【南方+】“土”纳芳华!这支团队不断刷新中低产田粮食丰产记录丨广东省农业科学院60周年报道趣味农科上篇
2020年,是全面建成小康社会和“十三五”规划收官之年,是广东省农业科学院建院60周年。
60周年,拓荒、奠基、发展;
60周年,改革、谋新、引领;
60周年,与时俱进,迎接新挑战;
60周年,砥砺前行,端稳“中国饭碗”。
为提升农业科技创新水平与产业支撑能力,服务广东实施乡村振兴战略,南方农村报与广东省农业科学院拟在南方+推出趣味农科报道上、中、下篇,集中展示广东省农业科学院新品种、新技术以及科研团队用科技创新推动科技与农业农村融合发展的新故事。
接下来,走进趣味农科上篇——“吃土”的故事。
“双十一”购物节刚过去不久,不少网友买买买,还表示“穷到吃土”“已经吃土好久了”“土真的好吃”,三句话不离土,看到大家这么关注我们,土壤家族长老可开心了,赶紧派我带着兄弟姐妹们出来科普,扩大认知度,下面我就来正式介绍一下自己。
嗨,大家好,我来自广东省农科院土壤医院,是沉积于地面上的泥沙混合物,保管着动物、植物和矿物,还有肉眼看不见的微生物。你们可以称我小土、土土。
民以食为天,农以土为本。为了落实好国家粮食安全战略,2019年 11 月底,国务院办公厅印发了《关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》,明确提出“开展绿色农田建设示范,推动耕地质量保护提升、生态涵养、农业面源污染防治和田园生态改善有机融合,提升农田生态功能。”
看得出来,我们已经越来越受到社会各界的关注与重视。
同一片土地上耕种的农作物,为什么产量会渐渐下降?
作为土壤家族的一份子,我们最大限度地发挥体内养分,来孕育水稻、马铃薯、花生、芥菜、甘蓝等各种农作物。
南方常年种植水稻面积3.76亿亩,占全国水稻总面积的82.7%。我的兄弟姐妹里,有高产、中高产、中产、低产等水稻土,其中,低产水稻土约占1/3。
导致水稻土低产的原因有不少,包括耕地质量退化、作物养分管理不科学、受到外界因素影响等,“瘦、板、烂、酸、冷”是我们低产水稻土的主要特点,对应了黄泥田、白土、潜育化水稻土、反酸田、冷浸田等的5大低产类型。其中,广东低产水稻土主要包括反酸田在内的严重酸化土壤、冷浸田等。
怎样才能识别和解决低产水稻土问题?可愁坏了农民伯伯。
实现多地农作物由低产向高产转变,土地有啥秘方?
在广东省农科院土壤医院中,农业资源与环境研究所(简称资环所)是我们的“落脚点”,尽管我们有一定的自净修复能力,但一遇到迈不过去的“坎”,往往是资环所为我们“排忧解难”。他们常说,解决农业生产的实际问题是农业科学研究的初衷。在新时代,要有新情怀,技术研究要注重绿色生态,更要注重解决人与自然的和谐问题。
收到农民伯伯的求助后,广东省农科院科研团队拿着取土器,化身“打土队”,赶赴低产田现场,为每个典型地块钻取3-5个土样进行检测,接着,为我们量身定制“妙方”“良策”。
这不,院里构建了“土壤—作物—环境”生态体系,开展耕地质量评价、土壤障碍诊断及修复、耕地生产力提升等工作,以“阐明低产障碍-创新改良技术-研创改良产品-集成改良模式”为研究主线,通过10余年系统研究,全面构建了南方低产水稻土改良与地力提升技术体系,大幅度提升了低产水稻土的肥力水平、产量与综合效益。
土壤改良既是一门学问,也是一门大产业。
院里的专家也说,万物土中生,好的土壤才能生产出优质高产的农产品。
藏粮于地,藏粮于技。这一道道工序看似精简,其实隐藏着不少奥秘,不轻言放弃,而是逐一攻关,院里可是为此付出了好大精力呢,茁壮成长的绿色蔬菜和沉甸甸的黄金稻穗便是最好的例证。
这次,我们邀请到了一路高歌迈入高产土壤行列,曾经却是低产反酸田、冷浸田的兄弟姐妹们,讲讲心路历程。
“反酸田”转了性
由力不从心到开放怀抱迎接农作物
华南地区海岸线绵长、边缘海域广阔,沿海地区常常有我的身影。因为体内的物质基础是酸性硫酸盐,PH值多数低于4.5,奠定了我与生俱来的“酸性体质”。
因为“酸”,我的大脑和行为不受控制,大量地转化吸收铝、锰等,有效磷被铁锰等离子固定,钾离子则随黄钾铁矾的形成也被固定,“酸、毒、缺磷、低钾”强烈障碍农作物正常生长,变得青黄不接(下图右)。
为了提高水稻产量、高效排出我体内的“酸毒”,资环所土壤与肥料研究室主任唐拴虎团队通过筛选了耐酸水稻品种,研发专用改良剂,优化排酸技术,同时运用氮磷钾专用营养技术、土壤改良技术,改善根系生长环境,形成反酸田/酸性田改良与产量提升技术模式,我的土壤肥力也因此提升了1-2个等级。
该模式较农民习惯施肥平均亩增产112.4kg,增产率为30.6%。增产原因为土壤pH提高,交换性酸、交换性铝和有效锰含量显著降低,有效磷、速效钾含量获显著提高,改善了土壤磷钾供应能力与养分间的平衡性。“这充分说明,华南稻区反酸田改良与产量提升技术研究与示范技术,不仅能改善土壤环境,还具有显著稳定的增产增收效果。”唐拴虎自豪道。
现在,我的“发量”浓密又浑厚(下图左),看农民伯伯两手竖起大拇指,笑得有多开心。
“冷浸田”不“高冷”
亩均增产稻谷75公斤以上
我姓“冷”,这个字也贯穿了我的前半生,大山之间的山沟、平原湖沼的低洼地,以及山塘、水库堤坝的下部等区域,是我的容身之处。
据不完全统计,我的同胞——冷浸田在全国约有6000万亩,其中江南地区有3000万亩以上,广东省270.1万亩。
由于地势低,长期冷浸渍水、土粒高度分散、养分有效性低和还原性有毒物质多(Fe2+、Mn2+),形成了“冷、烂、毒、瘦”四大特征,这也是我成为中低产田的主要因素。
针对我具有的土温低、水渍害特性,资环所徐培智所长团队筛选出蓉18优188、蓉稻415等8个耐冷抗逆水稻品种,水稻移栽前开厢或起垄,人工或机械开厢,厢宽1.2-3 m,沟宽15- 30 cm,深度20-30 cm,厢沟贯穿整个稻田,起到了良好的排水效果。为了给我“保暖”,或为我盖上超薄地膜后栽培,或为我施用改良剂生物碳或硅钙肥。
不同地区实施方法不同,如四川厢式栽培单季稻增产8.9%,重庆垄作结合改良剂增产18.2%,浙江覆膜旱作增产12.0%,土壤Fe2+和Mn2+含量降低40%。因地制宜地开展冷浸田治理研究,改善冷浸田土壤质量,冷浸田可转变为中高产田,实现亩均增产稻谷75公斤以上。
值得关注的是,院里自主研发嗜冷性功能微生物的生物稻糠,填补了产品领域的空白。生物稻糠中的微生物与群落结构,能够增殖调控我体内的养分平衡,为耕层重建提供新的思路和途径。
作为广东省开展冷浸田治理研究的唯一综合性技术来源,土壤医院技术占有率达到全省冷浸田治理的95%以上。
此项成果不仅在广东落地,经江西、湖北、湖南、福建、安徽等省份大面积推广应用,社会、经济、生态效益显著。2013年-2015年,累计推广202.11万亩,与常规对照比较,亩均增产79.4公斤,新增稻谷1.58亿公斤,新增经济效益3.97亿元。
结语:一个真正的土壤改良技术孵化成熟,必将为土壤治理带来一场新的革命
默默耕耘广东农业资源环境保护和生态建设技术研究近30年,广东省农科院用科技创新服务“三农”,守护“绿水青山”,落实农业农村部、省委省政府关于保障粮食安全的政策精神,为粮食安全及健康农产品生产提供科技支撑。
“如何改善农村低产农田,助力乡村振兴,是全社会一直在思考的问题。”院里的专家说,将以土壤改良与耕地保育、植物营养与高效施肥、农业面源污染监测与治理、农田重金属污染土壤修复、废弃物资源化利用、富硒功能性农产品技术为重点研究方向的科研体系建设,为促进现代农业科技进步提供技术和人才支撑,为广东农业农村发展作出新贡献。
我的家族有着一个相当庞杂的体系,仅从外观上就有红壤、黄壤、棕壤、黑土等十余种,“成为一方净土”是我们的愿望,看到农业科学家怀着宏伟的蓝图,为我们到处奔走,土壤家族成员们欣喜不已。
馈赠是相互的,相信在广东省农科院的帮助下,小土和人类能够继续和谐相处。