南報(bào)網(wǎng)訊（通訊員 許天穎 陳潔 記者 談潔）一年一度的國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)正在北京舉行。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)兩項(xiàng)科研成果“稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)”、“有機(jī)肥作用機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”分別摘得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
現(xiàn)代傳感技術(shù)給農(nóng)田實(shí)時(shí)“開(kāi)處方”
“水稻、小麥等糧食作物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)肥水、病蟲(chóng)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(yàn)’，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(lái)時(shí)間長(zhǎng)、效率低，常常錯(cuò)過(guò)了最佳‘診療期’”。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)田永超教授向記者介紹，項(xiàng)目組研發(fā)的現(xiàn)代看苗診斷技術(shù)就是針對(duì)這些缺點(diǎn)逐一突破，原理是根據(jù)作物吸收太陽(yáng)光的情況，葉綠素含量高的作物，吸收的相關(guān)可見(jiàn)光多，反射的光譜就少，從而制作出“反射光譜庫(kù)”，構(gòu)建“光譜”與作物生長(zhǎng)關(guān)系模型；同時(shí)研制便攜式和機(jī)載式的監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備，通過(guò)在農(nóng)田傳感器、無(wú)人機(jī)上安裝“機(jī)械眼”，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測(cè)覆蓋。
“革新后的技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(yàn)性誤差；二是更加快速，以往通過(guò)對(duì)化驗(yàn)葉綠素，最起碼要10天的周期，等化驗(yàn)結(jié)果出來(lái)，最佳施肥施藥期已過(guò)，現(xiàn)在是‘實(shí)時(shí)’監(jiān)測(cè)，農(nóng)戶只需手機(jī)下載相關(guān)軟件，足不出戶就可以實(shí)時(shí)查收作物監(jiān)測(cè)情況以及量化的施肥建議；三是適應(yīng)規(guī)?；r(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)農(nóng)業(yè)必將走適度規(guī)模的發(fā)展道路，規(guī)模就帶來(lái)需求，無(wú)人機(jī)等領(lǐng)先技術(shù)的應(yīng)用將為規(guī)?；?、機(jī)械化、大面積農(nóng)田的作物監(jiān)測(cè)提供精確的分類指導(dǎo)?！?br />
說(shuō)到此項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)，田永超為記者打了一個(gè)形象的比喻，“就像專業(yè)的營(yíng)養(yǎng)師，會(huì)根據(jù)人的不同年齡階段，定制相應(yīng)的體格指數(shù)、體質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，我們做的則是針對(duì)作物不同生長(zhǎng)階段特定的水肥需求情況，通過(guò)軟件建模，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)其生產(chǎn)軌跡?！?br />
據(jù)了解，項(xiàng)目牽頭人，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)曹衛(wèi)星教授，放棄國(guó)外優(yōu)厚待遇回到南農(nóng)，從2000年起來(lái)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心研究“稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)”。
“我們的項(xiàng)目歷時(shí)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(dǎo)，近年來(lái)，主要針對(duì)‘追肥’，即作物生長(zhǎng)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。”
田永超告訴記者，項(xiàng)目組借助自主研發(fā)的作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)、生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)診斷儀、農(nóng)田感知與智慧管理平臺(tái)等軟硬件產(chǎn)品，以作物長(zhǎng)勢(shì)分布圖、肥水處方圖、產(chǎn)量品質(zhì)分布圖等為主要應(yīng)用形式，為農(nóng)戶繪制出簡(jiǎn)便實(shí)用的作物生長(zhǎng)“營(yíng)養(yǎng)圖”。
據(jù)了解，從2015年開(kāi)始，農(nóng)業(yè)部組織開(kāi)展了到2020年“化肥使用量零增長(zhǎng)”和“農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)”的“雙減行動(dòng)”，推進(jìn)化肥、農(nóng)藥減量增效，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的這項(xiàng)稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)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(jìn)技術(shù)出來(lái)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(yīng)用上，項(xiàng)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(chǎng)主等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體，通過(guò)與政府、企業(yè)、合作社、種植大戶相結(jié)合，將試驗(yàn)、示范與推廣同步。自2009年開(kāi)始，該技術(shù)在江蘇、河南、江西、安徽、浙江、河北、湖南等我國(guó)主要稻麥生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了示范應(yīng)用，節(jié)氮約7.5%，增產(chǎn)約5%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近5年累計(jì)推廣有效面積4920.21萬(wàn)畝，新增效益24.28億元。
破解有機(jī)肥作用機(jī)制關(guān)鍵難題
傳統(tǒng)化肥養(yǎng)分高，見(jiàn)效快，能促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，解決人類的溫飽問(wèn)題。然而，隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)農(nóng)作物的品質(zhì)要求也日趨增高，越來(lái)越多的人不僅僅滿足于“有的吃”，還要能“吃得好”。傳統(tǒng)有機(jī)肥能提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，改善口味，增加營(yíng)養(yǎng)，而且能有效解決長(zhǎng)期施用化肥造成的土壤板結(jié)問(wèn)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(jī)肥異味大，難儲(chǔ)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(jī)廢棄物而被隨處棄置，浪費(fèi)養(yǎng)分資源，污染環(huán)境。
化肥、有機(jī)肥各有長(zhǎng)處和不足，如何揚(yáng)長(zhǎng)避短，進(jìn)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(tuán)隊(duì)的研究成果“有機(jī)肥作用機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”，針對(duì)這些“長(zhǎng)短”，創(chuàng)新研究了有機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分在土壤-植物-動(dòng)物體系中的循環(huán)與轉(zhuǎn)化及對(duì)土壤性質(zhì)的影響，研發(fā)出商品有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝與技術(shù)，進(jìn)行推廣施用。此舉不僅發(fā)揮了兩者之“長(zhǎng)”，而且通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，使這種“揚(yáng)長(zhǎng)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(jī)肥料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高了有機(jī)肥養(yǎng)分含量，這一舉措不僅為有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展保駕護(hù)航，還將有效促進(jìn)我國(guó)耕地質(zhì)量的提升。商品有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)，也得到了相關(guān)部門的充分肯定，財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局出臺(tái)有機(jī)肥產(chǎn)品免征增值稅政策，農(nóng)業(yè)部出臺(tái)土壤有機(jī)質(zhì)提升和商品有機(jī)肥補(bǔ)貼政策，提高了農(nóng)民施用有機(jī)肥的積極性。