滴灌通过全管道化系统精准靶向地给作物根区进行灌溉施肥,有效解决了农业节水以及作物产量品质协同提升的难题,已成为现代农业实现高产高效的关键技术,对于支撑新一轮千亿斤粮食产能提升、高标准农田建设、作物单产提升等国家重大战略意义重大。中国农业大学高效节水灌溉技术与装备团队历经20余载,研发了全新概念的小流量、长毛管、抗堵塞分形流道系列滴灌带产品,实现了农田滴灌系统轻简化重构,开发了成套化的过滤、施肥施药、电磁阀与阀控等大田作物轻简化智慧滴灌系统成套装备以及云服务管理平台,相关成果已经获授权美国发明专利2项、国家发明专利24项;获国际节水技术创新奖、水利部大禹水利科学技术奖一等奖等多项奖励,已经形成了具有系统简洁化、输配精量化、传输无线化、数据本地化、技术成套化、管理全链化的粮经作物智慧滴灌技术。团队学生多年扎根在实验站田间地头和生产一线,经过多年技术迭代和完善升级,来到全国各地示范区开展了技术示范和推广。
依托中国农业大学北京通州实验站,在北京地区昂贵土地上划出 300 亩土地开展 “智灌农夫计划”,让在站研究生零成本、零距离、全方位、全过程的负责一项滴灌技术模式的示范工作。探索以滴灌全管道化系统为基础平台,融合高效品种、水肥一体化、高密栽培农艺、全程机械化、智慧管控等关键技术,创建标准化、成套化的大田作物智慧滴灌高效生产技术。
2024年,实验站承办了第三十一届中国北京种业大会的玉米品种田间地展,此次地展规模宏大且意义非凡,这对于参与其中的博士生匡乃昆、硕士生周靓来说也是一个不小的挑战。匡乃昆说:“尽管之前参加过‘智灌农夫’基础训练,但 149 个品种在同一块地里展示,仍感到些许忐忑。” 在大会的品种展示中,配套运用了轻简化智慧滴灌技术,播种后及时跟进出苗水,使得玉米苗情均匀整齐。在玉米生长过程中,融合了水肥药一体化、一喷多促等关键技术,从而为夏玉米的生长发育提供了全过程、多要素的有力保障措施。“展示现场吸引了北京各区种植主体、新媒体等 300余人前来观摩,让我感到自己的研究工作能够切实落地,为推动通州区由‘种业科技’向‘种业科技 + 种植科技’双轮驱动转型、国家新一轮千亿斤粮食增产计划做出农大贡献!” 匡乃昆又讲到。
近年来,持续迭代升级后的轻简化智慧滴灌综合解决方案终于在全国范围内进行大规模的示范应用和推广。以京为始、辐射全国、扎根乡村、致力增粮,同学们勇敢走出实验室,走向田间地头,积极推广“大田作物轻简化智慧滴灌技术”。脚踏实地治学问、驻村下田解民生,坚守知农爱农情怀,立志做强国兴农先锋,这不仅助力了当地农业节水与增产,更为保障国家粮食安全提供了强有力的科技支撑。
如今科技成果以推广到新疆生产建设兵团、黑龙江北大荒集团、山东齐河、广西柳州等多个地区,成功在全国范围内实施示范推广。迄今为止,已建立万亩示范区1个、千亩示范区6个、百亩示范区几十个,形成了玉米、大豆、小麦、棉花、马铃薯、甘蔗等大田作物智慧滴灌节水高产创建技术成套解决方案近20套,取得了规模化的节水、增产效果。示范区的每一位成员深知肩负的责任和使命,日复一日地深入田间地头,踏实钻研,探索出一条符合当地实际需求的农业节水与高产创建协同发展之路。
博士生查映东带队在新疆生产建设兵团七师 123 团 3 连万亩示范区开展轻简化智慧滴灌技术推广示范工作。示范区采用自主研发的系列产品,小区控制面积从当地滴灌的6.5亩增加到20.8亩,系统灌水均匀度86%以上,为当地种植用户成功节省了灌溉用水与劳动投入成本。经过两年的技术示范,此创新技术在新疆田间落地生根,赢得了农户的高度认可。该技术在推动当地农业现代化与可持续发展进程中发挥着重要作用,坚定地站稳示范区阵地,发挥着示范引领效能。
在黑龙江北大荒集团宝泉岭农场,博士生于滨杭带队开展无膜浅埋滴灌水肥一体化技术的推广,实现了从品种鉴选到越冬维护的全流程操作,使农业生产不再单纯依赖经验,而是基于高效利用每一滴水的高均匀性滴灌技术的轻简化智慧滴灌综合解决方案。该技术改变了传统农业模式,提升了农业生产的科学性和高效性,推动了当地农业向现代化方向发展。
参与黑龙江八五九农场智慧滴灌技术示范项目的硕士生江涛,通过自动化环境监测和实时数据处理,精确调控灌溉与施肥,成效远超传统农田,精准将水肥输送到作物根部,确保土壤湿润均匀,玉米长势喜人。从设备安装到系统调试、数据监测再到与农户交流等复杂操作过程让相关人员成长,且项目获得了企业与农户广泛认可,坚定了科研成果转化信心,推动了当地农业现代化进程。该智慧滴灌技术示范效果显著,较传统农田节水22.5%,节肥19.8%,增产41.2%,玉米产量经专家测产创历史最高纪录(达到1350kg/亩)。
参与技术研发并负责技术示范推广的周云鹏副教授指出:“传统观念中,大家仅仅将滴灌当做是一种高效节水灌溉技术,甚至以为只有在非常干旱的地区才使用滴灌。其实,我们更应该将滴灌水肥一体化技术作为作物高产创建的基础平台,一种精准高效输配系统,作物需要什么或缺什么就补充什么?例如在播种后进行滴水出苗,为每一粒种子营造均一的土壤墒情条件,保证苗齐苗匀;或者是通过滴灌追肥避免了作物生育后期出现脱肥的情况。”周云鹏副教授对于滴灌技术的见解,为我们打开了新的思路。
轻简化智慧滴灌技术在我国北方粮棉油作物主产区的示范成效显著。北大荒集团八五九农场有限公司党委书记尹显洪等表示,明年我们将继续扩大示范面积,让智慧滴灌惠及更多农田,推动这项农业节水高产技术在玉米和大豆种植中的应用,助力中国饭碗装满中国粮!(白小果)
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