中國科學(xué)院STS計劃項目“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式示范”系列報道之一“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”在黑龍江農(nóng)墾效果凸顯
20世紀(jì)60年代掀起的第一次綠色革命，大幅度提高了主要糧食作物的單產(chǎn)水平，為全球糧食安全做出了巨大貢獻(xiàn)。然而，第一次綠色革命走的是“高投入、高產(chǎn)出和高資源環(huán)境代價”的道路，農(nóng)田養(yǎng)分流失造成的面源污染、生物多樣性下降、溫室氣體排放增加等生態(tài)環(huán)境問題對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，特別是水資源日趨短缺、耕地質(zhì)量逐年下降、外部投入不斷增加與資源利用效率低下等，已經(jīng)成為限制糧食產(chǎn)量進(jìn)一步提高的關(guān)鍵因素。
通過改善土壤質(zhì)量、調(diào)控水肥資源、加強(qiáng)綜合管理、有效利用農(nóng)田養(yǎng)分要素以降低農(nóng)業(yè)對環(huán)境的負(fù)效應(yīng)，繼而實現(xiàn)作物穩(wěn)定均衡增產(chǎn)、資源高效利用、農(nóng)業(yè)可持續(xù)性增強(qiáng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。然而，目前卻極其缺乏在實現(xiàn)作物大面積均衡增產(chǎn)的同時，科學(xué)節(jié)肥減藥、提高資源利用效率的技術(shù)措施與適用模式。
2015年中央1號文件提出：“中國要強(qiáng)，農(nóng)業(yè)必須強(qiáng)。做強(qiáng)農(nóng)業(yè)，必須盡快從主要追求產(chǎn)量和依賴資源消耗的粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)到數(shù)量質(zhì)量效益并重、注重提高競爭力、注重農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、注重可持續(xù)的集約發(fā)展上來，走高產(chǎn)高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路”。
中國科學(xué)院STS計劃項目“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式示范”是中國科學(xué)院借鑒發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗，經(jīng)頂層設(shè)計組織實施的科技服務(wù)項目。項目面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實需求，依托中國科學(xué)院研發(fā)力量雄厚、學(xué)科綜合交叉、技術(shù)適用先進(jìn)、善于綜合集成的體制優(yōu)勢，以及沈陽軍區(qū)農(nóng)副業(yè)基地與黑龍江農(nóng)墾相關(guān)農(nóng)場耕地集中連片、生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模化、耕種管收機(jī)械化、技術(shù)推廣體系化、農(nóng)事管理軍事化的組織優(yōu)勢，組織中國科學(xué)院相關(guān)研究所的科學(xué)家組成學(xué)科交叉團(tuán)隊，集成各所優(yōu)勢力量，依靠軍區(qū)與農(nóng)墾科技隊伍，以提高生產(chǎn)效率、降低資源代價、產(chǎn)生規(guī)模效益、推動持續(xù)發(fā)展為主要目標(biāo)，通過協(xié)同攻關(guān)，打造規(guī)模化、集約化的大農(nóng)場式現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。項目緊密圍繞中國科學(xué)院“率先行動”計劃組織實施方案中加強(qiáng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的主要內(nèi)容《開展“東北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范”等科技示范和推廣工程，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，保障國家糧食安全》的布置研究與集成示范工作，力爭在東北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式示范方面取得重大突破，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式打造可復(fù)制、可推廣的示范樣板。
該項目在實施過程中，項目組針對東北地區(qū)目前普遍存在的玉米種植面積不斷擴(kuò)大，大豆面積不斷減小，主要作物多年連作條件下病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，以及糧食生產(chǎn)成本攀升與效益下降的現(xiàn)實，以豐產(chǎn)增效、節(jié)肥減藥、生態(tài)環(huán)保為目標(biāo)，以黑龍江省農(nóng)墾九三管理局尖山農(nóng)場為依托，突出生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模化與耕種管收機(jī)械化，配套集成秋整地、優(yōu)良品種、精量播種、病蟲草害生物生態(tài)控制等相關(guān)技術(shù)，建立了年度總規(guī)模30萬畝，其中玉米與大豆各15萬畝的“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”并重視在實際生產(chǎn)中的示范應(yīng)用，在“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式示范”方面取得了重要進(jìn)展。
機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式
“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”，除采取測土配方施肥、立體分期施肥、機(jī)械化深施肥、增施有機(jī)肥料及應(yīng)用肥料增效劑等節(jié)約肥料與提高肥效的措施外，充分挖掘玉米-大豆輪作的節(jié)肥效果。為保證產(chǎn)量，種植玉米時每畝需施用硫酸鉀10公斤，而當(dāng)?shù)禺?dāng)年鉀肥利用率僅為30%左右，玉米收獲后殘留于土壤中的鉀肥完全能夠滿足次年大豆生長發(fā)育的需要，在大豆種植上可以實施徹底不施用鉀肥的措施，這樣每年每畝節(jié)省鉀肥用量2公斤；同時，常規(guī)玉米生產(chǎn)每畝施用尿素20公斤，充分利用大豆根系的固氮功能，大豆茬種植玉米可節(jié)約尿素用量10%，即每年每畝節(jié)省尿素用量2公斤；在15萬畝玉米與15萬畝大豆的“玉米-大豆綠色高效輪作模式”中，玉米茬種植大豆年度節(jié)約鉀肥30萬公斤、大豆茬種植玉米年度節(jié)省氮肥30萬公斤，取得了巨大的節(jié)肥效果。
“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”，除堅持預(yù)測預(yù)報、統(tǒng)防統(tǒng)治的病蟲草害防治原則外，實施藥劑、人工、機(jī)械等多種方式相結(jié)合的病蟲草害防治方式，在保證防止效果的同時，減少藥劑用量，達(dá)到凈化農(nóng)田的目的。該模式中，堅持100%封閉除草，玉米、大豆封閉除草配方為90%乙草胺0.12Kg/畝+75%噻吩磺隆2.67g/畝。如果全部采用莖葉除草，大豆莖葉除草需要25%氟磺胺草醚0.13 Kg /畝+48%苯達(dá)松0.2 Kg/畝，玉米莖葉除草使用4%玉農(nóng)樂0.1Kg/畝或者55%耕杰0.13-0.2 Kg/畝，為了保證除草效果，根據(jù)草情還需要增加用量或加入苯達(dá)松、2·4-D丁酯等藥劑。封閉除草與莖葉除草相比，價格低、防效好、無殘留，關(guān)鍵是極大的降低了除草劑用量，僅除草一項就創(chuàng)造出減藥40%以上的顯著效果。
同時，大型進(jìn)口自走式高架高效噴藥機(jī)及農(nóng)用飛機(jī)航化作業(yè)，保證了“玉米-大豆綠色高效輪作模式”中病蟲草害的高效防治。
大型進(jìn)口自走式高架高效噴藥裝備
根據(jù)主要作物生長發(fā)育旺盛期功能葉葉綠素相對含量（葉綠素儀SPAD值）與籽粒產(chǎn)量顯著相關(guān)，可以用于估測作物籽粒產(chǎn)量的科學(xué)結(jié)論，本模式中，孕穗期與抽雄期玉米棒三葉、開花期與鼓粒初期大豆倒三葉的葉片葉綠素相對含量與全量施肥種植區(qū)的玉米和大豆無明顯區(qū)別，表明輪作中節(jié)約尿素與鉀肥用量的玉米和大豆產(chǎn)量至少不會低于對照產(chǎn)量，同時在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)了節(jié)肥減藥的目的。另外，耕種管收全程機(jī)械化提高了生產(chǎn)效率、規(guī)模化保證了模式的綜合效益。“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”完美展現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的核心內(nèi)涵。
2015年7月22日，李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，部署加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，走安全高效綠色發(fā)展之路。會議提出，對接市場需求優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，鼓勵發(fā)展種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)，推廣主要農(nóng)作物輪作和間作套作，……。此次國務(wù)院常務(wù)會議也為中國科學(xué)院STS計劃項目設(shè)計建立的“機(jī)械化、規(guī)模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”的推廣應(yīng)用提供了先機(jī)。項目組將緊緊抓住這一歷史機(jī)遇，力爭在東北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式建立與應(yīng)用方面取得更大進(jìn)展，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式打造可復(fù)制、可推廣的示范樣板。
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