“校院企地”协作的山西有机旱作农业发展模式探索

□叶 凡，卢华雨，陈向阳，张国斌，张星星，陈晓栋，陈 阜

（1.中国农业大学农学院/农业农村部农作制度重点实验室，北京 100193；2.永定河流域投资有限公司，北京 100193；3.北京中农博后农业科学研究院，北京 100193）

传统旱作农业，曾在干旱和半干旱地区的农业发展和粮食安全保障方面发挥过巨大作用，是农业生产面临有限资源的限制时，依靠当地自然资源提高农业生产力的理想选择[1]。然而，传统旱作农业想要保持足够的产量时，便会相应投入大量的化肥、农药、除草剂、地膜及人工灌溉等现代农业要素，导致出现严重的土壤环境污染、水土流失、粮食安全等方面的问题。

早在20 世纪80 年代，张沁文（1981）[2]从我国悠久的农业发展历史中，提出并论述了有机旱作农业在北方干旱地区农业发展中的重要作用。陈阜（2018）[3]认为传统的有机旱作农业是指通过传统农作技术，选育优良抗旱品种及其他经营手段，合理利用有限的降水，从而实现农田的用养结合，是一种相对低效、封闭、可持续性差的生产种植模式。现阶段，有机旱作农业与传统旱作农业最显著的差别是以“有机”来定性和引领旱作农业生产，以一地一法、用地养地、生态循环理念为核心的先进理念支撑农业发展，同时集经济效益、生态效益和社会效益为一体的新型发展模式。

习近平总书记在2017 年视察山西省时再次明确指出，有机旱作是我国现代农业的重要品牌，要坚持走有机旱作农业的路子，完善有机旱作农业技术体系。这为正处在转变发展方式、优化经济结构、转化增长动力关键时期的山西省指明了发展方向，为山西省新时期现代农业发展和乡村振兴指明了前进方向，掀开了山西省有机旱作农业发展的新篇章。

1 山西有机旱作农业发展现状及面临的主要问题

1.1 发展现状

由于干旱少雨气候特点和全省近80%为旱地的特殊环境，旱作农业一直以来都是山西省农业耕作的优势模式。早在20 世纪六七十年代就涌现出了“三庄一寨一山一川”“小麦十杆旗”等全国旱作农业的典型，总结出了精耕细作、抗旱保墒、水肥一体化、测土施肥、地膜覆盖等旱作节水技术集成模式，具有保水、保墒、保肥功能的“大寨海棉田”技术更是一度成为我国旱作农业技术的典型范例。

2017 年，山西省委省政府先后出台了《关于加快有机旱作农业发展的实施意见》和分年度行动计划方案。设立并完成了有机旱作农业重大专项，构建了包括增碳沃土、量水适种、减膜减肥减药、资源多级循环利用等在内的有机旱作农业技术体系；实施了旱作良种攻关、耕地质量提升、农水集约增效等10 大工程。长治市把握住发展机遇，通过建设现代农业示范区、综合产业园，探索出具有当地鲜明特色的绿色有机旱作农业发展模式，成为山西省乃至全国有机旱作农业的典范[4-5]。大同市针对本地存在的现实问题，以“特色、优质、杂粮”为发展目标，推出了谷子、燕麦、荞麦、黄花等优质绿色农产品，走出了一条极具大同特色的有机旱作农业发展道路[6]。2018 年，山西省提出全县域、整建制推进有机旱作农业，推动种植规模化、技术集成化、生产标准化、产品品牌化、生态优良化等先进理念。

1.2 面临的主要问题

山西省气候干旱、灌溉困难，有限水资源利用效率不高，全年降水少，有限的降水多集中在夏秋两季。调查山西省近50 年的气象数据发现，存在严重的降水少、多干旱的问题[7]。特别是近10 多年来，年均降水量大幅度降低，干旱程度呈现显著上升的趋势。由于山西省地形以山地和丘陵为主，导致许多农田的灌溉存在问题，并且灌溉模式粗犷，以大田漫灌为主，水资源利用率低。有机旱作农业充分利用有限的水资源，最大限度地蓄水保墒，从而提高水分利用率。

1.2.1 水土流失问题严重，生态环境脆弱

山西省风沙强烈，同时一部分乡村仍坚持传统的耕作方式，导致山西省水土流失严重。

据统计，截至2016 年，山西省全省水土流失面积高达10.9×104km2[8]。其中吕梁山区是山西省水土流失的重灾区，耕地年平均流失土壤达到4.6 t/667 m2，使得当地土壤结构恶化，养分流失严重，农作物平均产量仅750 kg/hm2[9-10]。

绣娘是整个贸易模式中的生产者，也是传统藏绣的直接传承人，她们肩负着传承传统文化的使命。藏绣公平贸易模式的开展可以吸引更多的当地妇女加入刺绣的行业，用经济效益刺激绣娘提高产出，生产者和供应量提升的同时还可以提高当地绣娘的技艺，更重要的是绣娘可以为家庭创造额外收入，提升家庭地位，并且扩大了自己的人际交往范围，丰富了自己的朋友圈，提升自我的形象气质和文化艺术修养。

1.2.2 地膜农药用量大，环境污染严重

地膜覆盖种植作为山西省主要的种植方式，具有保水保肥、增温增产等作用，但是地膜残留的危害也日益增加，不仅对环境造成了严重污染，而且破坏了土壤理化性状、改变水肥转运特性以及抑制土壤生物活性。除草剂、杀虫剂及杀菌剂等普遍使用，既严重影响了旱区优势特色农产品的品质和市场价值，又造成潜在的环境污染和产品质量安全隐患[11]。

1.2.3 产业结构不完整，一二三产融合差

农业一产重、二产轻、三产弱是山西旱作农业整体产业结构存在的问题。山西省农业龙头企业数量不多，产业链不完整，价值链以中低端为主，整体效益不高。缺乏农业多功能挖掘，生产、生态、生活服务功能一体化开发不足，直接制约了乡村振兴战略的实施[12]。

2 “校院企地”协作模式构建

2019 年9 月中国农业大学与大同市政府签署市校合作协议，提出共建中国农业大学有机旱作农业产业技术研究院（大同），搭建有机旱作农业技术研发与成果转化平台；12 月中国农业大学农学院与永定河流域投资有限公司签订战略合作框架协议，合作共建永定河流域有机旱作农业科研工作站，并邀请原山西农业科学院、山西农业大学、中国农业科学院相关专家加盟。两年来，“校院企地”协作的有机旱作农业发展模式初步形成[13]。

2.1 联合编制区域有机旱作农业发展规划

几方共同完成《桑干河流域10 万亩有机旱作农业高质量发展示范区建设规划》，确立区域有机旱作农业发展战略框架。

2.2 搭建有机旱作农业科研与技术示范平台

中国农业大学与永定河流域投资有限公司、大同市农业农村局，共同在云州区吉家庄乡建成有机旱作试验站，开展特色产品关键技术攻关和集成示范。试验示范基地现已建成10.87 hm2高标准试验示范农田，并配有智能灌溉系统、气象观测站、样品室、化验室等配套设施，常年有博士、硕士在站开展科研工作。同时根据科研试验与示范基地建设实际需要，试验站共建各方选派相关人才开展技术咨询、技术培训、交流合作及人才培养，共同参与硕士、博士在基地的论文研究及科研实践工作。按照“资源共享、优势互补、合作共赢”的原则，针对桑干河流域有机旱作杂粮产业发展的科技需求，组织共建单位联合申报国家、省、部、市级科技项目和职业农民培训、农村社会化服务等项目，不断提升工作站科技创新能力和影响力。作为“校院企地”协同创新平台，大学提供知识和技术支撑，企业作为主体机械成果转化应用和产业化经营，政府提供政策和经费支持，大学、企业、政府三者之间相互影响、相互作用，有助于探索有机旱作农业技术研发、示范、培训、产出的目标。

开展有机旱作农业核心技术攻关。针对旱区水资源缺乏、土壤质量较差、地膜农药污染严重、优势农产品功能挖掘不够、生产效益低而不稳等突出问题，开展光热水土肥等资源优化配置与高效利用、杂粮作物优异品种资源筛选与营养功能潜力挖掘、农业绿色低碳和土壤质量提升等技术研究，破解制约旱区农业生产“绿色、健康、生态、高效”的重大科学问题和产业技术问题。试验站目前开展的核心技术研究包括以下几方面。

2.2.1 地力培育与保护性耕作

通过合理施用有机肥和化肥及微生物调控等技术，提升土壤理化性质，改良土壤健康程度。同时采取保护性耕作措施，不进行深翻，采取少免耕等耕作措施，防止土壤侵蚀，减轻水土流失，提升耕地质量。

2.2.2 水肥一体化技术

通过作物智能节水灌溉系统实时监测土壤墒情和农田环境信息，并根据作物生长状况和各生育期的需水规律，以及作物根系可耐受水肥浓度，将可溶性固体或液体肥料溶于水中，形成水肥液，借助压力系统，同时进行灌溉水与施用肥料，最大限度地提高水的利用率，缓解干旱缺水压力。

2.2.3 地膜替代栽培技术

根据地膜保水、增温和防控杂草的主要作用，设置不同的灌溉次数与灌溉量试验，探究适合不覆膜种植条件下的最佳灌溉水平；设置谷豆间作、宽窄行种植等种植方式，减弱光照强度，缓解土壤水分蒸发量大的问题；设置火焰除草、种植方式控草等杂草控制方式，探究最佳的杂草防治技术。并在试验站设置示范区，带动周边农户，推广不覆膜种植。

2.2.4 作物营养强化技术

通过外源添加锌、硒、铁和锰等微量元素，以及配施有机肥、菌肥等肥料，增加农作物中能够为人体吸收利用的微量营养元素含量或生物利用性，使农产品富含更多能增进人体健康的营养物质，同时增加作物的品质。

2.3 打造有机旱作农业品牌

与相关专业机构合作，进行品牌设计与市场推广，着力提升有机旱作农产品价值。“永定三生”高寒杂粮是试验站面向终端消费市场推出的第一批永定河农业绿色农产品，是政企研农合作方式推出的全新绿色农业产品品牌。永定河流域投资有限公司发挥平台优势，导入科技要素，提高生产标准，打造“生态治理+科技引领+品牌驱动+三产融合”的生态农业绿色发展模式，助力乡村振兴。“永定三生”高寒杂粮特点表现在以下几方面。一是绿色科学种植。由中国农科院甄选优质种源，中国农业大学有机旱作专家精心指导，施用谷子专用生物有机肥，研究生团队全程按照有机食品标准耕种，铸就健康食品。二是千米海拔原生。长于海拔1 000 m 的黄土高原半干旱丘陵山区桑干河畔，清澈桑干河水灌溉，年均日照达2 703 h，昼夜温差大，利于糖分的积累，不易滋生病虫害，绿色原生，品质之选。三是精心甄选一级。每一粒原生态的杂粮产品均经现代化工厂数道工序严格甄选，颗颗饱满，营养丰富。

3 发展前景

按照“政府引导、院校支撑、企业主体、市场化运作”思路构建的“校院企地”协作模式，在推进区域有机旱作农业发展方面取得显著成效。

一方面，明显增强了有机旱作农业的科技支撑能力，通过优良品种选用、优质高效栽培技术推广、品牌建设及技术培训等，提高了作物品质与市场价值，为当地农业增效、农民增收起到示范引领作用，助力脱贫攻坚成果巩固和乡村振兴。

另一方面，显著改善了区域生态环境，通过推广生物有机肥料、生物全降解地膜、病虫草害生物防治与绿色综合防控等绿色生产技术体系，可以明显改善项目区大气、水质、耕地土壤质量，使农田面源污染和农产品污染得到有效控制。同时，积极探索了“政、产、学、研、用”合作创新机制和科技成果转化有效模式，实现了“资源共享、优势互补、合作共赢”目标，为有机旱作农业产业发展和乡村振兴提供可复制、可推广的模式和经验。