旱地节水农业适用面积覆盖大半个中国,涉及国家的粮食安全、乡村振兴和生态文明建设等诸多重要问题。兰州大学教授熊友才率领的旱地农业与可持续性科研团队扎根西部,立足黄土高原,创新旱地节水农业理论,研发实用技术,推进产学研结合,取得了一系列理论和应用成果。

研究不与实际生产、生活相联系就是一纸空谈。“生态学研究一定要紧密结合实际,围绕国家重大战略需求开展工作。”这是熊友才开展科研的基本理念。为此,熊友才长期开展旱地农业生态系统演变、水土资源保育、生态文明建设与可持续管理的过程和驱动机制研究。他带领科研团队改进了隔沟覆膜垄播技术,田间微集雨垄沟优化技术和高效节水抑蒸技术。首次量化评估了旱作农田当值生长季降雨入渗利用不足的问题,提出了“抑蒸”与“集雨”权衡观点。

自2011年兰州大学干旱农业生态课题组赴肯尼亚开展科研合作与技术示范以来,项目取得了长足进展。在课题组的推动下,兰州大学与肯尼亚的合作全面展开,先后与联合国环境规划署、肯尼亚农业大学、肯尼亚农业研究院、内罗毕大学和肯尼亚东南大学等五个单位签订了合作备忘录,与肯尼亚农业大学签署了中国-肯尼亚干旱农业生态合作研究中心协议,与内罗毕大学签署了本科生交换与合作培养协议。上述七个合作协议签署以来,兰州大学与联合国环境规划署及肯尼亚的合作取得长足进展,在人才培养、科研合作及技术推广等方面开展了大量的工作。

熊友才课题组在肯尼亚试验基地(左图)肯尼亚学者及团队成员在兰州考察交流(右图)

据了解,熊友才课题组在肯尼亚半干旱区Juja、Machakos和Kitui等地完成了不同田间微集雨技术和作物类型的比较试验与技术示范,系统测定了不同作物(玉米和小麦)个体生长、水分利用、株型演变、物候周期和产量形成等指标,以及土壤剖面水热条件及养分循环等多种参数,从田间尺度完成了技术引进和测试目标。通过不同尺度的土壤和气候参数演算和分析,熊友才提出自己的学术观点:“肯尼亚有80%以上的国土面积属于干旱与半干旱地区,按当地的种植和管理技术,将存在严重的粮食危机问题;但如推广中国的田间微集雨技术和作物管理系统,将对解决整个肯尼亚地区的粮食危机有巨大的帮助。”上述研究结果得到联合国环境规划署、肯尼亚东南大学、肯尼亚农业研究院、肯尼亚农业大学和内罗毕大学等高度评价。

近年来,熊友才团队承担了“中国—巴基斯坦雨养农业合作研究与技术开发”项目,多次赴巴基斯坦试验和推广旱地节水农业。熊友才表示,兰州大学科研团队将在巴基斯坦试验研究旱地垄沟覆盖栽培系统,种植玉米、小麦等农作物,提高粮食产量,并节水以改善生态。根据项目规划,中巴两国将共享旱地节水农业技术成果及推广经验,促进科技人才的交流与培养。此前,兰州大学已在肯尼亚成功试验旱地农业技术,即利用垄沟地膜覆盖技术,使主粮作物产量和水分利用效率提高达110%至790%,并有效地修复了非洲地区生态干旱。

如何改善西北旱地的农业生态环境,将科研做在大地上?熊友才团队与兰州金土地塑料制品有限公司合作,在新型地膜产品的研制、开发和推广中取得了进展。兰州金土地塑料制品有限公司总经理金鑫海介绍,双方共同合作改良了“环保型反复使用农用覆盖薄膜”,将其作为农业生产资料的地膜改变成生产工具,在产品生产过程中定制的种植孔实现了作物的标准化种植,超高的物理指标使得该产品能够符合全程机械化覆膜、卷收,并且能够反复多年使用,经实测可达5年之久,能够满足8茬作物种植。其特殊的生产工艺使得该产品能够在用后回收,杜绝了农膜在耕地中的残留,并增加了农户的二次收益,该薄膜现已在经济作物种植中推广。

“农用覆盖薄膜的使用主要目的是促进作物增产增收,但近年来农业面源污染问题成为了农村环境治理的重中之重,推广应用生物降解地膜是为了解决传统地膜残留污染环境的问题。”熊友才说。

在面向未来的残膜回收利用方面,熊友才表示,将在地膜生产行业标准和残膜回收利用技术规程等方面进行进一步的探索。

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