農業水土資源優化利用的研究與創新
——基于“科技小院”模式

侯毛毛，鐘鳳林，林義章，章文郁，吳興明，陳清西

（1.福建農林大學園藝學院，福建 福州 350000；2.福建省三明永安科學技術協會，福建 永安 366000；3.福建省三明市農業技術推廣協會，福建 三明 365000）

農業是我國第一產業，支撐國民經濟的建設與發展。2021年中央一號文件指出，要加快農業農村現代化，促進農業高質高效、鄉村宜居宜業、農民富裕富足，全面推進鄉村產業振興。近年來，化肥和農藥的使用量總體呈下降趨勢，土壤重金屬污染風險逐步降低，綠色栽培和病蟲害防控技術得到初步應用。然而，不難發現，農業發展過程中仍存在諸多問題需要突破，如農業生產“小、散、雜”、農業環境污染、栽培技術落后、資源利用效率低、農業綜合效益差等。其中，因水肥不合理利用引起的作物生理病害、土壤鹽漬化、酸化、板結、微生物區系失衡等問題尤為突出，易造成低質和減產，阻礙品牌化建設和產業升級。因此，持續推進農業技術研發創新和推廣應用任重道遠。

“科技小院”模式以服務三農為根本，以作物高產、資源高效利用為目標，以入駐科技小院的研究生和科技人員為工作主體，實現零距離、零時差服務農業生產組織，引導農民高水平生產，推進農業現代化和可持續發展。科技小院自2009年成立第一所后，規模不斷發展壯大，為鄉村農業發展、資源優化利用和生態環境改善做出了突出貢獻。本研究團隊以水肥資源不合理利用造成的實際農業生產問題為核心，依托福建省科學技術協會（簡稱福建省科協）、中國農業技術推廣協會（簡稱中國農技協）永安萵苣辣椒科技小院，開展科學研究與技術創新，以期為區域農業發展提供高水平服務。

1 科技小院

1.1 小院背景

萵苣是福建省永安市特產，風味獨特、品質優良，暢銷廈門、上海、深圳等國內市場，被稱為農民奔小康的“致富菜”，獲批中國國家地理標志產品。黃椒是永安另一特色農產品，特殊的產地氣候環境造就了永安黃椒區別于其他辣椒的辣香品質，受到廣泛好評，有“八閩一絕”之稱。

永安萵苣辣椒科技小院（簡稱永安科技小院）貫徹落實習近平總書記關于“三農”工作的系列重要指示精神，以《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》為指導，以萵苣和辣椒為初期材料，探尋科技小院在服務農業增效、農民增收、農村綠色發展的進程中的作用。

1.2 建設過程

2020年6月，福建省三明永安科學技術協會、福建省三明市農業技術推廣協會科技人員一行前往福建農林大學園藝學院交流萵苣、辣椒綠色生產與防控技術，并就合作申請中國農技協科技小院進行深入探討。2020年9月，福建農林大學園藝學院組成教授團隊，前往永安市小陶鎮開展調研工作，收集生產實踐中亟待突破的科學問題，確定入駐教師和研究生，初期入駐導師和專家包括3 名教授、2 名推廣研究員、2 名副教授，常駐科技人員包括2 名農業專業碩士研究生。同時，福建農林大學園藝學院工作團隊制定了科技小院運行管理辦法，該辦法確定科技小院須設立學術委員會，科技小院學術委員會主要職能是審議科技小院的建設目標、攻關方向、重要活動、年度工作計劃和總結等，規定科技小院學術委員會一般至少由5 名專家組成，科技小院學術委員會主任由校內外高水平專家擔任，每年至少召開一次學術委員會會議，必要時設立管理委員會。此外，該辦法確定了科技小院考核要求和年度工作任務。上述工作完成后，工作團隊入駐永安科技小院開展研究工作。

2021年5月，基于前期突出的工作成績，永安科技小院經過選拔獲得立項。福建省科學技術協會通過組織專家現場考察、專家組評審和審核確認，公布了2021年“福建省科協科技小院”“中國農技協科技小院”的獲批項目，永安科技小院正式掛牌成立。獲批后，永安科技小院工作團隊確定了工作流程，如圖1所示。永安科技小院將以促進當地產業發展、資源高效和綠色友好為目標，以技術創新、技術培訓、技術服務、人才培養為主要工作內容，開拓市場，推進產品規范化和標準化生產，通過政府引導，形成產學研用政緊密結合的體系。

圖1 永安科技小院工作流程

2 水土資源優化利用

2.1 問題解析

萵苣是永安地理標志產品，但近年來，空心、開裂造成的萵苣品質問題嚴重影響萵苣可售產量，降低了經濟效益，阻礙了萵苣產業健康可持續發展。作物常見的病害包括生理性病害和病蟲害等，一般認為，生理性病害由水、肥、土資源利用不合理造成。土肥方面的影響因素包括偏施無機肥、有機肥與無機肥施用搭配不合理、土壤微量元素虧缺等；水方面的影響因素包括灌溉制度不合理、土壤水分旱澇大尺度交替等。此外，土、肥、水存在交互作用，其不合理地互作在萵苣這一莖外皮木質化特征明顯的作物上，導致的后果就是空心、開裂（見圖2）等問題頻發。

圖2 水土資源利用不合理導致的萵苣生理病害

2.2 水土資源優化利用研究

依托科技小院模式，初步確定了以水土資源優化利用為核心的試驗研究方案，依次以土肥、灌溉、土肥水協同為流程步驟開展工作。試驗所采用的植物材料為當地常用萵苣品種，由永安市小陶新寨果蔬農民專業合作社提供，在2月份種植，首期試驗在典型區設計了12 種生物有機肥補充土壤微量元素，4月份收獲期取樣觀察土肥資源優化利用效果。結果表明，有機肥對萵苣開裂有一定緩解效果，但整體效果并不十分顯著。

隨后，二期試驗開展灌溉研究工作。這主要是由于在萵苣生長過程中，水分供應不均、忽多忽少會造成莖肉質部分和外皮生長產生嚴重的時間差，內里肉質快速吸水膨脹而外部木質部外皮膨脹度不夠，導致外皮被撐破或內里形成空心。二期灌溉試驗采用小水勤灌的方式，澆水后及時中耕，防止積水或流失，確保土壤水分、透氣均處于穩定的范圍內。結果發現，合理灌溉對于緩解萵苣空心和開裂的效果總體上優于土肥管理。

三期試驗結合水土資源協同高效利用開展，研究發現，水、肥、土之間存在顯著的耦合互作效應，其優化配置利用有助于各自功能最為高效地發揮。以水調肥、以肥養土、以土持水效應顯著，對于解決萵苣生理性病害問題有明顯作用。

3 效果分析

本研究圍繞生產實踐中植物生理性病害的實際問題，依托科技小院這一新模式，通過典型區試驗和綜合分析，取得了較好的效果，具體體現在五個方面：研究工作有針對性地緩解了因農業水土資源不合理利用造成的植物生理病害問題；科技小院基礎設施的籌備建設有效改善了當地農業生產的科研條件和技術環境；項目在生產實地進行，培養了一批專業、實干、知農愛農的碩士研究生，真正做到把工作做在田間地頭；項目通過建設示范區、知識區、科技長廊，形成了一整套技術規程，建立了長效觀摩、培訓機制，帶動了技術帶頭人和種植大戶；項目為當地轉變經濟發展方式、建立資源高效型農業提供了契機。

4 結語

本文以永安科技小院工作團隊關于水土資源高效利用和綠色農業發展的工作為實例，解析了科學研究、技術應用、人才培養相結合的農業水土技術推廣新機制，表明科技小院模式在水土資源利用研究中具有顯著的效果，有利于實現新技術應用推廣和人才高質量培養的雙豐收。進一步探索應當首先深入總結前期工作的收獲、啟示和經驗教訓，集成和發揚以往優良傳統，同時探索和開辟新路徑，持續推進高水平科技創新。