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【光明网】从被动抗旱到主动避旱 我国旱地农业走出五种典型区域发展模式

文章来源 :光明网 作者:宋雅娟 发布时间: 2021-02-01

       “我国北方旱地农业区自然降水利用率达到65%左右,项目示范区可达70%以上,基本上可以说是‘吃干榨净’”1月27日,在中国农科院旱地农业创新发展报告会上,中国农业科学院副院长、旱地农业学科首席梅旭荣表示,“目前,全球自然降水利用率大概在50%左右,中国的旱地农业技术,已经居于世界的前列。”。
       旱地农业是我国农业的重要生产方式,是指水分收不抵支地区主要依靠和利用自然降水进行的农业生产,包括雨养和补充灌溉等方式。当前,干旱缺水困扰全球农业发展。旱地农业如何稳产、高产关乎粮食安全和国之大计。
       由对抗型向应变型转变 旱地农业发展迫在眉睫
       受全球气候变化影响,北方旱农区频旱多变环境叠加水土资源过度利用,农田生产稳定性下降,危及国家粮食安全、生态安全和稳定脱贫。因此,推动旱地农业由对抗型向应变型转变,创新抗旱适水型种植技术和模式,是急需解决的重大科学问题和技术难题。
       梅旭荣介绍,我国旱地农业主要分布在秦岭淮河以北地区,包括干旱、半干旱偏旱、半干旱、半湿润偏旱和半湿润区等主要类型区,国土面积和耕地面积均超过全国的一半,其中超过65%的耕地没有灌溉条件。
       “但与此同时,这些土地提供了全国58%以上的粮食(包括灌溉)和75%以上的牛羊肉,聚集了80%以上的贫困人口和70%以上的生态脆弱区””,梅旭荣介绍,旱地农业在整个农业生产中的地位不可替代,还是我国脱贫攻坚的最前线和生态安全的大屏障,能否可持续发展应引起更多重视。
       作为学科首席,梅旭荣研究员很早之前就有一个梦想:“如果建立一种能适应干旱变化的种植制度,并匹配相应的抗旱适水栽培技术,该多好。这样可以保证作物不受天气变化的影响而减产,农民有个好收成不饿肚子。”
       “七五”以来,梅旭荣研究员牵头组织了全国多家科研院所和高等院校,在北方旱农区开展了旱地水分平衡、降水生产潜力开发和旱地秸秆还田与有机培肥等系列长期定位试验研究,进行农田降水高效转化机制、主要旱地作物水分生态适应性和降水生产力提升等方面的研究,系统查明了我国北方旱地降水利用状况,揭示了我国北方旱地农田水分动态平衡规律,突破了旱地适水种植的应用基础理论和抗旱节水的关键技术与产品,集成了典型旱地高效用水的种植模式及配套技术体系,形成了寿阳、阜新、镇源等旱地农业综合发展模式。数据统计显示,“十三五”期间,随着旱地农业科技的发展,我国北方抗旱节水小麦品种覆盖率提高到40%以上,综合试验示范区农田降水利用率提高到70%以上,大田农业生产中的吨粮耗水降低到800多方。农业农村部在西北、华北和东北等干旱缺水地区支持示范推广旱地节水农业技术,大力推广覆盖保墒、水肥一体化、集雨补灌、测墒节灌、耕作保墒等技术,每年节水技术应用面积(按播种面积)超过4亿亩次。
       因地制宜 旱地农业的五种典型区域发展模式
       旱地农业技术创新的种子,已在多地结出累累硕果。梅旭荣介绍,针对各地情况,我国已走出了五种旱地农业区域发展典型模式:
       以山西寿阳模式为代表,针对华北山地丘陵区种植结构单一、种养分离、生产效益低下等问题,提出了旱作农田玉米秸秆适水还田深施肥技术模式,包括“沟川坝地玉米秸秆秋季全量直接还田技术”、“垣坪旱地玉米秸秆秋冬覆盖春还田技术”。采用该模式,可以实现玉米增产10%~25%、播前耕层土壤含水率提高2.3~5.1个百分点、耕层土壤有机质3年累积提升1.0~1.8g/kg,硝态氮淋失率降低12.1%~25.4%,肥料利用率提高4~6个百分点。
       以辽宁阜新模式为代表,针对东北风沙半干旱区热量不足、水资源匮乏、耕地质量退化等问题,提出了农田立体防蚀增效理念,构建了地上、地表、地下立体调控技术系统。2010年以来,东北风沙半干旱区连续多年发生干旱现象,本项技术成果的大面积推广应用,使农田水分利用效率提高14%-19%,农田风蚀和水蚀量降低36%-43%,有效抵御了旱灾发生,保障了粮食稳产。
       以河北衡水模式为代表,针对华北地区水资源短缺、降水不能满足现行的主要种植制度、地下水严重超采等问题,提出了冬小麦两水高产高效栽培技术,以冬小麦水分生产力最大化而非产量最大化为目标,其核心是减少一次灌水,由冬小麦正常生产的三水灌溉改为2水灌溉。采用该模式,冬小麦产量由正常生产的500公斤/亩降低为450公斤/亩(即减产10%),减少灌溉用水50立方米/亩(即节约灌溉水30%),冬小麦水分生产力由1.75公斤/立方米提高到1.91公斤/立方米(即提升9.1%),既节水又保粮。
       以甘肃镇原模式为代表,针对西北旱塬半干旱区水土流失严重、降水利用难度大等问题,创新旱地玉米秋覆膜和垄沟覆膜集雨种植技术,解决了春季干旱少雨无法如期播种或播种出苗难的关键,增产20%~30%;集成创新了夏休闲期覆膜和全膜覆土穴播冬小麦丰产技术,增产40%;研发旱作地膜玉米密植增产全程机械化种植体系,提出以水定密、以密定水适水种植技术,平均亩产823.4kg,增产10.0%,成本降低19%,创造了亩产1014kg、水分利用效率2.54kg/mm·亩的玉米高产纪录。
       以内蒙古武川模式为代表,针对内蒙古旱作区干旱少雨水资源短缺、水分利用效率低,农田风蚀沙化严重、土壤保水性差等突出问题,依托武川试区开展聚水保土技术研究,形成了生物篱柔性防风、带状留茬间作和半干旱偏旱区田间集雨与节水三个技术体系,通过在四大主要作物上进行规范化示范应用,提高降水利用率8个百分点以上,水分利用效率0.15kg/mm·亩以上和减少水土流失30%以上。

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