文|姚建民 山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟研究所

山西省農(nóng)業(yè)科學院滲水地膜雜糧旱作高產(chǎn)技術創(chuàng)新團隊研究開發(fā)滲水地膜機械化旱作技術，實現(xiàn)小雨資源高效利用，有效提升作物產(chǎn)量，助力科技扶貧。在2018年全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技工作會議上，團隊代表以滲水地膜機械化旱作技術做典型發(fā)言，得到了與會代表的認可，“相關技術值得在更多的地區(qū)推廣”。

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開水，而干旱缺水已經(jīng)成為世界性難題,高效利用水資源是21世紀農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵技術。中國是世界上旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史最久的國家之一，如何讓干旱的土地“喝飽”并“鎖住”更多的水分，實現(xiàn)農(nóng)水集約增效，利用科技破除農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約瓶頸，我國在旱地農(nóng)業(yè)技術理論和實踐這條艱苦探索的道路上從未停歇。

科研攻關 滲水地膜高效利用小雨資源

山西省農(nóng)業(yè)科學院滲水地膜雜糧旱作高產(chǎn)技術創(chuàng)新團隊研究開發(fā)滲水地膜、可完全生物降解滲水地膜、雜糧覆膜種植機械和冷涼干旱山區(qū)有機旱作技術，可以高效地將小雨資源利用，水肥利用率成倍提高，產(chǎn)量成倍增長，節(jié)約成本，全生物降解滲水地膜，符合綠色發(fā)展的理念。

我國北方地區(qū)耕地主要是旱地，旱作技術對于農(nóng)業(yè)意義重大。為了從根本上找到提高旱地糧食產(chǎn)量的途徑，研究團隊統(tǒng)計分析多年的降水資料，對半干旱區(qū)氣候變化和土壤分布特征進行了深入研究。首次研究出半干旱區(qū)旱地年降水量多數(shù)在300毫米～500毫米之間，而10毫米以下的小雨發(fā)生頻率高達70%以上，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上多數(shù)為無效降水，生產(chǎn)上天然降水利用率只有30%左右。這些小雨年總量高達150毫米左右，占總降水量的35%～50%，全年累積起來每畝多達100立方米左右，相當于莊稼2-3次的灌溉用水量。可這100立方米左右的水由于瞬間蒸發(fā)基本無法起到任何作用，高效利用這些寶貴的無效降水，對旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的開發(fā)潛力巨大。

普通地膜只有增溫與保墑作用，研究團隊通過多年探索試驗，獨創(chuàng)研究開發(fā)出雙層非對稱線性微孔滲水地膜。滲水地膜具有局部微米級雙層結(jié)構(gòu)的微孔，在膜的結(jié)構(gòu)上比普通地膜增加了滲水功能和透氣功能；彌補了普通地膜不能滲水的缺陷，有滲水功能就可以將天然降水中的微雨水資源滲入膜下，將無效的小雨資源高效收集利用起來；由于雙層微孔結(jié)構(gòu)在滲水的同時，可將入滲到膜下的水分得以保持，水的滲蒸發(fā)得到明顯抑制。

由于具有透氣功能膜下好氣性微生物是菌肥菌，利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化利用，提高表土層肥料利用率，而普通地膜不通氣膜下是厭氧環(huán)境，厭氧菌將土壤中肥料轉(zhuǎn)化成毒素，降低了土壤肥力。使用后期滲水地膜將形成米粒大小的不規(guī)則孔，使地膜呈現(xiàn)篩網(wǎng)狀，既能使大雨快速入滲，又能為生活能力降低的作物根系提供較多的氧氣，迅速恢復根系活力，促進作物生長發(fā)育進程，大幅度提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量，更適于冷涼旱作區(qū)雜糧高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

在春季或氣溫較低的季節(jié)，滲水地膜與普通地膜有相似的保溫增溫效應，滲水地膜的膜下地溫僅比普通地膜的低1℃左右。在盛夏或高溫季節(jié)(氣溫＞35℃)時，滲水地膜下的地溫明顯低于普通地膜下的地溫，且隨氣溫的升高與普通地膜下的溫差增大。這樣，在低溫季節(jié)利于作物生長，在高溫特別是極端高溫季節(jié)或高溫時刻由于比普通地膜的地溫低，更能起到護根和促進作物生長的作用。

微通氣和自動調(diào)溫的結(jié)果，使?jié)B水地膜具有抗老化的功能。經(jīng)試驗，在玉米等作物收獲期，滲水地膜仍具有較大的彈性、地面覆蓋保持完好狀態(tài)，很容易從地面剝離，造成的土壤殘留污染大大降低。

研究團隊與中國科學院長春應用化學研究所聯(lián)合協(xié)作攻關，成功地開展了聚碳酸酯PPC全生物降解滲水地膜的研發(fā)與試驗示范，實現(xiàn)了降解滲水地膜周年覆蓋保水，來年全部無害化分解，畝用量少，生產(chǎn)成本低，綠色環(huán)保，是替代現(xiàn)在聚乙烯PE地膜的最理想產(chǎn)品。

在寬幅滲水地膜試驗示范推廣過程中，量身設計開發(fā)出2MB-1/4波浪形鋪膜精量穴播機系列產(chǎn)品以及波浪形覆蓋模式，實現(xiàn)了開溝探墑、鋪膜、壓膜、定量覆土、精播、鎮(zhèn)壓、波浪微地形集雨等多道工序的一次性作業(yè)，免間苗、免除草，基本上實現(xiàn)機械化旱作，是提高土地產(chǎn)出率和勞動生產(chǎn)率的全新現(xiàn)代化技術。同時，還在谷子、高粱、豆類、油菜、麥類、藥材等多種作物上進行了大面積示范推廣，平均增產(chǎn)60%以上。

傾力推廣 幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收

滲水地膜適宜在半干旱冷涼區(qū)進行推廣，分布在降水300毫米到450毫米區(qū)域，我國最適宜在長城沿線、內(nèi)蒙古東部和東三省西部、青海省與新疆北部等地區(qū)推行。目前上述鐮刀灣地區(qū)的所有省區(qū)成功地進行了試驗示范，2017年推廣70萬畝，增產(chǎn)幅度50%以上，成為山西省等地扶貧的主推技術，2018年預計近百萬畝。

滲水地膜技術研發(fā)從小雨資源的潛力分析，到滲水地膜的構(gòu)想，產(chǎn)品研發(fā)，配套機具，覆蓋模式，攻克了無數(shù)的技術難題，使這套技術達到了有效和實用。但從科研實驗室到百姓們的農(nóng)田，從書本上的文字變成農(nóng)民能熟練運用的技能的轉(zhuǎn)化不止“最后一公里”，而是十幾年堅持和上千公里的田間奔波。

研究團隊長期深入貧困山區(qū)，瞄準半干旱地區(qū)冷涼干旱、缺水少雨的實際，開展技術攻關，通過高度創(chuàng)新和高度集成的物化技術解決短板，取得了良好的示范成效。滲水地膜旱作高產(chǎn)技術是一項多學科、高集成的創(chuàng)新成果，涵蓋了農(nóng)業(yè)新品種、新產(chǎn)品、新工藝，不僅實現(xiàn)了良種良法配套，還形成了農(nóng)機與農(nóng)藝的有效結(jié)合，鋪膜播種一次完成，作業(yè)效率大幅提高，但在技術推廣的過程中需要專業(yè)的指導、示范。在推廣過程中也遇到很多難題，一些邊遠貧困山地丘陵區(qū)要整套推廣成套技術缺乏規(guī)模支撐，有的地區(qū)缺乏配套農(nóng)業(yè)機械，有的耕地大小、坡度情況不一，有的農(nóng)民必須親眼看到效果才用，示范對比工作量十分繁重。為使項目推廣順利實施，團隊成員每年整個春季都奔波于數(shù)千公里的田間地頭，對農(nóng)戶進行一組一組田間培訓，面對對、手把手教學。

團隊技術推廣在建立起多個千畝示范片后，示范帶動性強，農(nóng)民認可度高，得到政府部門的重視。有了政府的支持，培訓和推廣工作才順利進展。多部門聯(lián)合推進協(xié)調(diào)組織效率高，通過對企業(yè)、合作社的重點扶持示范，做給農(nóng)民看，教會農(nóng)民干，打通了產(chǎn)供銷渠道，帶動了貧困種植戶的大面積應用。這種技術轉(zhuǎn)化推廣的方式，市場路徑好，符合國家鐮刀灣地區(qū)農(nóng)業(yè)調(diào)產(chǎn)政策和國家扶貧產(chǎn)業(yè)政策。

滲水地膜機械化旱作技術，增產(chǎn)增收成效顯著。經(jīng)過大面積試驗示范，應用滲水地膜技術給旱地增加灌溉水，旱地糧食作物比普通地膜覆蓋增產(chǎn)30%以上，比無覆蓋的增產(chǎn)一倍，并創(chuàng)造出了旱地玉米噸糧田和旱地谷子千斤田，其中，神池縣示范田的谷子平均畝產(chǎn)達到664．365千克，最高達到687．215千克，創(chuàng)下山西省乃至北方地區(qū)千畝規(guī)模旱作谷子的最高紀錄，超過全國旱地谷子畝產(chǎn)紀錄，農(nóng)民增收顯著。

成效顯著 助力科技扶貧

2017年山西省貧困縣計劃在15個貧困縣推廣21萬畝進行推廣滲水地膜旱作谷子技術，由山西省農(nóng)業(yè)廳、省扶貧辦、省農(nóng)機局和研究團隊聯(lián)合實施，最終在山西省40個貧困縣推廣完成60多萬畝，旱地谷子產(chǎn)量普遍達400kg以上，比傳統(tǒng)種植畝產(chǎn)230kg增產(chǎn)170kg以上，高產(chǎn)田畝產(chǎn)超過500kg，總增產(chǎn)10．2萬噸，總增收4．08億元，助力20多萬貧困戶實現(xiàn)脫貧增收，山陰等縣摘掉了貧困縣帽子。

位于山西省北部雁門關生態(tài)區(qū)的山陰縣旱坡地海拔1200m左右，位于大同火山群富硒土壤地區(qū)，年均降水370mm，年均氣溫7℃，一月氣溫-10℃，七月氣溫23℃，無霜期130天。生長期無高溫高濕天氣，病蟲害發(fā)生少；晝夜溫差大，籽粒灌漿飽品質(zhì)好。2017年，山陰縣合盛堡鄉(xiāng)雙山村成功示范推廣旱地滲水地膜谷子1000畝，平均畝產(chǎn)量由原來的150公斤增加到450公斤，每畝折合小米350公斤?！皶x谷21號”谷子品質(zhì)好，小米中硒、鐵和鋅含量高，由于是不施化肥只施牛糞，不灌溉、不除草，不打農(nóng)藥，注冊了“關外火山土”商標，小米售價每公斤60元，畝產(chǎn)值高達21000元。農(nóng)機專業(yè)合作社帶頭人陳永和將全村25個貧困戶納入合作社，實現(xiàn)了整村脫貧，成為朔州市的扶貧標兵。該品牌小米在深圳市場簽訂了百萬斤訂單，2018年村民們正在策劃種植更大種植面積。

科技產(chǎn)業(yè)扶貧是檢驗科技成果水平的試金石，也是發(fā)現(xiàn)新領域形成新產(chǎn)業(yè)的過程，科技產(chǎn)業(yè)扶貧必然形成新興產(chǎn)業(yè)。山陰縣滲水地膜谷子2015年種植1萬畝，2016年2萬畝，2017年4萬畝，2018年6萬畝，滲水地膜機械化旱作技術成為了山陰縣脫貧致富支柱產(chǎn)業(yè)，帶動優(yōu)質(zhì)谷種植、特色小米加工、谷草飼料、谷草食用菌等一大批科技扶貧產(chǎn)業(yè)應運而生。

陜西省佳縣是科技部對口扶貧縣，當?shù)乜萍疾块T積極引進滲水地膜旱作谷子技術，2017年在方塌鎮(zhèn)和金明寺鎮(zhèn)大面積示范種植，旱地谷子產(chǎn)量收入均翻番，得到貧困種植戶的一致稱贊和縣委縣政府的高度肯定。2017年12月8日，科技部副部長徐南平一行專程到示范點方塌鎮(zhèn)羊塌村農(nóng)田實地考察，深入貧困戶調(diào)查訪問，詳細了解此項技術增產(chǎn)增收情況和對佳縣“東方紅、佳佳佳”等優(yōu)質(zhì)小米品牌的帶動發(fā)展情況，并指示2018年要加大示范規(guī)模。佳縣政府與研究團隊簽訂了產(chǎn)學研協(xié)作協(xié)議，助力科技扶貧。滲水地膜旱作高產(chǎn)技術是助力產(chǎn)業(yè)脫貧的重要技術支撐，研究團隊將進一步開展全生物降解地膜配方與工藝攻關，適于多種作物的山旱地機械的研發(fā)和節(jié)水省工旱作技術模式的研究與示范。主要在山西省呂梁山集中貧困片區(qū)、雁門關冷涼干旱農(nóng)牧交錯生態(tài)區(qū)、遼西半干旱生態(tài)區(qū)、晉陜蒙半干旱貧困山區(qū)、西海固半干旱貧困片區(qū)繼續(xù)做好滲水地膜旱作高產(chǎn)新技術的示范推廣工作，擴大應用規(guī)模，提高應用實效，大幅度增加社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益，助力脫貧攻堅。