馬鈴薯種植示范基地

 

 

 

碩大的馬鈴薯   卜葉攝

 

　　9月，內(nèi)蒙古烏蘭察布馬鈴薯綠色發(fā)展技術(shù)示范基地進(jìn)行了收獲的季節(jié)，一壟壟馬鈴薯列隊(duì)整齊，等待著“檢閱”。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所研究員金黎平迎接來(lái)自全國(guó)的馬鈴薯科研人員參觀試驗(yàn)成果。

 

　　“科研人員培育出眾多優(yōu)質(zhì)馬鈴薯新品種，如何保證這些新品種在全國(guó)落地結(jié)果，需要科研人員深入馬鈴薯種植的最后一公里，研發(fā)出適合當(dāng)?shù)氐囊惶追N植技術(shù)。”金黎平說(shuō)。

 

　　為探索不同主產(chǎn)區(qū)、不同生態(tài)區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平地區(qū)的最優(yōu)解決方案，從5年前開(kāi)始，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)蔬菜所）等4家單位集中馬鈴薯研究力量，從優(yōu)良品種、水肥精準(zhǔn)管理、病蟲(chóng)害綠色防控、全程機(jī)械化和產(chǎn)后加工等方面進(jìn)行研究，逐步形成了綠色發(fā)展技術(shù)集成模式，并在全國(guó)范圍內(nèi)示范推廣。

 

　　良種良法配套

 

　　種薯塊莖成長(zhǎng)為一窩馬鈴薯的過(guò)程要克服重重困難。第一道關(guān)卡就是病害關(guān)。

 

　　金黎平介紹，馬鈴薯的繁育過(guò)程易被病毒、類(lèi)病毒、真菌和細(xì)菌等病原侵染，造成產(chǎn)量減少和品質(zhì)降低，其中真菌、細(xì)菌類(lèi)病原能夠通過(guò)化學(xué)方法防控，而引起種薯退化的病毒病尚無(wú)有效的化學(xué)控制辦法。

 

　　針對(duì)馬鈴薯常見(jiàn)病毒，我國(guó)已經(jīng)建立了病毒脫除、組織培養(yǎng)快速繁殖、原原種繁殖和田間種薯生產(chǎn)技術(shù)體系，研究人員通過(guò)攻關(guān)，優(yōu)化了脫毒、組培快繁和種薯質(zhì)量控制技術(shù)，高效組培快繁技術(shù)也使繁殖率提高10%，污染率降低到3%。

 

　　“良種是否能帶來(lái)高產(chǎn)，還需良法的輔助。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員何萍說(shuō)。

 

　　我國(guó)化肥過(guò)量施用嚴(yán)重，肥料利用率低。果蔬肥料用量是全世界的2—4倍，氮肥利用率僅為30%—35%。以往研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯肥料利用率偏低，且地區(qū)差異較大。

 

　　考察后，何萍發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古局部土壤缺“素”。“不同地區(qū)應(yīng)該制定相應(yīng)的養(yǎng)分管理策略，有針對(duì)性地給土地‘減肥’，平衡和優(yōu)化土壤微量元素比例，滿(mǎn)足馬鈴薯各生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期不同的養(yǎng)分需要。”

 

　　除了種薯和肥料，水分也對(duì)馬鈴薯的產(chǎn)量影響巨大。傳統(tǒng)的馬鈴薯種植一般采用溝灌和噴灌，用水量較大，水分利用效率低。如果灌溉時(shí)期和植株需水規(guī)律不吻合，有可能導(dǎo)致塊莖畸形率上升。

 

　　干旱少雨的西北地區(qū)更是面臨灌溉難題。何萍介紹，種植戶(hù)以往利用雨季儲(chǔ)水來(lái)灌溉馬鈴薯，現(xiàn)在希望實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)灌溉。

 

　　為此，研究人員設(shè)計(jì)出智能化控制的水肥一體化系統(tǒng)，在灌溉的同時(shí)將肥料溶解于水中，輸入到植株根部土壤。該系統(tǒng)還可分次追加水分和養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯關(guān)鍵生育期的水肥要求，并且可以根據(jù)品種特性適當(dāng)調(diào)整養(yǎng)分施用比例，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

 

　　項(xiàng)目組成員劉建剛博士介紹，與采用傳統(tǒng)噴灌及底肥一次性施用技術(shù)相比，采用水肥一體化精準(zhǔn)微灌技術(shù)后，馬鈴薯平均每畝節(jié)水10%、節(jié)肥15%、增產(chǎn)10%。

 

　　農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合

 

　　馬鈴薯生產(chǎn)全程機(jī)械化問(wèn)題也牽動(dòng)著科研人員的心。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合度低，耕種收機(jī)具作業(yè)匹配性差、起壟質(zhì)量不高、收獲纏繞嚴(yán)重、塊莖損傷率高等機(jī)械化生產(chǎn)問(wèn)題突出。

 

　　中國(guó)工程院院士羅錫文表示，當(dāng)前，很多智能農(nóng)機(jī)仍處于理論研究時(shí)期，距離實(shí)際應(yīng)用還有許多難題需要解決，耕整、種植、田間管理和收獲等機(jī)械化依然是重要發(fā)展方向。

 

　　與此同時(shí)，馬鈴薯的田間管理還停留在人工操作階段，特別是對(duì)馬鈴薯關(guān)鍵生育期的長(zhǎng)勢(shì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。人工監(jiān)測(cè)方法耗時(shí)耗力，效率低且準(zhǔn)確度差，限制了規(guī)?；R鈴薯生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)勢(shì)信息快速診斷決策的應(yīng)用。

 

　　為了解決這一難題，蔬菜所研究人員以無(wú)人機(jī)為平臺(tái)，搭載多傳感器，利用遙測(cè)遙控技術(shù)、通信技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和多傳感器協(xié)同控制技術(shù)等，可快速獲取田間作物冠層的高分辨率影像信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理及建模后，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵生育期田間長(zhǎng)勢(shì)信息監(jiān)測(cè)的數(shù)字化和可視化應(yīng)用，提高田間管理效率。

 

　　劉建剛介紹，該技術(shù)可用于解析出苗率、冠層覆蓋度、葉綠素含量、葉面積指數(shù)和生物量等信息。

 

　　羅錫文建議，人工智能應(yīng)在馬鈴薯生產(chǎn)機(jī)械化中得到應(yīng)用，在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)農(nóng)情信息的采集。

 

　　綠色增產(chǎn)增效

 

　　近年來(lái)，馬鈴薯原原種瘡痂病發(fā)生日趨嚴(yán)重。談及馬鈴薯的病蟲(chóng)害防治，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所副研究員徐進(jìn)表示，此前，種植戶(hù)廣泛采用土壤化學(xué)消毒技術(shù)處理生產(chǎn)基質(zhì)，給土壤殺菌，來(lái)防控瘡痂病、青枯病和猝倒病等土傳病害的發(fā)生。這種方法一定程度上造成了環(huán)境污染。

 

　　“馬鈴薯抵御病菌的過(guò)程跟人類(lèi)相似，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，或能提高馬鈴薯植株免疫力。”徐進(jìn)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

 

　　研究人員采用植物免疫激活劑和有益微生物聯(lián)合進(jìn)行種薯拌種，減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用。

 

　　此外，蚜蟲(chóng)是傳播馬鈴薯病毒病的天然媒介。“內(nèi)蒙古地區(qū)海拔高、氣候冷涼、風(fēng)大的客觀條件為該地區(qū)建立了一層天然屏障，把絕大部分蚜蟲(chóng)阻擋在外，但其它地區(qū)的馬鈴薯卻沒(méi)有這么幸運(yùn)。”金黎平說(shuō)。

 

　　針對(duì)馬鈴薯的重大害蟲(chóng)——馬鈴薯塊莖蛾以及蚜蟲(chóng)、薊馬等小型傳毒媒介昆蟲(chóng)，研究人員采用食誘劑、燈光誘殺、生物防治和物理防治技術(shù)，將害蟲(chóng)與馬鈴薯隔離開(kāi)。

 

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，綠色綜合防控技術(shù)的病蟲(chóng)害平均防控效果達(dá)60%以上，減少農(nóng)藥施用30%以上，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

 

　　金黎平表示，中國(guó)馬鈴薯的常年種植面積超過(guò)8000萬(wàn)畝，是名副其實(shí)的地里長(zhǎng)出來(lái)的“面包”，保障馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是一項(xiàng)重大科研任務(wù)。目前，已經(jīng)針對(duì)不同地區(qū)形成了“套餐式”的馬鈴薯綠色發(fā)展技術(shù)集成模式，這些模式并非呆板地應(yīng)用于全國(guó)各地，還將根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)。

 

　　“農(nóng)業(yè)是一門(mén)藝術(shù)，要綜合考慮諸多因素。該模式的形成并不意味著研究的終結(jié)，未來(lái)還有諸多新問(wèn)題需要解決。”金黎平說(shuō)。