水稻單産仍有較大增産潛力
中國工程院院士張洪程
➤從比較研究與示範結果來看,水稻從種到收全過程的主要環節都蘊藏着增産潛力
➤緊扣水稻全程機械化栽培,部分地區創造條件走向栽培“無人化”,加大科技定向投入與攻關,推出適合不同主産區的現代化栽培技術
➤稻麥生産“無人化”可以大幅提高作業效率、降低種植成本,也是解決未來糧食怎麼種、靠誰種的關鍵
➤加大研發製造利於作業轉場的小型化、適用性強的新型農業機械,並降低農機使用成本
文 |《瞭望》新聞周刊記者 扈永順 羅江
今年中央一號文件提出,把糧食增産的重心放到大面積提高單産上,確保糧食産量保持在1.3萬億斤以上。
具體到水稻,單産提升潛力還有多大?“精確定量栽培理論與技術是實現大面積水稻單産提升的重要途徑。”中國工程院院士、原國家水稻産業技術體系長江下游稻區高産栽培崗位科學家張洪程向《瞭望》新聞周刊記者介紹,不同地區不同品種,只要因地因種精確定量栽培,水稻都可以獲得高産乃至超高産。
張洪程帶領團隊通過壯秧培育、精準栽插,肥水按葉齡進程精確調控等技術,創造了稻麥兩熟制水稻高産紀錄。在他的帶領下,團隊開展水稻豐産優質高效協同栽培、綠色超高産栽培、稻麥“無人化”栽培等多個農業關鍵核心技術攻關,所研創的多項水稻栽培技術入選全國農業主推技術。
“確保糧食産量保持在1.3萬億斤以上,科技工作者要因地制宜突出主攻目標與重點,推出能落地的重大成果,為我國稻米産業高質量發展與口糧安全作出貢獻。”張洪程説。
從種到收全過程蘊藏增産潛力
《瞭望》:我國水稻單産提升潛力有多大?
張洪程:充分挖掘我國水稻單産潛力是保障國家糧食安全的重大需求。近十多年來,我國水稻種植面積穩定在4.5億畝左右,單産和總産持續穩定提高。從2017年單産突破470公斤/畝,連續7年單産穩定在470公斤/畝以上水平,2023年全國水稻種植面積為4.34億畝,單産達475.8公斤/畝,總産達2.1億噸。這在世界處於較高産量水平,但仍存在較大的增産潛力。
2006年以來,我們團隊設計統一的精確定量栽培方案,相繼在江蘇、浙江、安徽、江西等地進行不同品種在統一栽培模式下的生産力研究。結果表明,水稻栽培上蘊藏着較大的現實增産潛力。
2023年我們團隊在江蘇溧陽、宿遷採用精確定量栽培,不同類型品種單季稻畝産680~1017公斤,與江蘇平均單産相比,秈粳雜交稻、秈型雜交稻、常規粳稻、常規秈稻的平均産量分別高出294.6、187.4、192.8、129.4公斤。
此外,據針對我國南方稻區的有關研究,無論是早稻、中稻還是晚稻,一定規模的高産栽培示範田的産量是一般稻田的180%~200%,這説明增産潛力很大。
《瞭望》:通過哪些途徑能夠提升大面積水稻單産?
張洪程:從比較研究與示範結果來看,水稻從種到收全過程的主要環節都蘊藏着增産潛力。
第一,因地制宜鑒選與利用豐産優質高效的優良品種。通過規範性的田間比較試驗,綜合評價不同水稻的産量、品質、氮肥利用效率等性狀,篩選出適合當地的豐産優質高效協同的水稻品種。以江蘇粳稻為例,“十三五”期間,我們依據建立的評價標準篩選出了南粳5718、南粳46、南粳9108、寧香粳9號、蘇香粳100等,已成為大面積主推品種。
第二,合理選用栽培方式。目前水稻栽培方式主要有機插稻、直播稻與手栽秧。從有利於規模化、全程機械化與水稻穩定豐産等綜合因素權衡,機插栽培方式較為合理,尤其是在多熟制地區與熱量緊張地區。而在機插栽培中,缽苗機插産量優於毯苗機插。採用缽苗機插栽培技術已在不同生態區創造水稻超高産紀錄。我們在江蘇興化釣魚鎮進行缽苗機插栽培,2013~2017年連續5年畝産超900公斤,創造了稻麥兩熟制下高産世界紀錄;近兩年在浙江溫嶺市取得了晚稻缽苗機插比毯苗機插畝增産50~100公斤的實績。
第三,精確培育壯秧挖潛提産。即使選用了超級稻品種,也確定了最佳播期,若培育不出壯秧,想實現高産是比較難的。培育“齊、壯、勻”的適齡毯苗,有利於提高機插質量,減少漏穴,且栽後活棵快。超秧齡導致秧苗素質變差,機插時造成大量缺穴漏插現象,導致群體最終穗數不足,産量顯著降低。生産上需要重視解決不能及時適齡移栽,常栽超齡秧的突出問題。
第四,精細整地、精確栽插挖潛提産。通過精確計算基本苗數、調節栽插深度,以及精細整地等提高栽插質量。
第五,群體動態精確調控挖潛提産。抓住肥水耦合關鍵點,精確定量施肥,實施定時、定量灌溉。
第六,通過健康抗逆栽培挖潛提産。研究水稻品種耐性鑒定方法、評價標準和災害損失評估方法,選育抗災品種,創新避災抗災水稻種植制度和栽培技術,研究災害預警和抗災減災技術,建立品種、環境和栽培技術結合的災害防控技術體系。
五大主産區提升産能各有側重
《瞭望》:我國水稻栽培區域十分廣闊,生態、生産條件複雜,這種情況下你對水稻挖潛提産有哪些建議?
張洪程:我國是水稻生産大國,不同主産區大面積栽培水平差異較大。有些主産省近年來水稻種植面積下降,並且機械化栽培水平不高,單産水平也不高,部分還低於全國平均水平。因此各主産區在栽培上因地制宜進行技術創新與集成應用,是挖潛提産的重要途徑。
一是長江下游單季稻區,主要包括江蘇、上海,在稻麥兩熟制下種植常規單季粳稻為主,是地勢平坦的高産區,機械化栽培程度較高。近20年水稻單産總體上穩中有增,2023年江蘇、上海水稻單産分別為601.3、552.8公斤/畝,高出全國平均單産100公斤左右。建議加強大面積穩定高産優質高效協同規律與栽培新技術研究,創建畝産650-700公斤高産縣(市、區),帶動當地進一步優質高産增收;研究軟米等高端大米品牌標準化栽培技術;加強高質量秸稈精準無害化還田、肥水藥高效精準施用的綠色栽培新技術研發;研創達到綠色優質豐産高效協同的智能化“無人化”栽培新模式新技術。
二是長江中下游單、雙季兼作稻區,主要包括浙、皖、贛、鄂、湘,近20年來水稻單産穩中有升。該區是我國雜交稻分佈最廣泛的地區,建議加強雜交稻優質高産高效協同規律與適用機械化栽培技術研究;研究主要雙季稻地區兩季(包括再生稻)穩定豐産優質增效的協同規律與全程機械化栽培新技術;通過技術綜合集成與應用,盡快提高中低産地區的産量水平,使之達到全國平均水平;研究適合多元化需求的栽培新技術新模式,特別是稻田綜合種養新模式。
三是西南單季稻區,主要包括川、渝、黔、滇,該區以單季秈稻為主,近20年種植面積穩中有降,單産有所提升,川、渝高於全國平均水平,黔、滇低於全國平均水平。建議開展四川盆地高溫高濕寡照生態條件下穩定豐産優質高效協同規律與關鍵栽培技術研究;加強主要山地生態類型本土化穩産豐産優質栽培規律與栽培技術研究;加強多元化特色品牌稻米栽培技術研究;加強盆地平原、丘陵山區水稻全程機械化栽培技術研究與應用。
四是華南雙季稻區,主要包括粵、桂、閩、琼,近20年來面積不斷下降,該區單産穩中有升,但是我國單産水平最低的地區。建議保住面積,大力加強雙季稻(包括再生稻)大面積豐産高産栽培規律與突破性栽培技術研究;進一步加強長粒秈高端絲苗優質米標準化栽培研究;加強丘陵山區適用的全程機械化栽培技術研究;加強區域化抗逆防災的優質豐産協同栽培技術研究與集成示範。
五是東北寒地黑土單季稻區,主要包括遼、吉、黑等地,稻季有效積溫偏少,生長前期與後期均可能遇到低溫冷害,但地平土肥,機械化程度高,是優質水稻生産優勢區,且單産水平也較高。建議針對黑土退化等問題,突出秸稈高質量還田與創造土壤耕作相融合的黑土保育栽培模式研究;加強優質豐産高效協同栽培規律與技術的研究;加強高端品牌稻米標準化栽培技術研究;加強向前延伸生育期的長齡工廠化壯秧培育與高産優質栽培研究;加強智慧化、“無人化”、規模化栽培新技術研究;加強不同積溫帶優質豐産高效核心技術創新與集成應用研究。
《瞭望》:如何推動水稻先進適用栽培技術落地轉化與實踐應用?
張洪程:推動水稻先進適用栽培技術轉化應用,用高水平的標誌性實用成果引領水稻生産再上新&階,重點是緊扣水稻全程機械化栽培,部分地區創造條件走向栽培“無人化”,加大科技定向投入與攻關,推出適合不同主産區的現代化栽培技術;組織稻米産業大攻關,根據水稻産業高質量發展需求,在鑒選出區域豐産優質抗逆品種的同時,利用農藝農機高度融合的栽培模式、農田生態系統持續養護等先進技術成果,因地制宜地開展高水平的集成示範,創建單季水稻畝産700公斤、雙季水稻畝産1000公斤的超高産縣(市、區);創新推廣模式與機制,充分利用現代信息手段,有效調動技術人員積極性,實現技術供需的高效對接;完善政府推廣部門為主導、多元參與協同的産業技術推廣體系,提高社會公益性技術的擴散效率與技術應用效果。
“無人化”栽培技術解決勞動力短缺
《瞭望》:如何協調提高單産與農業勞動力短缺問題?
張洪程:目前我國稻麥等糧食作物播種面積已經超過1.12億公頃,但由於勞動力緊缺、生産成本高、作業質量差等問題,提高單産面臨很大挑戰。稻麥生産“無人化”可以大幅提高作業效率、降低種植成本,也是解決未來糧食怎麼種、靠誰種的關鍵。
2017年,我們團隊緊扣綠色豐産優質高效生産目標,系統開展稻麥耕種管收關鍵環節田間“無人化”作業技術研究與集成。我們研發了包括智能化育秧、栽插技術、無人機飛防高效植保技術、智能遠程控制灌溉技術和智能精準“無人化”收穫技術等,在江蘇多地示範推廣,增收效果良好。該技術被列為2021年農業農村部重大引領性技術,在江蘇省內推廣1500萬畝。
在未來,農田“無人化”技術不僅可以實現田間自動機器作業,農民不必下地耕種,還能達到全時作業,實現水稻豐産優質協同增效。
《瞭望》:我國接近2/3的水稻種植面積分佈在丘陵山區,如何解決丘陵山區水稻增産問題?
張洪程:提高農業機械化水平是農作物增産的重要途徑,丘陵山區地形地貌的複雜性、立體化,一直是制約糧食作物及其他農作物全程機械化的一個難點。
基於丘陵山區地形地貌與氣候條件複雜,農田基礎設施相對落後,建議加大研發製造利於作業轉場的小型化、適用性強的新型農業機械,並降低農機使用成本。同時,需加強農機農藝深度融合,開發的新型農機與本土化新農藝技術要融合配套,才能實現作物豐産與農民增收。□