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【中品聚焦】解密大国粮仓的科技密码

来源: 中国品牌网 王晴 发布时间: 2023-08-16 11:21:20

摘要

强国必先强农,农强方能国强。

强国必先强农,农强方能国强。

新时代十年以来,我国粮食产量再上千亿斤新台阶,连续7年稳定在1.3万亿斤以上;消除农村贫困取得重大成就,9899万农村贫困人口脱贫;全面推进乡村振兴,乡村产业不断壮大。以农业之强筑牢强国之基,必须要把“三农”这个“压舱石”夯得实之又实,而农业振兴的核心是科技振兴。

中国农业的现代化,没有捷径。2023年党中央一号文件指出,必须要强化科技装备支撑,加快农业科技自立自强,逐个品种拿出良田、良种、良法、良机、良制集成组装的综合性解决方案,向科技要产量、要产能。

粮食安全是“国之大者”,夏粮是全年粮食生产的“第一茬”收获,打赢粮食生产的第一仗,就为全年粮食生产开了个好头。2023年,全国夏粮播种面积26609千公顷(39913万亩),比上年增加78.5千公顷(117.8万亩),增长0.3%,连续三年实现增长。2023年全国夏粮产量14613万吨(2923亿斤),其中小麦产量13453万吨(2691亿斤),今年夏粮产量稳中略减,仍处于较高水平,实现了丰收。夏收开启后,中国大地上,处处好“丰”景。

保护粮食生产的“命根子”

河北沧州,白花花的盐碱地,土壤含盐量接近千分之十,尝一口,比咸菜还咸。这样的土地,不仅长不了庄稼,连耐盐植物都很难存活下来。而改良利用这样的盐碱地,是世界性的难题。

中国,拥有近5亿亩的盐碱地资源,是全球第三大盐碱地分布国家,其中1.5亿亩具有开发利用潜力。如能把握好这种“后备土地资源”,将能实现耕地资源扩容、提质、增效。经过科研人员多年的努力攻坚,昔日不产粮的盐碱地,如今飘满了麦花香。

在河北沧州的麦田里,金色的麦浪随风荡漾,收割机的轰鸣声,奏响丰收的喜悦。“原来的盐碱地,十年九不收,如今有的盐碱地亩产小麦超400公斤,太让人惊喜了。”当地的居民说道。

唤醒盐碱地生机的秘密,藏在中科院海兴试验基地中,该基地建在沧州海兴,是环渤海盐碱程度最重的地区之一。目前,中科院团队实施“以盐治盐”方案,在冬季利用盐水进行灌溉,让地表结冰,在随后融化的过程中,先融化盐水,后融化淡水入渗洗盐。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心副研究员封晓辉说:“这种方案在土壤表层40公分就实现了脱盐,能够种植耐盐植物,比如种棉花、种向日葵等。”钻研出“冬季咸水结冰灌溉”技术,让盐碱地上不再光秃秃。


 

如今,咸水结冰灌溉、微咸水灌溉等多水源技术已在环渤海地区30多个县(市、区)推广约1200万亩,相比2012年,平均每亩节约淡水60多立方米、增产粮食100公斤。刚刚结束的2023年麦收中,沧州百万亩旱碱麦交出了产量同比增长10%的成绩单。

在我国的东北,有一片肥沃的黑色土壤,百万年腐殖质的堆积,让黑土既能保水又能保肥,被称为“耕地中的大熊猫”。

我国是全球唯一一个为保护黑土地专门立法的国家,2015年到2022年中央一号文件连续8年提及黑土地保护内容,2022年8月1日起《中华人民共和国黑土地保护法》正式施行,开启了我国黑土地保护的新纪元。

如今,黑土地保护的底色是科技。为了精准“把脉”黑土地质量现状,2023年4月底,中国科学院东北地理与农业生态研究所联合中国科学院空天信息创新研究院等16家单位,在北大荒集团友谊农场有限公司开展了为期10天的黑土地航空飞行综合观测实验。

百余人的团队,利用卫星、无人机等百余套高精尖设备,完成了友谊农场近200个样方的地面调查工作,为这片黑土地做全方位的“CT”扫描影像,建立一份“健康档案”。


 

“我们优选了多光谱光学相机、高光谱相机和多维度合成孔径雷达等一批先进的国产航空载荷,实现了对示范区全区域的多载荷综合协同观测,这样类型的综合航空遥感试验在黑龙江,乃至中国黑土研究试验中尚属首次。”中科院空天院航空遥感中心主任潘洁研究员说。

建立立体的黑土地监测体系,将诊断黑土地土壤与耕地质量及退化状况,为黑土地保护技术提供时空精准处方,助力保护黑土资源、促进农业现代化和可持续发展。

打好种业的“翻身仗”

种子是“农业”的芯片。总书记在海南考研调查时曾强调,种子是我国粮食安全的关键。只有用自己的手攥紧中国种子,才能端稳中国饭碗。我国是农业大国,但在种子问题上,依然面临着“卡脖子”困境。我国甜菜的种源95%依靠国外进口,而能自给的种源,在质量、产性能上与国际最好水平存在差距。如何实现“中国粮”用“中国种”,如何打好种业的“翻身仗”,科技创新是关键。

种质资源是育种必须的原料,早在2020年,我国作物种质资源保存总量已突破52万份,位居世界第二。保存种质资源的地方叫作种质库,也被称为“种子的诺亚方舟”,保存着大多数作物的遗传物质。在国家作物种质库中,每一份种子形态的种质资源,至少要保存3000粒,才能保障种子中携带的遗传信息具有一定的丰富性,不会遗漏掉某些重要的信息。而中国农科院作科所研究员们,要在田野山林之间,寻找缺少的种质资源。


 

近些年的高科技领域,元宇宙、人工智能、大数据等数字技术方兴未艾,如何利用已有的种质资源,利用生物和数字技术提高种质资源利用率已成为国际竞争焦点。

中国农业科学院作物科学研究所遗传育种中心副主任黎亮介绍,“以前搞育种,‘一把尺子一杆秤,用牙咬用眼瞪’,没有数字概念,但是现在不一样了。可以实现‘云看地’,科研人员在办公室就可以看到地里植株长什么样子,这是数字带给我们的变革。”

科技企业与农业育种之间,需要一座桥梁将二者链接。腾讯可持续社会价值事业部数据中心负责人张骁表示,对于数字种业未来的设想,以人工智能ChatGPT举例,其在育种领域或可成为一名科研助手——能帮助育种家在统计学和数学等领域的基础工作中,有效减少工作量、提炼规律。

在当前信息技术与传统育种加速融合的育种新阶段,通过利用数字技术帮助破解育种科研的痛点,加速我国种业弯道超车,助力打好种业翻身仗。

农业机械化打造智能矩阵

机械化设备的推进,是中国农业的“骨骼”,近些年我国农业机械化水平不断能提高,农民手持镰刀、弯腰割麦的场景已经不常见。纵观我国夏粮收割的背后,是全方位机械化设备保障的影子。

“三夏”时节,是小麦抢收的关键期,连续两场的大雨,扰乱了安徽的麦收进度,为了抢收麦子,“人歇机不歇”成了田间的主旋律。今年,单日作业面积最大农机出现在6月3日的安徽省蚌埠市禹会区,单台单日作业达到了420亩,而平台留存的当地近几年作业最高纪录也只有300亩。蚌埠市禹会区马城镇朱村党支部书记李克健说,为了应对天气的变化,预定了几台大型的收割机,以前的机器这个割台在3米左右,预定这个在6米左右,土地进行了提质改造之后,由以前的小田变成了大田,土地也变平整了,地块面积也大了,大机子一来一回,3到5分钟时间大约能收6亩地。今年,安徽的小麦的机收率已经达到98.5%。


 

在粮食收获的环节,田间收割是粮食损失最大的来源。而新农机的加入,带来了明显的减损效果,负责当地农机调度的梅长军说,目前,全县的机收损失率基本可以控制在1.2%以内。随着高性能新机具的大量投入,今年的机收损失率与去年相比将会更低。

6月10日,江苏东台的也迎来了首个“无人作业”的智慧农场,“操作的活儿全交给模块、程序了。”在田边智慧农场中央控制室内,操作人员正聚精会神发出各种指令,大屏幕上实时显示着田野里一台台无人机械的运行场景。

除此之外,无人机飞防作业确保病虫害防控和提质增效,为夏粮增产丰收提供科技保障。针对常见的小麦病虫害,航空植保创新联盟在全国多地推行“大满贯”绿色提质增产方案,在小麦返青拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期等3个关键时期,在北方夏玉米产区,以山东鲁保科技开发有限公司为代表的7家天敌昆虫科技创新联盟单位,正忙着大量扩增赤眼蜂,为防控玉米鳞翅目害虫积极做准备。

目前,水稻也进入了田间管理和病虫害防止的关键时期,装机、灌药、起飞,几架直径一米左右的无人机在技术人员操控下盘旋爬升、空中悬停、匀速前行,雾化药肥混合剂均匀地洒在稻田上,仅用1分钟就完成了1亩农田的植保任务。

智慧粮仓保障粮食品质

麦浪滚滚,颗粒归仓。

粮食收储作为粮食安全工作重要的一环,需要更全面深入的推进数字技术融合应用,在“科技储粮、绿色储粮、安全储粮”方面不断开拓创新。

走进天府粮仓,粮食们全部住进了“空调房”,库区已实现低温储粮管理全覆盖,全年平均粮温能够控制在18℃以下,通过低温可以让粮食长期处于“休眠”状态,较好保持粮食新鲜度,这样才能抗“陈化”,实现常储常新。


 

而在江苏,首个“数字孪生智慧粮库系统”在金湖县金南粮库落地,它的应用大大降低了粮库的仓储保管成本,提高了粮食仓储品质及效率。

在信息管理方面,系统有效掌握粮仓内各项数据,帮助工作人员进行信息的维护处理;在人车作业方面,系统利用在三维可视化环境中展示出入库的车辆信息及车辆位置,还可以展示车上粮食的重量、种类、入库仓号、该车粮食扦样的结果等信息;在仓储保管方面,其可以检测仓房温湿度和粮堆温度、大气温湿度,实现对粮情数据采集和管理。对发热、虫粮,通风、熏蒸、控温作业等处置情况进行记录。

2023年夏收,江苏大地3700多万亩小麦颗粒归仓。储备粮的可视化与智能化,有力保障了粮食储备安全,让“中国饭碗”更有保障。

夏收完毕忙下种,育秧插秧正当时。在希望的田野上,金色麦浪退去,绿装新秧登场。年年夏收年年丰,在我国坚持寸“土”必争,筑牢“耕”基的政策背后,是科技创新质的飞跃。强农兴农,科技先行。我国农业科技创新活力不断迸发,用一个又一个丰收为国家粮食安全和经济社会发展夯实基座,让农业现代化征程行稳致远、铿锵有力。

中国的发展离不开世界,世界的繁荣也需要中国。中国在与世界的互动交流中汲取建设农业强国的智慧,也必将以自身实践为全球可持续发展、消除贫困贡献中国力量。

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