扎根革命老區(qū)五十年，破解旱作節(jié)水增糧難題
?bào)記者頡滿斌初秋時(shí)節(jié)，甘肅省農(nóng)科院鎮(zhèn)原旱農(nóng)實(shí)驗(yàn)站內(nèi)，萬(wàn)物生長(zhǎng)，鳥語(yǔ)花香，綠意盎然。“先后選育出抗旱豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冬小麥新品種18個(gè)，攻破了6項(xiàng)抗旱節(jié)水增糧關(guān)鍵技術(shù)，走出了一條旱作節(jié)水增糧之路。”甘肅省農(nóng)科院副院長(zhǎng)樊廷錄站在翠綠的玉米試驗(yàn)基地@深圳都市網(wǎng) 原文學(xué)習(xí)戳→&content=utf-8&pic=http://92xc.com.cn/uploads/images/default/default.png "分享到新浪微博")
科技日?qǐng)?bào)記者頡滿斌
初秋時(shí)節(jié)，甘肅省農(nóng)科院鎮(zhèn)原旱農(nóng)實(shí)驗(yàn)站內(nèi)，萬(wàn)物生長(zhǎng)，鳥語(yǔ)花香，綠意盎然。
“先后選育出抗旱豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冬小麥新品種18個(gè)，攻破了6項(xiàng)抗旱節(jié)水增糧關(guān)鍵技術(shù)，走出了一條旱作節(jié)水增糧之路?！备拭C省農(nóng)科院副院長(zhǎng)樊廷錄站在翠綠的玉米試驗(yàn)基地內(nèi)，向記者細(xì)數(shù)著實(shí)驗(yàn)站50年的創(chuàng)新成果。
為解決革命老區(qū)糧食生產(chǎn)和口糧供給咨詢題，50年前，一批農(nóng)業(yè)專家來(lái)到鎮(zhèn)原，住窯洞、吃派飯，開(kāi)展農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。而今，這個(gè)地方掛上了國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站、國(guó)家農(nóng)作物區(qū)域試驗(yàn)站、國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的牌子，吸引著全國(guó)各地的專家開(kāi)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)、作物綠色豐產(chǎn)、土壤改良、冬小麥抗旱育種等觀摩研討，推廣典型經(jīng)驗(yàn)，共商旱農(nóng)以后。
突破抗旱優(yōu)質(zhì)小麥選育與應(yīng)用的短板
小麥一直是老區(qū)人民口糧安全的基礎(chǔ)，曾經(jīng)是“隴東糧倉(cāng)”的主體。
甘肅省農(nóng)科院研究員、小麥育種專家李興茂介紹，試驗(yàn)站長(zhǎng)期堅(jiān)守抗旱種質(zhì)資源創(chuàng)新及新品種選育的目標(biāo)，先后收集和保存國(guó)內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì)資源3000多份，選育出的隴鑒牌系列冬小麥品種入選新中國(guó)成立五十年地標(biāo)工程。
歷時(shí)13年選育的隴鑒196抵御了20世紀(jì)80-90年代小麥條銹病和干旱的威脅，推廣面積占甘肅省冬小麥播種面積的25%，增產(chǎn)11%-13%，隴鑒127以抗銹優(yōu)質(zhì)提升了冬小麥優(yōu)質(zhì)化水平，鮮切面條評(píng)分達(dá)到88.8分，累計(jì)推廣536萬(wàn)畝，增產(chǎn)9%-17%。隴鑒系列品種的推廣，使慶陽(yáng)老區(qū)小麥單產(chǎn)由90年代的167kg/畝提高到目前的240kg/畝，提高43.7%，并輻射到寧夏南部、陜西北部地區(qū)。
樊廷錄講，在產(chǎn)量提高滿足口糧供給后，優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥需求量增加，但種質(zhì)資源及品種都缺乏，2004年試驗(yàn)站引進(jìn)美國(guó)紅芒硬質(zhì)小麥種質(zhì)38份，鑒定出抗旱強(qiáng)筋種質(zhì)2份，與自育品種隴鑒386雜交，經(jīng)后代優(yōu)質(zhì)谷蛋白基因分子標(biāo)記輔助選擇，歷時(shí)16年選育出白粒大穗隴鑒115號(hào)和紅粒硬質(zhì)隴鑒117兩個(gè)新品種，籽粒粗蛋白含量13%-15%，穩(wěn)定時(shí)刻10-18分鐘，籽粒容重超過(guò)800克/升，拉伸面積207cm2，面包體積880ml，面包評(píng)分90.3分，顯著高于國(guó)家優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)，突破了旱地優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋麥種質(zhì)缺乏的“卡脖子”咨詢題，改變了這一區(qū)域只能生產(chǎn)中筋小麥的布局，補(bǔ)了我國(guó)北方冬小麥區(qū)強(qiáng)筋麥品種短缺的空白，2019-2022年在隴東旱塬經(jīng)受凍旱交替災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)了350-420kg/畝的高產(chǎn)水平，水分利用效率達(dá)到0.9-1.2kg/mm.畝，正在甘肅、寧夏等地試點(diǎn)應(yīng)用。
夯實(shí)抗旱節(jié)水增糧增效的科學(xué)支撐
水是農(nóng)業(yè)進(jìn)展的命脈，更是旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大的制約因素，同時(shí)隨著溫度增加和降雨減少暖干化氣候的加劇，旱作區(qū)缺水形勢(shì)愈加嚴(yán)重。
“假如弄清晰旱地農(nóng)田降水、土壤水分變化、作物耗水三者的平衡關(guān)系，建立一種應(yīng)對(duì)干旱變化的適水種植結(jié)構(gòu)，選擇適宜作物和品種，培育和營(yíng)造土壤水庫(kù)，合理配套旱作覆蓋農(nóng)業(yè)技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)抗旱、以水抗旱、穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)”。出生于甘肅臨洮干旱山區(qū)的樊廷錄，飽受干旱疾苦日子，1991年研究生畢業(yè)甘愿來(lái)到試驗(yàn)站，就有如此一個(gè)夢(mèng)想。
帶著那個(gè)夢(mèng)想，他連續(xù)6個(gè)五年打算執(zhí)守旱農(nóng)創(chuàng)新。30多年組織開(kāi)展旱地農(nóng)田水分平衡與轉(zhuǎn)化機(jī)制、覆蓋集雨種植溝、作物生產(chǎn)潛力等研究，明確了降雨在農(nóng)田中2/3是蒸發(fā)和徑流損失、作物蒸騰耗水僅占1/3，這為實(shí)施以水抗旱的覆蓋集雨農(nóng)業(yè)和節(jié)水增糧提供了支撐。
20世紀(jì)90年代，西北地區(qū)連續(xù)干旱，面對(duì)旱災(zāi)的嚴(yán)重威脅，試驗(yàn)站以村莊、道路徑流收集利用為核心，研究提出了果樹(shù)、蔬菜和作物關(guān)鍵需水期旱后供水生長(zhǎng)的補(bǔ)償或超補(bǔ)償效應(yīng)，組織實(shí)施了以徑流收集、水窖建設(shè)和膜下滴管為主的果園和蔬菜、地膜玉米關(guān)鍵期補(bǔ)灌等集雨高效農(nóng)業(yè)，蘋果和玉米增產(chǎn)25%，創(chuàng)建了日光溫室棚面集雨設(shè)施蔬菜高效生產(chǎn)模式，蔬菜噸水產(chǎn)值達(dá)到150-200元。這些模式在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了重大妨礙，至今仍在生產(chǎn)中發(fā)揮著以水抗旱的重要作用。
高效利用蓄保的雨水生產(chǎn)出更多的糧食，提高水分利用效率，這是旱作節(jié)水的核心。長(zhǎng)期從事旱作生理生態(tài)研究的樊廷錄，經(jīng)過(guò)大量田間試驗(yàn)明確了旱作作物產(chǎn)量、耗水量、水分利用效率的協(xié)調(diào)增進(jìn)關(guān)系，經(jīng)過(guò)遺傳改良和栽培技術(shù)優(yōu)化將田間耗水量中的蒸發(fā)損耗轉(zhuǎn)化為蒸騰耗水，生產(chǎn)出更多的作物產(chǎn)量，明確了農(nóng)藝措施投入應(yīng)以水分利用效率最高為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)水分可持續(xù)利用。2011年開(kāi)始，他作為國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專家，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了大量調(diào)研，認(rèn)為種植密度低是旱地玉米低產(chǎn)和水分利用效率別高的要緊緣故，經(jīng)過(guò)多生態(tài)點(diǎn)布置試驗(yàn)，研究提出了1毫米降水量畝種植10株玉米以水定密、畝增加1000株增產(chǎn)12%-20%以密定產(chǎn)和增密減氮的技術(shù)依據(jù)，解決了旱地玉米適水增密的科學(xué)咨詢題，為旱地玉米適水豐產(chǎn)提供了支撐。
攻克抗旱糧食增產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)
隨農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，蔬菜果樹(shù)等經(jīng)濟(jì)作物面積別斷擴(kuò)大并向水資源富集區(qū)集中，糧食作物種植面積別斷壓縮并向旱作區(qū)轉(zhuǎn)移，抗旱增糧就成為實(shí)驗(yàn)站的科研使命。
實(shí)驗(yàn)站科研人員通過(guò)大量研究與示范，攻克了夏休閑期覆蓋土壤水庫(kù)擴(kuò)蓄增容、冬春閑期覆蓋保墑、覆蓋集雨種植三項(xiàng)藏糧于水、藏水于技的關(guān)鍵技術(shù)，播前0-2m土壤有效貯水畝增加20-40m3，壟溝覆蓋使小于10mm大量無(wú)效降雨在作物種植溝內(nèi)成倍增加，可供利用的有效水畝增加50-60m3，為旱地糧食增產(chǎn)高產(chǎn)奠定了水分基礎(chǔ)。
并且，樊廷錄率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究提出的旱地冬小麥周年覆膜穴播技術(shù)連續(xù)10年畝產(chǎn)穩(wěn)定到300kg以上，玉米平均畝產(chǎn)達(dá)到了860kg臺(tái)階，全膜雙壟溝密植后MC703、強(qiáng)盛338、先玉335等品種機(jī)收達(dá)到了噸糧田，制造了旱地地膜玉米水分利用效率3.64kg/mm.畝的世界紀(jì)錄。
近10年，樊廷錄率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)與農(nóng)機(jī)裝備、地膜創(chuàng)造企業(yè)合作，研發(fā)出全膜雙壟溝覆膜、施肥、穴播的播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)藝一體化作業(yè)，生產(chǎn)效率增加3倍以上，提升了全膜雙壟溝集雨增糧技術(shù)的水平；研發(fā)出的適宜旱地玉米種植的全生物降解地膜，地膜殘留污染減少一半以上、降低了地膜撿拾成本，支撐著旱地玉米密植綠色豐產(chǎn)技術(shù)大面積應(yīng)用。
甘肅省農(nóng)科院鎮(zhèn)原旱農(nóng)實(shí)驗(yàn)站旱作玉米新品種展示田。頡滿斌攝
此外，針對(duì)旱地玉米收獲占總投入成本一半、勞動(dòng)力短缺的咨詢題，2016年以來(lái)他組織團(tuán)隊(duì)每年引進(jìn)20多個(gè)玉米新品種，在百畝示范田開(kāi)展大量監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)品種的耐密性和機(jī)械粒收質(zhì)量，提出了生理成熟后延期50-60天低水分機(jī)械粒收技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了隆冬季節(jié)收玉米、顆粒直截了當(dāng)歸倉(cāng)的先例，畝節(jié)本增收300元以上，正在引領(lǐng)旱地玉米生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。
“玉米占據(jù)了旱地糧食總產(chǎn)量的一大半，玉米產(chǎn)量高低決定著秋糧豐歉?！狈浿v，旱地玉米覆蓋集雨密植增產(chǎn)技術(shù)，使試驗(yàn)示范區(qū)玉米畝產(chǎn)邁上了600、700、800、900kg臺(tái)階，水分利用效率達(dá)到2.5kg/mm.畝，降雨利用率達(dá)到80%，成為我國(guó)北方旱地玉米抗旱增產(chǎn)的主推技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合及技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。
樊廷錄告訴記者，單從水分利用效率來(lái)看，國(guó)際上生產(chǎn)一噸糧食平均耗水1000m3，而旱地消耗別到300m3降水就可生產(chǎn)一噸玉米，旱地地膜玉米水分利用走到了世界前列。
“農(nóng)業(yè)高質(zhì)量進(jìn)展和鄉(xiāng)村振興的號(hào)角已吹響，穩(wěn)定糧食功能區(qū)旱作糧食生產(chǎn)，建立區(qū)域優(yōu)質(zhì)糧食增產(chǎn)帶，加快旱作適水農(nóng)業(yè)進(jìn)展和生產(chǎn)生態(tài)化轉(zhuǎn)型，是面臨的重大任務(wù)?！闭驹谛碌钠瘘c(diǎn)上，樊廷錄講，將來(lái)，要以實(shí)驗(yàn)站為平臺(tái)，加強(qiáng)科學(xué)數(shù)據(jù)積累，創(chuàng)新旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水提質(zhì)增效的新理論、新辦法，突破雨養(yǎng)區(qū)旱作節(jié)水的新裝備新模式，在新階段接著譜寫旱作節(jié)水增糧增效的新篇章。
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