科创中国

行业领域

高端装备制造产业,农、林、牧、渔业

需求背景

氮素是作物生长发育所必需的营养元素，对土壤和作物都有显著影响。然而，由于近年来农田氮肥不合理施用引起的土壤酸化加剧、温室气体排放剧增以及氮素淋失引发的水体富营养化严重等一系列环境问题，给农业生态系统带来巨大挑战。通常情况下，以外界施肥的方式补充氮素往往过量，因此研究作物的合理氮肥管理尤为重要。高粱（sorghum bicolor (L.) Moench）又称蜀黍，是我国重要的粮食、饲料和能源作物，是酿酒的主要原料。近年来，高粱白酒市场需求量增加，高粱种植效益普遍较高，重庆、四川等地高粱种植面积逐年增加。高粱种植中氮肥的合理减量施用，是提高氮肥利用率和增加产量、减少氮素损失、提高土壤质量和降低环境污染的主要措施之一。现阶段，有关高粱氮素利用的研究较多，在最佳施氮量的问题上，由于地区、土壤环境和耕作措施等的差异，研究结果不尽一致。

需解决的主要技术难题

（1）不同施氮水平下垄作高粱养分利用效率

研究不同施氮量下，垄作高粱养分需求特征与氮肥施用量相匹配规律，通过高粱生长发育和生产力特征，包括器官干物质、氮素积累分配、产量等变化规律，提出垄作高粱氮肥高效施用技术。

（2）施氮量对垄作高粱土壤理化性质的影响

探究不同施氮水平下垄作高粱的土壤容重、孔隙度等物理性质和有机质、氮、磷、钾含量等化学性质，明确土壤养分特征与高粱产量和土壤微生态环境的相关性，揭示垄作高粱减量施用氮肥对土壤肥力质量的改善作用。

（3）不同施氮量下垄作高粱土壤微生物群落结构特征研究

采用qPCR、Illumina Miseq高通量测序等生物技术，结合土壤理化性质，从土壤微生态角度，阐明氮肥对垄作高粱土壤细菌群落结构和多样性的影响，明确氮肥减量配施对垄作高粱土壤氮循环的微生物作用机理；综合高粱全生育期内氮、磷、钾等养分需求总量、产量及其构成因素，揭示垄作高粱栽培的氮肥高效利用规律

期望实现的主要技术目标

（1）阐明施氮量对垄作高粱生长、养分需求规律和产量以及土壤养分的影响，明确垄作高粱氮素高效利用机制；

（2）形成垄作高粱氮肥高效利用技术；

（3）明确土壤理化性质、细菌群落结构等土壤肥力和微生态特征及其与产量的相关性，揭示氮肥施用量对垄作高粱的土壤微生物学作用机制和高粱栽培的增产机理

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-11-11

李定华

重庆农业大学

教授

综合评价

技术需求清晰

查看更多>

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-31

袁鑫

重庆西南大学

教授

综合评价

技术需求清晰

查看更多>

处理进度