今天,2020年度國家科學技術獎勵“大榜”揭曉,中國農業(yè)科學院副院長梅旭榮研究員牽頭完成的“北方旱地農田抗旱適水種植技術及應用”項目,破解適水種植世界難題,獲得國家科技進步二等獎。
我國旱地農業(yè)主要分布在秦嶺淮河以北地區(qū),包括干旱、半干旱偏旱、半干旱、半濕潤偏旱和半濕潤區(qū)等主要類型區(qū),占全國耕地面積的51%,是我國主要糧食生產功能區(qū)和重要農產品生產保護區(qū),也是生態(tài)脆弱區(qū)和貧困人口聚集區(qū)。
“受全球氣候變化影響,北方旱農區(qū)頻旱多變環(huán)境疊加水土資源過度利用,農田生產穩(wěn)定性下降,危及國家糧食安全、生態(tài)安全和穩(wěn)定脫貧。”梅旭榮告訴記者,推動旱地農業(yè)由對抗型向應變型轉變,創(chuàng)新抗旱適水型種植技術和模式,是急需解決的重大科學問題和技術難題。
1984年,梅旭榮剛到中國農業(yè)科學院農業(yè)氣象研究所學習,他就產生了一個夢想:“如果建立一種能適應干旱變化的種植制度,并匹配相應的抗旱適水栽培技術,該多好。這樣可以保證作物不受天氣變化的影響而減產,農民有個好收成不餓肚子。”
帶著這樣的想法,梅旭榮開始了他的研究生學習和旱作節(jié)水農業(yè)研究。1991年以來,他帶領團隊在北方旱農區(qū)系統(tǒng)查明我國北方旱地降水利用狀況,揭示我國北方旱地農田水分動態(tài)平衡規(guī)律,突破了旱地適水種植的應用基礎理論和抗旱節(jié)水的關鍵技術與產品,集成典型旱地高效用水的種植模式及配套技術體系,形成了壽陽旱地農業(yè)綜合發(fā)展模式。
在黃土高原東部壽陽旱作農業(yè)試驗站,梅旭榮帶領團隊扎根于此。自2001年以來,團隊聯(lián)合國內優(yōu)勢單位協(xié)同攻關,開展了北方旱地農業(yè)多點長期定位試驗,摸清主要旱地作物干旱發(fā)生規(guī)律和適水種植優(yōu)先序,闡明了旱地碳氮高效轉化機制。該團隊還攻克土壤增碳擴容、地表覆蓋抑蒸等關鍵技術,從而破解了旱地作物適水種植世界性難題。
“我們揭示了北方旱地作物水分供需變化規(guī)律,首次確定了抗旱適水種植的技術適宜性和作物優(yōu)先序。”梅旭榮說。
研究發(fā)現(xiàn),30年間北方旱地主要作物種植北移西擴1-2個經緯度,作物種植、生育期變化與降水減少、干旱頻發(fā)重發(fā)多因素互作,作物降水滿足率降低超過5個百分點。相關結果為科學布局種植結構并匹配適宜的節(jié)水栽培技術提供了理論依據(jù)。
值得一提的是,梅旭榮團隊還創(chuàng)建了北方主要類型旱地抗旱適水種植主導技術,研制了配套技術產品并實現(xiàn)了技術標準化。
“借助于我們的主導技術,農田降水利用率最高達75%,旱地春玉米水分利用效率大幅提高,產量波動下降3-4個百分點。”梅旭榮說,這些主導技術有力地支撐了當?shù)睾档剞r業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,為糧食安全和農民脫貧提供了保障。