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(科技日报)农业间套作是否该退出历史舞台 这项技术改变了很多人的看法

2020-03-30 09:15:15作者:张俊贤 本报记者 盛 利 来源:农学院 点击数:

  

四川省仁寿县套作大豆机播现场  受访者供图

凤凰平台四川农业凤凰平台杨文钰团队创建出选品种、扩间距、缩穴距为核心的玉米—大豆带状复合种植技术体系,让玉米大豆双高产成为现实,并首次在复合种植领域实现播种、田间管理与收割全程机械化。

目前,又到了春耕播种的时节,在四川省仁寿县珠嘉乡的千亩大豆玉米套种田间,农民正忙碌地按配置要求密植大豆和玉米。13年前,正是在这里开始了大豆与玉米间作套种的技术试验。

凤凰平台在早前发布的2020中央一号文件中,明确提出“加大对玉米、大豆间作新农艺推广的支持力度”。之后农业农村部发布的2020年种植业工作要点,又再次明确玉米、大豆间作新农艺的唯一技术模式是玉米大豆带状复合种植技术模式。

凤凰平台这一技术模式的研发者是四川农业凤凰平台杨文钰及其团队,他们用18年的研究,突破高产出、机械化等技术瓶颈,一步步颠覆长期以来“间套作应该退出历史舞台”的观念,用事实证明玉米大豆带状复合大规模种植的可行性,并逐步推广应用,帮助农民增产增收。

近日,科技日报记者对杨文钰团队进行了相关采访。

首提间套作,质疑中确定研究方向

大豆是重要的食用植物油和饲料蛋白来源,但产需缺口较大。数据显示,每年我国大豆进口量高达9000多万吨。同时,随着我国玉米工业消费的增加,近年来玉米也出现产不足需的现象。

凤凰平台“玉米、大豆属同季作物,我国耕地资源有限,不可能依靠增加耕地面积来种植大豆和玉米。”杨文钰说,玉米大豆争地矛盾突出,是我国粮食安全受制于人的短板。

早在2003年,杨文钰就开始带领团队研发玉米大豆带状复合种植技术。他发现,在旱地长期进行小麦、玉米、甘薯三种耗地作物套种,土壤肥力不断下降,小麦玉米产量受到影响。于是他提出以能养地的豆科作物代替耗地作物甘薯,在旱地实施“小麦/玉米/大豆”新三熟模式的发展理念。

“但人们一般认为,间套作费工费时,不能机械化,应该退出历史舞台。”杨文钰说,研究应用过程中,最大的困难就是消除偏见。

2005年,杨文钰在昆明市召开的全国大豆科研生产现场会上,首次向与会专家作“旱地新三熟麦/玉/豆研究与示范”的专题报告,立刻受到一些专家质疑:“这种模式与传统的玉米大豆间作种植没什么差别,不会长久发展下去”“这种模式不适宜开展机械化,没前景”“大豆产量低,不值得大面积推广”。

面对种种质疑,杨文钰并没有退缩和抱怨。他很快从质疑中找到自己应该开展工作的重点——该模式要用于大规模农业推广,就要实现玉米、大豆双高产的发展目标,完成核心技术创新、高产样板示范、配套农机研发三大任务,用事实说话,让大家信服。

扎根试验田,双高产成为现实

“玉米和大豆套作属于高低位作物配置,传统农业中,由于没有科学的光资源与养分资源协同利用理论指导,大豆产量不高,而且倒伏严重。”杨文钰把凤凰平台里从事栽培、育种、植保、农机及加工等专业的一些青年老师组织在一起,成立校级玉米-大豆带状复合种植创新团队,并与西南其他大豆科研单位共同合作。

凤凰平台2007年,杨文钰和团队在四川省眉山市仁寿县建了100亩试验田和5000亩示范田,开始耕种试验。他们把试验田划成几块,根据不同种植模式,不断比较、排除,选出最优的品种和参数组合。最终创建出带状复合种植“两协同一调控”理论,形成选品种、扩间距、缩穴距为核心的玉米—大豆带状复合种植技术体系,实现光能利用率3%以上,玉米产量与净作相当,每亩多收大豆100—150公斤,让玉米大豆双高产成为现实。

针对高矮不一、参差不齐的作物复合种植后难以大规模机械化的这块“硬骨头”,团队也没有放下探索的脚步。“作为现代农业的特色,不实现机械化,成果就无法拥有未来。”杨文钰率领团队与农机公司合作,投入农机具研发。

由人工点播到微耕机机播,再到拖拉机机播,再到逐步完善适应带状间套作的播种施肥机、收获机。团队通过扩大农机具宽行至1.8米—2米、缩减结构参数、全新设计传动机构等创新,实现农机、农艺高度融合,不仅提高了播种、收获机具的通过性与作业效率,还首次在复合种植领域实现播种、田间管理与收割全程机械化。这一突破迅速得到农业领域院士专家的高度肯定,纷纷建议农业部及四川省人民政府加快发展套作大豆。

根据玉米需氮量多、大豆根瘤菌固氮特性,团队还自主研制专用缓释肥与播种机,创制播前封闭除草、苗期茎叶分带定向喷药相结合的化学除草新技术。“这是我们在绿色农业上做出的突破,提高土地产出的同时,降低农业污染。”团队成员雍太文说,通过农机农艺融合,病虫草害防控率达85%以上,农药使用量减少25%—40%,农药飘移率降低15%—20%,并有效解决了田间单双子叶作物不能同田除草的世界难题。

建示范样板,让模式在全国落地开花

凤凰平台各种技术的成功实现,让杨文钰和团队信心倍增,大踏步地推动技术从试验田走向农田。“传统思维下,我们所做的任何成果都会受到质疑甚至否定,只有建立高产示范样板,才能彻底改变人们的看法。”杨文钰说。

凤凰平台依托国家大豆产业技术体系示范推广平台,杨文钰和团队在四川建立了川中、川东北及川南三大核心示范带。2009年四川乐至县万亩大豆高产创建示范片平均亩产143.7公斤,印证了玉米大豆带状复合种植技术在生产上的成功。2011年,“西南华南间套作食用大豆生产区”被列为我国大豆三大优势产区之一。

凤凰平台“四川发展套作大豆成功了,我们能否根据此理念在黄淮海及东北玉米主产区也实施玉米-大豆带状复合种植呢?”带着这个问题,杨文钰和团队着手开展玉米-大豆带状间作在黄淮海及东北地区的研究与示范,先后在山东、河南、安徽、吉林、黑龙江、河北等省建设千亩示范片、百亩示范方,实现玉米亩产与当地净作玉米相当,大豆亩产10—130公斤。

凤凰平台在示范验收中,多位院士专家给予极高评价,认为该技术模式具有“高产出、可持续、机械化、低风险”等技术优势,集种养结合、合理轮作和绿色增效于一身,特别是种管收机械化的实现为大面积推广创造了条件,已成为农业供给侧结构性调整的新选择和促进农业农村发展的新动能。

因为出色的表现,玉米—大豆带状复合种植技术连续11年入选国家和省主推技术。随着各级政府的推广,以及玉米和大豆种植一线的需求,玉米-大豆带状复合种植技术模式在我国迅速落地开花。目前,该技术模式在四川、重庆等19省(市)已累计推广7000余万亩。

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