麥收時節(jié),走進中原地區(qū),金色的麥浪隨風翻滾。這片曾經(jīng)滋養(yǎng)了農(nóng)耕文明的大地,正孕育著新的生機。
作為農(nóng)業(yè)大國,我國以世界9%的耕地養(yǎng)活著全球近20%的人口。同時,耕地質量總體不高、耕地后備資源不足、農(nóng)業(yè)資源過度開發(fā)利用等問題依然突出。
糧食生產(chǎn)根本在耕地,出路在科技。近年來,從中原糧倉到東北黑土地,全國各地積極補“營養(yǎng)”去“病灶”,深入實施藏糧于地、藏糧于技,讓糧田變“良田”。
給耕地裝上“智慧大腦”
隨著科技不斷進步,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與土地的關系正發(fā)生著深刻的變革。河南新鄉(xiāng)的種糧大戶裴朝賓對此感觸頗深。“現(xiàn)在種200畝地,比以前種10畝地還省事!”
2022年,裴朝賓流轉了近100畝土地,打造成高標準農(nóng)田。農(nóng)田里基礎設施完備,病蟲害監(jiān)測、智能灌溉、智能物聯(lián)網(wǎng)等科技裝備一應俱全?!叭苏驹诘仡^就把活兒給干了”,裴朝賓擺弄著手機說:“你看,信息又來了,在提醒我墑情和蟲情,還有接下來田間管理的注意事項呢!”
裴朝賓口中的信息,來自大田里的“千里眼”和“順風耳”。記者看到,這套設備看起來像“電線桿”,全稱是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳感集成桿。集成桿的屏幕上顯示著PM2.5、溫度、風速、光照等實時涉農(nóng)數(shù)據(jù)。“當前,一套集成桿能監(jiān)測的范圍達2000畝,我們打算在新鄉(xiāng)全市進行推廣?!敝性r(nóng)谷工作人員介紹。
2022年,河南省作出了建設中原農(nóng)谷的重大戰(zhàn)略部署。
中原農(nóng)谷規(guī)劃面積1612平方公里,目前已經(jīng)建成100萬畝高標準農(nóng)田示范區(qū),并實現(xiàn)了路網(wǎng)、林網(wǎng)、水網(wǎng)、電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“五網(wǎng)融合”。生產(chǎn)規(guī)模化和裝備智能化程度、耕地地力和防災減災能力均實現(xiàn)了明顯提升。
在河南省新鄉(xiāng)市的中國農(nóng)科院農(nóng)田灌溉研究所的灌溉試驗田里,科研人員正在用地中滲透儀探究水、肥、藥在土壤中的運動規(guī)律。
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所作物高效用水研究中心副研究員馬守田介紹,觀測系統(tǒng)實現(xiàn)了地下水、土壤水、地表水、大氣水的轉化,水中溶質的運動以及作物的需水情況,實現(xiàn)了可視化和精準量化,就像在地下裝上了一雙時刻監(jiān)視水肥運動的“眼睛”。
這些“耳朵”聽見、“眼睛”看見的數(shù)據(jù),最終匯總到中原農(nóng)谷“數(shù)智大腦”中。其中,具有科研價值的數(shù)據(jù)還會及時傳送到神農(nóng)種業(yè)實驗室、中國農(nóng)業(yè)科學院中原研究中心等機構,為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支撐。截至目前,“地眼”已在新鄉(xiāng)市覆蓋了萬畝示范田。
耕地高質量發(fā)展,離不開智慧化、數(shù)字化的賦能。讓良田里聚集新要素、激發(fā)新動能,才能生產(chǎn)向綠、效益向優(yōu),讓田野里生機涌動。
當前,全國各地結合實際情況,因地制宜探索出多樣化的智慧耕地管理模式。例如,山東在設施農(nóng)業(yè)品種培育上聚力攻關,上海建設無人農(nóng)場、甘肅發(fā)展戈壁荒漠等非耕地的設施農(nóng)業(yè)。未來,在技術創(chuàng)新和政策推動的雙重助力下,數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧耕地將在全國范圍內(nèi)加速落地,為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新動能。
從“改地適種”到“改種適地”
幾乎每周,山東省農(nóng)業(yè)科學院黃河三角洲現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院院長賈曦,都要從濟南到東營打個來回。賈曦和同事們最終在鹽堿地上建成了信息化、標準化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試驗基地。
“春天白茫茫,夏天雨汪汪,十年九不收,糠菜半年糧”是鹽堿地的真實寫照。鹽堿地被稱為土地的“絕癥”。
以往,人們對鹽堿地改造,是通過“改地適種”方式,即采用挖深溝加大水漫灌等辦法降低鹽堿度?!巴ㄟ^挖溝排鹽、大水壓鹽等改良措施,不少地方的鹽堿地變成了良田。但這種方法用水量大、成本較高,在當下淡水緊缺的情況下,大水漫灌也不現(xiàn)實?,F(xiàn)在,科技人員轉變了思路,從通過治理鹽堿地來適應作物,向選育耐鹽堿作物來適應鹽堿地轉變?!秉S河三角洲農(nóng)高區(qū)鹽堿地綜合利用技術創(chuàng)新中心負責人表示。
一場場科技硬仗,已經(jīng)在黃河口打響。
聚焦種子“芯片”,中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所曹曉風院士團隊,篩選收集了400余份耐逆性強、生物量大、蛋白含量高的豆科綠肥植物田菁資源,構建了多種耐鹽堿牧草優(yōu)化組合的混播模式,土壤改良、植被恢復效果明顯;中國科學院遺傳發(fā)育所研究員田志喜團隊,連續(xù)5年進行高強度耐鹽堿篩選和小區(qū)試驗,在1.3萬多份大豆種質材料中篩選出68份耐鹽堿新種質;山東省農(nóng)科院作物研究所趙振東院士團隊,育成的耐鹽堿節(jié)水小麥新品種“濟麥60”,在東營3.65‰含鹽量的鹽堿地上,測產(chǎn)畝產(chǎn)達497.1公斤,成為山東省鹽堿地小麥高產(chǎn)典型。
正是這種從“改地適種”到“改種適地”的轉變,讓鹽堿地治理有了新景象。從黃河三角洲到環(huán)渤海地區(qū),從河套平原到松嫩平原,科技工作者正在各種鹽堿地上設立實驗室,探索出各具特色的鹽堿地治理路徑。
在吉林西部的蘇打鹽堿地里,科研人員采用多種土壤改良劑,取得了不錯的效果;在新疆,“吃鹽植物”正在成為鹽堿地改造提升的新利器;在河北南皮,“小偃60”新品種每畝能產(chǎn)550公斤左右的小麥,彰顯出優(yōu)質耐鹽堿作物品種的培育與推廣種植價值……
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有關負責人表示,接下來,我國將進一步發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的關鍵作用,根據(jù)鹽堿地普查結果,分區(qū)域分類型開展改造提升,加強適宜鹽堿地作物品種開發(fā)推廣,推進農(nóng)機農(nóng)藝配套和加工技術裝備研發(fā),以綜合性措施推動這一戰(zhàn)略問題破題。
秸稈還田“滋養(yǎng)”黑土地
東北地區(qū)糧食產(chǎn)量占我國的四分之一,而黑土地是保障糧食安全的壓艙石。然而,長期小機具淺層耕作、有機物料添加不足、化肥農(nóng)藥高量施用等“重用輕養(yǎng)”的粗放管理方式,導致黑土地退化嚴重。
肥料越下越多,土壤卻越變越硬。黑土地變薄了、變瘦了,怎么辦?
“看看你腳下的這塊地有啥不一樣?”在吉林省公主嶺市朝陽坡鎮(zhèn)東興村,東興隆農(nóng)機作業(yè)專業(yè)合作社社員詹紅軍問記者。記者感覺踩著頗為松軟,仔細一看,壟溝旁的土壤中夾雜著秸稈。一旁的村民告訴記者,要是再仔細看,還能找到更多的秸稈。
這是當?shù)夭捎玫囊环N黑土地保護與利用技術。在朝陽坡鎮(zhèn),科研人員根據(jù)氣候、土壤、墑情等條件,研發(fā)出了秸稈全量深翻還田地力提升技術。
吉林省農(nóng)科院副研究員劉劍釗介紹,該技術是在秋季玉米進入完熟期后,人們采用大型玉米收獲機收割,并將玉米秸稈粉碎至20公分以下,均勻拋撒于田間,然后通過大馬力機械深翻還田、重耙整地、春季機械平播、重鎮(zhèn)壓,接下來的田間管理環(huán)節(jié)與常規(guī)玉米種植方法完全相同。
經(jīng)過7年的實踐,采用該技術的黑土地,其耕層深度由15—20厘米增至30—35厘米,犁底層基本消除。與當?shù)匚床捎迷摷夹g的地塊相比,玉米根系增長了30%。
“在2022年的那場臺風中,在采用這種技術的地塊種植的玉米,基本沒受影響;而其他地塊的玉米,不同程度地出現(xiàn)了倒伏現(xiàn)象。”劉劍釗告訴記者。
劉劍釗還給記者算了一筆賬,基于整個玉米種植鏈條的秸稈全量深翻還田地力提升技術模式,在所有規(guī)模經(jīng)營主體田塊應用均表現(xiàn)出增產(chǎn)趨勢,實現(xiàn)了培肥、增產(chǎn)、增收等多重效益。
“吉林省土壤類型、地形特征、區(qū)域生態(tài)等復雜多樣。保護黑土地必須因區(qū)施策、因地制宜,采用更符合當?shù)貙嶋H的技術模式。”劉劍釗介紹,近年來,當?shù)睾谕恋乇Wo研究工作取得顯著進展,一批創(chuàng)新性好、操作性強的黑土地保護新技術和新產(chǎn)品,已經(jīng)具備在適宜區(qū)域全面推廣應用的基礎。
近年來,為了更好地保護耕地中的“大熊貓”,東北各地積極作為:黑龍江研發(fā)了以秸稈粉碎、有機肥深混還田等技術為核心的“龍江模式”和以水稻秸稈翻埋、旋耕為主的“三江模式”;遼寧省提出2024年實施保護性耕作任務面積1350萬畝,并鼓勵各地在計劃任務面積基礎上增加實施面積。
同時,越來越多的保護性耕作農(nóng)機具,正在黑土地上馳騁,保護性耕作的版圖正在東北平原不斷擴大。
種養(yǎng)循環(huán)模式提升地力
在河南省南陽市內(nèi)鄉(xiāng)縣數(shù)字化種養(yǎng)循環(huán)示范區(qū),“種養(yǎng)循環(huán)科技興農(nóng)”的8個紅色大字提示著這片農(nóng)田的與眾不同。
2021年,當?shù)卣?lián)手牧原集團,合力打造了數(shù)字化種養(yǎng)循環(huán)示范區(qū),規(guī)劃面積6.7萬畝,涉及3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個村、1000戶農(nóng)民和14個養(yǎng)殖場。
站在生豬養(yǎng)殖場樓頂,牧原集團環(huán)保工程師高天翔指著不遠處的環(huán)保處理裝置,向記者介紹:“豬舍產(chǎn)生的糞污會通過管道運送到這里,進行固液分離。固體糞污在經(jīng)過耗氧、曝氣、堆肥、發(fā)酵等工序后,可以制成有機肥;液體則產(chǎn)生沼氣,供飼料廠的鍋爐使用,可降低對天然氣的使用量,節(jié)約成本。液體制成水肥后,再通過特定的管道輸往大田,經(jīng)智能配比,由自動噴灌頭進行施肥灌溉?!?/span>
到了秋季,大田里收獲的玉米會進入智能飼料加工廠。在那里,飼料經(jīng)機器加工后,通過智能管理系統(tǒng)供應給豬舍。從豬到田,從田到豬,資源在內(nèi)鄉(xiāng)的土地上“轉圈跑”,既跑出了節(jié)能環(huán)保,又跑出了生態(tài)價值。
在這里,一個“90”后新農(nóng)人團隊迎來了好收成?!拔覀冊谑痉秴^(qū)種下玉米,開始探索利用豬場沼液肥循環(huán)科學種田?!眻F隊負責人吳祖坤說。
“一個養(yǎng)殖場就是一個肥料廠。建設高標準農(nóng)田,不僅能實現(xiàn)畜禽糞污資源化利用,還能提升農(nóng)田質量,實現(xiàn)農(nóng)戶減投增收?!眻F隊成員張小紅告訴記者,他們最初種植了6200畝地,其中一半是崗坡丘陵,土質薄、灌溉難、產(chǎn)量低。通過應用種養(yǎng)循環(huán)模式,實現(xiàn)玉米和小麥連作,畝均增產(chǎn)20%。
記者在示范區(qū)還看到了沼肥和水肥一體化節(jié)水灌溉系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過自動化電控閥門和遠程控制系統(tǒng),按照沼液的養(yǎng)分情況,自動計算配比方案,進行流量調(diào)節(jié)控制。
張小紅告訴記者:“這是水肥控制系統(tǒng)的大腦,可以保障作物所需營養(yǎng)元素在每次灌溉過程中足量、適量施入。通過它,我們可以實現(xiàn)肥料的高效利用,在保障產(chǎn)量的基礎上,實現(xiàn)畝均化肥減量50%,有效提升了耕地地力?!?/span>
黑龍江黑土地保護及水肥高效利用、元素循環(huán)路徑探索和碳氮雙減項目;江蘇濱海鹽漬土稻麥種植模式水肥利用元素循環(huán)路徑探索及安全施肥技術;河南酸性土麥玉輪作模式水肥安全利用及高效種植模式探索……近年來,河南、河北、黑龍江、江蘇、廣西等地探索不同地區(qū)、作物和氣候條件下,糞肥還田的利用方式,致力于探索糞肥的安全和推動可持續(xù)利用,提高種養(yǎng)循環(huán)的生態(tài)水平,提升農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性,提高經(jīng)濟效益,推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。
黨的二十大報告提出,牢牢守住十八億畝耕地紅線,逐步把永久基本農(nóng)田全部建成高標準農(nóng)田。
多位受訪專家建議,要因地制宜,堅持統(tǒng)一規(guī)劃布局,確保全國不同區(qū)域、不同類型高標準農(nóng)田建設的協(xié)調(diào)性與一致性。逐步完善細化建設規(guī)范標準,引入多元化建設主體,創(chuàng)新高標準農(nóng)田的建設路徑。在技術加持提升耕地質量的同時,還要讓耕地休養(yǎng)生息,并定期開展耕地質量調(diào)查評價與監(jiān)測。
“提升耕地的質量和生產(chǎn)能力仍然任重道遠。我們要借助科技的力量,讓糧田變良田?!焙幽鲜∞r(nóng)業(yè)農(nóng)村廳廳長孫巍峰說。(來源:央廣網(wǎng))