▲院士專家在麥田考察小麥生長情況。
▲麥田中無人機(jī)飛防作業(yè)。
5月下旬，籽粒飽滿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，光生產(chǎn)成本減少就超過6萬元。
近年來，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題。
小麥綠色發(fā)展技術(shù)集成模式為解決問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)是我國優(yōu)質(zhì)小麥的主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量約占全國小麥總產(chǎn)量的40%，在我國小麥生產(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，長期以來，科技在推動華北節(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%，部分種類化肥施用過量；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)勢產(chǎn)區(qū)日益集中，土地規(guī)模經(jīng)營比例提高，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)在線監(jiān)測、面制品加工適宜性評價(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)我國小麥產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、效益和競爭力。
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”，冬小麥種植面積大，生長期又恰處于干旱時(shí)期，同期降水難以在短時(shí)間內(nèi)滿足大面積灌溉需求。
曹明校告訴《中國科學(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，前一陣，當(dāng)他準(zhǔn)備跟往常一樣給麥地再澆一遍水時(shí)，卻被專家“叫停”。“專家說，從智能化監(jiān)測結(jié)果來看，地里水分滿足小麥生長需求，不用再澆水。”他說，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r(nóng)科院灌溉所研究員孟兆江說，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)測未來5日降雨量和未來7日耗水量。
孟兆江介紹，該設(shè)備可自動上傳測量數(shù)據(jù)，基于墑情監(jiān)測和氣象信息，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)管理部門和基層灌溉用戶提供遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)。
同時(shí)，針對地面灌溉方式，研究人員提出了蓄水灌溉核心技術(shù)+補(bǔ)充灌溉動態(tài)化管理技術(shù)，即將小麥一生需水量的80%于播種前儲灌于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)測和灌溉預(yù)報(bào)確定補(bǔ)充灌溉時(shí)間。
由此，墑情監(jiān)測智能化、灌溉預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)化和補(bǔ)充灌溉動態(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)見性。孫果忠表示，以前農(nóng)民總是“習(xí)慣性”澆地，“不澆心里沒底”，而“三化”技術(shù)讓農(nóng)民對澆地心里更有數(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)無損在線監(jiān)測技術(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)測模型，可同時(shí)獲得收獲時(shí)的水分和蛋白質(zhì)含量，檢測速度快，檢測絕對誤差小，系統(tǒng)采集的信息實(shí)時(shí)存儲于外部存儲設(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，以前一家一戶的種植，可能對這項(xiàng)技術(shù)需求不高；但在農(nóng)業(yè)規(guī)模經(jīng)營的背景下，對小麥籽粒水分和蛋白質(zhì)含量實(shí)時(shí)檢測，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)原糧采購區(qū)域內(nèi)開展了大田生產(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)面制品專用面粉原糧的采購提供了品種和生產(chǎn)區(qū)域信息。以此為基礎(chǔ)，科研人員還研制了餃子、發(fā)酵面制品等專用面粉三大類、近十個(gè)包裝規(guī)格，平均銷售價(jià)格比通用粉約高出15%，提高了面粉的專用化和附加值。
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)場會上，中國農(nóng)科院副院長王漢中對項(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)模化、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需求，通過產(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。
