中國(guó)江蘇網(wǎng)1月8日訊(記者 郭蓓 通訊員 許天穎 陳潔)日前，2015年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)公布，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”分摘國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
“稻麥生長(zhǎng)指標(biāo)光譜監(jiān)測(cè)與定量診斷技術(shù)”立足“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”科技，以水稻小麥為主要研究對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了為農(nóng)田實(shí)時(shí)“開(kāi)處方”；“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”項(xiàng)目創(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)，發(fā)揮了化肥和有機(jī)肥兩者之長(zhǎng)。
以現(xiàn)代傳感技術(shù)為支撐
復(fù)合型人才隊(duì)伍全方位“調(diào)理”農(nóng)田
傳感器一“轉(zhuǎn)”，就能監(jiān)測(cè)農(nóng)田肥水情況？無(wú)人機(jī)一“瞄”，就能判斷作物生長(zhǎng)走勢(shì)？農(nóng)民和種植大戶們手機(jī)在手，就能實(shí)時(shí)獲得量化的施肥建議。
“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，大部分都是憑經(jīng)驗(yàn)，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)光情況，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)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)全方位數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測(cè)覆蓋。
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)營(yíng)養(yǎng)師會(huì)根據(jù)人的不同年齡定制相應(yīng)的標(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?！睋?jù)悉，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”。
既然是“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”，自然少不了復(fù)合人才。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有核心成員11人，專業(yè)背景涉及計(jì)算機(jī)、遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)工程等不同學(xué)科門類。
抓住“氮” 少施化肥
提高產(chǎn)量有效“揚(yáng)長(zhǎng)避短”成行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)
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。但隨著人們生活水平的提高， “有的吃”已不夠，還要“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，但異味大難儲(chǔ)存，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？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”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。
氮是植物生長(zhǎng)需要量最大的元素，為提高產(chǎn)量，農(nóng)民往往大量施用氮肥。而氮同時(shí)又極易流失，會(huì)對(duì)水體環(huán)境和人類健康造成危害。沈其榮告訴記者，團(tuán)隊(duì)首次建立了采用同位素13C15N雙標(biāo)記作物秸稈、畜禽糞便等有機(jī)肥料的技術(shù)。這項(xiàng)有機(jī)無(wú)機(jī)肥料氮素協(xié)同增效的主要機(jī)制改變了以往化肥無(wú)機(jī)氮供應(yīng)太快、土壤有機(jī)氮供應(yīng)太慢的特性，用碳素“抓牢”氮素，為國(guó)內(nèi)外同行運(yùn)用氮素進(jìn)行相關(guān)研究打通了“快速通道”。
研究表明，長(zhǎng)期有機(jī)培肥使土壤微生物類群分布均勻，導(dǎo)致喜酸環(huán)境的酸桿菌類減少，這是長(zhǎng)期有機(jī)培肥抑制土壤酸化根本原因。有機(jī)培肥還使土壤氮素循環(huán)相關(guān)功能基因拷貝數(shù)顯著增多。這些研究結(jié)果的取得為提高有機(jī)肥施用量，減少化肥用量提供了重要的理論支撐。
有機(jī)肥作用機(jī)制關(guān)鍵問(wèn)題的解決，使具有“揚(yáng)長(zhǎng)避短”特點(diǎn)的商品有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥產(chǎn)品得到大面積推廣應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，南農(nóng)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，為有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展保駕護(hù)航的同時(shí)，還將促進(jìn)我國(guó)耕地質(zhì)量的提升。