中国农业科学院作物科学研究所赵明研究员主持完成的“玉米冠层耕层优化高产技术体系研究与应用”获2015年度国家科技进步奖二等奖。
据悉，密植是挖掘玉米高产潜力的主要途径。然而，密植倒伏、早衰的难题长期制约着玉米产量进一步提高，特别在东北和黄淮海区，问题更加突出。为此，本项目围绕着密植高产挖潜，构建了玉米冠层耕层协调优化理论体系，创新了关键技术，集成了高产高效技术模式，形成了“玉米冠层耕层优化高产技术体系研究与应用”成果。
该成果的创新性体现在3个方面，一是探明了玉米密植倒伏、早衰的原因，创立了冠层耕层优化及二者协同的理论体系。首次构建了冠层“产量性能”定量分析体系，确立了玉米不同产量目标（每公顷9-15吨）的定量指标，建立了动态监测系统；创建了耕层“原位根土立体分析”方法，探明了土壤与根系空间分布特征，提出了“深耕层、低容重、匀分布、肥地力”的耕层优化标准；首次利用创新的冠层生产力与耕层供给力的评价方法，确定了增产目标的定量管理，建立了冠层耕层协同优化的高产高效栽培体系，为玉米密植高产关键技术创新与模式集成提供理论指导。二是以冠层耕层同步优化为目标，创新了“三改”深松、“三抗”化控及“三调”密植等关键技术。创立了改卧式浅旋为立式条带深松，改传统垄作为春季免耕平作与夏季深松，改单一耕作为深松与秸秆还田培肥地力相结合的“三改”深松耕作技术，有效地增加耕层深度15-20厘米，降低容重11.4%-20.0%，能耗降低33.0%，土壤有机质含量增加20.4%；自主研发出有机酸、氨基酸和生长调节剂有机配合的抗倒、抗冷、防衰的“三抗”新型化控剂，并建立了“前缩株后扩穗”的双重定向技术，玉米抗倒能力提高5.7%-34.7%，减缓功能叶衰老，穗粒数增加4.2%-7.9%，千粒重提高3.4%-8.9%；通过调行距形成大小行（40×80厘米）季节间交替种植，调耕作形成行内浅旋清垄、行间深松，调肥水供给形成埋管滴灌肥水一体化技术，显著提高产量15%、氮肥利用效率24%、水分生产效率35%。三是充分发挥关键技术的集成效应，创新了“深耕层-密冠层”、“控株型-促根系”及“培地力-高肥效”的密植高产高效技术模式。三大技术模式的应用，有效的解决了密植倒伏、早衰的生产问题，在东北春玉米区和黄淮海夏玉米区连续5年分别实现了小面积亩产超1100-1200 公斤和超1000 公斤，在万亩示范田分别实现亩产超850 公斤和800 公斤，增产8.5%-12.8%。
该成果获得省部级科技进步奖3项，国家专利10项，在国内外重要学术刊物上发表论文315篇，出版著作6部，制定技术规程2项，整体技术经鉴定被评价为国际先进水平，其中在冠层耕层协同优化理论与化控防倒防衰技术等方面居国际领先水平。该成果创新的关键技术与模式被列为农业部和相关部门主推技术，近3年在东北和黄淮海等7省区累计推广12239.65万亩，累计增产83.39亿公斤，累计增加经济效益143.16亿元。（通讯员 卫斐）
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