2021-12-10 15:52:12
“農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性長(zhǎng)期性科技工作是提升農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力的基本要求，我們科研人員扎根祁陽(yáng)，長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)，積累了大量寶貴的原始數(shù)據(jù)，攻克南方水稻坐秋、紅壤酸化防治等重大難題。”國(guó)家土壤質(zhì)量祁陽(yáng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站常務(wù)副站長(zhǎng)張會(huì)民說(shuō)。我國(guó)地域遼闊，生態(tài)環(huán)境類型多樣，農(nóng)業(yè)區(qū)域性強(qiáng)、差異大，既有獨(dú)一無(wú)二的青藏高原，又有廣袤的中緯度溫帶干旱農(nóng)區(qū)，這決定了我國(guó)很難直接借鑒國(guó)際先進(jìn)國(guó)家已有的科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)創(chuàng)新成果來(lái)解決我們自己的農(nóng)業(yè)問(wèn)題。
科研人員正在進(jìn)行大豆光合作用測(cè)定。資料圖
如何讓農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性、長(zhǎng)期性科技工作落地生根，扭轉(zhuǎn)我國(guó)農(nóng)業(yè)定位觀測(cè)缺位、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足、長(zhǎng)期檔案不成體系的局面？2017年3月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部正式啟動(dòng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性長(zhǎng)期性科技工作，圍繞土壤質(zhì)量、農(nóng)業(yè)環(huán)境、植物保護(hù)等10個(gè)領(lǐng)域，在456個(gè)試運(yùn)行實(shí)驗(yàn)站開(kāi)展77項(xiàng)觀測(cè)任務(wù)。2018年、2019年，分兩批正式確定命名了100個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，形成了以11個(gè)數(shù)據(jù)中心為“塔尖”、100個(gè)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站為“中堅(jiān)”、4萬(wàn)個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)為“塔基”的“金字塔”式工作架構(gòu)。
構(gòu)建觀測(cè)監(jiān)測(cè)體系
積累大量基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)和材料
全球81％的耕地，中國(guó)49％的耕地缺乏灌溉條件，依靠降水生產(chǎn)，降水卻總是入不敷出，這些耕地名為旱地。山西壽陽(yáng)位于黃土高原上，也是我國(guó)旱地區(qū)域的腹地，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)和風(fēng)水侵蝕造就的特殊地形，讓這里成為觀測(cè)中國(guó)旱地生產(chǎn)的典型區(qū)域。
在壽陽(yáng)景尚站，一塊280多畝的新試驗(yàn)田，被分割成小塊，種植著玉米、高粱、大豆、蠶豆等旱地作物，這些小地塊承擔(dān)著不同的試驗(yàn)任務(wù)，如“旱地農(nóng)田水分平衡研究”“旱地農(nóng)田生物多樣性與提升機(jī)制研究”“可控生物降解地膜研發(fā)”等，有些試驗(yàn)已經(jīng)持續(xù)多年。
“旱地農(nóng)業(yè)，主要依靠降水，能否更有效地利用降水，是我們研究的重點(diǎn)之一。2000年前，這一數(shù)據(jù)是56％。”國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境壽陽(yáng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)常務(wù)副站長(zhǎng)孫東寶說(shuō)，通過(guò)30多年來(lái)的觀測(cè)研究，壽陽(yáng)站已經(jīng)探索出了一整套旱地農(nóng)業(yè)技術(shù)，水資源利用率最高可以達(dá)到70％。“十二五”以來(lái)，累計(jì)應(yīng)用面積5043萬(wàn)畝，新增糧食22.1億千克，新增產(chǎn)值91.7億元。
近年來(lái)，依據(jù)全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查結(jié)果，綜合考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境狀況、種植農(nóng)作物類型等情況，在全國(guó)31個(gè)?。▍^(qū)、市）科學(xué)布設(shè)了4萬(wàn)多個(gè)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)，涵蓋全部產(chǎn)糧大縣和主要土壤類型，開(kāi)展產(chǎn)地環(huán)境、氮磷流失、農(nóng)膜殘留等監(jiān)測(cè)，提升了監(jiān)測(cè)預(yù)警的能力和水平。針對(duì)不同區(qū)域土壤氣候條件和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，建立了1個(gè)數(shù)據(jù)總中心和土壤質(zhì)量、農(nóng)業(yè)環(huán)境、種質(zhì)資源、植物保護(hù)等10個(gè)數(shù)據(jù)中心，形成了國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸匯交、分析研判、共享共用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。已積累了海量（1000TB）的數(shù)據(jù)、文字、圖片、視頻等各類基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和材料，為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。
探索農(nóng)業(yè)科學(xué)規(guī)律
推進(jìn)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理論創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)
“重大的科技創(chuàng)新，都是遵循‘實(shí)踐—理論—再實(shí)踐’或‘觀測(cè)發(fā)現(xiàn)—理論解釋—科學(xué)驗(yàn)證’的多次反復(fù)，從螺旋式上升的認(rèn)知過(guò)程中總結(jié)提煉出來(lái)的，并應(yīng)用到指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中。”國(guó)家植物保護(hù)觀測(cè)數(shù)據(jù)中心主任周雪平說(shuō)。
近幾年，草地貪夜蛾等侵入我國(guó)，對(duì)玉米、小麥等糧食作物生產(chǎn)構(gòu)成重大威脅。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院吳孔明院士團(tuán)隊(duì)在云南省江城縣、瀾滄縣及瑞麗建立了集高空測(cè)報(bào)燈、昆蟲(chóng)雷達(dá)、性誘劑、田間普查等技術(shù)手段于一體的野外監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中緬邊境線500公里的昆蟲(chóng)跨境遷飛多維度實(shí)時(shí)監(jiān)控。2018年12月11日，瀾滄監(jiān)測(cè)站高空測(cè)報(bào)燈成功誘捕到跨境入侵我國(guó)的第一頭草地貪夜蛾成蟲(chóng)；2019年1月11日江城站首次證實(shí)草地貪夜蛾為害玉米，并監(jiān)測(cè)到定殖種群。通過(guò)田間調(diào)查，結(jié)合高空測(cè)報(bào)燈、性誘劑誘捕和雷達(dá)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷了從緬甸不斷侵入我國(guó)的草地貪夜蛾的種群數(shù)量；通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間序列的氣象資料分析和軌跡模擬結(jié)果，科學(xué)預(yù)測(cè)了緬甸地區(qū)草地貪夜蛾進(jìn)入中國(guó)的遷飛路徑和關(guān)鍵的入侵時(shí)間，并及時(shí)地發(fā)布了草地貪夜蛾的預(yù)警信息，為開(kāi)展草地貪夜蛾的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和科學(xué)防控提供了重要的指導(dǎo)依據(jù)。
“小菜蛾是一種十字花科蔬菜作物的重大害蟲(chóng)，每年在全球造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)40至50億美元，在我國(guó)造成的經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)到7.7億美元。”國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)中心常務(wù)副主任馬春森說(shuō)，基于5年12個(gè)地點(diǎn)的小菜蛾田間越冬數(shù)據(jù)以及40年1806條小菜蛾抗藥性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)分離出制約小菜蛾越冬的關(guān)鍵氣候因子，并構(gòu)建出越冬存活模型和高抗分布模型。氣候變化將導(dǎo)致過(guò)渡地帶的越冬存活率和抗藥性的增加，我國(guó)河南地區(qū)是小菜蛾越冬的“邊緣”地區(qū)。在常年越冬區(qū)，提倡使用綠色防控技術(shù)，并交替使用作用機(jī)理不同的農(nóng)藥來(lái)治理，而在非越冬區(qū)盡可能使用與越冬區(qū)作用機(jī)理不一樣的農(nóng)藥，以便減緩抗藥性的發(fā)展。
取得重要科技成果
支撐國(guó)家和區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
草原是我國(guó)的生態(tài)屏障和后備戰(zhàn)略資源，更是農(nóng)牧民賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，但科研監(jiān)測(cè)卻起步很晚。1997年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站的創(chuàng)建，填補(bǔ)了我國(guó)草甸草原生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究的空白。
“通過(guò)觀測(cè)，我們搜集到了8000多個(gè)草原樣地?cái)?shù)據(jù)，創(chuàng)建了國(guó)際先進(jìn)的數(shù)字牧場(chǎng)技術(shù)體系，打造數(shù)字牧場(chǎng)，草原監(jiān)測(cè)精度提高至90％，草原管理更加精細(xì)化了。”呼倫貝爾站站長(zhǎng)辛?xí)云秸f(shuō)，監(jiān)測(cè)不僅用上了衛(wèi)星、激光雷達(dá)等高科技手段，還自主設(shè)計(jì)研制了無(wú)人機(jī)、地面草地生產(chǎn)力無(wú)損傷測(cè)量設(shè)備、草地生產(chǎn)數(shù)據(jù)移動(dòng)采集和實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)等，創(chuàng)建了以衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為主體信息來(lái)源、近地航拍為重點(diǎn)區(qū)域信息插補(bǔ)、地基感測(cè)網(wǎng)和協(xié)同觀測(cè)為支撐的“天—空—地”一體化牧場(chǎng)信息獲取技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了信息的空間全覆蓋。
近些年，因勞動(dòng)力成本上升、棉花價(jià)格下降等原因，黃河流域棉花（全部是Bt棉花）種植規(guī)?？焖賶嚎s，從2007年到2019年面積下降幅度達(dá)80％。通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與控制創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于新鄉(xiāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著B(niǎo)t棉花種植面積大幅減少，Bt棉花對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中棉鈴蟲(chóng)種群發(fā)生的控制能力明顯減弱，導(dǎo)致棉鈴蟲(chóng)區(qū)域性種群數(shù)量不斷增加，2019年棉鈴蟲(chóng)成蟲(chóng)上燈數(shù)量上升至2007年的1.9倍。Bt棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)依然高效控制，因此Bt棉田棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)危害一直很輕。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是國(guó)際上首例Bt作物減少種植對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)區(qū)域種群發(fā)生調(diào)控作用的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。這為今后Bt作物的科學(xué)布局及其在害蟲(chóng)防控中的應(yīng)用以及基于農(nóng)田景觀格局的害蟲(chóng)區(qū)域防控策略的創(chuàng)新提供了科學(xué)借鑒與理論依據(jù)。
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