南報網(wǎng)訊（通訊員 許天穎 陳潔 記者 談潔）一年一度的國家科技獎勵大會正在北京舉行。南京農(nóng)業(yè)大學兩項科研成果“稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術(shù)”、“有機肥作用機制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”分別摘得國家科技進步二等獎。
現(xiàn)代傳感技術(shù)給農(nóng)田實時“開處方”
“水稻、小麥等糧食作物在生長過程中需要監(jiān)測肥水、病蟲害等情況，傳統(tǒng)的‘看苗診斷’依托的是農(nóng)技人員“人眼看”、“下田看”，大部分都是‘拍腦袋’、‘憑經(jīng)驗’，不能定量化，而且受人力所限，一天只能看一兩塊田，這樣‘看’下來時間長、效率低，常常錯過了最佳‘診療期’”。
南京農(nóng)業(yè)大學田永超教授向記者介紹，項目組研發(fā)的現(xiàn)代看苗診斷技術(shù)就是針對這些缺點逐一突破，原理是根據(jù)作物吸收太陽光的情況，葉綠素含量高的作物，吸收的相關(guān)可見光多，反射的光譜就少，從而制作出“反射光譜庫”，構(gòu)建“光譜”與作物生長關(guān)系模型；同時研制便攜式和機載式的監(jiān)測診斷設(shè)備，通過在農(nóng)田傳感器、無人機上安裝“機械眼”，實現(xiàn)從點到面的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測覆蓋。
“革新后的技術(shù)優(yōu)勢明顯，一是更加客觀、精確，從人眼看變成傳感器看，能夠消除大量的經(jīng)驗性誤差；二是更加快速，以往通過對化驗葉綠素，最起碼要10天的周期，等化驗結(jié)果出來，最佳施肥施藥期已過，現(xiàn)在是‘實時’監(jiān)測，農(nóng)戶只需手機下載相關(guān)軟件，足不出戶就可以實時查收作物監(jiān)測情況以及量化的施肥建議；三是適應規(guī)?；r(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，未來農(nóng)業(yè)必將走適度規(guī)模的發(fā)展道路，規(guī)模就帶來需求，無人機等領(lǐng)先技術(shù)的應用將為規(guī)模化、機械化、大面積農(nóng)田的作物監(jiān)測提供精確的分類指導?！?br />
說到此項技術(shù)的創(chuàng)新點，田永超為記者打了一個形象的比喻，“就像專業(yè)的營養(yǎng)師，會根據(jù)人的不同年齡階段，定制相應的體格指數(shù)、體質(zhì)標準，我們做的則是針對作物不同生長階段特定的水肥需求情況，通過軟件建模，動態(tài)設(shè)計其生產(chǎn)軌跡。”
據(jù)了解，項目牽頭人，南京農(nóng)業(yè)大學曹衛(wèi)星教授，放棄國外優(yōu)厚待遇回到南農(nóng)，從2000年起來，帶領(lǐng)團隊潛心研究“稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術(shù)”。
“我們的項目歷時16年，之前做在的是‘基肥’的精確定量研究，即在作物下田之前，給出合適的水肥使用量指導，近年來，主要針對‘追肥’，即作物生長過程中的實時監(jiān)測。”
田永超告訴記者，項目組借助自主研發(fā)的作物生長監(jiān)測診斷系統(tǒng)、生長監(jiān)測診斷儀、農(nóng)田感知與智慧管理平臺等軟硬件產(chǎn)品，以作物長勢分布圖、肥水處方圖、產(chǎn)量品質(zhì)分布圖等為主要應用形式，為農(nóng)戶繪制出簡便實用的作物生長“營養(yǎng)圖”。
據(jù)了解，從2015年開始，農(nóng)業(yè)部組織開展了到2020年“化肥使用量零增長”和“農(nóng)藥使用量零增長”的“雙減行動”，推進化肥、農(nóng)藥減量增效，南京農(nóng)業(yè)大學的這項稻麥生長指標光譜監(jiān)測與定量診斷技術(shù)，為優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高化肥農(nóng)藥使用效率，提供了核心的支撐技術(shù)。
先進技術(shù)出來了，如何真正送到農(nóng)田，讓農(nóng)戶知道并愿意用這“新鮮的家伙”？據(jù)介紹，在推廣應用上，項目組富有創(chuàng)造性地建立起“農(nóng)推部門—合作社（企業(yè)）—農(nóng)戶”的三層技術(shù)推廣模式，注重面向規(guī)模性種植大戶、家庭農(nóng)場主等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，通過與政府、企業(yè)、合作社、種植大戶相結(jié)合，將試驗、示范與推廣同步。自2009年開始，該技術(shù)在江蘇、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我國主要稻麥生產(chǎn)區(qū)進行了示范應用，節(jié)氮約7.5%，增產(chǎn)約5%。據(jù)不完全統(tǒng)計，近5年累計推廣有效面積4920.21萬畝，新增效益24.28億元。
破解有機肥作用機制關(guān)鍵難題
傳統(tǒng)化肥養(yǎng)分高，見效快，能促進農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，解決人類的溫飽問題。然而，隨著人們生活水平的提高，消費者對農(nóng)作物的品質(zhì)要求也日趨增高，越來越多的人不僅僅滿足于“有的吃”，還要能“吃得好”。傳統(tǒng)有機肥能提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，改善口味，增加營養(yǎng)，而且能有效解決長期施用化肥造成的土壤板結(jié)問題，顯著提高土壤微生物量、多樣性及土壤酶活性。但傳統(tǒng)有機肥異味大，難儲存，很難大量生產(chǎn)和堆放，在生產(chǎn)生活中，往往形成大量固體有機廢棄物而被隨處棄置，浪費養(yǎng)分資源，污染環(huán)境。
化肥、有機肥各有長處和不足，如何揚長避短，進一步提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，改善土壤環(huán)境？南農(nóng)大沈其榮教授團隊的研究成果“有機肥作用機制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”，針對這些“長短”，創(chuàng)新研究了有機肥、有機無機復混肥養(yǎng)分在土壤-植物-動物體系中的循環(huán)與轉(zhuǎn)化及對土壤性質(zhì)的影響，研發(fā)出商品有機肥和有機無機復混肥生產(chǎn)工藝與技術(shù)，進行推廣施用。此舉不僅發(fā)揮了兩者之“長”，而且通過關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，使這種“揚長避短”成為可能。
在此基礎(chǔ)上，南農(nóng)的科研人員修訂了有機肥料的行業(yè)標準，提高了有機肥養(yǎng)分含量，這一舉措不僅為有機肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展保駕護航，還將有效促進我國耕地質(zhì)量的提升。商品有機肥和有機無機復混肥產(chǎn)品對生產(chǎn)和環(huán)境顯而易見的優(yōu)勢，也得到了相關(guān)部門的充分肯定，財政部國家稅務總局出臺有機肥產(chǎn)品免征增值稅政策，農(nóng)業(yè)部出臺土壤有機質(zhì)提升和商品有機肥補貼政策，提高了農(nóng)民施用有機肥的積極性。