一、平台简介
内蒙古自治区作物栽培与遗传改良重点实验室于2007年获批建设,依托单位内蒙古农业大学,属应用基础研究类。实验室总体定位是立足我区特色作物和光热资源优势,围绕国家农业现代化与乡村振兴的战略重大需求及我区农业发展的核心和短板,对寒旱区作物栽培生理生态、寒旱区耕作制度与农业生态、寒旱区作物种质创新与新品种培育、寒旱区农作物秸秆低温降解菌及抗逆促生微生物等研究方向深入开展理论研究和技术集成创新,破难题补短板,培养和储备人才,打造我区重要农业科技平台,为推动我区作物高产高效和农业现代化发展提供重要的科技和智力支撑。
二、研究方向
1.寒旱区作物栽培生理生态
开展作物抗逆及水肥利用定性生理机制及配套调控技术研究,进一步融合田间传感器、物联网、遥感及无人机等技术,开展作物生产系统耕层、冠层、气候、病虫害的实时立体监测,构建作物精准管理决策云平台;确定作物生长动态模型,结合田间动态监测信息进行动态诊断和精准调控决策;对农机装备实施智慧化改造,提升作物生产各环节质量,为实现我区主要农作物生产的全程机械化和标准化提供科技支撑。
2.寒旱区耕作制度与农业生态
通过开展全区联网长期定位试验,研究新型耕作措施对农田生态系统、土壤肥力、盐碱化程度及主要农作物生长发育和产量的影响分析,从土壤-作物-生态环境系统阐明新型耕作措施提升土壤质量,提高作物抗性和产量,改善作物品质的机制,明确各区域适宜的耕作措施,为提升我区土壤质量提供理论依据和技术支撑。
3.寒旱区作物种质创新与新品种培育
收集我区主要农作物种质资源,利用常规、分子、大数据表型分析等手段进行产量、品质、抗性和适应性精准鉴定及遗传特性分析,确定其血缘组成、所属功能群和配合力,创新种质资源,为培育优良新品种提供种质基础。
搭建高效育种平台,利用常规育种与分子辅助育种、单倍体育种、智慧育种等手段,开展作物高产优质抗逆高效宜机收绿色新品种高效选育和遗传改良分析和配套研发高产绿色高效栽培技术研究;联合科研院所和企业共同打造育繁推一体化样板,推进我区种业高质量发展。
4.秸秆低温高效降解菌及抗逆促生微生物菌的研发与利用
收集国内外菌源材料,开展秸秆促腐和抗逆促生微生物资源筛选、菌剂研制和田间示范推广等工作。通过全年对施用菌种试验田的气候、土壤和作物进行监测和数据分析,从气候-土壤-根系-植株等时空角度揭示菌群作用机理;研发菌剂制备工艺,制备相应菌剂,研发菌剂田间配套施用技术,为菌剂大面积推广应用提供理论和技术支持。
三、标志性研究成果
研究方向1 寒旱区作物栽培生理生态
1.玉米高产高效理论及配套栽培技术研究
“十一五”期间研究集成“内蒙古平原灌区春玉米高产超高产高效栽培理论技术体系”并应用,连续7年创造并刷新亩产超吨粮纪录,最高实测亩产达1342.8公斤(含水率14%),集中连片11550亩玉米高产示范田,实测产量为1002.1公斤/亩,成果被评为2009年内蒙古自治区10大科技进展之一。“十二五”期间在粮丰工程项目的支持下,集成玉米“两改一增二保”技术体系并示范应用,连续五年实现可持续高产1200kg/亩以上,最高产量达1284.8kg/亩,百亩方稳定实现1100kg/亩以上,实现了新增经济效益 55.3758 亿元,且水肥利用效率分别提高了5%-10%和10%-15%。“十三五”期间,贯彻国家“藏粮于地,藏粮于技”的发展战略,在国家重点研发计划项目的支持下,开展了玉米深耕秸秆还田培肥地力,玉米抗寒耐旱、群体结构与光温资源匹配、玉米节水减肥增效等生理机制及调控途径,以及玉米全程机械化技术集成与示范研究,为有效支撑了内蒙古玉米规模化丰产增效提供技术支撑。研究成果获得国家科技进步二等奖2项,自治区科技进步一等奖1项,二等奖1项。
2011年获得国家科技进步二等奖 2015年获得国家科技进步二等奖
2015年获得内蒙古自治区科技进步一等奖 2018年获得内蒙古自治区科技进步二等奖
2.燕麦高产优质栽培生理生态调控机制及调控技术研究
通过连续多年开展燕麦新品种及配套栽培技术的理论研究、技术创新与示范推广,认定燕麦新品种8个、引进推广燕麦新品种12个;授权发明专利3项;制定技术规程7项;发表论文23篇、出版专著1部。新技术示范推广面积345万亩,占我区燕麦面积45%以上,单产平均从107kg/亩提高到131kg/亩。实现综合产值7.82亿元,新增利润3.8亿元,取得显著经济、生态和社会效益。获得自治区科技进步一等奖1项。
2016年获得内蒙古自治区科技进步一等奖
3.旱作区马铃薯节水抗旱生理机制及调控技术研究
集成内蒙古雨养马铃薯微垄覆膜侧播水分高效利用综合技术模式1项,该项技术在我区西部得到了大面积应用,产量较传统覆膜栽培模式提高5~30%、水分利用效率提高5~32%,肥料利用率提高5~40% 。实现了旱作区无效降雨有效化,水分、养分利用效率的协同提高。成果发表论文12篇,出版专著1部,制定地方标准2项,获批专利2项;成果获得内蒙古自治区科技进步一等奖1项。
2018年获得内蒙古自治区科技进步一等奖
研究方向2 寒旱区作物耕作制度与农业生态
明确了不同秸秆还田培肥地力的理论机制,集成技术模式并示范推广。在此技术基础上,分别集成了相应的秸秆还田技术模式12项,并在各盟市示范应用。同时根据各盟市生态及生产条件,以及技术模式应用效果,对技术模式进行优化和完善。最终依托新型经营主体进行规模化示范推广及技术培训。共示范面积100.92万亩,平均亩产达到743.88kg/亩,增产率达到15.71%,增收率42.18%,氮肥生产效率提高25.09%、肥料生产效率提高21.98%,灌溉水生产效率提高91.46%,水分生产效率提高30.47%,光能利用率提高16.49%;其中灌溉区平均亩产达到781.99kg/亩,增产率达到14.34%,增收率32.39%;旱作区平均亩产达到724.83kg/亩,增产率达到16.4%,增收率47.07%。技术模式编辑出版技术挂图16幅,制定地方标准4项,申请专利5项,发表论文7篇。对提升我区耕地土壤肥力,改善生态还田,提高作物产量和效益具有重要意义。
技术挂图
研究方向3 寒旱区作物种质创新与遗传育种
三年共收集了我区主要农作物种质资源1185份。选出高产多抗广适高效材料108份,并明确了其重要指标的遗传特性。其中,收集玉米种质资源811份,包括美国玉米自交系381份,国内自交系430份,从中筛选出优质自交系76份 ;向日葵收集种质资源300份,筛选出核心种质资源15份;马铃薯收集种质资源46份,筛选出优质种质资源10份;收集谷子种质资源28份,筛选出优质种质资源7份。研究结果发表论文13篇。
玉米种质 向日葵种质资源
马铃薯种质资源 谷子种质资源
实验室利用常规育种和分子育种技术,共获得新品系17份。培育玉米初级杂交组合1000余份,中级玉米杂交组合50余份,高级玉米杂交组合20余份,参与区域试验杂交组合6份;向日葵2份组合材料通过了DUS测试,5份组合完成了SCA测试;培育马铃薯新品系6个;谷子新品系3个,发表相关论文5篇。
玉米品种GF308 向日葵品种GF-05
马铃薯品种 谷子品种
研究方向4 秸秆低温高效降解菌及抗逆促生微生物菌方向
目前已经筛选出秸秆低温高效降解菌9个,抗逆促生菌3个,初步明确了秸秆降解菌的降解机理及菌剂制备工艺,2个微生物菌群已经在农业生产中试验示范,并取得了良好的效果。发表核心期刊相关论文20余篇,获批专利3件,地方标准2项,获批国家自然科学基金3项,内蒙古自然基金重大项目1项,形成了稳定的研究方向。
四、平台负责人
高聚林,教授;联系人:于晓芳,教授;联系电话:0471-4302176;电子邮箱:yuxiaofang75@163.com