“我國(guó)北方旱地農(nóng)業(yè)區(qū)自然降水利用率達(dá)到65%左右，項(xiàng)目示范區(qū)可達(dá)70%以上，基本上可以說(shuō)是‘吃干榨凈’”1月27日，在中國(guó)農(nóng)科院旱地農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展報(bào)告會(huì)上，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)、旱地農(nóng)業(yè)學(xué)科首席梅旭榮表示，“目前，全球自然降水利用率大概在50%左右，中國(guó)的旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)，已經(jīng)居于世界的前列。”。
旱地農(nóng)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)方式，是指水分收不抵支地區(qū)主要依靠和利用自然降水進(jìn)行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，包括雨養(yǎng)和補(bǔ)充灌溉等方式。當(dāng)前，干旱缺水困擾全球農(nóng)業(yè)發(fā)展。旱地農(nóng)業(yè)如何穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)關(guān)乎糧食安全和國(guó)之大計(jì)。
由對(duì)抗型向應(yīng)變型轉(zhuǎn)變 旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展迫在眉睫
受全球氣候變化影響，北方旱農(nóng)區(qū)頻旱多變環(huán)境疊加水土資源過(guò)度利用，農(nóng)田生產(chǎn)穩(wěn)定性下降，危及國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全和穩(wěn)定脫貧。因此，推動(dòng)旱地農(nóng)業(yè)由對(duì)抗型向應(yīng)變型轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新抗旱適水型種植技術(shù)和模式，是急需解決的重大科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難題。
梅旭榮介紹，我國(guó)旱地農(nóng)業(yè)主要分布在秦嶺淮河以北地區(qū)，包括干旱、半干旱偏旱、半干旱、半濕潤(rùn)偏旱和半濕潤(rùn)區(qū)等主要類(lèi)型區(qū)，國(guó)土面積和耕地面積均超過(guò)全國(guó)的一半，其中超過(guò)65%的耕地沒(méi)有灌溉條件。
“但與此同時(shí)，這些土地提供了全國(guó)58%以上的糧食（包括灌溉）和75%以上的牛羊肉，聚集了80%以上的貧困人口和70%以上的生態(tài)脆弱區(qū)””，梅旭榮介紹，旱地農(nóng)業(yè)在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位不可替代，還是我國(guó)脫貧攻堅(jiān)的最前線(xiàn)和生態(tài)安全的大屏障，能否可持續(xù)發(fā)展應(yīng)引起更多重視。
作為學(xué)科首席，梅旭榮研究員很早之前就有一個(gè)夢(mèng)想：“如果建立一種能適應(yīng)干旱變化的種植制度，并匹配相應(yīng)的抗旱適水栽培技術(shù)，該多好。這樣可以保證作物不受天氣變化的影響而減產(chǎn)，農(nóng)民有個(gè)好收成不餓肚子?！?/p>
“七五”以來(lái)，梅旭榮研究員牽頭組織了全國(guó)多家科研院所和高等院校，在北方旱農(nóng)區(qū)開(kāi)展了旱地水分平衡、降水生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)和旱地秸稈還田與有機(jī)培肥等系列長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究，進(jìn)行農(nóng)田降水高效轉(zhuǎn)化機(jī)制、主要旱地作物水分生態(tài)適應(yīng)性和降水生產(chǎn)力提升等方面的研究，系統(tǒng)查明了我國(guó)北方旱地降水利用狀況，揭示了我國(guó)北方旱地農(nóng)田水分動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律，突破了旱地適水種植的應(yīng)用基礎(chǔ)理論和抗旱節(jié)水的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，集成了典型旱地高效用水的種植模式及配套技術(shù)體系，形成了壽陽(yáng)、阜新、鎮(zhèn)源等旱地農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展模式。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，“十三五”期間，隨著旱地農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，我國(guó)北方抗旱節(jié)水小麥品種覆蓋率提高到40%以上，綜合試驗(yàn)示范區(qū)農(nóng)田降水利用率提高到70%以上，大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的噸糧耗水降低到800多方。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在西北、華北和東北等干旱缺水地區(qū)支持示范推廣旱地節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，大力推廣覆蓋保墑、水肥一體化、集雨補(bǔ)灌、測(cè)墑節(jié)灌、耕作保墑等技術(shù)，每年節(jié)水技術(shù)應(yīng)用面積（按播種面積）超過(guò)4億畝次。
因地制宜 旱地農(nóng)業(yè)的五種典型區(qū)域發(fā)展模式
旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的種子，已在多地結(jié)出累累碩果。梅旭榮介紹，針對(duì)各地情況，我國(guó)已走出了五種旱地農(nóng)業(yè)區(qū)域發(fā)展典型模式：
以山西壽陽(yáng)模式為代表，針對(duì)華北山地丘陵區(qū)種植結(jié)構(gòu)單一、種養(yǎng)分離、生產(chǎn)效益低下等問(wèn)題，提出了旱作農(nóng)田玉米秸稈適水還田深施肥技術(shù)模式，包括“溝川壩地玉米秸稈秋季全量直接還田技術(shù)”、“垣坪旱地玉米秸稈秋冬覆蓋春還田技術(shù)”。采用該模式，可以實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)10%～25%、播前耕層土壤含水率提高2.3～5.1個(gè)百分點(diǎn)、耕層土壤有機(jī)質(zhì)3年累積提升1.0～1.8g/kg，硝態(tài)氮淋失率降低12.1%～25.4%，肥料利用率提高4～6個(gè)百分點(diǎn)。
以遼寧阜新模式為代表，針對(duì)東北風(fēng)沙半干旱區(qū)熱量不足、水資源匱乏、耕地質(zhì)量退化等問(wèn)題，提出了農(nóng)田立體防蝕增效理念，構(gòu)建了地上、地表、地下立體調(diào)控技術(shù)系統(tǒng)。2010年以來(lái)，東北風(fēng)沙半干旱區(qū)連續(xù)多年發(fā)生干旱現(xiàn)象，本項(xiàng)技術(shù)成果的大面積推廣應(yīng)用，使農(nóng)田水分利用效率提高14%-19%，農(nóng)田風(fēng)蝕和水蝕量降低36%-43%，有效抵御了旱災(zāi)發(fā)生，保障了糧食穩(wěn)產(chǎn)
以河北衡水模式為代表，針對(duì)華北地區(qū)水資源短缺、降水不能滿(mǎn)足現(xiàn)行的主要種植制度、地下水嚴(yán)重超采等問(wèn)題，提出了冬小麥兩水高產(chǎn)高效栽培技術(shù)，以冬小麥水分生產(chǎn)力最大化而非產(chǎn)量最大化為目標(biāo)，其核心是減少一次灌水，由冬小麥正常生產(chǎn)的三水灌溉改為2水灌溉。采用該模式，冬小麥產(chǎn)量由正常生產(chǎn)的500公斤/畝降低為450公斤/畝(即減產(chǎn)10%)，減少灌溉用水50立方米/畝(即節(jié)約灌溉水30%)，冬小麥水分生產(chǎn)力由1.75公斤/立方米提高到1.91公斤/立方米（即提升9.1%），既節(jié)水又保糧。
以甘肅鎮(zhèn)原模式為代表，針對(duì)西北旱塬半干旱區(qū)水土流失嚴(yán)重、降水利用難度大等問(wèn)題，創(chuàng)新旱地玉米秋覆膜和壟溝覆膜集雨種植技術(shù)，解決了春季干旱少雨無(wú)法如期播種或播種出苗難的關(guān)鍵，增產(chǎn)20%~30%；集成創(chuàng)新了夏休閑期覆膜和全膜覆土穴播冬小麥豐產(chǎn)技術(shù)，增產(chǎn)40%；研發(fā)旱作地膜玉米密植增產(chǎn)全程機(jī)械化種植體系，提出以水定密、以密定水適水種植技術(shù)，平均畝產(chǎn)823.4kg，增產(chǎn)10.0%，成本降低19%，創(chuàng)造了畝產(chǎn)1014kg、水分利用效率2.54kg/mm·畝的玉米高產(chǎn)紀(jì)錄。
以?xún)?nèi)蒙古武川模式為代表，針對(duì)內(nèi)蒙古旱作區(qū)干旱少雨水資源短缺、水分利用效率低，農(nóng)田風(fēng)蝕沙化嚴(yán)重、土壤保水性差等突出問(wèn)題，依托武川試區(qū)開(kāi)展聚水保土技術(shù)研究，形成了生物籬柔性防風(fēng)、帶狀留茬間作和半干旱偏旱區(qū)田間集雨與節(jié)水三個(gè)技術(shù)體系，通過(guò)在四大主要作物上進(jìn)行規(guī)范化示范應(yīng)用，提高降水利用率8個(gè)百分點(diǎn)以上，水分利用效率0.15kg/mm·畝以上和減少水土流失30%以上。
