甘肃省：依托科技进步推进旱作农业可持续发展

文|樊廷录　甘肃省农业科学院

甘肃省：依托科技进步推进旱作农业可持续发展

文|樊廷录甘肃省农业科学院

甘肃省是典型的干旱半干旱省份，为加快现代旱作农业发展，确保农产品有效供给和农业可持续发展，“十一五”以来，甘肃省科技厅累积投入1.5亿元，组织实施了400多项重大科技成果的研发与应用项目，加强农艺农机融合，为全面提升旱作节水发展提供了科技保障，支撑和引领了全国同类区旱作农业的发展。

坚持问题导向，围绕水问题做好水文章

甘肃省围绕抗旱和节水两大主题，以提高降水利用率和作物水分效率为目标，坚持“顺应天时，遵循自然规律；顺应市场，遵循经济规律；顺应时代，遵循科学规律”的基本思路，千方百计蓄住天上水、保住土壤水、用好地表水，创立了“集水、蓄水、保水、用水、节水”五大技术体系，确立了“梯田、水窖、地膜、结构”为主的旱作农业发展模式，经受住了干旱、缺水、多灾的挑战，支撑了全省粮食总产由10年前的800万吨到目前近1200万吨的跨越发展，解决了旱地粮食产量长期低而不稳的问题，在全国乃至国际上产生了积极的影响。20世纪90年代初，甘肃省科技人员率先提出了以雨水治旱的主动抗旱思路，组织实施了一批集雨节灌工程和集水高效农业科技项目，支撑和引领了我国北方地区“121集雨节灌工程”、“窑窖工程”、“甘露工程”等的大面积应用，在解决半干旱区人畜饮水的同时，创造性应用了道路庭院集雨+水窖贮水+滴管为主的黄土高原果树与庭院经济生产体系、日光温室棚面集雨与水窖贮水和膜下滴管连体构筑的蔬菜及食用菌生产模式，至今仍发挥着重要作用。

面对旱地粮食产量长期低而不稳和波动性大的问题，甘肃省创新了以秋覆膜保墒春播、全膜双垄沟集雨种植和全膜覆土穴播为主的旱地抗旱增粮技术，扩大了旱地玉米种植范围，使小于5毫米无效降雨富集叠加高效利用，粮食单产增加100～150千克/亩，提高20%～30%，使玉米种植的海拔高度由1800米增加到2300米，早熟品种能正常成熟，使以前很少种玉米300～400毫米半干旱区扩种玉米成为现实、400～500毫米产量不稳定区变成稳定增产区，创建了旱地800～1000千克/亩高产田，水分利用效率达到2.0～2.5千克/毫米·亩，被成为“旱作农业技术的一场革命”。通过整合财政资金、地膜和覆膜机具政府采购补贴、示范引导等措施，加快推广进程，2010年以来全省种植面积稳定超过了1000万亩，用占全省1/4的粮食播种面积生产了2/3的粮食总产，为农业种植结构调整和畜牧业发展提供了保障。针对黄土高原国家苹果产区干旱缺水、树体郁闭无效消耗水肥及肥水环境恶化等核心问题，国家科技支撑和省科技重大专项创新了果园“高垄覆膜、小沟集雨、穴贮肥水”、“树盘覆膜、树行覆草”等水肥高效利用技术，建立了大面积覆膜集雨优质果园，增产20%～32%，优质果率提高14.5%，制定了高光效树形树体结构和化肥氮减量施用方案，降低了“大小年”结果幅差和土壤中氮富集。

推进品种创新，强化农艺农机融合

以充分发挥生物节水潜力实现提质增效为核心，甘肃省科技厅长期稳定支持主要农作物新品种选育工作，选育出了以陇薯系列马铃薯、陇鉴和兰天系列小麦、陇单和吉祥系列玉米为代表的一批具有自主知识产权的新品种，研究开发出配套的抗逆栽培技术，在全省及西北地区应用取得了显著成效。选育出的陇薯3号薯块淀粉含量达到24.3%，是我国第一个高淀粉马铃薯新品种，年度推广面积占西北马铃薯种植面积的1/4，在山丹县创建了5吨/亩的高产纪录，陇薯6号适合全粉及淀粉加工，通过国家审定，LK99成为适宜炸片、炸条、全粉加工及早熟菜用型品种，满足市场需求。抗锈小麦品种推广应用有效控制了条锈病的流行为害，对国家小麦锈病源头治理和保障全国小麦生产安全起到了决定性作用。选育的吉祥1号是继郑单958之后的国内推广面积较大的玉米新品种，获农业部植物新品种保护授权，年制种面积达30多万亩，年推广面积3000多万亩，在甘肃镇原和庄浪创建了914千克/亩的旱地高产纪录。为提高旱地作物地膜覆盖的劳动效率，先后设计研发出适宜不同作物种植技术要求的旋耕、施肥、覆膜一体机，实现了地膜覆盖作物种植的农艺农机融合，代替了人工和畜力覆膜，大幅度提高了劳动生产率。针对地膜覆盖作物人工点播费工费时问题，2014年立项的“旱地作物关键环节农艺农机融合及产业化应用”省重大专项，加强甘肃省农科院、甘肃农业大学和洮河拖拉机制造有限公司的结合，研制开发出地膜玉米膜上电动精量穴播机、马铃薯起垄覆膜穴播一体机和小麦全膜覆土穴播一体机，推进了关键环节的农艺农机融合，每年企业生产销售覆膜机和播种机2400多台，纳入省级农机具补贴。全省抗逆优质新品种应用率达到95%，机械作业率接近50%。

关注重大问题，实施环境友好型技术

培肥地力是旱地粮食增产的关键。依托30多年肥料长期试验，确定了有机肥和化肥在旱地粮食增产中的贡献率为48%和52%，秸秆还田干旱年份增产38.7%。长期增施有机肥和秸秆还田后土壤养分呈现富集趋势，土壤有机碳年固定速率达到16.4～24.1千克/亩，化肥氮素的表观利用率超过了60%，隔年施磷素的表观利用率达到了25%，每年单施6千克/亩氮的产量同目前施10千克/亩氮的产量接近。因此，大力推广小麦机械化高留茬秸秆还田、玉米机械化收割秸秆粉碎还田、磷肥隔年施用和化肥氮减施等环境友好型农业关键技术，维持地力养分平衡和提高地力水平，藏粮于地，增加旱地粮食生产能力。针对提高地膜利用年限问题，研究提出了地膜覆盖作物留膜留茬一膜两年用免耕种植模式，根茬还田投入有机碳60～80千克/亩，作物产量可与第二年新覆膜种植的持平，延长了冬春休闲期地膜覆盖，减少风蚀和蒸发损失，降低地膜、耕作、残膜拾捡投入，亩节本减少50%。地膜覆盖在大幅度提高旱地作物产量的同时，残膜污染逐渐成为可持续发展的制约因素，据监测黄土高原地区覆膜农田0～20厘米残留量在5～6千克/亩，相当于当年覆盖地膜的总量，残膜使土壤水分下渗速度减缓，土壤贮水量减少7.8～16.8毫米，玉米产量降低4.8%～11.3%。引进筛选出日本三菱化学、浙江鑫富药业和德国BASF等以聚酯类物质为主的生物降解地膜，覆盖栽培玉米100天开始裂解，产量与常规聚乙烯PE膜无差异，玉米收获时入土部分降解60%～80%，玉米收获地膜翻入土壤后一年内降解90%以上。

转变生产方式探索循环农业模式

随着农业结构调整和生产经营组织方式的转变，甘肃省加快旱作区以玉米、马铃薯、优质林果、中药材和草食畜五大特色产业的发展，建立了以秋粮为主的适雨型种植结构和粮—畜—果—药可持续农业模式，夏秋种植结构调整到了40∶60，畜牧业产值占农业总产值的1/4以上和农民人均收入的1/5以上。全省积极应对“转方式、调结构和稳发展”和“一控（控水）、两减（减肥减药）和三基本（粪便、秸秆和地膜资源化利用）”的农业发展新常态，大力探索旱作区循环高效农业模式，可持续发展势头和企业带动作用前景看好。地处甘肃中部黄土丘陵沟壑区的通渭县坚持走“修梯田-调结构-搞养殖-建沼气-肥还田-再种植”的现代旱作循环农业发展路子，以企业为主体建立了畜草循环经济产业园，大力发展“地膜玉米—养牛—粪肥与风化煤加工有机肥—有机肥养殖蚯蚓—地力培育”生态循环农业模式，如今，“梯田+科技+产业开发”、“龙头企业+基地+农户”、“农用地膜生产—使用—废旧地膜回收再利用”……这些生产模式已贯穿于全县农业生产全过程，成为旱作循环农业的典范。定西市着力发展生态循环型畜禽养殖，大力推广生物发酵床“零排放”、沼气能源利用、有机肥生产等技术，建立了“牛羊粪便—沼液沼渣—废弃饲草秸秆—有机肥—中药材和设施蔬菜种植基地”。位于陇东黄土旱塬区的庆阳、平凉发展“玉米秸秆青贮氨化—肉牛养殖—沼气生产—沼肥利用—生态果园”、“全膜玉米—秸秆利用—肉牛养殖—牛粪制有机肥—肥料还田”农业循环模式，实现了畜禽粪便无害化、作物秸秆青贮化、农药化肥减量化、沼渣沼液产品化、主导产业绿色化，实现了节能减排，农民用上了清洁能源，生产生活成本降低了，农村生活环境变好了。

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