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田间扶贫者:节水灌溉“黑科技”促蔬菜产量翻番

2020-09-23 19:23:43 来源:桓台农业网 编辑:admin

在北京南六环外的中国农业大学通州实验站,秋日的稻田已经染上了一层金黄色,皮肤晒得黝黑的严海军立于田间。在这些试验田上,严海军不断尝试,积累出最新的节水灌溉技术并推广至全国,帮助农民增收脱贫。常年奔波于田间地头,今年46岁的他已经生出许多白发。

“农业科技助力精准扶贫的具体体现,就是让先进实用的技术及装备应用到田间地头。这一过程中,农民也要转变观念,不能用传统习惯使用新技术。”作为北京农业工程学会副理事长、中国农业大学水利与土木工程学院教授,严海军近年来帮助新疆、内蒙古、宁夏等地的贫困地区企业、合作社、农户,解决了农田灌溉的实际困难。

今年,他在北京市科协的推荐下获评2019年全国科技助力精准扶贫先进个人。

田间扶贫者:节水灌溉“黑科技”促蔬菜产量翻番

严海军在中国农业大学通州实验站介绍圆形喷灌机。新京报记者 张璐 摄

百米长铁管垂下数十个喷头,为作物精准“喂肥”

在中国农业大学通州实验站,一个长达百米的铁管道,像机械臂一样“凌驾”在玉米地上,铁管道每隔几米就垂下一个喷头。巨大的“机械臂”仿佛半圆的量角器,以圆点为中心,慢慢“划过”玉米地。在旋转的过程中,悬下的数十个喷头不仅能灌溉,还可以喷肥。

“这套设备是我们研发的圆形喷灌机,试验地面积小,喷灌机只能旋转180度,而国内常用的机器360度转一圈,能覆盖300-500亩地。”严海军说。

作物长势好不好,除了种子质量和播种技术,水肥管理也是关键。在喷灌机的“圆心”位置,泵注式施肥装置把肥料按比例注入水中,通过管道和喷头进行灌溉施肥。“以往大水漫灌式的施肥,地面白花花一片,作物来不及吸收的养分随着水渗入地下,不仅白花钱,还容易污染地下水。”中国农业大学水利与土木工程学院教授、通州实验站站长杨培岭说,喷灌机通过水肥一体化喷灌方式,可以适时、适量满足农作物对水分和养分的需求。

说到“黑科技”,喷灌机的喷头大有讲究。严海军解释,离中心点最近的喷头,水压最高,但灌溉面积最小,相反在远端的喷头,覆盖面积******,却因压力下降出水量降低。为了解决这个矛盾,喷头选型非常重要,团队特意比较了不同种类的喷头,喷洒形状、是否自旋、喷嘴直径等各不相同,再将它们在一根铁管道上优化配置。

“我们到了宁夏,那边土地面积广,大点的喷灌机一台要用上200多个喷头,灌溉面积上千亩。人工配置困难,我们还利用自主研发的软件和水力模型进行科学配置。”

喷灌机本身还带有计量设施,能实现用水计量,喷头上面加装了电磁阀,可以单独控制喷头,实现变量灌溉。喷灌机旋转快慢、方向都可以调节。

技术改良使蔬菜产量翻番,直接带动贫困户脱贫

“我们搞农业节水,要摸透作物需水需肥的规律,再用现代灌溉设备精准施水施肥,做到节水、省肥、增产。”近年来,在各地培训、田间指导、示范推广技术时,严海军帮助农户解决了不少实际问题。

“2018年冬天,严老师来我们这儿的扶贫基地做技术改良,直接带动了贫困户增收。”新疆和田地区和田县合融农业发展有限公司负责人彭丽说,在当地,西红柿是很重要的蔬菜。一个长60米、宽7米的大棚,以往一茬西红柿产量是2.5-3吨,运用水肥一体化技术后,产量直接翻番到5-6吨,一年产出就能多1.2万元。“如果维吾尔族老乡一户有两个大棚,增收两万多元就是一笔不小的收入,有的人家直接脱贫。除了西红柿,黄瓜的产量也增加了30%-40%。”

滴灌技术水用得少,抽水的电费也直接下降。彭丽说:“我们公司在产业园有300个大棚,光是电费一个月就能节省5万多元。”此外,基地管理人员的成本也大大降低。以往十几名女工每天起早贪黑拿水管浇水,水浇多浇少还总拿不准。有了水肥一体化技术,100个大棚只需要一个开关。

“我们农业公司为老乡托管大棚,老乡也在大棚打打零工,我们每月给老乡2000元左右的兜底工资,增收的部分也按比例分配。公司通过技术改良赚得多了,老乡拿到手的就多,有七十多个人因此脱贫。”她说。

苜蓿以“牧草之王”著称,由于草质优良,畜禽都喜食。“如果水肥得当,1000亩地三茬收货500吨苜蓿干草没问题”。严海军说,此前在宁夏吴忠国家农业科技园,1000亩地头茬仅收获60吨苜蓿。今年6月,他到现场考察时发现,当地的水泵压力、喷头配置都有问题。“我根据实际情况重新进行了配置,苜蓿第二茬就收获了140吨,增收的80吨给当地带来了20万元的收入。”

田间扶贫者:节水灌溉“黑科技”促蔬菜产量翻番

严海军介绍圆形喷灌机的喷头。新京报记者 张璐 摄

将运用5G、传感器技术,建立作物生长模型

“我国未来的农业发展模式,一定是集约化的农业生产,圆形喷灌机这种大型设备将是主流设备。目前在高标准农田建设中,这也是首推的喷灌技术。”严海军说,近些年,国内圆形喷灌机主要用于灌溉小麦、玉米、马铃薯和苜蓿。

他算了一笔账,机器越长相当于“半径”越长,喷灌的范围越大。“喷灌面积越大,投资越低。使用喷灌机,以每台灌溉500亩为例,一亩投资约四五百元,使用寿命达到20年以上,也就是一亩地一年投资只有20元。”

他说,互联网、计算机、无线传感器技术,以及5G、北斗技术等技术的发展,都为农业灌溉智能化提供了技术保障和硬件支撑。“我们正在研究给喷灌机加装传感器,获取作物高度等生长信息,同时根据土壤的墒情信息和气象参数等综合分析,建立作物的生长模型,结合农民经验准确掌握水分需求规律,对作物进行精准灌溉。”严海军说,尽管数据处理量和分析量非常大,但是5G技术为数据传输提供了平台。“预计未来10年,这些技术将逐渐成熟,并指导农业生产。”

■对话

农民要转变观念,不能用传统习惯使用新技术

新京报:农业节水灌溉有什么样的意义?

严海军:我国降水时空分布不均,有旱涝灾害多发、并发的突出特征。水安全是粮食安全的基础,节水农业对促进水资源高效利用至关重要。

我国水资源总量约为2.8万亿立方米,实际年用水总量6000亿立方米左右,其中农业用水量约为3600亿立方米,占全国总用水量的62%左右,预计这个比例到2030年将维持在60%以下。

新京报:喷灌机水肥一体化技术能节约多少水?少用多少肥?

严海军:目前,我国化肥的年消费量达5800万吨,总量和单位面积施肥量均居世界前列,但当季化肥的平均利用率只有30%-35%,与发达国家相比,低了约20个百分点。

长期以来,施用化肥过量、氮磷钾肥料配比不合理以及大水漫灌等落后方式,造成大量肥料淋失,这是农业面源污染的主要原因。我们正在进行的重点研发计划项目比习惯方式减施化肥10%-12%,化肥利用率提高5-6个百分点,使农作物平均增产3%以上。

以我们在通州实验站多年开展的冬小麦试验来说,应用喷灌机水肥一体化后,与传统水肥管理相比,冬小麦每亩地节水36立方米,增产18.9%,水分利用效率提高25%。

新京报:你认为科技在精准扶贫和助农脱贫方面,可以发挥什么作用?

严海军:精准扶贫应该是广义的,在我国农村不仅需要物质扶贫,更需要智力扶贫。我们需要将一大批先进实用的农业生产技术输送到贫困地区、边远地区。

农业科技助力精准扶贫工作的具体体现,就是将先进实用的农业生产技术及装备从书本、实验室走出来,应用到田间地头,真正被农户所掌握。

在这个过程中,农民要转变观念,不能用传统习惯使用新技术,同时要提升文化水平,尤其是一些装备技术的使用需要具备专业技能。最后是资金和政策支持,有些设备单次投资量较大,经济效益也高,但是对于一般农户投资压力较大,这时就需要政府的扶持。

新京报:2020年是全面打赢脱贫攻坚战收官之年,你对未来工作有哪些展望?

严海军:“脱贫攻坚”是我们科技工作者真正发挥作用的时刻,我们更有责任作出贡献。目前,我在行政方面的工作少了,希望有机会到西部挂职,通过中国农业大学的技术支持当地农业发展,解决当地问题。

在北京市科协的指导下,北京农业工程学会也在北京为“两田一园”(粮田、菜田、果园)农业高效节水工作进行技术支撑。未来,我们还将继续在门头沟清水镇黄安村开展科技帮扶工作,帮助杏农掌握科学的节水高效生产技术。

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