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瞭望·瞭望访谈 | 水稻单产仍有较大增产潜力——专访中国工程院院士张洪程

2024-06-11   新华社瞭望周刊社   阅读量:68

中国工程院院士张洪程

    从比较研究与示范结果来看,水稻从种到收全过程的主要环节都蕴藏着增产潜力

    紧扣水稻全程机械化栽培,部分地区创造条件走向栽培“无人化”,加大科技定向投入与攻关,推出适合不同主产区的现代化栽培技术

    稻麦生产“无人化”可以大幅提高作业效率、降低种植成本,也是解决未来粮食怎么种、靠谁种的关键

    加大研发制造利于作业转场的小型化、适用性强的新型农业机械,并降低农机使用成本

文 |《瞭望》新闻周刊记者 扈永顺 罗江

    今年中央一号文件提出,把粮食增产的重心放到大面积提高单产上,确保粮食产量保持在1.3万亿斤以上。

    具体到水稻,单产提升潜力还有多大?“精确定量栽培理论与技术是实现大面积水稻单产提升的重要途径。”中国工程院院士、原国家水稻产业技术体系长江下游稻区高产栽培岗位科学家张洪程向《瞭望》新闻周刊记者介绍,不同地区不同品种,只要因地因种精确定量栽培,水稻都可以获得高产乃至超高产。

    张洪程带领团队通过壮秧培育、精准栽插,肥水按叶龄进程精确调控等技术,创造了稻麦两熟制水稻高产纪录。在他的带领下,团队开展水稻丰产优质高效协同栽培、绿色超高产栽培、稻麦“无人化”栽培等多个农业关键核心技术攻关,所研创的多项水稻栽培技术入选全国农业主推技术。

    “确保粮食产量保持在1.3万亿斤以上,科技工作者要因地制宜突出主攻目标与重点,推出能落地的重大成果,为我国稻米产业高质量发展与口粮安全作出贡献。”张洪程说。

    从种到收全过程蕴藏增产潜力

    《瞭望》:我国水稻单产提升潜力有多大?

    张洪程:充分挖掘我国水稻单产潜力是保障国家粮食安全的重大需求。近十多年来,我国水稻种植面积稳定在4.5亿亩左右,单产和总产持续稳定提高。从2017年单产突破470公斤/亩,连续7年单产稳定在470公斤/亩以上水平,2023年全国水稻种植面积为4.34亿亩,单产达475.8公斤/亩,总产达2.1亿吨。这在世界处于较高产量水平,但仍存在较大的增产潜力。

    2006年以来,我们团队设计统一的精确定量栽培方案,相继在江苏、浙江、安徽、江西等地进行不同品种在统一栽培模式下的生产力研究。结果表明,水稻栽培上蕴藏着较大的现实增产潜力。

    2023年我们团队在江苏溧阳、宿迁采用精确定量栽培,不同类型品种单季稻亩产680~1017公斤,与江苏平均单产相比,籼粳杂交稻、籼型杂交稻、常规粳稻、常规籼稻的平均产量分别高出294.6、187.4、192.8、129.4公斤。

    此外,据针对我国南方稻区的有关研究,无论是早稻、中稻还是晚稻,一定规模的高产栽培示范田的产量是一般稻田的180%~200%,这说明增产潜力很大。

    《瞭望》:通过哪些途径能够提升大面积水稻单产?

    张洪程:从比较研究与示范结果来看,水稻从种到收全过程的主要环节都蕴藏着增产潜力。

    第一,因地制宜鉴选与利用丰产优质高效的优良品种。通过规范性的田间比较试验,综合评价不同水稻的产量、品质、氮肥利用效率等性状,筛选出适合当地的丰产优质高效协同的水稻品种。以江苏粳稻为例,“十三五”期间,我们依据建立的评价标准筛选出了南粳5718、南粳46、南粳9108、宁香粳9号、苏香粳100等,已成为大面积主推品种。

    第二,合理选用栽培方式。目前水稻栽培方式主要有机插稻、直播稻与手栽秧。从有利于规模化、全程机械化与水稻稳定丰产等综合因素权衡,机插栽培方式较为合理,尤其是在多熟制地区与热量紧张地区。而在机插栽培中,钵苗机插产量优于毯苗机插。采用钵苗机插栽培技术已在不同生态区创造水稻超高产纪录。我们在江苏兴化钓鱼镇进行钵苗机插栽培,2013~2017年连续5年亩产超900公斤,创造了稻麦两熟制下高产世界纪录;近两年在浙江温岭市取得了晚稻钵苗机插比毯苗机插亩增产50~100公斤的实绩。

    第三,精确培育壮秧挖潜提产。即使选用了超级稻品种,也确定了最佳播期,若培育不出壮秧,想实现高产是比较难的。培育“齐、壮、匀”的适龄毯苗,有利于提高机插质量,减少漏穴,且栽后活棵快。超秧龄导致秧苗素质变差,机插时造成大量缺穴漏插现象,导致群体最终穗数不足,产量显著降低。生产上需要重视解决不能及时适龄移栽,常栽超龄秧的突出问题。

    第四,精细整地、精确栽插挖潜提产。通过精确计算基本苗数、调节栽插深度,以及精细整地等提高栽插质量。

    第五,群体动态精确调控挖潜提产。抓住肥水耦合关键点,精确定量施肥,实施定时、定量灌溉。

第六,通过健康抗逆栽培挖潜提产。研究水稻品种耐性鉴定方法、评价标准和灾害损失评估方法,选育抗灾品种,创新避灾抗灾水稻种植制度和栽培技术,研究灾害预警和抗灾减灾技术,建立品种、环境和栽培技术结合的灾害防控技术体系。

    五大主产区提升产能各有侧重

    《瞭望》:我国水稻栽培区域十分广阔,生态、生产条件复杂,这种情况下你对水稻挖潜提产有哪些建议?

    张洪程:我国是水稻生产大国,不同主产区大面积栽培水平差异较大。有些主产省近年来水稻种植面积下降,并且机械化栽培水平不高,单产水平也不高,部分还低于全国平均水平。因此各主产区在栽培上因地制宜进行技术创新与集成应用,是挖潜提产的重要途径。

    一是长江下游单季稻区,主要包括江苏、上海,在稻麦两熟制下种植常规单季粳稻为主,是地势平坦的高产区,机械化栽培程度较高。近20年水稻单产总体上稳中有增,2023年江苏、上海水稻单产分别为601.3、552.8公斤/亩,高出全国平均单产100公斤左右。建议加强大面积稳定高产优质高效协同规律与栽培新技术研究,创建亩产650-700公斤高产县(市、区),带动当地进一步优质高产增收;研究软米等高端大米品牌标准化栽培技术;加强高质量秸秆精准无害化还田、肥水药高效精准施用的绿色栽培新技术研发;研创达到绿色优质丰产高效协同的智能化“无人化”栽培新模式新技术。

    二是长江中下游单、双季兼作稻区,主要包括浙、皖、赣、鄂、湘,近20年来水稻单产稳中有升。该区是我国杂交稻分布最广泛的地区,建议加强杂交稻优质高产高效协同规律与适用机械化栽培技术研究;研究主要双季稻地区两季(包括再生稻)稳定丰产优质增效的协同规律与全程机械化栽培新技术;通过技术综合集成与应用,尽快提高中低产地区的产量水平,使之达到全国平均水平;研究适合多元化需求的栽培新技术新模式,特别是稻田综合种养新模式。

    三是西南单季稻区,主要包括川、渝、黔、滇,该区以单季籼稻为主,近20年种植面积稳中有降,单产有所提升,川、渝高于全国平均水平,黔、滇低于全国平均水平。建议开展四川盆地高温高湿寡照生态条件下稳定丰产优质高效协同规律与关键栽培技术研究;加强主要山地生态类型本土化稳产丰产优质栽培规律与栽培技术研究;加强多元化特色品牌稻米栽培技术研究;加强盆地平原、丘陵山区水稻全程机械化栽培技术研究与应用。

    四是华南双季稻区,主要包括粤、桂、闽、琼,近20年来面积不断下降,该区单产稳中有升,但是我国单产水平最低的地区。建议保住面积,大力加强双季稻(包括再生稻)大面积丰产高产栽培规律与突破性栽培技术研究;进一步加强长粒籼高端丝苗优质米标准化栽培研究;加强丘陵山区适用的全程机械化栽培技术研究;加强区域化抗逆防灾的优质丰产协同栽培技术研究与集成示范。

    五是东北寒地黑土单季稻区,主要包括辽、吉、黑等地,稻季有效积温偏少,生长前期与后期均可能遇到低温冷害,但地平土肥,机械化程度高,是优质水稻生产优势区,且单产水平也较高。建议针对黑土退化等问题,突出秸秆高质量还田与创造土壤耕作相融合的黑土保育栽培模式研究;加强优质丰产高效协同栽培规律与技术的研究;加强高端品牌稻米标准化栽培技术研究;加强向前延伸生育期的长龄工厂化壮秧培育与高产优质栽培研究;加强智慧化、“无人化”、规模化栽培新技术研究;加强不同积温带优质丰产高效核心技术创新与集成应用研究。

    《瞭望》:如何推动水稻先进适用栽培技术落地转化与实践应用?

    张洪程:推动水稻先进适用栽培技术转化应用,用高水平的标志性实用成果引领水稻生产再上新台阶,重点是紧扣水稻全程机械化栽培,部分地区创造条件走向栽培“无人化”,加大科技定向投入与攻关,推出适合不同主产区的现代化栽培技术;组织稻米产业大攻关,根据水稻产业高质量发展需求,在鉴选出区域丰产优质抗逆品种的同时,利用农艺农机高度融合的栽培模式、农田生态系统持续养护等先进技术成果,因地制宜地开展高水平的集成示范,创建单季水稻亩产700公斤、双季水稻亩产1000公斤的超高产县(市、区);创新推广模式与机制,充分利用现代信息手段,有效调动技术人员积极性,实现技术供需的高效对接;完善政府推广部门为主导、多元参与协同的产业技术推广体系,提高社会公益性技术的扩散效率与技术应用效果。

    “无人化”栽培技术解决劳动力短缺

    《瞭望》:如何协调提高单产与农业劳动力短缺问题?

    张洪程:目前我国稻麦等粮食作物播种面积已经超过1.12亿公顷,但由于劳动力紧缺、生产成本高、作业质量差等问题,提高单产面临很大挑战。稻麦生产“无人化”可以大幅提高作业效率、降低种植成本,也是解决未来粮食怎么种、靠谁种的关键。

    2017年,我们团队紧扣绿色丰产优质高效生产目标,系统开展稻麦耕种管收关键环节田间“无人化”作业技术研究与集成。我们研发了包括智能化育秧、栽插技术、无人机飞防高效植保技术、智能远程控制灌溉技术和智能精准“无人化”收获技术等,在江苏多地示范推广,增收效果良好。该技术被列为2021年农业农村部重大引领性技术,在江苏省内推广1500万亩。

    在未来,农田“无人化”技术不仅可以实现田间自动机器作业,农民不必下地耕种,还能达到全时作业,实现水稻丰产优质协同增效。

    《瞭望》:我国接近2/3的水稻种植面积分布在丘陵山区,如何解决丘陵山区水稻增产问题?

    张洪程:提高农业机械化水平是农作物增产的重要途径,丘陵山区地形地貌的复杂性、立体化,一直是制约粮食作物及其他农作物全程机械化的一个难点。

    基于丘陵山区地形地貌与气候条件复杂,农田基础设施相对落后,建议加大研发制造利于作业转场的小型化、适用性强的新型农业机械,并降低农机使用成本。同时,需加强农机农艺深度融合,开发的新型农机与本土化新农艺技术要融合配套,才能实现作物丰产与农民增收。