用“智慧土肥”添彩農(nóng)業(yè)未來

近年來，北京市土肥工作站按照都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，提出了“用智慧土肥創(chuàng)造農(nóng)業(yè)未來”的策略，隨之以數(shù)字化、智能化、信息化為主要內(nèi)容的“智慧土肥”科技創(chuàng)新活動在北京土肥系統(tǒng)迅速興起，形成了一大批高效、生態(tài)、安全型技術(shù)和技術(shù)產(chǎn)品，并在京津冀地區(qū)迅速推廣應(yīng)用。
那么，究竟何為智慧土肥？智慧土肥有哪些好處？對保障我國糧食安全將起到哪些作用？記者近日走訪了北京市土肥工作站和京郊多處農(nóng)業(yè)合作社一探究竟。
農(nóng)戶不出屋 便知田間事
當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的環(huán)境壓力增大，土壤及地下水亟待保護。在一些優(yōu)質(zhì)農(nóng)田區(qū)，因長期墾殖、開采以及大量使用化肥和農(nóng)藥，造成土壤有機質(zhì)含量下降，土壤或酸化或鹽漬化加重，耕地微生物系統(tǒng)惡化，土壤板結(jié)，耕地質(zhì)量呈下降態(tài)勢，土壤健康度呈“亞健康”狀態(tài)。
在此背景下，調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)與施用方法，不斷提高肥料利用率，減少肥料尤其是化學(xué)肥料殘留與積累，讓土地不僅科學(xué)合理地“缺什么補什么”，而且“健康、健壯”地“生產(chǎn)勞動”顯得尤為重要。
在北京市房山區(qū)韓村河村種糧大戶杜新家，記者看到他熟練地打開電腦，點擊進入北京市土肥信息網(wǎng)，打開測土配方施肥欄目，很快在農(nóng)戶田地信息中找到了自己的名字。杜新按照系統(tǒng)提示，將自家800畝耕地土壤養(yǎng)分含量、目標(biāo)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)的表格內(nèi)確認后，電腦屏幕上隨即顯示出相應(yīng)作物測土配方施肥技術(shù)，并在線與區(qū)土肥站訂購了專用配方肥，整個過程不到3分鐘。
“自從用了這套系統(tǒng)，施肥比以前方便多了，知道自家地里缺什么，該補什么，也知道什么作物該用什么肥料，農(nóng)作物產(chǎn)量有了很大提高�！倍判赂嬖V記者。
杜新之所以能在短短幾分鐘內(nèi)就獲取到作物的“電子處方”，這都仰仗著北京市土肥數(shù)據(jù)庫。提起這個數(shù)據(jù)庫，北京市土肥工作站站長趙永志頗有些自豪，這是北京市土肥工作站和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)共同開發(fā)研究，歷時6年時間建立起來的。
那么，這是怎樣一個數(shù)據(jù)庫呢？它都為農(nóng)民帶來哪些便利？
趙永志介紹說，數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲著北京市土壤空間分布的規(guī)律、類型和面積數(shù)量等海量信息，以及土壤的有機質(zhì)、pH值、全氮、全磷、全鉀等各種土壤屬性數(shù)據(jù)，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以50畝地塊為土壤單元，把土壤屬性數(shù)據(jù)庫中的不同屬性數(shù)據(jù)有機連接起來，使數(shù)據(jù)庫覆蓋全北京周邊的耕地和土壤。
查詢時，用戶只需輸入土壤單元編碼或行政村名，即了解到相應(yīng)的耕地土壤信息，以及相關(guān)點位的耕地和土壤信息，且信息和數(shù)據(jù)隨時更新。
此外，數(shù)據(jù)庫還儲存著北京郊區(qū)土壤邊界、土壤類型、地形地貌、排灌水系統(tǒng)、30多年的土壤測試結(jié)果、化肥使用情況以及歷年產(chǎn)量結(jié)果。土肥專家們通過對歷年產(chǎn)量圖分析田間產(chǎn)量變異情況找出作物不同產(chǎn)量區(qū)域，通過產(chǎn)量圖與其他相關(guān)因素圖層再進行比較分析，計算出影響作物生長的主要限制因素，在此基礎(chǔ)上制定出該地塊所種植作物的精準(zhǔn)施肥技術(shù)。
具體過程是，將土壤養(yǎng)分含量及供應(yīng)能力、不同作物需肥規(guī)律、目標(biāo)產(chǎn)量所需氮、磷、鉀及中、微量元素等養(yǎng)分數(shù)量的數(shù)據(jù)，輸入土肥數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行分析，制定出某一地塊或地區(qū)種植的某一作物施肥技術(shù)，實現(xiàn)土壤缺什么元素就補充什么元素，作物需要多少就補多少，將肥料投入控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，實現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應(yīng)，滿足作物需要。
“土肥數(shù)據(jù)庫是智慧土肥中很重要的一個組成部分。”趙永志告訴記者，所謂智慧土肥，實際上就是集移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點和無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)土肥生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為土肥生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化服務(wù)、可視化管理以及智能化決策，從而達到減少化肥用量，提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和保持土壤生態(tài)健康和可持續(xù)利用的目的。
有了新技術(shù) 節(jié)水又節(jié)肥
在北京昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)鑫城緣果品專業(yè)合作社溫室循環(huán)式水肥一體化栽培技術(shù)模式試驗區(qū)內(nèi)，理事長崔維國仔細查看著田間試驗記錄。
“真讓我意外，這種循環(huán)式水肥一體化栽培技術(shù)，比以前滴灌式栽培技術(shù)每畝用水量竟然少了將近80噸、用肥量少了10多公斤�！贝蘧S國感嘆道。
據(jù)介紹，草莓每年8月底栽植，第二年5月下旬拉秧，生長期長達9個多月。
過去，草莓追肥用的是傳統(tǒng)“水壓肥”方法，即將化肥撒在田里，然后澆水，使化肥溶解在水中并隨之滲入地下。而澆水時采取的是微噴技術(shù)。這樣下來，每畝草莓用水量高達200多方、化肥用量近百公斤。
“其實，我們知道草莓生長根本用不了這么多的水和肥，但當(dāng)時沒有更好的辦法�！贝蘧S國回憶說。
趙永志的話也印證了崔維國的感受：傳統(tǒng)的“水壓肥”方法，施肥時不管草莓是否缺水都要澆水，費水又費肥；而微噴技術(shù)只是將傳統(tǒng)的大水漫灌改變?yōu)閲娝�漫灌，并沒有對灌溉方式產(chǎn)生質(zhì)的變化。這樣的施水施肥方式不能實現(xiàn)真正的節(jié)約資源。而循環(huán)式水肥一體化就不一樣了，該技術(shù)的最大特點在于循環(huán)。
據(jù)介紹，循環(huán)式水肥一體化技術(shù)模式由控制系統(tǒng)、澆灌系統(tǒng)、栽植系統(tǒng)三部分組成。栽植系統(tǒng)由PVC管道和固定架等構(gòu)成，PVC管道臥式固定在固定架上。在PVC管道上方鉆出等距離圓孔，用于栽植草莓秧苗。澆灌系統(tǒng)由營養(yǎng)液存儲裝置、循環(huán)裝置等部分組成。
存儲罐內(nèi)存放的營養(yǎng)液體，是根據(jù)草莓生長發(fā)育不同階段所需營養(yǎng)元素及比例專門配制而成的，可以完全滿足草莓不同生長發(fā)育時期對各種養(yǎng)分的需要。草莓秧苗栽植后，控制系統(tǒng)會按照設(shè)定的時間段，啟動、關(guān)閉澆灌系統(tǒng)。澆灌系統(tǒng)啟動后，一定時間段內(nèi)營養(yǎng)液體在循環(huán)裝置的控制下，不間斷地從PVC管的前端流向末端，再流回到存儲裝置內(nèi)。草莓也在營養(yǎng)液體循環(huán)過程中，吸收到水分和養(yǎng)分。
“用戶只需在大棚外的控制室就可以完成一切操作過程，并且能實時監(jiān)控觀看作物的生長狀況。遇到問題還有土肥專家在線全程指導(dǎo)，徹底改變了以往單純依靠經(jīng)驗進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式�！辈�平區(qū)土肥站副站長徐明澤告訴記者。
據(jù)測算，循環(huán)式水肥一體化栽培技術(shù)模式栽培草莓，每畝用水僅為40.9噸，用肥45.5公斤；與滴灌式水肥一體化栽培技術(shù)模式相比，每畝節(jié)水近90噸，節(jié)省化肥14.5公斤。
果品不理想 土肥來幫忙
記者了解到，土壤情況直接關(guān)系到作物的口感。拿草莓來說，生長前期，需要植株健壯，根系發(fā)展，所以需要施好底肥，不僅要施有機肥，還應(yīng)適當(dāng)補充氮磷肥；到了開花期，需要補充中微量元素；到果實開始坐果膨大以及到了后期，加強草莓的糖分需要補充鉀肥。因此，什么時間施什么樣的肥相當(dāng)關(guān)鍵，如果摸不清作物生長中的需求，很容易前功盡棄。
過去，京郊農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)中存在著重化肥、輕有機肥，重氮磷肥、輕鉀肥的現(xiàn)象，在提高果蔬產(chǎn)量和生長速度的同時，也造成了口味下降。
昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)香屯村天成種植園經(jīng)理陳慶金從2005年起經(jīng)營草莓采摘園，可草莓口味總是偏酸，采摘的人很少。后來，他請北京市土肥工作站的技術(shù)人員來 “把脈診斷”，通過抽取土樣和草莓樣本檢測發(fā)現(xiàn)，溫室內(nèi)土壤養(yǎng)分氮元素多、鉀元素偏少，這導(dǎo)致草莓變酸。技術(shù)人員為陳慶金家的草莓量身制定出一套施肥方案和施肥技術(shù)，并調(diào)節(jié)出偏酸、偏甜、酸甜適中3種口味。
此后，陳慶金家的草莓便一炮打響，很多周邊地區(qū)的游客都慕名前來采摘。那一年，陳慶金家草莓的效益增加了三成多，每畝收入10多萬元。
說起運用土肥技術(shù)改變農(nóng)作物品質(zhì)，趙永志又回憶起另外一段經(jīng)歷。上世紀，京東黃桃曾被譽為北京大桃珍品中的珍品。而近十幾年來，品質(zhì)逐年走下坡路，歪果、裂果率較大，口感變差。后來，隨著北京市場上不斷引進新的鮮桃品種，京東黃桃?guī)缀踅^跡。
為使這一桃中珍品流傳下來，北京市土肥工作站技術(shù)人員來到京東黃桃故鄉(xiāng)——通州區(qū)漷縣鎮(zhèn)，經(jīng)過半個月的土樣、水質(zhì)檢測，終于找出京東黃桃品質(zhì)變差的 “病根”：土壤堿性太大，土壤生物系統(tǒng)很差，同時地力不高，不僅氮、磷、鉀主要營養(yǎng)元素明顯不足，而且鈣、鐵、硼等中微量元素更是缺乏。
隨后，土肥專家們將相關(guān)信息輸入土肥數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行分析，并專門定制出土壤生物改良和土壤培肥技術(shù)方案，針對京東黃桃營養(yǎng)需求規(guī)律配置了專用配方肥和配套施肥技術(shù)。經(jīng)過不斷調(diào)理平衡施肥，幾年后，京東黃桃不僅恢復(fù)了以往的品質(zhì)，而且果實碩大端正，顏色鮮亮，口味更加地道純正。如今在市場上，一個黃桃的價格要在10多元錢，而且供不應(yīng)求。
趙永志說，有“智慧土肥”的支撐，京郊農(nóng)產(chǎn)品開始優(yōu)質(zhì)高端起來，這些優(yōu)質(zhì)高端農(nóng)產(chǎn)品不僅為農(nóng)民帶來了實實在在的利益，而且讓市民大飽口福。
土肥一體化 還需合力抓
前不久，京津冀三地土壤肥料系統(tǒng)攜手創(chuàng)建了土肥水協(xié)同發(fā)展創(chuàng)新聯(lián)盟，開展“智慧土肥”建設(shè)，推廣水肥一體化高效灌溉施肥、污染土壤修復(fù)技術(shù)、土肥水資源高效利用、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等一批創(chuàng)新技術(shù)。
“這是京津冀‘智慧土肥’一體化進程中的重要一步�！壁w永志認為，京津冀在地質(zhì)、氣候、土壤及生物群落等方面是一個完整的地域系統(tǒng)。在國家發(fā)展京津冀一體化的大背景下，土肥工作也應(yīng)該順應(yīng)這一發(fā)展趨勢，實現(xiàn)京津冀地區(qū)土肥一體化發(fā)展。
北運河是我國南北大運河北段，自通州區(qū)至天津入海河處，長186公里，承擔(dān)著流域內(nèi)90%的排水任務(wù)。同時，北運河流域是京郊以及北京周邊地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的主要產(chǎn)區(qū)，在穩(wěn)定首都農(nóng)產(chǎn)品市場特別是農(nóng)產(chǎn)品的應(yīng)急供應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。
“北運河也是北京遭受污染較為嚴重的河道。流域范圍內(nèi)每年向北運河排放的COD總量高達約9萬噸。其中，化肥是北運河流域的重要污染源�！壁w永志告訴記者。
那么，如何解決北運河流域農(nóng)業(yè)面臨的“兩難”問題？做到既治理，又保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展？
“化肥無害，錯在人為。將化肥投入控制在科學(xué)的范圍內(nèi)，是北運河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理過程中的關(guān)鍵；而農(nóng)民使用配方肥料，則是破解‘兩難’的難點和落腳點�！壁w永志說。
為讓農(nóng)民用上與北運河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理工程要求相一致的配方肥，土肥系統(tǒng)通過創(chuàng)新土肥技術(shù)推廣服務(wù)方式，將有形肥料和無形技術(shù)融合在一起送到農(nóng)民手中。在配方肥生產(chǎn)和配送過程中，市土肥站根據(jù)治理工程要求制定配方肥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，通過招標(biāo)選定企業(yè)生產(chǎn)配方肥生產(chǎn)資格；區(qū)縣土肥站從中標(biāo)企業(yè)選定本區(qū)縣配方肥生產(chǎn)企業(yè)；被選定的肥料生產(chǎn)企業(yè)按照土肥站提供的配方肥標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)量和品種進行生產(chǎn)，并將配方肥配送到區(qū)縣總店；總店根據(jù)分店所需數(shù)量和品種，將配方肥配送到分店；分店根據(jù)農(nóng)戶需求數(shù)量和品種配送到戶，同時負責(zé)使用配方肥的指導(dǎo)和宣傳，了解農(nóng)民的需求等工作。
2014年，土肥系統(tǒng)在北運河流域治理示范區(qū)域內(nèi)，累計推廣以有機肥、配方肥、緩釋肥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物循環(huán)利用為主要內(nèi)容的綜合治理技術(shù)88.7萬畝，節(jié)肥1537噸，增收節(jié)支5656萬元，化肥利用率提高3至5個百分點。北運河流域推廣土肥綜合治理技術(shù)以來，共計減排3.11萬噸。
北運河污染治理是京津冀地區(qū)土肥科學(xué)利用促進增產(chǎn)增收的一個縮影。目前，三地土肥部門正共同編制《京津冀土肥水科技發(fā)展規(guī)劃》，通過規(guī)劃引領(lǐng)、資源整合、信息共享、合作共贏的機制，積極推動科技創(chuàng)新與技術(shù)成果轉(zhuǎn)化落地，共同打造推介一批土肥水高效利用示范園區(qū)、一批土肥水企業(yè)、一批土肥水技術(shù)產(chǎn)品。
http://flamewebsite.com/news/51086.htm
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