甘肅寒旱農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及未來研究方向

摘要：為了理清對(duì)寒旱農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)和界定，明確寒旱農(nóng)業(yè)當(dāng)前的發(fā)展態(tài)勢(shì)和未來發(fā)展方向，通過調(diào)研大量資料，以甘肅省為例，明確了寒旱區(qū)的分布及自然特征，探討了寒旱農(nóng)業(yè)的概念和內(nèi)涵。從土壤類型及耕地質(zhì)量水平、作物種植結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)水平、機(jī)械化水平、土地經(jīng)營(yíng)方式、社會(huì)化服務(wù)水平等方面闡釋了寒旱農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀；從生境因素、土壤因素、區(qū)域結(jié)構(gòu)布局、投入水平、技術(shù)支撐等方面分析了寒旱農(nóng)業(yè)存在的問題。提出了寒旱農(nóng)業(yè)未來要在綠色覆蓋、流域生態(tài)、種養(yǎng)循環(huán)模式下，充分集成設(shè)施化、機(jī)械化、智能化、數(shù)字化等手段，重點(diǎn)研究綠色覆蓋、土壤定向培育、土壤有機(jī)質(zhì)快速提升、智慧化集雨農(nóng)業(yè)、旱作智慧農(nóng)業(yè)決策平臺(tái)、智能養(yǎng)分產(chǎn)品應(yīng)用、作物種植制度優(yōu)化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)和策略。

關(guān)鍵詞：寒旱農(nóng)業(yè)；生產(chǎn)現(xiàn)狀；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；科技創(chuàng)新；研究方向；甘肅省

中圖分類號(hào)：S181" " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " " 文章編號(hào)：2097-2172（2022）01-0012-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2022.01.003

Current Agricultural Production Status and Research Direction

in the Future in Cold and Arid Regions of Gansu Province

ZHANG XU Cheng，F(xiàn)ANG YanJie

（1. Institute of Dry-land Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Key Laboratory of High Water Utilization on Dryland of Gansu Province， Lanzhou Gansu" 730070， China）

Abstract： To unify the understanding and defination and to summarize the development status and direction of cold and arid agriculture， based on the realities of Gansu Province， natural features and distribution of cold and arid regions were determined， and the concept and connotation of cold and arid agriculture were discussedin this paper throught literature. Current agricultural production status in cold and arid regions was elucidated in terms of soil types and quality， planting structure and productivity， mechanization level， land management， andsocialized service level. Present problems in cold and arid agriculture were analyzed from the aspects of habitatfactor， soil factor， planting structure， input leveland technical support. It was proposed that future cold and arid agriculture should be developed under the mode of green coverage， watershed ecology and crop-livestock farming cyclewith technical means such as facilities， mechanization， intelligence and digitalization fully integrated， and key technologies and production strategies such as green coverage， directional soil cultivation， rapid improvement of soil organic matter， intelligent rain-harvesting agriculture， intelligent dry farming decision-making platform， intelligent nutrient product application， and optimized design of crop planting system studied particularly.

Key words： Cold and arid agriculture; Production status; Agricultural modernization; Technical innovation; Researchdirection; Gansu Province

甘肅是中國(guó)農(nóng)耕文明的發(fā)祥地、古絲綢之路的大通道、“一帶一路”農(nóng)業(yè)合作先行區(qū)［1 - 2 ］。“寒”和“旱”是甘肅農(nóng)業(yè)發(fā)展最大的制約和瓶頸，也是最突出的氣象特征［3 - 5 ］。習(xí)近平總書記在視察甘肅時(shí)指出：“甘肅光照充足、氣候干燥，晝夜溫差大，非常適合發(fā)展現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)，要在規(guī)模化、集約化、產(chǎn)業(yè)化方面下功夫，發(fā)展高附加值的節(jié)水農(nóng)業(yè)、旱作農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)”。甘肅省委省政府提出發(fā)展特色“現(xiàn)代絲路寒旱農(nóng)業(yè)”（以下簡(jiǎn)稱“寒旱農(nóng)業(yè)”）［6 - 7 ］，即充分挖掘高寒干旱氣候條件下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源潛力，充分集成設(shè)施化、機(jī)械化、智能化、數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)手段，探索具有“現(xiàn)代”方向引領(lǐng)、“絲路”時(shí)空定位、“寒旱”內(nèi)在特質(zhì)的新時(shí)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路［8 - 9 ］。寒旱農(nóng)業(yè)不僅是對(duì)甘肅省農(nóng)業(yè)生境的準(zhǔn)確定位，更是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特色的精準(zhǔn)認(rèn)識(shí)，是甘肅省發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必須把握的基本準(zhǔn)則。

近年來，甘肅省落實(shí)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的要求，全力推動(dòng)寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展，以“牛羊菜果薯藥”六大產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，培育壯大了“獨(dú)一份”“特別特”“好中優(yōu)”“錯(cuò)峰頭”等一系列的特色優(yōu)質(zhì)“甘味”農(nóng)產(chǎn)品［10 - 11 ］。2020年“牛羊菜果薯藥”六大特色產(chǎn)業(yè)增加值達(dá)753億元，占農(nóng)業(yè)增加值的60.9%，較“十二五”末提高9.2百分點(diǎn)；“甘味”農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值達(dá)到3 239.6億元，優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)民人均收入達(dá)到7 731元［9， 12 ］。全省優(yōu)勢(shì)特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)面積達(dá)到291.5萬hm2，高原夏菜生產(chǎn)位居全國(guó)首位，蘋果、馬鈴薯、中藥材生產(chǎn)均位居全國(guó)第2位，羊生產(chǎn)居全國(guó)第3位，牛生產(chǎn)居全國(guó)第9位。發(fā)展寒旱農(nóng)業(yè)對(duì)探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新路、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力、促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收、推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展意義重大［13 - 15 ］。然而，目前大家對(duì)寒旱農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一，對(duì)其界定還存在一些不同的看法，尤其是對(duì)寒旱農(nóng)業(yè)當(dāng)前發(fā)展的態(tài)勢(shì)及其存在問題、未來發(fā)展方向及其科技創(chuàng)新突破口還不夠明晰［16 - 18 ］，我們?cè)谡{(diào)研大量資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)甘肅省農(nóng)業(yè)發(fā)展特征和農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律，提出了寒旱農(nóng)業(yè)未來發(fā)展和科技突破方向，以期為寒旱農(nóng)業(yè)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)展提供參考。

1" "寒旱農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵

1.1" "寒旱農(nóng)業(yè)的概念

2019年1月，甘肅省十三屆人民代表大會(huì)第二次會(huì)議期間，時(shí)任省長(zhǎng)唐仁健在《甘肅省政府工作報(bào)告》中首次提出甘肅發(fā)展“寒旱農(nóng)業(yè)”，是立足于實(shí)際對(duì)甘肅特色農(nóng)業(yè)基本形態(tài)的最新概括和明確定位。寒旱農(nóng)業(yè)實(shí)際是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境特點(diǎn)和生產(chǎn)方式的高度概括，既包括了旱區(qū)和寒區(qū)，也有寒、旱重疊區(qū)。就農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式而言，旱區(qū)即旱作區(qū)，亦即雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，而寒區(qū)則只是生境概念。因此，寒旱農(nóng)業(yè)即是對(duì)生境特點(diǎn)的界定，也涵蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式［11 ］。經(jīng)過3" a的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，甘肅省將寒旱農(nóng)業(yè)定義為“運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)裝備和管理方式改進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式，搶抓和深挖‘一帶一路’戰(zhàn)略機(jī)遇和市場(chǎng)潛力，積極探索和大力發(fā)展適宜寒旱地區(qū)氣候特征、具備綠色、優(yōu)質(zhì)、高效等特色”的具有一定比較優(yōu)勢(shì)的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式［19 - 20 ］。

1.2" "寒旱農(nóng)業(yè)的分布

甘肅省地處黃土高原、青藏高原、內(nèi)蒙古高原三大高原與西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)、東部季風(fēng)區(qū)三大自然區(qū)域的交匯地帶，南北涵蓋隴南山地、中東部黃土高原、甘南高原、河西走廊、祁連山脈、河西走廊以北地帶等六大生態(tài)區(qū)，從東南到西北包括了北亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)到高寒區(qū)、干旱區(qū)的各種氣候類型。境內(nèi)地形復(fù)雜，山脈縱橫交錯(cuò)，海拔相差懸殊，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等兼而有之。多樣的地形地貌和氣候條件，使全省農(nóng)業(yè)總面積的95%以上處于“寒旱”區(qū)［21 - 27 ］。甘肅寒旱農(nóng)業(yè)區(qū)劃可分為旱區(qū)、寒區(qū)和寒旱交替區(qū)等3個(gè)區(qū)域。其中旱區(qū)主要分布在中部旱作區(qū)的白銀市會(huì)寧縣、蘭州市榆中縣、定西市和天水市北部部分縣以及隴東旱作區(qū)的平?jīng)鍪小c陽市；寒區(qū)主要分布在甘南州及祁連山脈等高寒牧區(qū)。寒旱交替區(qū)主要分布在沿黃灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，包括中部寒旱交替區(qū)的臨夏州、蘭州市（除榆中縣）、白銀市（除會(huì)寧縣）和蘭州新區(qū)，以及河西走廊寒旱交替區(qū)的酒泉市、嘉峪關(guān)市、張掖市、金昌市和武威市部分縣區(qū)。

1.3" "甘肅寒旱農(nóng)業(yè)區(qū)的自然資源特征

甘肅省包括高寒區(qū)、干旱區(qū)的各種氣候類" " 型［28 - 30 ］，年平均氣溫0～10 ℃。河西走廊年平均氣溫為4～9.5 ℃，祁連山區(qū)0～6 ℃，隴中地區(qū)和隴東地區(qū)分別為5～9 ℃和7～10 ℃，甘南地區(qū)2～7 ℃。年均降水量300 mm左右，自東南部向西北部減少，介于42～760 mm；降水各季分配不勻，主要集中在6 — 9月。人均水資源和單位面積平均水資源分別為1 077 m3和5 670 m3/hm2，僅為全國(guó)平均水平的1/2和1/4，屬我國(guó)嚴(yán)重的缺水地區(qū)。但甘肅省光照充足，光能資源豐富，年均日照時(shí)數(shù)為1 700～3 300 h，自東南向西北增多。

2" "甘肅寒旱農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1" "土壤類型及耕地質(zhì)量現(xiàn)狀

甘肅省地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，造成了土壤類型的復(fù)雜多樣（表1）［31 - 32 ］。旱區(qū)主要以黃綿土、黑壚土、灰鈣土、紅黏土為主，有機(jī)質(zhì)、氮素貧乏，有效磷含量低、土壤肥力低，干旱缺水、土壤水分不足，部分耕地水土流失嚴(yán)重。隴東旱區(qū)主要為黑壚土，為肥力水平較高的旱作土壤，適種作物廣，增產(chǎn)潛力大，具有很好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀。甘南及祁連山脈寒區(qū)主要以栗鈣土、灰褐土、褐土為主，因氣候寒涼，宜作為林、牧用地。寒旱交替區(qū)主要以灰漠土、灌淤土和潮土為主，有穩(wěn)定的灌溉水源和充足的光熱，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，鹽分含量高，保肥保水性差。甘肅寒旱區(qū)土壤類型養(yǎng)分總的表現(xiàn)為有機(jī)質(zhì)和全氮含量處于缺乏狀態(tài)，土壤全磷含量屬于中等水平，全鉀含量較為豐富，堿解氮含量普遍缺乏，有效磷含量屬于中等水平，速效鉀含量較為豐富。

2.2" "土地經(jīng)營(yíng)方式

據(jù)《甘肅省第三次全國(guó)農(nóng)業(yè)普查資料》，2016年甘肅省通過轉(zhuǎn)包、轉(zhuǎn)讓、租賃和委托等方式流轉(zhuǎn)耕地面積37.0萬hm2，占農(nóng)作物播種面積的9.8%，其中寒旱交替區(qū)為14.9萬hm2，旱區(qū)和寒區(qū)為7.5萬hm2和7.6萬hm2，分別占農(nóng)作物播種面積3.3%、22.4%、15.6%。旱區(qū)參與土經(jīng)營(yíng)權(quán)轉(zhuǎn)化的合作社最多，為3 323家，占總量的36.8%（表2）。如在典型的寒旱交替區(qū)酒泉市（除肅北縣、阿克塞縣），農(nóng)戶參加新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)組織的形式主要以公司+農(nóng)戶為主，比重占22.8%；其次為合作社，比重占5.7%；95.6%的流轉(zhuǎn)耕地主要用于制種玉米、蔬菜等種植［33 - 35 ］。

2.3" "作物生產(chǎn)現(xiàn)狀——以小麥、 玉米、 馬鈴薯為例

農(nóng)作物播種面積表現(xiàn)為旱區(qū) gt; 寒旱交替區(qū) gt; 寒區(qū)。與2010年相比，2018 — 2020年甘肅省農(nóng)作物播種面積增加1.3%～5.5%，旱區(qū)面積降低9.3%～ 12.5%，寒區(qū)和寒旱交替區(qū)分別增加10.9%～14.7%和11.9%～15.2%（表3）。2018 — 2020年糧食作物播種面積較2010年下降2.9%～5.5%，其中旱區(qū)下降9.3%～11.4%，寒區(qū)和寒旱交替區(qū)分別增加0.6%～ 6.5%和7.1%～13.7%，但不同區(qū)域糧食作物平均產(chǎn)量均增加，分別為17.6%～21.1%、12.1%～18.7%、14.8%～21.1%、14.0%～16.5%，增加顯著（圖1）。

2010年以來甘肅省小麥播種面積呈明顯下降態(tài)勢(shì)，寒旱區(qū)小麥播種面積由2010年88.5萬hm2降低到2020年的70.9萬hm2。但旱區(qū)和寒區(qū)小麥產(chǎn)量均較2010年明顯增加，其中旱區(qū)提高了3.9%～ 9.2%，寒區(qū)提高了5.4%～15.0%（圖2）。這主要是由于旱區(qū)和寒區(qū)小麥單產(chǎn)分別由2010年的2 533.5 kg/hm2和4 477.1 kg/hm2提高到2020年的3 058.6 kg/hm2和5 995.6 kg/hm2。

旱區(qū)玉米播種面積穩(wěn)中略增，寒區(qū)和寒旱交替區(qū)增加明顯，分別提高42.5%～50.0%、36.7%～ 40.9%。3個(gè)區(qū)域玉米產(chǎn)量分別較2010年提高12.0%～20.9%、41.2%～48.8%和24.8%～34.5%（圖3）。旱區(qū)玉米單產(chǎn)由4 203.6 kg/hm2增加到5 181.4 kg/hm2，而寒區(qū)和寒旱交替區(qū)變化不明顯。播種面積和單產(chǎn)增加提高了玉米總產(chǎn)量。

馬鈴薯播種面積以旱區(qū)最大，但2010年以來3個(gè)區(qū)域均呈下降趨勢(shì)，其中2018 — 2020年旱區(qū)降低了11.5%～14.8%，寒區(qū)降低了21.1%～24.4%，寒旱交替區(qū)降低了36.1%～49.3%。而馬鈴薯產(chǎn)量（折糧，下同）旱區(qū)和寒區(qū)較2010年分別提高了13.0%～24.0%和6.6%～23.5%，而寒旱交替區(qū)則降低了13.2%～32.0%（圖4）。

2.4" "農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平

相比2010年，2018 — 2020年農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力旱區(qū)降低了4.2%～15.6%，寒區(qū)提高了0.5%～ 20.3%，寒旱交替區(qū)提高了1.4%～3.6%；機(jī)耕水平表現(xiàn)為寒旱交替區(qū) gt; 寒區(qū) gt; 旱區(qū)，分別較2010年提高15.5%～22.4%、3.1%～11.6%和56.0%～ 58.4%；機(jī)播水平則表現(xiàn)為寒區(qū) gt; 寒旱交替區(qū) gt; 旱區(qū)（圖5）。

2.5" "社會(huì)化服務(wù)水平

甘肅寒旱區(qū)的農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)在旱作農(nóng)業(yè)、高效節(jié)水農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中取得了一定的成效［36 - 37 ］。如在旱區(qū)定西市安定區(qū)形成的馬鈴薯生產(chǎn)“安定藍(lán)天模式”，可輻射帶動(dòng)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)上游307個(gè)種植專業(yè)合作社、10個(gè)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社、10萬農(nóng)戶。在寒旱交替區(qū)，甘肅谷豐源農(nóng)工場(chǎng)農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)有限公司在河西走廊探索出了“專業(yè)服務(wù)公司+生產(chǎn)公司（規(guī)模經(jīng)營(yíng)主體）+小農(nóng)戶”的“農(nóng)工場(chǎng)”托管服務(wù)模式。總體而言，甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)的整體水平還比較低，多數(shù)服務(wù)組織功能比較單一，注重產(chǎn)前、產(chǎn)中服務(wù)，忽視產(chǎn)后服務(wù)［38 - 39 ］。

3" "甘肅寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題及成因分析

3.1" "自然條件一般，災(zāi)害性天氣頻發(fā)

旱寒疊加、水資源貧乏是甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的最大障礙，自然災(zāi)害（季節(jié)性干旱、霜凍、冰雹、暴洪、沙塵暴、干熱風(fēng)等）頻發(fā)，對(duì)寒旱農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展構(gòu)成較嚴(yán)重的威脅［40 - 41 ］。2010年來，年最低溫度特別是冬季氣溫持續(xù)升高，使甘肅年平均氣溫升高0.7～1.2 ℃，年平均降水量減少28.6 mm，加之極端氣候事件頻發(fā)，使氣象災(zāi)害呈現(xiàn)季節(jié)連旱、年際連旱、旱凍疊加的趨勢(shì)。如旱區(qū)2018 — 2020年平均旱災(zāi)面積2.2萬hm2，霜凍面積6.1萬hm2，風(fēng)雹災(zāi)害面積5.1萬hm2，暴雨水災(zāi)面積4.6萬hm2，對(duì)甘肅寒旱農(nóng)業(yè)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的下降影響明顯。

3.2" "耕地質(zhì)量偏低，土壤養(yǎng)分流失嚴(yán)重

甘肅寒旱區(qū)耕地質(zhì)量等級(jí)整體偏低［42 - 43 ］。寒旱交替區(qū)的中等地占全省中等地總面積的67.0%，旱區(qū)的低等地占全省低等地總面積的83.0%，寒旱區(qū)中低產(chǎn)田數(shù)量占總耕地面積的70.0%以上，土壤養(yǎng)分含量和肥料利用率均低于全國(guó)平均水平［42 - 43 ］。除速效鉀含量相對(duì)穩(wěn)定外，有機(jī)質(zhì)、全氮和速效氮含量都處于中下水平。水土流失、土壤鹽漬化、風(fēng)蝕沙化等造成土壤養(yǎng)分流失及土壤質(zhì)量破壞嚴(yán)重。

3.3" "糧食生產(chǎn)能力較低，區(qū)域間結(jié)構(gòu)布局問題突出

甘肅寒旱區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)糧食面積逐步減少，其他作物面積持續(xù)增加的趨勢(shì)［44 - 45 ］。種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已趨于多元化，呈現(xiàn)出油料、蔬菜、瓜類和中藥材等多種作物并進(jìn)的局面。寒旱區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)存在糧食綜合生產(chǎn)能力較低，人均占有糧食水平比較低的問題；調(diào)減糧食播種面積，忽視糧食生產(chǎn)的重要性，存在隨意性和盲目性問題；區(qū)域間結(jié)構(gòu)雷同的問題突出，區(qū)域化布局、專業(yè)化生產(chǎn)的格局還未形成，不能充分發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本高， 農(nóng)民收益低， 影響了種植業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3.4" "農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化投入水平偏低，區(qū)域間差異明顯

受自然氣候條件、水土匹配條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式等因素影響，甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件差、設(shè)施薄弱、機(jī)械化程度低、科技支撐能力弱等問題依然存在，區(qū)域間差別特別明顯［40 ］。2010年以來，機(jī)械、化肥、電力及水利投入水平均呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，但與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求還有一定的差距，且不同區(qū)域間差異明顯。旱區(qū)及寒區(qū)人力投入水平較高，而寒旱交替區(qū)的河西地區(qū)和旱區(qū)的隴東地區(qū)機(jī)械和土地投入水平高；化肥、電力和水利投入水平均表現(xiàn)為寒旱交替區(qū)的河西地區(qū)投入水平最高，旱區(qū)的隴中地區(qū)、隴東地區(qū)次之，寒區(qū)的甘南地區(qū)整體水平最低。另外，農(nóng)業(yè)科技投入仍然不足，占全省科技總投入的比重仍較低，制約了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化［46 ］。

3.5" "農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐投入不足， 區(qū)域技術(shù)水平發(fā)展不平衡

甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)投入低于全國(guó)平均水平，且區(qū)域差異明顯［47 ］。在酒泉、張掖、武威、蘭州、白銀等區(qū)域農(nóng)業(yè)技術(shù)效率較高，但在定西市、慶陽市較低。2010年以來，旱區(qū)以地膜覆蓋壟溝集雨栽培為核心的旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用，顯著提高了糧食作物單產(chǎn)，但技術(shù)支撐投入不足的問題仍然突出；在寒旱交替區(qū)以水肥一體化為核心的節(jié)水高效技術(shù)使農(nóng)業(yè)產(chǎn)能達(dá)到了較高水平，技術(shù)攻關(guān)同樣面臨新挑戰(zhàn)。

4" "甘肅寒旱農(nóng)業(yè)的未來突破方向

甘肅寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展必須從寒、旱氣候特質(zhì)與脆弱生境疊加制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，完善不同流域生態(tài)類型的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)模式；按照以種定養(yǎng)、以養(yǎng)帶種、種養(yǎng)結(jié)合的要求，構(gòu)建布局合理、草畜配套的現(xiàn)代種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式。充分集成設(shè)施化、機(jī)械化、智能化、數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)手段，重點(diǎn)研究突破綠色覆蓋技術(shù)和產(chǎn)品、作物匹配的土壤定向培育技術(shù)與產(chǎn)品、土壤有機(jī)質(zhì)快速提升技術(shù)與產(chǎn)品、智慧化現(xiàn)代集雨農(nóng)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品、旱作智慧農(nóng)業(yè)決策技術(shù)與產(chǎn)品等寒旱農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，有效助推甘肅寒旱農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

4.1" "綠色覆蓋技術(shù)和產(chǎn)品

地膜覆蓋技術(shù)是甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展最重要的技術(shù)，但地膜覆蓋造成的“白色污染”問題嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，未來甘肅寒旱區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展必須探索研究綠色覆蓋替代地膜覆蓋，研究創(chuàng)新綠色（綠肥作物、作物秸稈或秸稈殘茬等）覆蓋的理論和技術(shù)效果，示范推廣“一膜多年用”技術(shù)，篩選研究適合甘肅寒旱區(qū)特定區(qū)域、特定作物和特定種植模式，具有良好應(yīng)用前景的綠色新型可降解、無污染覆蓋產(chǎn)品。

4.2" "與作物匹配的土壤定向培育技術(shù)與產(chǎn)品

甘肅寒旱區(qū)土壤瘠薄、肥料吸收利用低，必須遵從土壤地力與養(yǎng)分利用協(xié)同增效原理，結(jié)合甘肅寒旱區(qū)的氣候條件及土壤特征狀況，明確適宜區(qū)域作物的生物學(xué)特性及養(yǎng)分吸收特點(diǎn)，研究提出與作物水肥需求高度吻合的土壤定向培育的參數(shù)體系，建立綠色生產(chǎn)技術(shù)模式，研發(fā)配套的生物、非生物養(yǎng)分產(chǎn)品以及農(nóng)機(jī)具，開發(fā)配套的水肥管理決策模型，實(shí)現(xiàn)耕地精準(zhǔn)培育和休養(yǎng)協(xié)同。

4.3" "土壤有機(jī)質(zhì)快速提升技術(shù)與產(chǎn)品

按照“改良土壤、培肥地力、保水保肥、控污修復(fù)”的方向和目標(biāo)提升耕地質(zhì)量，提出不同土壤類型有機(jī)質(zhì)快速提升技術(shù)；研發(fā)應(yīng)用測(cè)土配方施肥、有機(jī)肥替代化肥、秸稈還田、綠肥種植培肥、土壤改良術(shù)、合理輪作和種養(yǎng)生態(tài)循環(huán)等技術(shù)［50 ］。對(duì)新墾地和中低產(chǎn)田采用“功能性有機(jī)肥+土壤活化劑+秸稈還田或綠肥作物種植還田+深松耕”綜合技術(shù)，鹽堿地采用“增施有機(jī)肥+土壤改良劑+秸稈還田或種植綠肥+壟膜溝灌+水肥一體化+深松耕”綜合技術(shù)，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田采用“有機(jī)肥替代化肥+秸稈還田+深松耕”綜合技術(shù)。針對(duì)不同土壤類型和作物研發(fā)生物有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)配方肥、土壤改良劑等新型肥料，促進(jìn)耕地質(zhì)量提升。

4.4nbsp; "智慧化現(xiàn)代集雨農(nóng)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品

針對(duì)甘肅寒旱區(qū)降水時(shí)空不均衡、水資源利用率低等問題提出，積極利用集雨節(jié)灌技術(shù)，增強(qiáng)蓄水能力，提高降水利用率。充分貯存利用有限的天然降水，配套現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)智慧管理系統(tǒng)，應(yīng)用水肥一體化等先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，提高作物生產(chǎn)力和水分利用效率［51 ］。開展集（蓄）水技術(shù)、節(jié)水灌溉（水肥一體化）技術(shù)研究，配套降水預(yù)報(bào)、作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、土壤墑情監(jiān)測(cè)、灌水預(yù)報(bào)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)，集成“集雨+水窖+物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)+節(jié)水灌溉+精準(zhǔn)施肥”技術(shù)模式。

4.5" "旱作智慧農(nóng)業(yè)決策技術(shù)與產(chǎn)品

針對(duì)甘肅寒旱區(qū)不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)需求，通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、氣象環(huán)境信息、病蟲害預(yù)警、農(nóng)情信息、專家遠(yuǎn)程服務(wù)等技術(shù)設(shè)施，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的旱作智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與決策系統(tǒng)。利用農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，加強(qiáng)干旱環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)研究；研制適宜旱作的精準(zhǔn)耕整、精準(zhǔn)種植、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)施藥和精準(zhǔn)收獲等智能作業(yè)裝備；研究以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，采用知識(shí)和數(shù)據(jù)相結(jié)合的決策模型，將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)決策與智能計(jì)算方法有效關(guān)聯(lián)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)判和預(yù)測(cè)及智能化決策。

5" "結(jié)束語

寒旱農(nóng)業(yè)是新的農(nóng)業(yè)發(fā)展范式，要和不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式結(jié)合起來，形成新的發(fā)展理念和模式，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色增產(chǎn)增效和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。這同樣要求進(jìn)一步明晰科技創(chuàng)新方向，為寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支撐，如現(xiàn)代集雨農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的有機(jī)融合，將是旱作農(nóng)業(yè)綠色增產(chǎn)和提質(zhì)增效的主要突破口；綠色覆蓋技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)與土壤有機(jī)質(zhì)提升，將是寒區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)能提升和耕地保育的重點(diǎn)方向。而旱作智慧農(nóng)業(yè)決策模型和技術(shù)、智能施肥機(jī)器人等的研發(fā)及應(yīng)用，將有力帶動(dòng)寒旱農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和科技發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和競(jìng)爭(zhēng)力。總之，全社會(huì)必須要轉(zhuǎn)變認(rèn)識(shí)，重視寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新，為全國(guó)乃至全球寒旱農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論、技術(shù)、產(chǎn)品和模式支持。

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收稿日期：2022 - 09 - 13

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（31960398）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1900700）；甘肅省科技重大專項(xiàng)（20ZD7NA007）。

作者簡(jiǎn)介：張緒成（1973 — ），男，甘肅民勤人，研究員，博士，主要從事旱地作物栽培與生理生態(tài)研究工作。Email：gszhangxuch@163.com。