中國科學院STS計劃項目“現代農業發展模式示范”系列報道之一“機械化、規模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”在黑龍江農墾效果凸顯
20世紀60年代掀起的第一次綠色革命，大幅度提高了主要糧食作物的單產水平，為全球糧食安全做出了巨大貢獻。然而，第一次綠色革命走的是“高投入、高產出和高資源環境代價”的道路，農田養分流失造成的面源污染、生物多樣性下降、溫室氣體排放增加等生態環境問題對現代農業提出了新的挑戰，特別是水資源日趨短缺、耕地質量逐年下降、外部投入不斷增加與資源利用效率低下等，已經成為限制糧食產量進一步提高的關鍵因素。
通過改善土壤質量、調控水肥資源、加強綜合管理、有效利用農田養分要素以降低農業對環境的負效應，繼而實現作物穩定均衡增產、資源高效利用、農業可持續性增強是現代農業發展方向。然而，目前卻極其缺乏在實現作物大面積均衡增產的同時，科學節肥減藥、提高資源利用效率的技術措施與適用模式。
2015年中央1號文件提出：“中國要強，農業必須強。做強農業，必須盡快從主要追求產量和依賴資源消耗的粗放經營轉到數量質量效益并重、注重提高競爭力、注重農業科技創新、注重可持續的集約發展上來，走高產高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展道路”。
中國科學院STS計劃項目“現代農業發展模式示范”是中國科學院借鑒發達國家農業發展經驗，經頂層設計組織實施的科技服務項目。項目面向國民經濟主戰場，面向農業生產的現實需求，依托中國科學院研發力量雄厚、學科綜合交叉、技術適用先進、善于綜合集成的體制優勢，以及沈陽軍區農副業基地與黑龍江農墾相關農場耕地集中連片、生產經營規?；?、耕種管收機械化、技術推廣體系化、農事管理軍事化的組織優勢，組織中國科學院相關研究所的科學家組成學科交叉團隊，集成各所優勢力量，依靠軍區與農墾科技隊伍，以提高生產效率、降低資源代價、產生規模效益、推動持續發展為主要目標，通過協同攻關，打造規?；?、集約化的大農場式現代農業發展模式。項目緊密圍繞中國科學院“率先行動”計劃組織實施方案中加強現代農業科技創新的主要內容《開展“東北現代農業示范”等科技示范和推廣工程，促進現代農業產業技術升級，保障國家糧食安全》的布置研究與集成示范工作，力爭在東北現代農業發展模式示范方面取得重大突破，為我國現代農業發展模式打造可復制、可推廣的示范樣板。
該項目在實施過程中，項目組針對東北地區目前普遍存在的玉米種植面積不斷擴大，大豆面積不斷減小，主要作物多年連作條件下病蟲害發生嚴重，以及糧食生產成本攀升與效益下降的現實，以豐產增效、節肥減藥、生態環保為目標，以黑龍江省農墾九三管理局尖山農場為依托，突出生產經營規?；c耕種管收機械化，配套集成秋整地、優良品種、精量播種、病蟲草害生物生態控制等相關技術，建立了年度總規模30萬畝，其中玉米與大豆各15萬畝的“機械化、規?；衩?span>-大豆綠色高效輪作模式”并重視在實際生產中的示范應用，在“現代農業發展模式示范”方面取得了重要進展。
機械化、規?；衩?大豆綠色高效輪作模式
“機械化、規模化玉米-大豆綠色高效輪作模式”，除采取測土配方施肥、立體分期施肥、機械化深施肥、增施有機肥料及應用肥料增效劑等節約肥料與提高肥效的措施外，充分挖掘玉米-大豆輪作的節肥效果。為保證產量，種植玉米時每畝需施用硫酸鉀10公斤，而當地當年鉀肥利用率僅為30%左右，玉米收獲后殘留于土壤中的鉀肥完全能夠滿足次年大豆生長發育的需要，在大豆種植上可以實施徹底不施用鉀肥的措施，這樣每年每畝節省鉀肥用量2公斤；同時，常規玉米生產每畝施用尿素20公斤，充分利用大豆根系的固氮功能，大豆茬種植玉米可節約尿素用量10%，即每年每畝節省尿素用量2公斤；在15萬畝玉米與15萬畝大豆的“玉米-大豆綠色高效輪作模式”中，玉米茬種植大豆年度節約鉀肥30萬公斤、大豆茬種植玉米年度節省氮肥30萬公斤，取得了巨大的節肥效果。
“機械化、規?；衩?span>-大豆綠色高效輪作模式”，除堅持預測預報、統防統治的病蟲草害防治原則外，實施藥劑、人工、機械等多種方式相結合的病蟲草害防治方式，在保證防止效果的同時，減少藥劑用量，達到凈化農田的目的。該模式中，堅持100%封閉除草，玉米、大豆封閉除草配方為90%乙草胺0.12Kg/畝+75%噻吩磺隆2.67g/畝。如果全部采用莖葉除草，大豆莖葉除草需要25%氟磺胺草醚0.13 Kg /畝+48%苯達松0.2 Kg/畝，玉米莖葉除草使用4%玉農樂0.1Kg/畝或者55%耕杰0.13-0.2 Kg/畝，為了保證除草效果，根據草情還需要增加用量或加入苯達松、2·4-D丁酯等藥劑。封閉除草與莖葉除草相比，價格低、防效好、無殘留，關鍵是極大的降低了除草劑用量，僅除草一項就創造出減藥40%以上的顯著效果。
同時，大型進口自走式高架高效噴藥機及農用飛機航化作業，保證了“玉米-大豆綠色高效輪作模式”中病蟲草害的高效防治。
大型進口自走式高架高效噴藥裝備
根據主要作物生長發育旺盛期功能葉葉綠素相對含量（葉綠素儀SPAD值）與籽粒產量顯著相關，可以用于估測作物籽粒產量的科學結論，本模式中，孕穗期與抽雄期玉米棒三葉、開花期與鼓粒初期大豆倒三葉的葉片葉綠素相對含量與全量施肥種植區的玉米和大豆無明顯區別，表明輪作中節約尿素與鉀肥用量的玉米和大豆產量至少不會低于對照產量，同時在一定范圍內實現了節肥減藥的目的。另外，耕種管收全程機械化提高了生產效率、規?；ＷC了模式的綜合效益?！皺C械化、規?；衩?span>-大豆綠色高效輪作模式”完美展現了現代農業發展模式的核心內涵。
2015年7月22日，李克強主持召開國務院常務會議，部署加快轉變農業發展方式，走安全高效綠色發展之路。會議提出，對接市場需求優化農業結構，鼓勵發展種養結合循環農業，推廣主要農作物輪作和間作套作，……。此次國務院常務會議也為中國科學院STS計劃項目設計建立的“機械化、規?；衩?span>-大豆綠色高效輪作模式”的推廣應用提供了先機。項目組將緊緊抓住這一歷史機遇，力爭在東北現代農業發展模式建立與應用方面取得更大進展，為我國現代農業發展模式打造可復制、可推廣的示范樣板。
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