▲院士專(zhuān)家在麥田考察小麥生長(zhǎng)情況。
▲麥田中無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)。
5月下旬,籽粒飽滿(mǎn)的麥浪在華北大地蕩漾,又一年的麥子即將成熟。
望著500多畝即將收獲的小麥,河北石家莊藁城區(qū)藁豐種植合作社負(fù)責(zé)人曹明校心中一塊石頭落了地——收成暫且不算,今年每畝小麥投入減少約120元,500多畝地算下來(lái),光生產(chǎn)成本減少就超過(guò)6萬(wàn)元。
近年來(lái),種地成本明顯增加,小麥如何種才能節(jié)本增效?這是華北地區(qū)很多小麥種植合作社面臨的共性問(wèn)題。
小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式為解決問(wèn)題提供了有效的方案。2017年,該技術(shù)集成模式在藁豐種植合作社示范推廣,結(jié)果顯示,示范區(qū)在畝節(jié)水30~50立方米、節(jié)肥8~10公斤、節(jié)藥1/3用量條件下,畝產(chǎn)達(dá)600公斤左右,增產(chǎn)增效超過(guò)當(dāng)?shù)匾话沱溙?5%。
綠色是發(fā)展新需求
華北麥區(qū)是我國(guó)優(yōu)質(zhì)小麥的主產(chǎn)區(qū),產(chǎn)量約占全國(guó)小麥總產(chǎn)量的40%,在我國(guó)小麥生產(chǎn)中的地位十分重要。然而,氣候干旱少雨、淡水資源匱乏、地下水超采成為了制約華北麥區(qū)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
發(fā)展節(jié)水小麥?zhǔn)侨A北麥區(qū)可持續(xù)發(fā)展的方向,長(zhǎng)期以來(lái),科技在推動(dòng)華北節(jié)水小麥生產(chǎn)發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用。以節(jié)水品種為代表的科技不斷進(jìn)步,節(jié)水小麥生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新能力持續(xù)增強(qiáng),灌溉用水逐年減少:1990年以前,麥田一季澆水5~6次,2011年至今,麥田澆水次數(shù)降低為1~3次。
然而,華北麥區(qū)面臨的挑戰(zhàn)依舊嚴(yán)峻:用水上,80%以上以地面灌溉為主,農(nóng)戶(hù)多憑經(jīng)驗(yàn)灌溉,水分利用效率低;用藥用肥上,化肥農(nóng)藥占小麥生產(chǎn)物質(zhì)投入的45%,部分種類(lèi)化肥施用過(guò)量;植保上,綜合防治和統(tǒng)防統(tǒng)治也普及不足。
同時(shí),華北小麥發(fā)展面臨著新形勢(shì)和新需求。小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式研究與示范項(xiàng)目主持人、中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所研究員孫果忠認(rèn)為,目前華北麥區(qū)節(jié)水品種技術(shù)占據(jù)主導(dǎo),灌溉保障能力逐年加強(qiáng),種植優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)日益集中,土地規(guī)模經(jīng)營(yíng)比例提高,農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)明顯改善,全程機(jī)械化生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn),原糧深度加工發(fā)展迅速,從全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展來(lái)看,都產(chǎn)生了以精準(zhǔn)、高效、優(yōu)化、增值為目標(biāo)的“綠色”新需求。
小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式就是以增效、節(jié)本、穩(wěn)產(chǎn)為目標(biāo),集成節(jié)水高產(chǎn)廣適品種、規(guī)范化播種、“三化”精準(zhǔn)灌溉、新型肥料減施增效、小麥病蟲(chóng)害綜合防治、抗逆增產(chǎn)生物調(diào)控、收獲籽粒實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、面制品加工適宜性評(píng)價(jià)等8項(xiàng)技術(shù),從科技環(huán)節(jié)發(fā)力,以實(shí)現(xiàn)華北小麥生產(chǎn)的節(jié)種、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、提質(zhì)、減損、增值,從而進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、效益和競(jìng)爭(zhēng)力。
精準(zhǔn)用水是必要的選擇
華北農(nóng)業(yè)缺水,小麥生產(chǎn)更缺水。據(jù)了解,冬小麥?zhǔn)屈S淮地區(qū)最大的“用水戶(hù)”,冬小麥種植面積大,生長(zhǎng)期又恰處于干旱時(shí)期,同期降水難以在短時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足大面積灌溉需求。
曹明校告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,按照傳統(tǒng)的種植方式,小麥一季要澆2水到3水,澆水用工為150元/天,“澆水是最大的成本”。
不過(guò),前一陣,當(dāng)他準(zhǔn)備跟往常一樣給麥地再澆一遍水時(shí),卻被專(zhuān)家“叫?!??!皩?zhuān)家說(shuō),從智能化監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看,地里水分滿(mǎn)足小麥生長(zhǎng)需求,不用再澆水?!彼f(shuō),而少澆一水,“每畝地的水費(fèi)和人工費(fèi)可節(jié)省60元”。
“精準(zhǔn)用水是必要的選擇?!敝袊?guó)農(nóng)科院灌溉所研究員孟兆江說(shuō),傳統(tǒng)的地面灌溉方式是經(jīng)驗(yàn)性的、粗放的,什么時(shí)候灌溉,量又是多少,難以精準(zhǔn),使用水效率低下。
而智能化土壤墑情檢測(cè)儀的使用則大大提高了灌溉的效率。從外表看,它與普通管子并無(wú)太大區(qū)別,但從功能上看,它可實(shí)時(shí)提供系統(tǒng)根系吸水深度、土壤有效儲(chǔ)水量及變化量、作物日耗水量、土壤蓄水潛力等數(shù)據(jù),可預(yù)測(cè)未來(lái)5日降雨量和未來(lái)7日耗水量。
孟兆江介紹,該設(shè)備可自動(dòng)上傳測(cè)量數(shù)據(jù),基于墑情監(jiān)測(cè)和氣象信息,科研人員又研發(fā)了作物灌溉預(yù)報(bào)系統(tǒng),為廣大生產(chǎn)管理部門(mén)和基層灌溉用戶(hù)提供遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。
同時(shí),針對(duì)地面灌溉方式,研究人員提出了蓄水灌溉核心技術(shù)+補(bǔ)充灌溉動(dòng)態(tài)化管理技術(shù),即將小麥一生需水量的80%于播種前儲(chǔ)灌于2米土層,以生育期降水年型確定生育期補(bǔ)充灌溉量,基于墑情監(jiān)測(cè)和灌溉預(yù)報(bào)確定補(bǔ)充灌溉時(shí)間。
由此,墑情監(jiān)測(cè)智能化、灌溉預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)化和補(bǔ)充灌溉動(dòng)態(tài)化的“三化”精準(zhǔn)用水技術(shù)提高了灌溉的精準(zhǔn)性和預(yù)見(jiàn)性。孫果忠表示,以前農(nóng)民總是“習(xí)慣性”澆地,“不澆心里沒(méi)底”,而“三化”技術(shù)讓農(nóng)民對(duì)澆地心里更有數(shù),應(yīng)用前景十分廣闊。
全產(chǎn)業(yè)鏈提質(zhì)增效
小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式除在品種、播種、灌溉、施肥、植保等種植步驟集成應(yīng)用了綠色發(fā)展技術(shù),在小麥的收獲和加工環(huán)節(jié),也圍繞“增效”做文章。
例如,籽粒收獲實(shí)時(shí)無(wú)損在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用了光譜傳感器,建立了蛋白質(zhì)和水分含量的預(yù)測(cè)模型,可同時(shí)獲得收獲時(shí)的水分和蛋白質(zhì)含量,檢測(cè)速度快,檢測(cè)絕對(duì)誤差小,系統(tǒng)采集的信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)設(shè)備,方便導(dǎo)出分析。
“這項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)上的需求十分迫切?!睂O果忠表示,以前一家一戶(hù)的種植,可能對(duì)這項(xiàng)技術(shù)需求不高;但在農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營(yíng)的背景下,對(duì)小麥籽粒水分和蛋白質(zhì)含量實(shí)時(shí)檢測(cè),便于快速區(qū)分小麥品質(zhì),實(shí)現(xiàn)優(yōu)糧優(yōu)價(jià),從而提高種植效益。
在加工環(huán)節(jié),科研人員在加工企業(yè)原糧采購(gòu)區(qū)域內(nèi)開(kāi)展了大田生產(chǎn)小麥籽粒質(zhì)量調(diào)查研究和面制品加工適宜性評(píng)價(jià)工作,明確了不同品種、不同區(qū)域生產(chǎn)小麥籽粒的質(zhì)量狀況和加工適宜性,為企業(yè)生產(chǎn)面制品專(zhuān)用面粉原糧的采購(gòu)提供了品種和生產(chǎn)區(qū)域信息。以此為基礎(chǔ),科研人員還研制了餃子、發(fā)酵面制品等專(zhuān)用面粉三大類(lèi)、近十個(gè)包裝規(guī)格,平均銷(xiāo)售價(jià)格比通用粉約高出15%,提高了面粉的專(zhuān)用化和附加值。
在近日于河北石家莊舉辦的小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式研究與示范現(xiàn)場(chǎng)會(huì)上,中國(guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)王漢中對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展予以了肯定。
他建議,下一步工作要圍繞優(yōu)質(zhì)、綠色、高產(chǎn)、多抗和多元化的需求,進(jìn)一步凝練目標(biāo),更加重視小麥種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化和節(jié)水綠色發(fā)展技術(shù)的集成。
他還指出,提高小麥生產(chǎn)效益,必須重視規(guī)?;?、機(jī)械化、智能化的技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用;此外,要從種植、加工和銷(xiāo)售全產(chǎn)業(yè)鏈的角度進(jìn)行技術(shù)集成創(chuàng)新,要根據(jù)人民群眾的需要和市場(chǎng)需求,通過(guò)產(chǎn)業(yè)化、品牌化,促進(jìn)農(nóng)民增收;同時(shí),還應(yīng)更加重視關(guān)鍵技術(shù)的原始創(chuàng)新,“特別是在節(jié)水抗赤霉病小麥品種培育、智能化生產(chǎn)設(shè)備等方面加強(qiáng)基礎(chǔ)研究?!彼f(shuō)。