今年5月,江蘇省科技小院座談會在南京召開,來自江蘇科技小院的專家和研究生,涉農高校、科研院所,設區市、縣(市、區)科協、基層政府、籌建科技小院代表交流發言。
江蘇省高度重視科技小院工作,組織動員省內優秀科技專家、學者和工作在科研、開發、生產一線的廣大科技工作者為科技小院提供持續穩定的科技和人才支撐,同時加強與中國農技協等國家級學會的合作,加快推動更高層次的人才資源服務江蘇經濟社會發展,推進科技小院建設,提升科技小院覆蓋面。
自2019年以來,江蘇共建設科技小院34家。遍布全省的科技小院在服務科技創新、產業發展和人才培養方面作出了積極貢獻,有力推動全省科技助力鄉村振興高質量發展。
實現一二三產融合,拓展增收新模式
江蘇科技大學生物技術學院畜牧學專業博士生朱大林的研究對象是家蠶,從2019年起,他就定期往返于鎮江和江蘇海安蠶桑科技小院,為當地蠶農提供技術指導。
據他觀察,當地蠶農生產要解決好三個問題:一是家蠶種質資源的迭代更新。由于老舊的種質資源性狀衰退,需要科研人員持續為蠶農提供改良的、優質的蠶種,確保蠶農每年的生產能匹配市場的需求;二是桑葉和飼料的供給。當地蠶農有的種植桑樹,有的不種。沒種桑樹的蠶農就得去別家收購桑葉,或者由科技小院來統一協調。桑樹的生長受季節影響較大,一年中,春夏兩季,桑葉的質量好一些,但到了秋冬季節,桑葉的質量就不行了。要保障蠶農在秋冬季節有足夠的桑葉或飼料喂蠶,同樣需要科研力量去研發家蠶適口的人工飼料,讓家蠶吃得更好、長得更肥、吐更多的絲;三是病蟲害防治。科技小院向蠶農提供了優質蠶種、桑葉或人工飼料,但是蠶農養蠶時仍要加強病蟲害防治,這是非常重要的事情。如果病蟲害防治不到位,一方面桑葉可能長不好,另一方面家蠶也可能會感染一些傳染病。家蠶個體較小,養殖密度又大,一旦感染病菌, 或許會造成大面積的死亡。故此,科技小院的師生要向蠶農講清楚如何防治病蟲害,什么時間做什么事。
把上述三件事做好了,蠶農的養殖、生產才有保障。
江蘇科技大學和當地一家企業開展合作,科技小院的師生在企業里有辦公場所,經常有蠶農去反饋生產中遇到的問題或訴求。
蠶農養蠶,最終要銷售蠶繭,蠶農關注最多的就是蠶繭的價格。受季節、產量等多種因素影響,蠶繭價格存在一定的波動。為保障蠶農的收入,江蘇科技大學、企業、科技小院聯合制定一系列的政策,盡力解除蠶農的后顧之憂。
除了服務蠶農,科技小院的師生還與企業開展科研合作,如研發人工飼料。朱大林說,企業的飼料配方是不公開的,但其拿出的飼料配方是否合適?這就需要科技小院的科研力量予以驗證,包括他在內的研究生都會承擔類似的課題,把配方里的成分和配比進一步優化,力爭研發出來的飼料更適口。
不僅如此,科技小院還在當地探索立體化養殖模式。
朱大林和導師、同學在當地探索用桑葉當飼料,緩解豆粕資源緊張的問題。經過試點,他們發現,桑葉不僅可以養蠶,還能用來飼養牛、羊、雞,桑葉中富含的可食用蛋白具有很高的價值。桑園里,農戶可以喂養雞、鴨、牛、羊,蠶沙還能用作飼料喂魚,這樣的種養模式能為農戶帶來更高的經濟價值。
近年來,江蘇海安桑蠶科技小院的師生多次前往海安市雅周鎮、大公鎮及南莫鎮等地蠶桑基地開展桑園病蟲害防治、田間施肥管理、高效桑園春耕、剪伐等現場技術培訓指導。
堅持一二三產融合、東中西部聯動,江蘇海安蠶桑科技小院與合作企業推出“公司﹢科研院所﹢基地﹢科技小院”的產業化新模式,創建桑蠶繭絲產業化聯合體,成為我國繭絲綢行業新的樣板。科技小院先后在江蘇、廣西、安徽、江西、陜西等重點蠶區建立基地,開展產業精準扶貧。
《江蘇省“十四五”種植業發展規劃》提出,圍繞蠶農與繭絲綢加工企業需求,篩選推廣抗病、優質、高產的優良蠶品種及特色功能品種,優化飼養蠶品種結構;引導培育“育繁推”一體化蠶種生產企業,建設一批優質蠶種生產基地;加強適宜機械化操作的耐伐桑樹品種篩選,推廣一批果桑、飼料桑、生態桑等優質桑樹品種;突出輕簡、高效目標,示范推廣全程省力化養蠶設施裝備,推廣人工飼料工廠化養蠶技術,培育一批設施先進、裝備精良的規模生產大戶和家庭農場,建設一批綠色高效桑園和產業融合程度較高的蠶桑小鎮;積極引導桑園連片種植,加快蠶桑適度規模經營,重點打造一批集約化、規模化優質蠶繭生產示范基地,形成一批千畝以上的蠶桑專業村和萬畝以上的蠶桑特色鎮,適度規模經營比重提高15個百分點以上。
要達到以上目標,科技小院就不是高校研究的“單打獨斗”,科普示范、科技帶動只是推動產業發展的第一步。通過聯合共建單位,科技小院積極拓展農業產業鏈條,為當地農業發展探索“黃金”模式,或是相關科技小院未來的前進方向。
攻關“卡脖子”難題,
破解關鍵核心技術
在同齡同學中,張志鵬或許是不折不扣的佼佼者。進入揚州大學后,他學習、創業兩不誤,慢慢成為年輕有為的優秀榜樣。
目前,他是揚州大學動物科學與技術學院畜牧學專業在讀博士,也是江蘇泗洪奶牛科技小院的成員之一。
在泗洪奶牛養殖基地,張志鵬所在的課題組著力解決奶牛種質資源選配和疾病防控相關的難題,相關技術已在江蘇頭部奶牛養殖基地投入使用,如奶牛乳腺炎防控成套技術體系。
加入科技小院后,張志鵬的研究解決了一個“卡脖子”難題——快速檢測奶牛具有較高遺傳力的適應性免疫力。眼下,這項技術不僅在江蘇推廣,也在河北、山東等省進行合作洽談。
這是什么樣的技術?張志鵬舉了個例子,有的人生下來可能身體就比較好,有的人就差一點,而且也體現在后天的成長過程中,這說明個體之間免疫力是有差異的,并且這種免疫力在很大程度上受遺傳因素影響。但是,一直以來,在整個畜禽行業抗病育種領域,免疫力測定都是一個難題。
以前,科研人員研究畜禽抗病育種,都會聚焦一個特定的疾病,一種疾病解決了,可能另一種疾病又產生了。因此,畜禽行業一直都沒找到一個廣譜抗病性狀標志。而加拿大用了20多年時間,在全球率先攻克這一難題并加以應用,選育出一批免疫力特別強的種公牛,用選育出的種公牛的精液配種后生出的母牛免疫力也很強。
這項成果很快被轉化應用,加拿大先馬士公司一躍成為全球奶牛凍精供應、出口頭部企業。先馬士公司在上海注冊了公司,持續對我國奶牛種質資源造成沖擊。
張志鵬說,一開始,我國想跟先馬士公司合作,但被對方拒絕了,對方就是要獨占市場。如此一來,我國的奶牛種質資源就被別人“卡”住了。
張志鵬突破的技術可以用一句話概括:一滴血可以檢測牛的免疫力。如果說得專業點,他的研究確定了T細胞和B細胞特定亞群可作為細胞及體液免疫應答性狀的新型標志。利用上述生物標志鑒定的高免疫應答奶牛群體305天產奶量顯著提高,體細胞評分顯著下降,乳腺炎和消化道疾病等奶牛常見病發病率下降50%以上,并且該生物標志性狀遺傳力達0.49—0.30。這項研究為培育生產性能優越、綜合抗性高的奶牛提供了理論依據和實驗支撐。
用這項技術不僅能選出高免疫力的種公牛,生產出優質凍精,和國外企業的產品一較高下,在牧場生產層面,這項技術還能幫助牧場選出優質后備母牛,這樣的母牛生出來的小母牛不僅不容易得病,產奶量也高。
在張志鵬看來,這項技術特別神奇。在前期試驗中,他和團隊隨機找一些牛檢測,確定哪頭牛是高免疫力牛,就調出哪頭牛的生產記錄、過往的疾病記錄。他們發現,高免疫力牛幾乎沒有疾病記錄,從產奶到生小牛犢,幾乎都沒生過病。
奶牛犢牛特別容易得一種病叫犢牛腹瀉,等犢牛稍微長大一點,牛蹄容易發炎。等犢牛長大了,能配種產犢產奶了,還容易患乳腺炎,這是奶牛常見的三種疾病。但是高免疫力牛幾乎不會感染這些病。
他們還跟蹤了一批高免疫力牛的后代,發現免疫性狀是能遺傳的,高免疫力牛的后代免疫力也很高。他們還檢測了高免疫力牛和普通牛所產的牛奶的差別。用小鼠做實驗時,服用高免疫力牛產的牛奶的小鼠免疫力也高。
今年12月,張志鵬就要畢業了。畢業之后,他打算繼續在揚大攻讀博士后,把已經突破的技術研究透徹。
“十四五”期間,江蘇將進一步促進奶業振興,重點圍繞穩定頭數、主攻單產、提升品質、增加效益,加強優質奶源基地建設,擴大奶牛生產性能測定(DHI)范圍。張志鵬突破的技術,或將成為江蘇家禽、牛羊提質發展的“加速器”。
解難題、定標準,當好農戶的“及時雨”
2022年6月下旬,受持續高溫少雨天氣影響,天目湖白茶產區部分茶園出現茶樹失水、茶地干旱狀況。在土壤條件差、肥力不足的茶園,日光高溫照射更是使茶樹表面溫度達40℃以上,高溫日灼、干旱失水將引起較大范圍茶樹灼傷危害甚至枯死,引發農業氣象災害,給茶農帶來較大損失。
當時,茶農們心急如焚。茶樹灼傷發生后,江蘇溧陽白茶科技小院首席專家,南京農業大學教授、博導房婉萍帶領科技小院科研團隊連續40個工作日駐扎在當地,充分發揮科研技術優勢,開展了“探究植物生長調節劑MPH對夏茶品質成分的影響”“探究甲氨素在溫度脅迫下對高氨基酸茶樹生長和茶葉品質成分的影響”“早芽——特異葉色茶樹品種雜交育種試驗”等課題研究。房婉萍說,這些研究成果可以有效緩解高溫對茶樹光合反應中心的傷害,增強其光合能力,從而提高茶樹活力和抵抗高溫的能力。
當時,科技小院成員之一、博士生韓兆嵐就跟著導師房婉萍一起為茶農排憂解難。
科技小院是2020年12月成立的,加入科技小院后,韓兆嵐差不多每個月都要去溧陽,為茶農解決生產過程中遇到的問題。為應對高溫天氣對茶樹造成的不利影響,今年暑期,科技小院的師生們又一次驅車趕赴溧陽。
茶葉種植生產與土壤條件、茶樹品種、茶園管理設施、氣候條件等息息相關,高溫、低溫、干旱等極端災害天氣,是茶農關心的問題之一。科技小院長期進行茶園綠色高效精確栽培技術的示范及推廣應用,基于遙感手段實時監測茶樹長勢,結合土壤營養狀況,實現茶樹長勢可視化、營養狀況定量化與茶園肥料精準施用。
為提高茶園的抗災、減災能力,科技小院的科研團隊研發了生物免疫誘抗劑甲氨素,以減少植物激素類化學品的使用。韓兆嵐要指導茶農如何使用甲氨素,如每次用多少、使用面積多大等。
結合南京農業大學學科優勢,科技小院為溧陽天目湖白茶建立了茶產品產地溯源技術體系,實現茶葉生產、物流、儲運等全產業鏈信息的追蹤查詢。
韓兆嵐說,每年春天,天目湖白茶都很容易受到外地茶的影響,從而影響當地茶農的經濟效益。導師房婉萍主導建立的溯源體系,能幫助消費者精準識別天目湖白茶產地,為本地茶企建立面向消費者的渠道,也讓消費者品嘗到貨真價實的天目湖白茶。溯源體系為溧陽天目湖白茶整個生產過程建立了一套“使用說明書”,包括育種、栽培、加工、生產、檢測等各個環節。溯源體系不僅為當下江蘇省茶產業生產遇到的問題提供解決辦法,也為全省茶產業的現代化發展提供技術支撐。
科技小院成了科研團隊與茶產品從業者之間的紐帶。通過這個平臺,團隊可以直接了解茶農的想法和需求,讓科研成果第一時間應用到茶產品生產中。
在實驗室里做實驗,可以嚴格控制實驗條件,讓變量因素單一化,但在實際生產中面臨的因素要多得多,如何把實驗室的成果落到實處并用于生產一線,對韓兆嵐和團隊成員來說更重要。她說:“房老師一直跟我們說,科研一定要落到實處,要緊貼產業的需求。”
依靠產學研優勢,白茶科技小院還為當地茶農進行技術培訓和生產指導。
江蘇省農村專業技術協會副秘書長陳星表示,對農戶來說,科技小院就是“及時雨”,能答疑解惑,幫他們解決生產生活中遇到的技術難題,更能通過傳幫帶,讓更多農戶成為“土專家”“田秀才”。
科技助農不只是理論落地,還要因地制宜。在江蘇灌云豆丹科技小院,專家通過技術培訓,不斷把最新技術、市場行情、產業分析傳達給農戶。每年,灌云縣舉辦多場“大豆+豆丹”綜合種養技術培訓觀摩會,針對生產中的問題,專家們提出解決辦法,走訪重點種植大戶和專業合作社,現場解答村民們的棘手問題。每到關鍵農時,專家都會到村里進行技術培訓及現場指導,為技術的落地提供“售后保障”。
開展技術革新,提供趁手“武器”
農業生產的元素除了種子、農藥、肥料這些“熟臉”,還有一樣重要的“武器”——農機。揚州大學機械工程學院農業推廣碩士唐子昊就致力于研發、優化、推廣新型農機具。
今年7月,唐子昊加入江蘇江都農機科技小院。他介紹,目前,國內低端農機較多,中高端農機很少。以江蘇為例,江蘇糧食種植大多是稻麥輪作,生產中缺乏成套的復合機械,耕地、播種、除草、施肥可能需要不同的機械,對農戶來說,農機具購置成本很高。再者,不同的機械反復下地軋來軋去,作物的長勢不會太好。
如何減少農戶購置農機具的成本?
唐子昊所在的課題組研發出“稻麥九工序精準耕播機”,能一次性完成施基肥、旋耕滅茬、平整鎮壓、開種溝、播種、施種肥、覆土鎮壓、開排水溝、化除9道工序,實現高度復式作業和精細高效作業,且水稻、小麥種植都能用。
新機器是新事物,推廣時,農戶一開始不愿意用。唐子昊記得,在徐州睢寧,一位農戶主動拿出自己承包的土地試用新機器,收獲季節,這位農戶的小麥測產后畝產超過1200斤。
在新疆新源縣阿勒瑪勒鎮,當地拿出農戶承包的270畝旱田,50畝用“稻麥九工序精準耕播機”播種,220畝用當地播種機播種,其他的栽培方式都一樣。經測產,用“稻麥九工序精準耕播機”播種的春小麥平均單產為640公斤∕畝,當地播種機播種的春小麥平均單產為552公斤∕畝。兩相比較,結果顯而易見。
唐子昊透露了其中的“訣竅”:“我們都知道,各地都有種地能手,他們推廣經驗的時候一般是以講座的方式進行,我們就把那些種地能手的種地方法記錄下來,然后用機械的方式復現出來。”
除了稻麥,大豆和玉米的種植同樣可以用復合機械。
2023年,中央“一號文件”明確提出“要扎實推進大豆玉米帶狀復合種植”。江蘇深入實施國家大豆和油料產能提升工程,省財政廳、省農業農村廳、省農科院自主創新專項不斷加大科技資源投入,多措并舉助力提升我國大豆和食用植物油產能和自給率。
但是,市面上的大豆玉米帶狀復合播種機雖在一定程度上符合農藝要求,但存在行帶間距不可調、播深和播種數量不一、機具復式程度與可靠性低等共性或個性問題,無法滿足帶狀復合種植精密播種的農藝需求。為響應國家號召,科技小院的科研團隊研發出“大豆玉米帶狀復合種植耕播機”。
今年3月,“大豆玉米帶狀復合種植耕播機”小批量生產,分別在揚州和徐州地區投入使用,總作業面積6000余畝,機具性能優越。
除了推廣、優化耕播機,唐子昊還研發了一款農機——大豆玉米帶狀復合種植除草機。
大豆是雙子葉植物,玉米是單子葉植物,兩種作物共用化學除草劑,會造成大豆死亡,所以,國內大豆玉米帶狀復合種植主要使用在大豆、玉米作物行間加裝隔板的定向隔離化學除草,作業成本較高,且長期使用化學除草劑會帶來土壤肥力破壞、農藥殘余等一系列問題。該除草機或可解決復合種植除草難題,它能同時完成2行玉米、4行大豆行間除草,結合北斗導航農機自動駕駛系統,實現高精準對行作業,并可自主完成調頭、轉彎、接行。
推廣、優化、研發新型農機具,唐子昊把在書本上學到的知識用到了生產一線。作為“內行”,他深知國內農業機械化程度沒有想象中那么普遍,科技小院的師生們是在為未來打基礎,根據我國農業生產真實需求,研發適合國情的農機具。
《江蘇省“十四五”農業機械化發展規劃》提出,到2025年,全省農業機械總動力穩定在5500萬千瓦,農機具配套比更加合理,農業機械作業條件顯著改善,覆蓋農業產前、產中、產后的農業機械社會化服務體系更加完善,農業機械使用效率顯著提升,基本實現農業機械化,推動農業機械化進入高質量發展階段,實現農業機械大省向強省的轉變。有條件的地區開展率先實現農業生產全面機械化、智能化探索。
科技小院的師生們的工作就是向這個目標努力。
唐子昊說,從相關報道中可以發現,國外農業生產機械化程度很高,工作效率也很高。但是,農業全面機械化和農業種植精準化是兩個概念。科技小院要做的是,通過研發新型農機具,既提升工作效率,又提高莊稼產量,讓農戶的莊稼種得又快又好。
推動成立產業聯盟,
解除種糧大戶后顧之憂
2014年,南京農業大學在徐州新沂合溝鎮成立江蘇新沂水稻科技小院。2020年,南京農業大學新沂稻田綜合種養產業研究院進駐合溝鎮。此后,科技小院與研究院的科研力量融為一體,為當地農戶提供水稻種植技術服務。科技小院團隊成員包括南京農業大學人文與社會發展學院、資源與環境科學學院的師生,資源與環境科學學院的科研力量提供技術支撐。
2021年,張世紀還是南京農業大學人文與社會發展學院的本科生。暑期,他跟著老師一起到科技小院開展社會實踐。在南京農業大學讀研后,他成了科技小院的成員之一。
在科技小院,張世紀的主要工作是開展農業生產的社會調研,他的足跡踏遍了新沂市每個鄉鎮。
調研中,張世紀發現了不少問題。
在生產端,農村“空心化”比較嚴重,勞動力短缺是一個很嚴重的問題。調研期間,他接觸的每一位種糧大戶都提到人工不好招,與5年前相比,人力成本已經翻倍,用工費很高,化肥和農藥的價格也漲得厲害。與賣糧的收入相比,種地總體是虧本的。如果沒有相應的補貼,種糧大戶們基本不會賺錢。不少種糧大戶都是農民出身,種植技術早已駕輕就熟,但是他們有時在病蟲害防治、極端災害天氣的應對方面存在短板。
在銷售端,種糧大戶的銷售渠道并不多,一般是通過糧販把糧食賣到糧庫或加工企業。這些“中間商”不能白忙活,自然要賺取部分費用,收糧時存在壓價、壓級現象。
南京農業大學新沂稻田綜合種養產業研究院在當地推出綜合種養模式,如稻鴨共作、稻魚共作、稻蝦共作等,重點圍繞綠色稻米、生態水產兩大主導產業,從水稻良種選育、優質栽培、減肥減藥、綠色防控、智能生產、機械加工、品牌打造、產業經濟等方面進行技術集成。
稻田綜合種養,看似簡單,其實是門大學問,需要專業技術人員從旁指導。
早在2018、2019年,稻田綜合種養已在當地推出。經過專業技術人員指導的種糧戶搞得比較成功,而一些小散戶大多都不成功。
究其原因,張世紀說,一開始,稻田綜合種養補貼比較高,小散戶一擁而上。如果缺乏技術指導,后期小散戶們會面臨一個棘手的問題。以稻蝦共作為例,稻田綜合種養是生態養殖模式,不能使用劇毒農藥,想提高水稻的產量使用農藥,蝦子可能會死亡;想保證蝦子的產量,水稻可能就會減產。兩難之下,小散戶們就不太看好稻田綜合種養的前景。
窺一斑而知全豹,張世紀的調研結果或是江蘇糧食生產領域尚待解決的問題之一。
《江蘇省“十四五”種植業發展規劃》(簡稱《規劃》)明確指出,“十四五”期間,江蘇種植業面臨的問題和挑戰就包括:綠色高效技術模式占比仍然不高,直播稻等粗放種植方式仍占一定規模,小麥高效施肥、品質定向調控等技術需要改進,應對氣候、病蟲草害等抗逆栽培技術跟不上,設施栽培存在重度連作障礙,綠色高效生產科技成果貢獻度有待提高。
不止如此。《規劃》還指出,種植業生產用工難、用工貴愈發普遍,物化成本、用工成本、土地租金等均逐年上升。據測算,與2015年相比,2020年全省小麥、粳稻種植畝均成本分別增加152.49元、109.27元。“十三五”以來,農產品價格周期性大幅波動越發頻繁,糧食收購價格總體不高,國內外糧食價格出現倒掛;糧食產銷社會化服務體系不夠完善,優質糧食、綠色蔬菜等產業化開發滯后,產業鏈條短,真正實現優質品種規模化布局、產業化開發、品牌化銷售的比重很少,優質優價沒有得到充分體現,低端產品薄利甚至虧損現象明顯,種植業生產效益和競爭力不高。
針對調研發現的問題,張世紀和科技小院的師生們準備在新沂做一些嘗試。他們打算跟新沂市農業農村局、新沂城投集團合作,建立新沂水稻產業聯盟,由新沂市農業農村局牽頭、城投集團投入資金、科技小院與南京農業大學提供技術,著力解決種糧大戶的種糧成本高、投入和產出不成正比等問題,解除他們的后顧之憂。
糧食問題事關國家安全,科技小院重任在肩。