俗話說,“莊稼一枝花,全靠肥當家”。對于北京的農民來說,這些年*深刻的感受就是“施肥簡單多了”。
農戶一登錄“北京市土肥信息網”,3分鐘就能打印出一張用肥的“電子處方”,并且可在線與區土肥站訂購專用配方肥,一步到位非常便捷。
“用這套系統后,農民可以知道自家地里缺什么,該補什么,也能知道什么作物應該用什么樣的肥料,以及農作物的增產幅度。”北京市農業局土肥工作站站長趙永志告訴記者。
北京市土肥站利用GIS布點、GPS定位,設立了幾百個耕地質量定位監測點,先后采集土壤樣品77.8萬個,建成信息總量超過1500萬條的區域養分資源信息數據庫,實現了全市耕地質量的動態監控。
據了解,這套智慧施肥數據庫是北京土肥工作站研發“京津冀環境友好生態施肥關鍵技術研究與應用”項目的一部分成果。
“京津冀地區是京畿重地,人口密集,農業生產和生態保護矛盾突出,制約著農業可持續發展。在一些優質農田區,因長期的墾殖、掠奪式的開采以及大量使用化肥和農藥,造成土壤有機質含量下降,土壤板結,耕地質量呈下降態勢,農產品產量與品質下降。”趙永志說。
對此,趙永志和項目團隊針對京津冀地區農業生產施肥過量、環境壓力大等突出問題,創建了環境友好生態施肥關鍵技術,并進行了推廣應用。他們不僅讓土地更有“活力”,還讓農作物的經濟效益大大提升。在2017年北京市科學技術獎評選中,該項目榮獲三等獎。
土壤不能承受之重
土肥是農業的基礎,直接關系到農業的可持續發展。中國用不到世界9%的耕地,養活了全球21%的人口,創造了一個奇跡。但為了追求高產量,長期用化肥投入造成耕地養分失衡、基礎地力薄弱、生態功能變差、退化和污染加劇。
“我國從上個世紀80年代開始使用化肥,雖然在一定程度上增加了農作物產量,但是長期使用化肥讓土壤早已‘亞健康’。以京郊為例,土壤鹽漬化、板結、土傳病害等問題十分嚴重。”趙永志說。
和很多地方的農民一樣,北京的農民長期實行高投入高產出的生產方式,養成了“施肥越多越好”“施基肥憑經驗、后期追肥看莊稼長勢憑感覺”“購買肥料只看價格、不看養分含量”等落后觀念,不僅增加了生產投入,而且還帶來了農產品安全和農業面源污染等諸多隱患。
據統計,2005年京郊氮磷鉀用量達到14萬噸,約合每畝39公斤,遠高于全國平均水平。化肥無論施用多少,也不可能全部被作物吸收利用,且使用量越大,作物所吸收的比例越少。這些未被作物吸收的部分,有的存于土壤之中,有的隨降雨、灌溉和地表徑流進入水體,形成面源污染;還有的揮發到大氣之中造成空氣污染。
在趙永志看來,土壤是一個完整的生物系統,愛護土壤要像愛護人類自己一樣,不能只索取不回報。“農業必須重新審視土壤健康的重要性,合理施用無機肥,讓處于亞健康和有‘病’的土壤重煥生機。”
測土配方施肥給土壤“望聞問切”
無論是為了提高農業生產能力,還是從源頭上解決食品安全問題,都急需加強土肥科技的創新支持。
“化肥并沒有問題,我們不應‘談虎色變’,錯就錯在使用方法上,應該*地知道土壤缺什么,然后再補什么。”趙永志說。
據趙永志介紹,測土配方施肥的核心就是調節和解決作物養分需求與土壤養分供應之間的矛盾。有針對性地補充作物所需的營養元素。作物缺什么元素就補充什么元素,需要多少補多少,實現各種養分平衡供應,滿足作物的需要。破解了依靠大量增施化肥提高農作物產量的難題。
簡單的說,測土配方施肥技術就是利用對土壤“望聞問切”,有針對性地補充作物所需的營養元素,*終改善農產品品質。
測土配方施肥可以簡單地分為三個步驟,先取土樣測定土壤養分含量,再經過對土壤的養分診斷,按照莊稼需要的營養“開出藥方、按方配藥”,*后是科學施用配方肥。
“配方肥就好比是作物的‘營養配餐’”趙永志告訴記者,以草莓為例,通過改變“營養配餐”中的營養元素種類與配比,就可改變草莓的酸甜度,從而培育出多種不同口感的草莓。
據了解,北京市從2006年啟動測土配方施肥以來,僅用3年時間就在全市主要作物生產上實現了全覆蓋,很多專家稱其“創造了一個農業技術推廣的奇跡”。2006—2017年,測土配方施肥累計推廣4276.74萬畝,農作物增產124.66億公斤,增收節支39.01億元,化肥用量減少35%,累計減少化肥投入26.37萬噸,折合減排CO243.88萬噸,應用該技術生產出“配方草莓”“配方櫻桃”“配方金桃”“配方蘋果”“配方大桃”等優質高端農產品,不僅帶動了農民增收,也豐富了市民的餐桌。
通過“測土配方施肥”技術,不但改良了蔬菜水果的口味,也降低了盲目施用化肥的弊端,從而對土壤質量進行了改良和障礙因子修復,減少了面源污染。2009年以前,北京每畝耕地施化肥達100公斤,現在減少到每畝施用60公斤,肥料利用率提高了9%,為郊區發展低碳農業奠定了堅實基礎。
將技術簡化成“一袋子肥”
在許多人看來,測土配方施肥原理簡單、操作方便,無非是科技人員對土壤和作物“望聞問切、開出藥方”,企業“照方配藥”,農民“按方用藥”。其實,要讓測土配方施肥技術的效用真正落地并實現*化,并不是一件簡單的事情。
農民使用配方肥料是測土配方施肥技術的落腳點和關鍵點。但肥料生產企業和用肥的農民都沒有測土配方施肥技術,而技術推廣部門又不生產肥料。
這種肥料與技術相互分離的狀態,成為制約測土配方施肥技術推廣的*障礙。為此,項目團隊將“專用肥配方”交付到肥料企業,企業“按方”生產配方肥,從而將測土配方施肥技術物化成一袋子肥,新技術得到了應用推廣。
水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術,是借助壓力系統將可溶性固體或液體肥料,按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點,配兌成的肥液與灌溉水一起,通過可控管道系統供水、供肥,使水肥相融后,通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量,浸潤作物根系發育生長區域。該技術通過人為定量調控,滿足作物在關鍵生育期“吃飽喝足”的需要。
為推廣新技術提供有力的政策支撐,項目團隊根據農業生產和環境保護需求,聯合政府部門、科研院校、推廣單位和肥料企業,不斷地進行科技創新,研發適合區域生態環境、產量、質量并重的生態施肥技術,并將成果物化,轉化成“一袋子肥”,極大地提升了土肥體系的科技創新能力;同時,項目技術推廣單位在多年的推廣實踐中,不斷探索和革新推廣模式,實現了技術向農民的實時、無縫、快速傳輸,大大提高了土肥體系的社會服務能力。
據了解,僅2015—2016兩年間,項目在京津冀累計推廣5663.76萬畝,節省化肥投入18.56萬噸,降低溫室氣體排放225萬噸,增加農民純收入59.18億元。
“成果顯著提高了全社會對環境友好生態施肥理念與技術的認識,提升了土肥體系科技創新與社會服務能力,為京津冀農業生態環境政策制定與實施提供了依據,生態、經濟和社會效益顯著。”趙永志說。
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