从传统的刀耕火种,到科学种田的现代农业,雨水,是人类食物生产中不变的基础要素之一,如何利用好雨水,关系到全球81%的耕地上,是否可以生产出足够人类生存的粮食。而随着全球气候变化的加剧,极端天气频繁出现,旱地农业该如何适应?千百年的传统农耕经验,如何走向现代化?
秋收之际,新京报记者采访了中国农科院副院长梅旭荣。梅旭荣表示,在今天,旱地仍然是人类食物最重要的来源,也是粮食安全的稳压器。随着科学技术的发展,信息技术、合成生物学等不断渗透到旱农生产技术中,未来或将彻底改变旱农的生产模式。
谈现状:旱作农业进入有机时代
新京报:当前,我国农业正在走向现代化的过程中,旱作农业的情况如何?
梅旭荣:旱地是全球最主要的农业生产模式,也是农业现代化过程中的重点领域。我国从“六五”计划时期推动区域治理,旱地农业就是其中之一,最初,科学家们探明各个旱区的降水分布规律、降水利用结构、作物单产潜力等,通过一系列技术提高单产,到2000年之前,旱地平均单产翻了一番。随后开始攻关降水利用率和利用效率同步提升的问题,到2010年左右,降水利用率提高了约12个百分点,这意味着增加了60-70毫米降水的利用,单产也得到进一步提高。目前,有机旱作正在成为科技攻关的主要方向,也是旱农发展的主要趋势。
新京报:何谓有机旱作,和有机农业如何区别?
梅旭荣:传统的旱作模式,本身就是一种有机生产的模式,古代农民通过秸秆还田、粪肥还田等,培肥土壤,保持墒情,实现循环生产,在今天,通过种种科学技术,实现旱地的可持续生产。但理解有机旱作,不能和过去人们认识的有机农业相等同,我个人理解,有机旱作农业主要指生产布局生态化,过程绿色化,产品优质化,按照因地制宜的模式,结合传统经验和现代科技,实现绿色高质高效的发展,而不是一味地拒绝现代技术和产品,比如化肥,有机旱作尽可能使用有机肥,但不拒绝化肥,而是在现代科技的支撑下,将化肥对环境、土壤的影响降到最低,这就是达到有机的目的了。
谈变化:传统智慧融入现代技术
新京报:如何结合传统旱作经验和现代科技?是否有成功的案例?
梅旭荣:千万年的传统旱作,积累了很多优秀的经验,近40年来,我们研发了一系列旱农技术模式,也打造了寿阳模式、武川模式等多种适应不同区域的模式,但这些技术和模式,很多都是吸收了传统农业精华,比如秋水春用,这是古来就有的,通过覆盖、深松等技术,把秋天的降雨保持在土壤中,待来年春季使用。再如坐水种,也就是点水播种,在春旱的时候,只浇播种的那一小点地方,帮助种子发芽出苗。还有许多这样的经验,不同在于,我们通过现代技术,理解了背后的原理,通过科学方式,研发出更加完善和高效的方式。这种变化是非常明显的,举例来说,传统旱作模式下,降水供作物使用的,只有50%左右,其他的部分或者蒸发到了空气中,或者渗入土壤深处,无法被农作物利用。而我们通过众多技术,尽可能减少蒸发、渗漏的部分,可以把降水利用率提升到70%以上,这是近20年来的成果,是颠覆性的改变。
新京报:在你看来,现代科技对传统旱农最大的改变是什么?
梅旭荣:种子的典型变化之一,通过有目的、有方向的现代育种技术,科学家们选育出了许多耐旱且丰产的品种,这是过去做不到的。化肥也是其中之一,化肥的出现,改变了过去土地培肥的模式,使得产量有了飞跃性的增长,使得粮食有了稳产丰产的可能。事实上,最大的改变就是现代科技进入农业之中,科学技术的支撑,对旱作农业的发展至关重要,如果不是技术进步,粮食不会出现这些年的连续增产丰收,比如在西北,通过技术,已经基本解决了粮食产量剧烈波动的情况,如果不是遇到极端天气,即便再干旱的年份,也可以获得基本的收成。当然,科技也会带来副作用,比如化肥过量使用,给环境、土壤带来了威胁,解决这样的问题,一方面需要技术进一步发展,另一方面也需要汲取传统旱作的优秀经验,两相结合,找到未来旱作绿色高质发展的途径。
谈发展:我国旱农技术领先世界
新京报:在全球范围内,我国旱作技术处在什么样的水平?
梅旭荣:在全球,目前的耕地灌溉比例为19%,我国是全球灌溉比例最高的,目前是49.7%,是全球平均水平的2.5倍,即便如此,旱地仍然占据了半壁江山。同时,我国是人口大国,粮食安全警钟长鸣,占比超过一半的旱地生产,是保障粮食的重要根基。因此,我国在40年前,就开始进行旱农技术攻关,到目前,我国旱农技术已经处在世界前列,如降水利用率和利用效率等技术指标,都是全球领先的。
新京报:我国旱农技术领先世界,是否也在影响着其他国家的旱农生产?
梅旭荣:从推广的角度看,我国旱农技术在全球的适用范围并不广,这和我国旱作区的特殊性有关。全球干旱半干旱区,基本都处在热带亚热带,也就是南北纬30度线左右,世界上最知名的沙漠、干旱区如阿拉伯沙漠、美洲荒漠大峡谷、非洲撒哈拉沙漠等,都在这条线上。但在我国,由于青藏高原的阻隔抬升和东亚季风共同作用,把位于北纬30度的江南变成了鱼米之乡,但旱区则北移了10多个纬度,形成了温带干旱半干旱气候区,也就是北方旱区。独特的地理和气候环境,使得我们的旱作农业同样具有独特性,在全球,只有中亚地区和美国中西部和我们类似,所以我国的旱作技术在当地是适用的。事实上,我们很多技术,也已经被引进到当地,帮助当地的旱农生产。而在美国,落基山脉起到了青藏高原类似的作用,造就了美国中西部的旱区,但美国地广人稀,人均耕地面积更大,对旱作技术的需求不像我们这么强烈。
谈未来:新兴技术将改变旱农生产
新京报:你认为当前有哪些新技术可能继续改变旱农生产模式?
梅旭荣:未来最可能的变化,一个是信息技术的发展,可能会极大地促进旱农技术,比如智能设备实现水分养分变量的管理,以前只能依靠人去观察,每一天都不能错过,长时间试验才能弄清楚其中的变化,然后针对性地去研发技术。现在,一个田间的监测设备,就可以全天候监测数据的变化,并通过人工智能进行分析、模拟,以最快的速度找出合适的解决路径。当然,信息技术尽管发展很快,但距离全面应用到农业生产中,还有一定的距离,未来是可以期待的。其次,合成生物学的进步,在解决作物抗旱问题上空间巨大,是我们寄予厚望的。这些年来,科学家们培育出了许多高产作物,但很多新品种是在水肥充足的条件下实现高产的,而在旱地中,往往降水不足、土壤贫瘠,如何在这样的情况下,也能获得高产,我想可能是未来的育种中,需要重点关注的,尤其是当前全球气候持续变暖、干旱情况仍有可能加剧的情况下,耐旱高产品种的选育,正在变得越来越重要。
新京报:当前,农业劳动力老龄化是普遍现象,在旱作区更是如此,科技的发展是否可以破解这一难题?
梅旭荣:农业劳动力匮乏,是农业的普遍现象,非独旱地如此。从全国来说,土地适度规模化、生产机械化是大势所趋,也是解决农业劳动力匮乏的主要途径。和南方的高山大泽相比,北方旱地多在丘陵地带,事实上是具备机械化条件的,只是对机械有一些特殊的要求,比如适合坡地、梯田生产的农机。同时,大部分北方旱地土层深厚,如山西寿阳,黄土有100多米厚,这为土壤培肥、持续生产提供了便利条件。如果能够实现适度规模化,对旱农技术的推广应用、机械化水平的提升,都有很好的帮助。
谈情怀:逆境之中培育优良品质
新京报:几十年中旱农科技不断发展,一代代科学家扎根黄土,你认为哪些精神值得传承?
梅旭荣:在旱地上进行农业科研,意味着选择与艰苦为伴,尤其是过去物质条件不发达,科学家们在极其简陋的情况下进行科研,春天出门一身黄沙,夏天下地大汗淋漓,每年4月到10月的生产周期,全程扎在土地上,因为农业科研和试验室科研不同,是在一个开放的环境中的自然再生产过程,变量很多,不确定的变化随时会出现,错过一两天,可能就会错过某些重要的现象。在这样的情况下仍能坚持下来的,我觉得可能是一种使命感,尤其是我们的农业科学家很多都出身农村,对农业有情怀、有认知,希望能够改变旱农千百年面朝黄土背朝天的艰辛生产,让农业生产为农民带来稳定的收益,让农业劳动变得有尊严。这样的情怀和精神是一代代传承的。
新京报:现在的农业科研还需要那么艰苦吗?
梅旭荣:社会在发展,技术在进步,科研的方式也在变化,过去我们取土样,靠人工打土钻,打到2米深,不是年轻力壮的小伙子,几乎不可能完成。现在我们有很多自动化的测量方式,有很多先进的设备。但农业科研的精神是不变的,长时间的下地工作,也是不变的。我们队伍、团队在入职时,首先要问能不能下地,能不能长时间蹲在田间地头做科研,蹲不下去的,肯定不会到我们这里来。我入职的时候,老一辈科学家这么问我,等待新的年轻人进来,我也这么问他们。入职之后,老一辈科学家带着我们下地,在田间一蹲就是半年以上,等到年轻人入职,我们也同样带着他们下地。人们说企业文化、团队文化,可能这就是我们的团队文化,这种文化不是靠规章制度,不是靠书面的文字,而是几代人言传身教形成的。农业科研不是在试验室里做出来的,是实打实在地里干出来的,就好像旱地的作物,在干旱、贫瘠等种种逆境中,养成优良的品质,农业科学家也是如此,在艰苦的劳动中收获成功的喜悦。
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