆性、提升花粉活力及受精结实率的有效“内服补剂”。
经过13年的探索研究,“单点技术”逐步转向“系统解决方案”。“团队按照‘灾前预警、灾中调控、灾后补救’的原则,创新集成了高温监测预警防热害、品种科学布局抗热害、播期优化调整避热害、品种互补增抗御热害、水肥精准调控缓热害、人工辅助授粉减热害的夏玉米高温热害综合防御技术体系。针对不同风险等级区域,开展‘一地一策’服务指导。”李树岩说。团队还制定了适用于黄淮海夏玉米生产区的河南省地方标准《夏玉米花期高温预警气象等级》《夏玉米高温热害防御栽培技术规程》和农业行业标准《玉米互补增抗技术规范》,并已发布实施,为风险研判、防御管理等提供了科学依据。
为加快研究成果落地应用,团队不断强化与高校、科研院所、农技推广部门、农业企业、经营主体等的深度合作,建立“监测预警信息、防御技术、水肥及调控产品”三配套的试验示范基地。2017年以来,夏玉米高温热害综合防御技术累计推广面积近1.8亿亩,有效实现减损增产,亩均挽回损失31.87公斤,新增纯收益34.97亿元。同时,通过主题培训、手机APP指导等方式,将复杂的科研成果转化为农民易懂易用的操作规程,线下线上培训1.5万余人次。
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