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绿色技术能破解小麦生产的“两难”吗?

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Credit: Gang HE1,2,3 , Wanyi XIE1 , Lei FAN1 , Xiaotian MI1 , Zhaohui WANG1,2

作为全球最大的小麦生产国,我国小麦年产量达1.36亿吨,其生产稳定性直接关系到全球的粮食安全。然而近年来,我国小麦进口量持续攀升,2022年达996万吨,同时化肥过量施用导致的环境问题日益突出。如何在保障产量的同时降低资源消耗与环境代价,成为农业可持续发展的核心议题。

近日,西北农林科技大学资源环境学院王朝晖教授团队提出了一种小麦绿色生产技术框架与区域适配模式,为破解这一难题提供了思路。相关文章发表已发表于《农业科学与工程前沿》(英文)(DOI: 10.15302/J-FASE-2025606)。

研究从土壤、根层、冠层三个系统层面构建了小麦绿色生产框架。土壤系统聚焦于提升肥力与抗逆性,通过有机肥施用、秸秆还田等技术改善土壤结构;根层系统通过优化水肥管理,实现养分供需的精准匹配;冠层系统则通过品种改良与种植密度调控,提高光能利用率。这种多系统协同的技术体系,突破了传统单一技术的局限性,为集成创新奠定了基础。

基于该框架,团队验证了多项核心技术的实际效果。在土壤改良方面,有机肥配施矿物肥可使土壤有机碳固存效率提升至26%,小麦产量增加15.1%;秸秆还田则使土壤碳储量年增302公斤/公顷,产量提高了6.6%。在养分管理领域,深施化肥与缓控释肥技术结合,可使氮肥利用率提升8.3%–16.6%,同时使氮素流失减少了24%–50%。水分管理方面,滴灌技术较传统漫灌节水41%,产量仍增加5%,精准灌溉时期调控可进一步使产量提升7.1%。

针对不同农业生态区的特点,团队开发了差异化技术模式。在黄土高原旱地,“全年覆膜栽培”(YPM)技术通过全程覆膜使土壤储水量增加7%,产量提升11%,同时减少硝态氮淋溶63%。在关中灌区,“高效水肥管理”(ENWM)模式通过土壤硝态氮监测与滴灌耦合,将灌溉用水和氮肥用量分别降低了33%和30%,而产量提高10%,氮肥偏生产力提升57%。

为推动技术转化,研究构建了“多主体联合创新”(MJIT)推广模型。该模式以政策为导向,整合高校、企业、农技推广部门等多方资源。通过“科技小院”零距离服务模式,该技术已应用于超10万公顷农田,实现了“增产、节肥、节水”的综合效益。

研究指出,未来需进一步加强区域适应性技术研发,完善市场化推广机制。这一成果为我国小麦产业绿色转型提供了可复制的技术路径,也为全球粮食安全与生态保护协同发展提供了参考。


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