“校院企地”協作的山西有機旱作農業發展模式探索

□葉 凡，盧華雨，陳向陽，張國斌，張星星，陳曉棟，陳 阜

（1.中國農業大學農學院/農業農村部農作制度重點實驗室，北京 100193；2.永定河流域投資有限公司，北京 100193；3.北京中農博后農業科學研究院，北京 100193）

傳統旱作農業，曾在干旱和半干旱地區的農業發展和糧食安全保障方面發揮過巨大作用，是農業生產面臨有限資源的限制時，依靠當地自然資源提高農業生產力的理想選擇[1]。然而，傳統旱作農業想要保持足夠的產量時，便會相應投入大量的化肥、農藥、除草劑、地膜及人工灌溉等現代農業要素，導致出現嚴重的土壤環境污染、水土流失、糧食安全等方面的問題。

早在20 世紀80 年代，張沁文（1981）[2]從我國悠久的農業發展歷史中，提出并論述了有機旱作農業在北方干旱地區農業發展中的重要作用。陳阜（2018）[3]認為傳統的有機旱作農業是指通過傳統農作技術，選育優良抗旱品種及其他經營手段，合理利用有限的降水，從而實現農田的用養結合，是一種相對低效、封閉、可持續性差的生產種植模式。現階段，有機旱作農業與傳統旱作農業最顯著的差別是以“有機”來定性和引領旱作農業生產，以一地一法、用地養地、生態循環理念為核心的先進理念支撐農業發展，同時集經濟效益、生態效益和社會效益為一體的新型發展模式。

習近平總書記在2017 年視察山西省時再次明確指出，有機旱作是我國現代農業的重要品牌，要堅持走有機旱作農業的路子，完善有機旱作農業技術體系。這為正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉化增長動力關鍵時期的山西省指明了發展方向，為山西省新時期現代農業發展和鄉村振興指明了前進方向，掀開了山西省有機旱作農業發展的新篇章。

1 山西有機旱作農業發展現狀及面臨的主要問題

1.1 發展現狀

由于干旱少雨氣候特點和全省近80%為旱地的特殊環境，旱作農業一直以來都是山西省農業耕作的優勢模式。早在20 世紀六七十年代就涌現出了“三莊一寨一山一川”“小麥十桿旗”等全國旱作農業的典型，總結出了精耕細作、抗旱保墑、水肥一體化、測土施肥、地膜覆蓋等旱作節水技術集成模式，具有保水、保墑、保肥功能的“大寨海棉田”技術更是一度成為我國旱作農業技術的典型范例。

2017 年，山西省委省政府先后出臺了《關于加快有機旱作農業發展的實施意見》和分年度行動計劃方案。設立并完成了有機旱作農業重大專項，構建了包括增碳沃土、量水適種、減膜減肥減藥、資源多級循環利用等在內的有機旱作農業技術體系；實施了旱作良種攻關、耕地質量提升、農水集約增效等10 大工程。長治市把握住發展機遇，通過建設現代農業示范區、綜合產業園，探索出具有當地鮮明特色的綠色有機旱作農業發展模式，成為山西省乃至全國有機旱作農業的典范[4-5]。大同市針對本地存在的現實問題，以“特色、優質、雜糧”為發展目標，推出了谷子、燕麥、蕎麥、黃花等優質綠色農產品，走出了一條極具大同特色的有機旱作農業發展道路[6]。2018 年，山西省提出全縣域、整建制推進有機旱作農業，推動種植規模化、技術集成化、生產標準化、產品品牌化、生態優良化等先進理念。

1.2 面臨的主要問題

山西省氣候干旱、灌溉困難，有限水資源利用效率不高，全年降水少，有限的降水多集中在夏秋兩季。調查山西省近50 年的氣象數據發現，存在嚴重的降水少、多干旱的問題[7]。特別是近10 多年來，年均降水量大幅度降低，干旱程度呈現顯著上升的趨勢。由于山西省地形以山地和丘陵為主，導致許多農田的灌溉存在問題，并且灌溉模式粗獷，以大田漫灌為主，水資源利用率低。有機旱作農業充分利用有限的水資源，最大限度地蓄水保墑，從而提高水分利用率。

1.2.1 水土流失問題嚴重，生態環境脆弱

山西省風沙強烈，同時一部分鄉村仍堅持傳統的耕作方式，導致山西省水土流失嚴重。

據統計，截至2016 年，山西省全省水土流失面積高達10.9×104km2[8]。其中呂梁山區是山西省水土流失的重災區，耕地年平均流失土壤達到4.6 t/667 m2，使得當地土壤結構惡化，養分流失嚴重，農作物平均產量僅750 kg/hm2[9-10]。

繡娘是整個貿易模式中的生產者，也是傳統藏繡的直接傳承人，她們肩負著傳承傳統文化的使命。藏繡公平貿易模式的開展可以吸引更多的當地婦女加入刺繡的行業，用經濟效益刺激繡娘提高產出，生產者和供應量提升的同時還可以提高當地繡娘的技藝，更重要的是繡娘可以為家庭創造額外收入，提升家庭地位，并且擴大了自己的人際交往范圍，豐富了自己的朋友圈，提升自我的形象氣質和文化藝術修養。

1.2.2 地膜農藥用量大，環境污染嚴重

地膜覆蓋種植作為山西省主要的種植方式，具有保水保肥、增溫增產等作用，但是地膜殘留的危害也日益增加，不僅對環境造成了嚴重污染，而且破壞了土壤理化性狀、改變水肥轉運特性以及抑制土壤生物活性。除草劑、殺蟲劑及殺菌劑等普遍使用，既嚴重影響了旱區優勢特色農產品的品質和市場價值，又造成潛在的環境污染和產品質量安全隱患[11]。

1.2.3 產業結構不完整，一二三產融合差

農業一產重、二產輕、三產弱是山西旱作農業整體產業結構存在的問題。山西省農業龍頭企業數量不多，產業鏈不完整，價值鏈以中低端為主，整體效益不高。缺乏農業多功能挖掘，生產、生態、生活服務功能一體化開發不足，直接制約了鄉村振興戰略的實施[12]。

2 “校院企地”協作模式構建

2019 年9 月中國農業大學與大同市政府簽署市校合作協議，提出共建中國農業大學有機旱作農業產業技術研究院（大同），搭建有機旱作農業技術研發與成果轉化平臺；12 月中國農業大學農學院與永定河流域投資有限公司簽訂戰略合作框架協議，合作共建永定河流域有機旱作農業科研工作站，并邀請原山西農業科學院、山西農業大學、中國農業科學院相關專家加盟。兩年來，“校院企地”協作的有機旱作農業發展模式初步形成[13]。

2.1 聯合編制區域有機旱作農業發展規劃

幾方共同完成《桑干河流域10 萬畝有機旱作農業高質量發展示范區建設規劃》，確立區域有機旱作農業發展戰略框架。

2.2 搭建有機旱作農業科研與技術示范平臺

中國農業大學與永定河流域投資有限公司、大同市農業農村局，共同在云州區吉家莊鄉建成有機旱作試驗站，開展特色產品關鍵技術攻關和集成示范。試驗示范基地現已建成10.87 hm2高標準試驗示范農田，并配有智能灌溉系統、氣象觀測站、樣品室、化驗室等配套設施，常年有博士、碩士在站開展科研工作。同時根據科研試驗與示范基地建設實際需要，試驗站共建各方選派相關人才開展技術咨詢、技術培訓、交流合作及人才培養，共同參與碩士、博士在基地的論文研究及科研實踐工作。按照“資源共享、優勢互補、合作共贏”的原則，針對桑干河流域有機旱作雜糧產業發展的科技需求，組織共建單位聯合申報國家、省、部、市級科技項目和職業農民培訓、農村社會化服務等項目，不斷提升工作站科技創新能力和影響力。作為“校院企地”協同創新平臺，大學提供知識和技術支撐，企業作為主體機械成果轉化應用和產業化經營，政府提供政策和經費支持，大學、企業、政府三者之間相互影響、相互作用，有助于探索有機旱作農業技術研發、示范、培訓、產出的目標。

開展有機旱作農業核心技術攻關。針對旱區水資源缺乏、土壤質量較差、地膜農藥污染嚴重、優勢農產品功能挖掘不夠、生產效益低而不穩等突出問題，開展光熱水土肥等資源優化配置與高效利用、雜糧作物優異品種資源篩選與營養功能潛力挖掘、農業綠色低碳和土壤質量提升等技術研究，破解制約旱區農業生產“綠色、健康、生態、高效”的重大科學問題和產業技術問題。試驗站目前開展的核心技術研究包括以下幾方面。

2.2.1 地力培育與保護性耕作

通過合理施用有機肥和化肥及微生物調控等技術，提升土壤理化性質，改良土壤健康程度。同時采取保護性耕作措施，不進行深翻，采取少免耕等耕作措施，防止土壤侵蝕，減輕水土流失，提升耕地質量。

2.2.2 水肥一體化技術

通過作物智能節水灌溉系統實時監測土壤墑情和農田環境信息，并根據作物生長狀況和各生育期的需水規律，以及作物根系可耐受水肥濃度，將可溶性固體或液體肥料溶于水中，形成水肥液，借助壓力系統，同時進行灌溉水與施用肥料，最大限度地提高水的利用率，緩解干旱缺水壓力。

2.2.3 地膜替代栽培技術

根據地膜保水、增溫和防控雜草的主要作用，設置不同的灌溉次數與灌溉量試驗，探究適合不覆膜種植條件下的最佳灌溉水平；設置谷豆間作、寬窄行種植等種植方式，減弱光照強度，緩解土壤水分蒸發量大的問題；設置火焰除草、種植方式控草等雜草控制方式，探究最佳的雜草防治技術。并在試驗站設置示范區，帶動周邊農戶，推廣不覆膜種植。

2.2.4 作物營養強化技術

通過外源添加鋅、硒、鐵和錳等微量元素，以及配施有機肥、菌肥等肥料，增加農作物中能夠為人體吸收利用的微量營養元素含量或生物利用性，使農產品富含更多能增進人體健康的營養物質，同時增加作物的品質。

2.3 打造有機旱作農業品牌

與相關專業機構合作，進行品牌設計與市場推廣，著力提升有機旱作農產品價值。“永定三生”高寒雜糧是試驗站面向終端消費市場推出的第一批永定河農業綠色農產品，是政企研農合作方式推出的全新綠色農業產品品牌。永定河流域投資有限公司發揮平臺優勢，導入科技要素，提高生產標準，打造“生態治理+科技引領+品牌驅動+三產融合”的生態農業綠色發展模式，助力鄉村振興。“永定三生”高寒雜糧特點表現在以下幾方面。一是綠色科學種植。由中國農科院甄選優質種源，中國農業大學有機旱作專家精心指導，施用谷子專用生物有機肥，研究生團隊全程按照有機食品標準耕種，鑄就健康食品。二是千米海拔原生。長于海拔1 000 m 的黃土高原半干旱丘陵山區桑干河畔，清澈桑干河水灌溉，年均日照達2 703 h，晝夜溫差大，利于糖分的積累，不易滋生病蟲害，綠色原生，品質之選。三是精心甄選一級。每一粒原生態的雜糧產品均經現代化工廠數道工序嚴格甄選，顆顆飽滿，營養豐富。

3 發展前景

按照“政府引導、院校支撐、企業主體、市場化運作”思路構建的“校院企地”協作模式，在推進區域有機旱作農業發展方面取得顯著成效。

一方面，明顯增強了有機旱作農業的科技支撐能力，通過優良品種選用、優質高效栽培技術推廣、品牌建設及技術培訓等，提高了作物品質與市場價值，為當地農業增效、農民增收起到示范引領作用，助力脫貧攻堅成果鞏固和鄉村振興。

另一方面，顯著改善了區域生態環境，通過推廣生物有機肥料、生物全降解地膜、病蟲草害生物防治與綠色綜合防控等綠色生產技術體系，可以明顯改善項目區大氣、水質、耕地土壤質量，使農田面源污染和農產品污染得到有效控制。同時，積極探索了“政、產、學、研、用”合作創新機制和科技成果轉化有效模式，實現了“資源共享、優勢互補、合作共贏”目標，為有機旱作農業產業發展和鄉村振興提供可復制、可推廣的模式和經驗。