摘 要 濰坊市作為山東省重要的小麥生產(chǎn)基地，面臨著土壤退化、氣候變化等挑戰(zhàn)。為提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，系統(tǒng)研究當(dāng)前濰坊市小麥種植存在的問題，包括土壤肥力維持與提升問題、播種與種植技術(shù)瓶頸、品種結(jié)構(gòu)與遺傳改良局限、機(jī)械化與信息化發(fā)展滯后等，并針對(duì)問題提出采用土壤改良與精準(zhǔn)施肥技術(shù)、集成先進(jìn)的播種與種植技術(shù)、創(chuàng)新小麥品種優(yōu)化與育種技術(shù)及促進(jìn)機(jī)械化與智慧農(nóng)業(yè)融合發(fā)展等改善措施。

關(guān)鍵詞 小麥；種植技術(shù)；土壤改良；山東省濰坊市

中圖分類號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.014

濰坊市是山東省重要的小麥生產(chǎn)基地，小麥種植面積廣、產(chǎn)量高，但隨著土壤退化、氣候變化等問題的出現(xiàn)，當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)存在種植環(huán)境惡化、品種結(jié)構(gòu)單一等技術(shù)短板。因此，開展小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)研究與示范，集成應(yīng)用土壤改良、精準(zhǔn)施肥等技術(shù)，篩選和培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，實(shí)現(xiàn)品種結(jié)構(gòu)和種植技術(shù)的升級(jí)，對(duì)促進(jìn)濰坊市小麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 濰坊市小麥種植環(huán)境及資源概述

濰坊市處于山東半島南部，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，光熱資源和降水量適宜小麥生長(zhǎng)。根據(jù)氣象部門多年觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，濰坊市年平均氣溫12.5 ℃，大于等于10 ℃積溫4 560 ℃，年平均日照時(shí)間2 637 h，為小麥從播種到抽穗提供了充足的光照和熱量保障[1]。濰坊市年平均降水量639 mm，主要集中在小麥生長(zhǎng)期（6—9月）。土壤類型以黃棕壤為主，pH值在7.0～7.8，有機(jī)質(zhì)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，速效鉀含量在82～180 mg·kg-1，土壤肥力較好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年濰坊市小麥種植面積35.33萬hm2，占糧食作物總面積的65%，年產(chǎn)量在180萬t以上[1]。濰坊市種植的小麥品種以山農(nóng)28、煙農(nóng)15等高產(chǎn)強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)品種為主，但近年來由于常年連作，小麥病蟲害加重、土壤酸化和養(yǎng)分流失嚴(yán)重等，小麥單位面積產(chǎn)量波動(dòng)較大。

2 存在的問題

2.1 土壤肥力維持與提升問題

濰坊市小麥連作年限長(zhǎng)，存在土壤養(yǎng)分流失嚴(yán)重的問題。部分地區(qū)長(zhǎng)期施用單一化肥導(dǎo)致土壤養(yǎng)分比例失衡，影響小麥對(duì)鉀、磷、微量元素的吸收利用。例如，臨朐縣有機(jī)肥+尿素處方施肥的土壤速效磷含量?jī)H為7.2 mg·kg-1，遠(yuǎn)低于小麥種植適宜值，嚴(yán)重制約小麥根系發(fā)育和幼苗生長(zhǎng)[3]。同時(shí)，機(jī)械作業(yè)和秸稈焚燒導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)被破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)土層結(jié)實(shí)、養(yǎng)分淋濾加劇的負(fù)面效應(yīng)。此外，單一施肥加重了土壤鹽漬化，壽光市某農(nóng)戶承包的3.33 hm2大田連作小麥地塊0～20 cm土層鹽分含量高達(dá)0.53%，超過容許值的2倍以上，對(duì)小麥產(chǎn)生明顯的毒害作用[3]。

2.2 播種與種植技術(shù)瓶頸

在小麥種植方面，濰坊市傳統(tǒng)的人工播種技術(shù)手段效率相對(duì)較低，播種精準(zhǔn)度不高，不僅導(dǎo)致小麥出現(xiàn)出苗不均勻和空穴等現(xiàn)象，而且影響小麥整體的播種質(zhì)量與產(chǎn)量潛力。由于缺乏精確控制播種量的先進(jìn)技術(shù)，種子的實(shí)際利用率相較于理想水平有明顯的差距。加之農(nóng)戶在種子儲(chǔ)存條件上的局限性，特別是在昌樂縣和臨朐縣的部分地區(qū)，自留小麥種子因存儲(chǔ)不當(dāng)而發(fā)芽率降低，進(jìn)一步加重了播種問題。

小麥單位面積內(nèi)的分蘗數(shù)量對(duì)其最終產(chǎn)量至關(guān)重要。但目前，濰坊市農(nóng)戶土地管理方式較為粗放，對(duì)播種后小麥生長(zhǎng)階段的精細(xì)化管理措施如幼苗保護(hù)技術(shù)等應(yīng)用不夠廣泛，導(dǎo)致小麥平均分蘗數(shù)量未能達(dá)到理想的水平，補(bǔ)播工作也不夠及時(shí)有效，從而使得小麥單位面積株數(shù)偏少，限制其產(chǎn)量的大幅提升。實(shí)際案例顯示，在寺頭鎮(zhèn)等地的大規(guī)模小麥種植區(qū)，小麥單位面積分蘗數(shù)量普遍偏低，不利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo)。此外，播種深度控制不當(dāng)會(huì)直接影響小麥出苗后的生長(zhǎng)發(fā)育情況，淺播或深播都可能導(dǎo)致出苗率下降及分蘗分布不均。

2.3 品種結(jié)構(gòu)與遺傳改良局限

濰坊市小麥種植以濟(jì)南17、煙農(nóng)15等中強(qiáng)筋品種為主，但優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋面包小麥品種的比重相對(duì)較低。隨著居民消費(fèi)水平的提升和對(duì)面粉品質(zhì)要求的日益提高，人們對(duì)高筋面粉的需求顯著增長(zhǎng)。然而，目前濰坊市面筋蛋白質(zhì)含量大于等于12%的高筋面包型小麥種植面積僅占總面積的13.6%，遠(yuǎn)不能滿足加工企業(yè)的實(shí)際需求[2]。同時(shí)，主栽品種在連續(xù)種植及病蟲害壓力下表現(xiàn)出抗性衰減嚴(yán)重的問題，影響小麥品質(zhì)的穩(wěn)定性。例如，濟(jì)南17在安丘市、昌樂縣等地近年來的實(shí)地觀測(cè)中，其關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)如裂解力值和沉降值呈明顯下降趨勢(shì)[3]。此外，當(dāng)前濰坊市的小麥品種選育技術(shù)和策略仍有待優(yōu)化創(chuàng)新，尤其是在解決抗逆性與高產(chǎn)性狀之間的矛盾方面存在較大挑戰(zhàn)。以當(dāng)?shù)胤N植的小麥品種濟(jì)麥22為例，盡管其在抗條銹病上相較于對(duì)照品種具有一定優(yōu)勢(shì)，但其在整體產(chǎn)量表現(xiàn)上仍未能實(shí)現(xiàn)超越，反映出現(xiàn)有育種工作在平衡產(chǎn)量與品質(zhì)方面存在不足[2]。

2.4 機(jī)械化與信息化發(fā)展滯后

在濰坊市小麥產(chǎn)業(yè)鏈中，機(jī)械化與信息化的融合應(yīng)用程度尚處于較低水平，尤其在育苗移栽、施肥除草及收獲等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)裝備落后，嚴(yán)重阻礙小麥種植標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；陌l(fā)展。這具體表現(xiàn)在小麥機(jī)械化種植普及率低下，人工勞作占據(jù)主導(dǎo)，生產(chǎn)效率不高。其中，優(yōu)質(zhì)種子供應(yīng)體系不健全及更新?lián)Q代進(jìn)程緩慢的問題直接影響播種質(zhì)量，發(fā)芽率和活力偏低的現(xiàn)象限制了精準(zhǔn)播種機(jī)械化的有效推廣。在田間管理階段，如移栽和除草作業(yè)，目前主要依賴人力操作，特別是在小麥分蘗期和返青期對(duì)精細(xì)化管理要求極高，但由于缺乏高效精確的機(jī)械化手段，疏密度調(diào)控困難且勞動(dòng)強(qiáng)度大，投入產(chǎn)出比低。實(shí)際案例顯示，坊子區(qū)部分大規(guī)模小麥種植區(qū)人工除草頻次過高，突顯出機(jī)械化替代人工的必要性和緊迫性。此外，在收割環(huán)節(jié)，聯(lián)合收割機(jī)的使用率不足，且現(xiàn)有收割機(jī)型種類單一、適應(yīng)性較差，使得收獲高峰期時(shí)常面臨機(jī)械化作業(yè)能力受限的問題[5]。同時(shí)，小麥病蟲害預(yù)測(cè)預(yù)警體系的建設(shè)相對(duì)滯后，未能充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，加之精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)的應(yīng)用比例低，直接導(dǎo)致無法基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)制訂科學(xué)合理的化肥農(nóng)藥使用方案和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而影響精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的實(shí)施和優(yōu)化。

3 改善技術(shù)

3.1 采用土壤改良與精準(zhǔn)施肥技術(shù)

為解決連作土壤肥力下降問題，秸稈還田配合綠肥覆蓋是重要的改良措施。具體來說，適量秸稈還田可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提供礦化養(yǎng)分，提高土壤肥力。同時(shí)，選用固氮綠肥作物與小麥套作，可通過生物固氮增加土壤氮素儲(chǔ)備，并抑制土傳病蟲害。此外，使用腐熟沼肥提供有機(jī)質(zhì)，配施磷肥、銨態(tài)氮、葡萄糖葉面肥等高效緩釋肥料，可提高肥料利用率，促進(jìn)小麥對(duì)微量元素的吸收，從而改善連作土壤的理化性狀。在技術(shù)推廣時(shí)，濰坊市需要根據(jù)不同區(qū)域土壤肥力測(cè)試結(jié)果和小麥需肥規(guī)律，制訂合理的施肥量和輪作模式，精準(zhǔn)化施肥，以發(fā)揮肥料最大效益。

在精準(zhǔn)施肥技術(shù)方面，濰坊市可運(yùn)用土壤檢測(cè)與營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù)，科學(xué)制訂667 m2施氮量、施磷量、施鉀量等參數(shù)，并采用變量施肥技術(shù)，根據(jù)小麥關(guān)鍵生育時(shí)期養(yǎng)分需求動(dòng)態(tài)調(diào)控化肥施用量，實(shí)現(xiàn)施肥量與需肥量的匹配。同時(shí)，研發(fā)應(yīng)用控釋、溶解控釋肥料，通過降低肥料溶解度，延長(zhǎng)養(yǎng)分供應(yīng)窗口期，提高肥料利用效率，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效施肥提供有力技術(shù)保障?？傊蓜?chuàng)新應(yīng)用土壤改良與精準(zhǔn)高效施肥技術(shù)，可有效提升和恢復(fù)連作土壤肥力，為小麥高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2 集成先進(jìn)的播種與種植技術(shù)

根據(jù)濰坊市小麥生產(chǎn)實(shí)際情況，為提高播種質(zhì)量和效率，推廣機(jī)械化精準(zhǔn)播種技術(shù)非常必要。具體技術(shù)可采用照相計(jì)數(shù)和真空吸種子技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投遞，使單粒播種質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，明顯提高播種的精準(zhǔn)度和效率。同時(shí)，可運(yùn)用近紅外光譜無損檢測(cè)技術(shù)，選擇發(fā)芽力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)種子進(jìn)行播種，顯著提高種子的出苗率和均勻度。這些機(jī)械化精密播種技術(shù)符合濰坊市土壤肥力條件和機(jī)械化程度，技術(shù)成熟度高、推廣價(jià)值大。在推廣過程中，濰坊市應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家和省級(jí)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)制定的技術(shù)規(guī)程執(zhí)行，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)夭煌瑓^(qū)域的土壤肥力和種植習(xí)慣，制定適宜的精密播種技術(shù)參數(shù)，以發(fā)揮最大效益。

在幼苗管理技術(shù)上，濰坊市可采用育苗盤育苗，并加強(qiáng)對(duì)幼苗根部、分蘗節(jié)等部位的保護(hù)，顯著增加分蘗數(shù)量。同時(shí)，可選用鏈條除草機(jī)、整地機(jī)等進(jìn)行間作耕作，有效去除小麥早期田間雜草，促進(jìn)小麥幼苗生長(zhǎng)。此外，采用玉米-小麥套作技術(shù)，選用抗冷性強(qiáng)、適宜直播的小麥新品種，配套拖拉機(jī)式移栽機(jī)，實(shí)現(xiàn)小麥高效機(jī)械化移栽，可在短期內(nèi)完成大面積移栽任務(wù)，節(jié)約人工成本，是實(shí)現(xiàn)玉米-小麥輪作的有效技術(shù)路徑。集成創(chuàng)新應(yīng)用先進(jìn)的種植技術(shù)可有效增強(qiáng)小麥的抗逆性，提高單株生長(zhǎng)勢(shì)和平均分蘗數(shù)量，為實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.3 創(chuàng)新小麥品種優(yōu)化與育種技術(shù)

為優(yōu)化小麥品種結(jié)構(gòu)，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆新品種，濰坊市應(yīng)加強(qiáng)引種與區(qū)域試驗(yàn)，大力引進(jìn)篩選蛋白質(zhì)含量高、品質(zhì)好的強(qiáng)筋面包小麥新品種。例如，來源于加拿大的面包小麥系郎伊寧8號(hào)，其蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)突出，具有較優(yōu)的加工品質(zhì)[3]。因此，濰坊市可將該品種與當(dāng)?shù)刂髟孕←溒贩N雜交，培育組合優(yōu)勢(shì)的新種質(zhì)，提高小麥的蛋白質(zhì)含量和面包加工適應(yīng)性。此外，可應(yīng)用轉(zhuǎn)座子技術(shù)導(dǎo)入大分子量谷蛋白基因，有效改善小麥品質(zhì)，提高其面包加工適應(yīng)性。例如，轉(zhuǎn)入1Ax1等大分子量蛋白基因，可顯著提高小麥的面包比容[3]。

在抗病育種方面，濰坊市應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)記輔助選擇和基因編輯技術(shù)的應(yīng)用。例如，可應(yīng)用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，敲除赤霉病易感基因TaMLO-A1，提高小麥抗赤霉病特性；或者通過基因編輯技術(shù)導(dǎo)入Yr15、Yr36等寬效抗條銹病基因，構(gòu)建系統(tǒng)抗性，防止抗性退化。同時(shí)，可通過蛋白質(zhì)組學(xué)篩選技術(shù)，深入挖掘小麥關(guān)鍵抗病蛋白如PR1、PR2等差異表達(dá)譜系，用于耐病性評(píng)價(jià)與優(yōu)良種質(zhì)選育。這些技術(shù)的應(yīng)用將極大地加快抗逆性狀的遺傳改良進(jìn)程。此外，運(yùn)用精準(zhǔn)去雄育種技術(shù)，采用兩系法、三系法分步選育，有效解決單交種抗性強(qiáng)但產(chǎn)量偏低的難題，實(shí)現(xiàn)抗性與高產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，選育出高產(chǎn)、高抗病的超級(jí)小麥新品種，是小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)保障。

3.4 促進(jìn)機(jī)械化與智慧農(nóng)業(yè)融合發(fā)展

為加速小麥生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程，濰坊市應(yīng)積極推廣篩選種子專用機(jī)、精密播種機(jī)、育秧盤等小麥機(jī)械化關(guān)鍵設(shè)備。例如，采用Japan Kubota公司生產(chǎn)的V型精密播種機(jī)，配套德國(guó)先進(jìn)種子輔助處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)單粒播種，大幅提高作業(yè)效率。此外，選用多功能移栽機(jī)，可適應(yīng)5°～15°緩坡地形，有效解決移栽機(jī)械化過程中的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)抗早衰和高密度育苗成列移栽，平均每分鐘移栽1 000株，移栽效率是人工移栽的7倍[3]。同時(shí)，濰坊市可大力推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用，搭建基于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。例如，濰坊市可采集氣象站多源田間觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立小麥生長(zhǎng)模型，進(jìn)行病蟲害虛擬預(yù)測(cè)與災(zāi)害評(píng)估，科學(xué)合理制訂防控策略，實(shí)現(xiàn)信息化精準(zhǔn)治理。此外，研發(fā)農(nóng)事APP和小麥栽培專家系統(tǒng)，利用5G技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與決策，為農(nóng)戶提供精準(zhǔn)的肥水管理及病蟲害防治建議，指導(dǎo)生產(chǎn)。還可應(yīng)用數(shù)字化設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，通過采集與控制環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施內(nèi)光照、溫濕度、CO2濃度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，有效提高小麥抗逆性，實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

4 結(jié)語

筆者針對(duì)當(dāng)前濰坊市小麥生產(chǎn)中存在的土壤肥力下降、育種技術(shù)滯后等問題和技術(shù)瓶頸，系統(tǒng)開展了關(guān)鍵栽培技術(shù)創(chuàng)新與集成應(yīng)用研究。研究表明，采用土壤改良配套精準(zhǔn)施肥、機(jī)械化高效播種與種植、新品種選育與培育、機(jī)械化水平提升等技術(shù)體系，可有效提高土壤肥力，增強(qiáng)小麥抗逆性，顯著增加單位面積產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。因此，大力推廣應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)集成成果，加快傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)?；N植，是未來濰坊市提升小麥產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的科學(xué)有效途徑，對(duì)促進(jìn)區(qū)域和國(guó)家糧食安全與綠色發(fā)展意義重大。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）