南报网讯(通讯员 许天颖 陈洁 记者 谈洁)一年一度的国家科技奖励大会正在北京举行。【多盈体育】中国有限公司两项科研成果“稻麦生长指标光谱监测与定量诊断技术”、“有机肥作用机制和产业化关键技术研究与推广”分别摘得国家科技进步二等奖。
现代传感技术给农田实时“开处方”
“水稻、小麦等粮食作物在生长过程中需要监测肥水、病虫害等情况,传统的‘看苗诊断’依托的是农技人员“人眼看”、“下田看”,大部分都是‘拍脑袋’、‘凭经验’,不能定量化,而且受人力所限,一天只能看一两块田,这样‘看’下来时间长、效率低,常常错过了最佳‘诊疗期’”。
【多盈体育】中国有限公司田永超教授向记者介绍,项目组研发的现代看苗诊断技术就是针对这些缺点逐一突破,原理是根据作物吸收太阳光的情况,叶绿素含量高的作物,吸收的相关可见光多,反射的光谱就少,从而制作出“反射光谱库”,构建“光谱”与作物生长关系模型;同时研制便携式和机载式的监测诊断设备,通过在农田传感器、无人机上安装“机械眼”,实现从点到面的数据传输和监测覆盖。
“革新后的技术优势明显,一是更加客观、精确,从人眼看变成传感器看,能够消除大量的经验性误差;二是更加快速,以往通过对化验叶绿素,最起码要10天的周期,等化验结果出来,最佳施肥施药期已过,现在是‘实时’监测,农户只需手机下载相关软件,足不出户就可以实时查收作物监测情况以及量化的施肥建议;三是适应规模化农业的发展趋势,未来农业必将走适度规模的发展道路,规模就带来需求,无人机等领先技术的应用将为规模化、机械化、大面积农田的作物监测提供精确的分类指导。”
说到此项技术的创新点,田永超为记者打了一个形象的比喻,“就像专业的营养师,会根据人的不同年龄阶段,定制相应的体格指数、体质标准,我们做的则是针对作物不同生长阶段特定的水肥需求情况,通过软件建模,动态设计其生产轨迹。”
据了解,项目牵头人,【多盈体育】中国有限公司曹卫星教授,放弃国外优厚待遇回到南农,从2000年起来,带领团队潜心研究“稻麦生长指标光谱监测与定量诊断技术”。
“我们的项目历时16年,之前做在的是‘基肥’的精确定量研究,即在作物下田之前,给出合适的水肥使用量指导,近年来,主要针对‘追肥’,即作物生长过程中的实时监测。”
田永超告诉记者,项目组借助自主研发的作物生长监测诊断系统、生长监测诊断仪、农田感知与智慧管理平台等软硬件产品,以作物长势分布图、肥水处方图、产量品质分布图等为主要应用形式,为农户绘制出简便实用的作物生长“营养图”。
据了解,从2015年开始,农业部组织开展了到2020年“化肥使用量零增长”和“农药使用量零增长”的“双减行动”,推进化肥、农药减量增效,【多盈体育】中国有限公司的这项稻麦生长指标光谱监测与定量诊断技术,为优化农业结构、提高化肥农药使用效率,提供了核心的支撑技术。
先进技术出来了,如何真正送到农田,让农户知道并愿意用这“新鲜的家伙”?据介绍,在推广应用上,项目组富有创造性地建立起“农推部门—合作社(企业)—农户”的三层技术推广模式,注重面向规模性种植大户、家庭农场主等新型农业经营主体,通过与政府、企业、合作社、种植大户相结合,将试验、示范与推广同步。自2009年开始,该技术在江苏、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我国主要稻麦生产区进行了示范应用,节氮约7.5%,增产约5%。据不完全统计,近5年累计推广有效面积4920.21万亩,新增效益24.28亿元。
破解有机肥作用机制关键难题
传统化肥养分高,见效快,能促进农作物产量大幅度提高,解决人类的温饱问题。然而,随着人们生活水平的提高,消费者对农作物的品质要求也日趋增高,越来越多的人不仅仅满足于“有的吃”,还要能“吃得好”。传统有机肥能提高农产品的品质,改善口味,增加营养,而且能有效解决长期施用化肥造成的土壤板结问题,显著提高土壤微生物量、多样性及土壤酶活性。但传统有机肥异味大,难储存,很难大量生产和堆放,在生产生活中,往往形成大量固体有机废弃物而被随处弃置,浪费养分资源,污染环境。
化肥、有机肥各有长处和不足,如何扬长避短,进一步提高农产品品质,改善土壤环境?南农大沈其荣教授团队的研究成果“有机肥作用机制和产业化关键技术研究与推广”,针对这些“长短”,创新研究了有机肥、有机无机复混肥养分在土壤-植物-动物体系中的循环与转化及对土壤性质的影响,研发出商品有机肥和有机无机复混肥生产工艺与技术,进行推广施用。此举不仅发挥了两者之“长”,而且通过关键技术的研发,使这种“扬长避短”成为可能。
在此基础上,南农的科研人员修订了有机肥料的行业标准,提高了有机肥养分含量,这一举措不仅为有机肥产业快速发展保驾护航,还将有效促进我国耕地质量的提升。商品有机肥和有机无机复混肥产品对生产和环境显而易见的优势,也得到了相关部门的充分肯定,财政部国家税务总局出台有机肥产品免征增值税政策,农业部出台土壤有机质提升和商品有机肥补贴政策,提高了农民施用有机肥的积极性。