新京报|田间扶贫者:节水灌溉“黑科技”促蔬菜产量翻番


***快讯(采访人员 张璐)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 。
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严海军在中国农业大学通州实验站介绍圆形喷灌机 。 ***采访人员 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 , 覆盖面积最大 , 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 。 ”
【新京报|田间扶贫者:节水灌溉“黑科技”促蔬菜产量翻番】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 。 ”
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严海军介绍圆形喷灌机的喷头 。 ***采访人员 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
***: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 。
***: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% 。
***: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 。
***: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 。
***采访人员 张璐
编辑 白爽 校对 李立军


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