甘肅省：依托科技進步推進旱作農業可持續發展

文|樊廷錄　甘肅省農業科學院

甘肅省：依托科技進步推進旱作農業可持續發展

文|樊廷錄甘肅省農業科學院

甘肅省是典型的干旱半干旱省份，為加快現代旱作農業發展，確保農產品有效供給和農業可持續發展，“十一五”以來，甘肅省科技廳累積投入1.5億元，組織實施了400多項重大科技成果的研發與應用項目，加強農藝農機融合，為全面提升旱作節水發展提供了科技保障，支撐和引領了全國同類區旱作農業的發展。

堅持問題導向，圍繞水問題做好水文章

甘肅省圍繞抗旱和節水兩大主題，以提高降水利用率和作物水分效率為目標，堅持“順應天時，遵循自然規律；順應市場，遵循經濟規律；順應時代，遵循科學規律”的基本思路，千方百計蓄住天上水、保住土壤水、用好地表水，創立了“集水、蓄水、保水、用水、節水”五大技術體系，確立了“梯田、水窖、地膜、結構”為主的旱作農業發展模式，經受住了干旱、缺水、多災的挑戰，支撐了全省糧食總產由10年前的800萬噸到目前近1200萬噸的跨越發展，解決了旱地糧食產量長期低而不穩的問題，在全國乃至國際上產生了積極的影響。20世紀90年代初，甘肅省科技人員率先提出了以雨水治旱的主動抗旱思路，組織實施了一批集雨節灌工程和集水高效農業科技項目，支撐和引領了我國北方地區“121集雨節灌工程”、“窯窖工程”、“甘露工程”等的大面積應用，在解決半干旱區人畜飲水的同時，創造性應用了道路庭院集雨+水窖貯水+滴管為主的黃土高原果樹與庭院經濟生產體系、日光溫室棚面集雨與水窖貯水和膜下滴管連體構筑的蔬菜及食用菌生產模式，至今仍發揮著重要作用。

面對旱地糧食產量長期低而不穩和波動性大的問題，甘肅省創新了以秋覆膜保墑春播、全膜雙壟溝集雨種植和全膜覆土穴播為主的旱地抗旱增糧技術，擴大了旱地玉米種植范圍，使小于5毫米無效降雨富集疊加高效利用，糧食單產增加100～150千克/畝，提高20%～30%，使玉米種植的海拔高度由1800米增加到2300米，早熟品種能正常成熟，使以前很少種玉米300～400毫米半干旱區擴種玉米成為現實、400～500毫米產量不穩定區變成穩定增產區，創建了旱地800～1000千克/畝高產田，水分利用效率達到2.0～2.5千克/毫米·畝，被成為“旱作農業技術的一場革命”。通過整合財政資金、地膜和覆膜機具政府采購補貼、示范引導等措施，加快推廣進程，2010年以來全省種植面積穩定超過了1000萬畝，用占全省1/4的糧食播種面積生產了2/3的糧食總產，為農業種植結構調整和畜牧業發展提供了保障。針對黃土高原國家蘋果產區干旱缺水、樹體郁閉無效消耗水肥及肥水環境惡化等核心問題，國家科技支撐和省科技重大專項創新了果園“高壟覆膜、小溝集雨、穴貯肥水”、“樹盤覆膜、樹行覆草”等水肥高效利用技術，建立了大面積覆膜集雨優質果園，增產20%～32%，優質果率提高14.5%，制定了高光效樹形樹體結構和化肥氮減量施用方案，降低了“大小年”結果幅差和土壤中氮富集。

推進品種創新，強化農藝農機融合

以充分發揮生物節水潛力實現提質增效為核心，甘肅省科技廳長期穩定支持主要農作物新品種選育工作，選育出了以隴薯系列馬鈴薯、隴鑒和蘭天系列小麥、隴單和吉祥系列玉米為代表的一批具有自主知識產權的新品種，研究開發出配套的抗逆栽培技術，在全省及西北地區應用取得了顯著成效。選育出的隴薯3號薯塊淀粉含量達到24.3%，是我國第一個高淀粉馬鈴薯新品種，年度推廣面積占西北馬鈴薯種植面積的1/4，在山丹縣創建了5噸/畝的高產紀錄，隴薯6號適合全粉及淀粉加工，通過國家審定，LK99成為適宜炸片、炸條、全粉加工及早熟菜用型品種，滿足市場需求。抗銹小麥品種推廣應用有效控制了條銹病的流行為害，對國家小麥銹病源頭治理和保障全國小麥生產安全起到了決定性作用。選育的吉祥1號是繼鄭單958之后的國內推廣面積較大的玉米新品種，獲農業部植物新品種保護授權，年制種面積達30多萬畝，年推廣面積3000多萬畝，在甘肅鎮原和莊浪創建了914千克/畝的旱地高產紀錄。為提高旱地作物地膜覆蓋的勞動效率，先后設計研發出適宜不同作物種植技術要求的旋耕、施肥、覆膜一體機，實現了地膜覆蓋作物種植的農藝農機融合，代替了人工和畜力覆膜，大幅度提高了勞動生產率。針對地膜覆蓋作物人工點播費工費時問題，2014年立項的“旱地作物關鍵環節農藝農機融合及產業化應用”省重大專項，加強甘肅省農科院、甘肅農業大學和洮河拖拉機制造有限公司的結合，研制開發出地膜玉米膜上電動精量穴播機、馬鈴薯起壟覆膜穴播一體機和小麥全膜覆土穴播一體機，推進了關鍵環節的農藝農機融合，每年企業生產銷售覆膜機和播種機2400多臺，納入省級農機具補貼。全省抗逆優質新品種應用率達到95%，機械作業率接近50%。

關注重大問題，實施環境友好型技術

培肥地力是旱地糧食增產的關鍵。依托30多年肥料長期試驗，確定了有機肥和化肥在旱地糧食增產中的貢獻率為48%和52%，秸稈還田干旱年份增產38.7%。長期增施有機肥和秸稈還田后土壤養分呈現富集趨勢，土壤有機碳年固定速率達到16.4～24.1千克/畝，化肥氮素的表觀利用率超過了60%，隔年施磷素的表觀利用率達到了25%，每年單施6千克/畝氮的產量同目前施10千克/畝氮的產量接近。因此，大力推廣小麥機械化高留茬秸稈還田、玉米機械化收割秸稈粉碎還田、磷肥隔年施用和化肥氮減施等環境友好型農業關鍵技術，維持地力養分平衡和提高地力水平，藏糧于地，增加旱地糧食生產能力。針對提高地膜利用年限問題，研究提出了地膜覆蓋作物留膜留茬一膜兩年用免耕種植模式，根茬還田投入有機碳60～80千克/畝，作物產量可與第二年新覆膜種植的持平，延長了冬春休閑期地膜覆蓋，減少風蝕和蒸發損失，降低地膜、耕作、殘膜拾撿投入，畝節本減少50%。地膜覆蓋在大幅度提高旱地作物產量的同時，殘膜污染逐漸成為可持續發展的制約因素，據監測黃土高原地區覆膜農田0～20厘米殘留量在5～6千克/畝，相當于當年覆蓋地膜的總量，殘膜使土壤水分下滲速度減緩，土壤貯水量減少7.8～16.8毫米，玉米產量降低4.8%～11.3%。引進篩選出日本三菱化學、浙江鑫富藥業和德國BASF等以聚酯類物質為主的生物降解地膜，覆蓋栽培玉米100天開始裂解，產量與常規聚乙烯PE膜無差異，玉米收獲時入土部分降解60%～80%，玉米收獲地膜翻入土壤后一年內降解90%以上。

轉變生產方式探索循環農業模式

隨著農業結構調整和生產經營組織方式的轉變，甘肅省加快旱作區以玉米、馬鈴薯、優質林果、中藥材和草食畜五大特色產業的發展，建立了以秋糧為主的適雨型種植結構和糧—畜—果—藥可持續農業模式，夏秋種植結構調整到了40∶60，畜牧業產值占農業總產值的1/4以上和農民人均收入的1/5以上。全省積極應對“轉方式、調結構和穩發展”和“一控（控水）、兩減（減肥減藥）和三基本（糞便、秸稈和地膜資源化利用）”的農業發展新常態，大力探索旱作區循環高效農業模式，可持續發展勢頭和企業帶動作用前景看好。地處甘肅中部黃土丘陵溝壑區的通渭縣堅持走“修梯田-調結構-搞養殖-建沼氣-肥還田-再種植”的現代旱作循環農業發展路子，以企業為主體建立了畜草循環經濟產業園，大力發展“地膜玉米—養牛—糞肥與風化煤加工有機肥—有機肥養殖蚯蚓—地力培育”生態循環農業模式，如今，“梯田+科技+產業開發”、“龍頭企業+基地+農戶”、“農用地膜生產—使用—廢舊地膜回收再利用”……這些生產模式已貫穿于全縣農業生產全過程，成為旱作循環農業的典范。定西市著力發展生態循環型畜禽養殖，大力推廣生物發酵床“零排放”、沼氣能源利用、有機肥生產等技術，建立了“牛羊糞便—沼液沼渣—廢棄飼草秸稈—有機肥—中藥材和設施蔬菜種植基地”。位于隴東黃土旱塬區的慶陽、平涼發展“玉米秸稈青貯氨化—肉牛養殖—沼氣生產—沼肥利用—生態果園”、“全膜玉米—秸稈利用—肉牛養殖—牛糞制有機肥—肥料還田”農業循環模式，實現了畜禽糞便無害化、作物秸稈青貯化、農藥化肥減量化、沼渣沼液產品化、主導產業綠色化，實現了節能減排，農民用上了清潔能源，生產生活成本降低了，農村生活環境變好了。

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