科技日报记者 颉满斌
初秋时节，甘肃省农科院镇原旱农实验站内，万物生长，鸟语花香，绿意盎然。
“先后选育出抗旱丰产优质冬小麦新品种18个，攻破了6项抗旱节水增粮关键技术，走出了一条旱作节水增粮之路。”甘肃省农科院副院长樊廷录站在翠绿的玉米试验基地内，向记者细数着实验站50年的创新成果。
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为解决革命老区粮食生产和口粮供给问题，50年前，一批农业专家来到镇原，住窑洞、吃派饭，开展农业技术创新与应用。而今，这里挂上了国家农业科学观测实验站、国家农作物区域试验站、国家玉米产业技术体系的牌子，吸引着全国各地的专家开展旱作节水农业、作物绿色丰产、土壤改良、冬小麦抗旱育种等观摩研讨，推广典型经验，共商旱农未来。
突破抗旱优质小麦选育与应用的短板
小麦一直是老区人民口粮安全的基础，曾经是“陇东粮仓”的主体。
甘肃省农科院研究员、小麦育种专家李兴茂介绍，试验站长期坚守抗旱种质资源创新及新品种选育的目标，先后收集和保存国内外优异种质资源3000多份，选育出的陇鉴牌系列冬小麦品种入选新中国成立五十年地标工程。
历时13年选育的陇鉴196抵御了20世纪80-90年代小麦条锈病和干旱的威胁，推广面积占甘肃省冬小麦播种面积的25%，增产11%-13%，陇鉴127以抗锈优质提升了冬小麦优质化水平，鲜切面条评分达到88.8分，累计推广536万亩，增产9%-17%。陇鉴系列品种的推广，使庆阳老区小麦单产由90年代的167kg/亩提高到目前的240kg/亩，提高43.7%，并辐射到宁夏南部、陕西北部地区。
樊廷录说，在产量提高满足口粮供给后，优质强筋小麦需求量增加，但种质资源及品种都缺乏，2004年试验站引进美国红芒硬质小麦种质38份，鉴定出抗旱强筋种质2份，与自育品种陇鉴386杂交，经后代优质谷蛋白基因分子标记辅助选择，历时16年选育出白粒大穗陇鉴115号和红粒硬质陇鉴117两个新品种，籽粒粗蛋白含量13%-15%，稳定时间10-18分钟，籽粒容重超过800克/升，拉伸面积207cm2，面包体积880ml，面包评分90.3分，显著高于国家优质强筋麦标准，突破了旱地优质强筋麦种质缺乏的“卡脖子”问题，改变了这一区域只能生产中筋小麦的布局，补了我国北方冬小麦区强筋麦品种短缺的空白，2019-2022年在陇东旱塬经受冻旱交替灾害，实现了350-420kg/亩的高产水平，水分利用效率达到0.9-1.2kg/mm.亩，正在甘肃、宁夏等地试点应用。
夯实抗旱节水增粮增效的科学支撑
水是农业发展的命脉，更是旱地农业生产最大的制约因素，并且随着温度增加和降雨减少暖干化气候的加剧，旱作区缺水形势愈加严重。
“如果弄清楚旱地农田降水、土壤水分变化、作物耗水三者的平衡关系，建立一种应对干旱变化的适水种植结构，选择适宜作物和品种，培育和营造土壤水库，合理配套旱作覆盖农业技术，就可实现主动抗旱、以水抗旱、稳产丰产”。出生于甘肃临洮干旱山区的樊廷录，饱受干旱疾苦生活，1991年研究生毕业甘愿来到试验站，就有这样一个梦想。
带着这个梦想，他连续6个五年计划执守旱农创新。30多年组织开展旱地农田水分平衡与转化机制、覆盖集雨种植沟、作物生产潜力等研究，明确了降雨在农田中2/3是蒸发和径流损失、作物蒸腾耗水仅占1/3，这为实施以水抗旱的覆盖集雨农业和节水增粮提供了支撑。
20世纪90年代，西北地区连续干旱，面对旱灾的严重威胁，试验站以村庄、道路径流收集利用为核心，研究提出了果树、蔬菜和作物关键需水期旱后供水生长的补偿或超补偿效应，组织实施了以径流收集、水窖建设和膜下滴管为主的果园和蔬菜、地膜玉米关键期补灌等集雨高效农业，苹果和玉米增产25%，创建了日光温室棚面集雨设施蔬菜高效生产模式，蔬菜吨水产值达到150-200元。这些模式在国内外产生了重大影响，至今仍在生产中发挥着以水抗旱的重要作用。
高效利用蓄保的雨水生产出更多的粮食，提高水分利用效率，这是旱作节水的核心。长期从事旱作生理生态研究的樊廷录，通过大量田间试验明确了旱作作物产量、耗水量、水分利用效率的协调增进关系，通过遗传改良和栽培技术优化将田间耗水量中的蒸发损耗转化为蒸腾耗水，生产出更多的作物产量，明确了农艺措施投入应以水分利用效率最高为目标实现水分可持续利用。2011年开始，他作为国家玉米产业技术体系专家，带领团队开展了大量调研，认为种植密度低是旱地玉米低产和水分利用效率不高的主要原因，通过多生态点布置试验，研究提出了1毫米降水量亩种植10株玉米以水定密、亩增加1000株增产12%-20%以密定产和增密减氮的技术依据，解决了旱地玉米适水增密的科学问题，为旱地玉米适水丰产提供了支撑。
攻克抗旱粮食增产的关键技术
随农业结构的战略性调整，蔬菜果树等经济作物面积不断扩大并向水资源富集区集中，粮食作物种植面积不断压缩并向旱作区转移，抗旱增粮就成为实验站的科研使命。
实验站科研人员经过大量研究与示范，攻克了夏休闲期覆盖土壤水库扩蓄增容、冬春闲期覆盖保墒、覆盖集雨种植三项藏粮于水、藏水于技的关键技术，播前0-2m土壤有效贮水亩增加20-40 m3，垄沟覆盖使小于10mm大量无效降雨在作物种植沟内成倍增加，可供利用的有效水亩增加50-60m3，为旱地粮食增产高产奠定了水分基础。
同时，樊廷录率领团队研究提出的旱地冬小麦周年覆膜穴播技术连续10年亩产稳定到300kg以上，玉米平均亩产达到了860kg台阶，全膜双垄沟密植后MC703、强盛338、先玉335等品种机收达到了吨粮田，创造了旱地地膜玉米水分利用效率3.64kg/mm.亩的世界纪录。
近10年，樊廷录率领团队加强与农机装备、地膜制造企业合作，研发出全膜双垄沟覆膜、施肥、穴播的播种机，实现了机艺一体化作业，生产效率增加3倍以上，提升了全膜双垄沟集雨增粮技术的水平；研发出的适宜旱地玉米种植的全生物降解地膜，地膜残留污染减少一半以上、降低了地膜捡拾成本，支撑着旱地玉米密植绿色丰产技术大面积应用。
甘肃省农科院镇原旱农实验站旱作玉米新品种展示田。颉满斌 摄
此外，针对旱地玉米收获占总投入成本一半、劳动力短缺的问题，2016年以来他组织团队每年引进20多个玉米新品种，在百亩示范田开展大量监测，评价品种的耐密性和机械粒收质量，提出了生理成熟后延期50-60天低水分机械粒收技术，实现了隆冬季节收玉米、颗粒直接归仓的先例，亩节本增收300元以上，正在引领旱地玉米生产方式的转变。
“玉米占据了旱地粮食总产量的一大半，玉米产量高低决定着秋粮丰歉。”樊廷录说，旱地玉米覆盖集雨密植增产技术，使试验示范区玉米亩产迈上了600、700、800、900kg台阶，水分利用效率达到2.5kg/mm.亩，降雨利用率达到80%，成为我国北方旱地玉米抗旱增产的主推技术，实现了农艺农机融合及技术的标准化。
樊廷录告诉记者，单从水分利用效率来看，国际上生产一吨粮食平均耗水1000m3，而旱地消耗不到300m3降水就可生产一吨玉米，旱地地膜玉米水分利用走到了世界前列。
“农业高质量发展和乡村振兴的号角已吹响，稳定粮食功能区旱作粮食生产，建立区域优质粮食增产带，加快旱作适水农业发展和生产生态化转型，是面临的重大任务。”站在新的起点上，樊廷录说，今后，要以实验站为平台，加强科学数据积累，创新旱作农业节水提质增效的新理论、新方法，突破雨养区旱作节水的新装备新模式，在新时期继续谱写旱作节水增粮增效的新篇章。
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