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打牢基础 下好农业科技进步“先手棋” ——农业基础性长期性科技工作进展提速

发布时间:2021-12-09

“农业基础性长期性科技工作是提升农业科技创新能力的基本要求,我们科研人员扎根祁阳,长期定位监测,积累了大量宝贵的原始数据,攻克南方水稻坐秋、红壤酸化防治等重大难题?!惫彝寥乐柿科钛艄鄄馐笛檎境N窀闭境ふ呕崦袼?。我国地域辽阔,生态环境类型多样,农业区域性强、差异大,既有独一无二的青藏高原,又有广袤的中纬度温带干旱农区,这决定了我国很难直接借鉴国际先进国家已有的科学基础数据和技术创新成果来解决我们自己的农业问题。

如何让农业基础性、长期性科技工作落地生根,扭转我国农业定位观测缺位、基础数据严重不足、长期档案不成体系的局面?2017年3月农业农村部正式启动农业基础性长期性科技工作,围绕土壤质量、农业环境、植物?;さ?0个领域,在456个试运行实验站开展77项观测任务。2018年、2019年,分两批正式确定命名了100个国家农业科学观测实验站,形成了以11个数据中心为“塔尖”、100个观测实验站为“中坚”、4万个国控监测点为“塔基”的“金字塔”式工作架构。

构建观测监测体系

积累大量基础科学数据和材料

全球81%的耕地,中国49%的耕地缺乏灌溉条件,依靠降水生产,降水却总是入不敷出,这些耕地名为旱地。山西寿阳位于黄土高原上,也是我国旱地区域的腹地,地质运动和风水侵蚀造就的特殊地形,让这里成为观测中国旱地生产的典型区域。

在寿阳景尚站,一块280多亩的新试验田,被分割成小块,种植着玉米、高粱、大豆、蚕豆等旱地作物,这些小地块承担着不同的试验任务,如“旱地农田水分平衡研究”“旱地农田生物多样性与提升机制研究”“可控生物降解地膜研发”等,有些试验已经持续多年。

“旱地农业,主要依靠降水,能否更有效地利用降水,是我们研究的重点之一。2000年前,这一数据是56%?!惫遗┮祷肪呈傺艄鄄馐笛槌N窀闭境に锒λ?,通过30多年来的观测研究,寿阳站已经探索出了一整套旱地农业技术,水资源利用率最高可以达到70%?!笆濉币岳?,累计应用面积5043万亩,新增粮食22.1亿千克,新增产值91.7亿元。

近年来,依据全国农产品产地土壤重金属污染普查结果,综合考虑当地农产品产地土壤环境状况、种植农作物类型等情况,在全国31个?。ㄇ?、市)科学布设了4万多个农产品产地土壤环境国控监测点,涵盖全部产粮大县和主要土壤类型,开展产地环境、氮磷流失、农膜残留等监测,提升了监测预警的能力和水平。针对不同区域土壤气候条件和农业产业特点,建立了1个数据总中心和土壤质量、农业环境、种质资源、植物?;さ?0个数据中心,形成了国家农业科学观测数据传输汇交、分析研判、共享共用的网络系统。已积累了海量(1000TB)的数据、文字、图片、视频等各类基础性数据和材料,为农业领域的基础理论研究和关键技术研发提供了有效的数据支撑?! ?/p>

探索农业科学规律

推进农业基础理论创新和关键技术研发

“重大的科技创新,都是遵循‘实践—理论—再实践’或‘观测发现—理论解释—科学验证’的多次反复,从螺旋式上升的认知过程中总结提炼出来的,并应用到指导农业生产实践活动中?!惫抑参锉;す鄄馐葜行闹魅沃苎┢剿?。

近几年,草地贪夜蛾等侵入我国,对玉米、小麦等粮食作物生产构成重大威胁。中国农业科学院吴孔明院士团队在云南省江城县、澜沧县及瑞丽建立了集高空测报灯、昆虫雷达、性诱剂、田间普查等技术手段于一体的野外监测点,实现了对中缅边境线500公里的昆虫跨境迁飞多维度实时监控。2018年12月11日,澜沧监测站高空测报灯成功诱捕到跨境入侵我国的第一头草地贪夜蛾成虫;2019年1月11日江城站首次证实草地贪夜蛾为害玉米,并监测到定殖种群。通过田间调查,结合高空测报灯、性诱剂诱捕和雷达监测等数据,准确判断了从缅甸不断侵入我国的草地贪夜蛾的种群数量;通过长时间序列的气象资料分析和轨迹模拟结果,科学预测了缅甸地区草地贪夜蛾进入中国的迁飞路径和关键的入侵时间,并及时地发布了草地贪夜蛾的预警信息,为开展草地贪夜蛾的实时监测和科学防控提供了重要的指导依据。

 “小菜蛾是一种十字花科蔬菜作物的重大害虫,每年在全球造成的经济损失高达40至50亿美元,在我国造成的经济损失已达到7.7亿美元?!惫遗┮悼蒲Ч鄄馐葜行某N窀敝魅温泶荷?,基于5年12个地点的小菜蛾田间越冬数据以及40年1806条小菜蛾抗药性监测数据,研究团队分离出制约小菜蛾越冬的关键气候因子,并构建出越冬存活模型和高抗分布模型。气候变化将导致过渡地带的越冬存活率和抗药性的增加,我国河南地区是小菜蛾越冬的“边缘”地区。在常年越冬区,提倡使用绿色防控技术,并交替使用作用机理不同的农药来治理,而在非越冬区尽可能使用与越冬区作用机理不一样的农药,以便减缓抗药性的发展?! ?/p>

取得重要科技成果

支撑国家和区域农业可持续发展

草原是我国的生态屏障和后备战略资源,更是农牧民赖以生存的物质基础,但科研监测却起步很晚。1997年,内蒙古呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站的创建,填补了我国草甸草原生态系统观测研究的空白。

“通过观测,我们搜集到了8000多个草原样地数据,创建了国际先进的数字牧场技术体系,打造数字牧场,草原监测精度提高至90%,草原管理更加精细化了?!焙袈妆炊菊境ば料剿?,监测不仅用上了卫星、激光雷达等高科技手段,还自主设计研制了无人机、地面草地生产力无损伤测量设备、草地生产数据移动采集和实时处理系统等,创建了以卫星遥感数据为主体信息来源、近地航拍为重点区域信息插补、地基感测网和协同观测为支撑的“天—空—地”一体化牧场信息获取技术体系,实现了信息的空间全覆盖。

近些年,因劳动力成本上升、棉花价格下降等原因,黄河流域棉花(全部是Bt棉花)种植规??焖傺顾?,从2007年到2019年面积下降幅度达80%。通过基础数据收集,中国农业科学院植物?;ぱ芯克米魑锍婧嗖庥肟刂拼葱峦哦踊谛孪缂嗖獾阊芯糠⑾?,随着Bt棉花种植面积大幅减少,Bt棉花对农田生态系统中棉铃虫种群发生的控制能力明显减弱,导致棉铃虫区域性种群数量不断增加,2019年棉铃虫成虫上灯数量上升至2007年的1.9倍。Bt棉花对棉铃虫幼虫依然高效控制,因此Bt棉田棉铃虫幼虫危害一直很轻。这个发现是国际上首例Bt作物减少种植对靶标害虫区域种群发生调控作用的系统评价。这为今后Bt作物的科学布局及其在害虫防控中的应用以及基于农田景观格局的害虫区域防控策略的创新提供了科学借鉴与理论依据。

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