关于农业科研单位试验田建设的思考

2022-10-13张英惠马永鑫

农村科学实验 2022年20期

张英惠王纲马永鑫

（吉林省农业科学院，吉林长春 130000）

根据《“十四五”农业农村现代化重大工程建设总体规划》和相关专项建设规划，依据《全国高标准农田建设规划（2021—2030年）》，支持建设相关农业科研、生产等条件设施，以确保农业科研条件能力布局更加合理、功能定位更加精准，为加快建设农业科技强国提供坚实的保障。

吉林省农业科学院是省政府直属的以应用研究为主，兼顾应用基础研究和公益性科技工作的综合性农业科研机构，主要任务是围绕全省现代农业和农村经济发展需求，开展农业科技创新和成果转化。作为农业科技创新国际战略博弈的主要战场，近十年来，吉林省农业科学院（以下简称我院）共获得各类科技成果1499项。收集保存玉米、水稻、大豆、杂粮杂豆、特色蔬菜、抗寒果树、动物、微生物、牧草等各类种质资源75656份。

多年来，在国家及省有关部门的大力支持下，我院得到了长足发展，科技创新能力在全国省级农科院中位于前列，与中国农科院、中国农业大学等国家级科研机构联合紧密。2022年6月29 日，省委副书记、省长韩俊就推进“千亿斤粮食”工程建设到省农科院调研，并在会上强调，按照省委、省政府部署，高效推进高标准农田建设，促进吉林省黑土地质量与国家粮食安全整体提升，夯实现代农业发展基础，坚决扛稳维护国家粮食安全重任。

试验田是我院最基础的科技条件，更是支撑我院科技创新的重要构成要素。试验地建设直接影响着实验结果的客观性和准确性。院试验田总占地总面积817.4公顷，其中，公主岭院区占地面积552公顷；长春院区16.8公顷；洮南试验站132公顷；海南科学实验基地73.2公顷；范家屯试验地43.4公顷。

1.试验田总体情况及现状

随着科技的飞速发展，科学实验精准性要求的不断提高，我院试验地标准化建设步伐明显滞后，如土地平整度不够、土壤板结严重、地力贫瘠不一、田间灌排及电力设施弱化、抵御自然灾害能力不足。诸多种种，影响着综合科技创新能力的进一步提升。

通过试验田地力提升，实现试验田“地平整、肥均一、旱能灌、涝能排、林成网”，既能显著增强试验地防灾减灾、抗御风险的能力，也可方便农机作业和科学研究，大幅度提高科研效率。

2.功能区域划分

根据功能需求，目前我院试验田共划分为10个功能区域。具体如下：

2.1 农作物育种区。农作物优良品种是农业增产的核心要素，是种子产业发展的命脉。按照“加强基础研究、突破前沿技术、创制重大品种、引领现代种业”的总体思路，以玉米、水稻、大豆、高粱、谷子、食用豆、花生等各类农作物为对象，重点培育出高产、优质、抗逆、绿色高效的农作物新品种。

2.2 生物技术育种区。开展适用于东北生态区推广种植的转基因玉米、大豆新品系（品种）的环境安全评价、目标性状鉴定、品种展示与示范、产业化后抗性治理等研究和试验，规范生物育种研究安全评价技术体系，强化生物安全风险防控，为建立健全生物育种及其为有序推进我国生物育种产业化发展提供支撑。

2.3 农作物DUS测试区。承接来自农业农村部科技发展中心及育种工作者委托的农业植物新品种DUS测试任务，依据各作物的测试指南技术标准，开展包括玉米、水稻、大豆、高粱、谷子、绿豆、花生、甜菜等各类作物在内的田间种植试验和性状测试工作，为申请审定、登记和品种权保护的植物新品种提供数据支持，也为品种管理部门提供技术支撑。

2.4 黑土地保护与利用研究区。主要开展国家黑土肥力与肥料效益长期定位监测试验、有机无机肥配施试验和玉米大豆轮作试验，研究与黑土肥地、土壤质量等演变规律有关的内容。

2.5农作物栽培技术研究区。主要开展各类栽培技术对玉米、大豆等各类作物生长发育、产量影响的研究；开展免耕、翻耕、少耕及常规耕作4种模式的定位监测等研究工作。

2.6 肥力肥料试验区。主要包括养分优化管理长期定位基地、高效用水试验圃场和秸秆还田长期定位试验基地。主要开展了有机肥替代部分化肥调控机制、玉米—大豆轮作养分调控技术和秸秆养分与化肥养分高效利用机制研究；围绕玉米秸秆直接还田、玉米秸秆不同肥料化还田以及不同种类畜禽粪便还田对土壤—作物系统的影响开展研究。

2.7 植物保护试验区。主要开展农作物病虫害防治研究。采取化学防治和生物防治等方式，筛选出高效低毒化学药剂和多种病虫害的生物防治方法，明确白僵菌、寄生蜂等对作物病虫害生物防治机理，并创制种衣剂、可乳化粉剂、可湿性粉剂、农药增效剂等用于病虫害的防治的新剂型配方和助剂。同时，承担农业农村部农作物抗性品种筛选试验及各类示范试验。

2.8 水稻综合试验区。承担国家和省级资源鉴定任务，开展资源保存与鉴定工作；承担国家级、省级和联合体区域试验，展示和鉴评新品种；开展重要育种材料选育和品种的扩繁工作；开展水稻优质高效栽培、稻草还田、轻简栽培、新品种配套等各类栽培技术研究。

2.9 果树综合试验区。保存国家抗寒果树种质资源1530份，同时开展资源鉴定、评价与利用工作；开展苹果、梨、李杏、葡萄、草莓、观赏果树和花卉等杂交育种与杂交苗的定植，以及筛选优系的扩繁示范工作；开展苹果、梨、李、葡萄等果树不同树形试验研究、栽培基质试验、肥水试验、抗寒性鉴定试验和主要病虫害防治等研究。

2.10 经济作物综合试验区。开展油莎豆、马铃薯、甘薯、麻类、甜菜、菜豆、秋葵、芦笋、瓜类、中药材和食用菌等经济植物在露地和设施条件下的材料繁育与创新、品种选育和栽培植保试验，以及吉林省特色植物资源的保存工作。

3.发展方向和总体目标

3.1 发展方向。随着科学技术和经济社会发展加速融合，新一代生物技术、人工智能、信息大数据、新材料等多学科不断向农业领域渗透。农业科技创新能力条件建设需要依靠综合性、大体量、高精尖的基础支撑。农业转基因技术作为生物育种的重要方面，也是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物技术。

2022年6月，国家印发了《国家级转基因大豆玉米品种审定标准的通知》，并已经开展了转基因大豆、玉米等品种的区域试验工作，预示着我国生物育种产业化应用又迈出重要一步。吉林省农业科学院八号试验地位于长春市公主岭市，总面积69.29公顷，主要开展转基因作物的安全评价、试验转基因作物品种的培育、转基因作物品种的区域试验鉴定以及转基因作物品种制种等。

参照转基因试验田功能需求及标准，现我院主要建设包括土地平整工程、土壤改良工程、灌溉与排水工程、数字农业工程、农田输配电工程等五个方面，以期将试验地建设成为田块平整、集中连片、设施完善、节水高效、农电配套、宜机作业、土壤肥沃，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、稳产高产的试验地。

3.2 总体目标。力争到2025年建成水电设施配套完善、田块平整成形、生态绿化观赏与防护性强，耕地质量和地力等级显著提升的转基因科研试验田。使我院的科技服务能力得到加强，生态修复能力得到提升。

4.建设原则和内容

4.1 建设原则。结合公主岭市当地自然条件，因地制宜，统筹规划，合理布局，科学统筹高标准试验田的各项建设内容。在梳理和分析了现状情况的基础上，重点围绕我院公主岭院区试验地在土地平整工程、土壤改良工程、灌溉与排水工程、数字农业工程、农田输配电工程等方面加大建设力度，并高质量、高水平地完成。

4.2 建设内容。我院公主岭院区提升建设主要包括土地平整工程、土壤改良工程、灌溉与排水工程、数字农业工程、农田输配电工程等五个方面，以八号试验地作为典型设计，具体如下：

4.2.1 土地平整工程：对试验地全域面积69.29公顷耕地进行土地平整；

4.2.2 土壤改良工程：对试验地全域面积69.29公顷耕地进行秸秆堆沤肥制作及撒施；

4.2.3 灌溉与排水工程：安装变频柜、遥控空气开关、卡片式超声波流量计、液位变送器等首部设备，埋设管道，安装出水口保护及保护装置，安装无线远传电磁阀；安装涂塑管，铺设滴灌带；修建排水井；修建蓄水池；修建生态护坡排沟；

4.2.4 数字农业工程：建设综合控制中心，安装智能化土壤墒情监测仪、可视化监控、无线远程自动气象站、远程拍照式虫情测报灯、智能远程拍照式孢子捕捉仪、频振生物杀虫灯、气象站LED显示屏；

4.2.5 农田输配电工程：为试验地内的水源井配电。新建架空线路、埋设电缆及变压器。

4.3 工程设计

4.3.1 土地平整工程

4.3.1.1土地平整规划。根据八号试验地实际情况，此次将对3个田块进行土地平整。每个田块长度660m，宽度在220～300m之间，每个平整单元的设计高程一致，并保证设计高差在±3cm以内。

4.3.1.2土地平整要求及步骤。对不规整试验田、低洼地段、周边建筑地基及石头瓦块进行挖掘筛选平整处理。平整后，耕作层厚度应达到30cm以上，有效土层厚度应达到60cm以上，土壤理化指标应满足作物高产稳产要求。

4.3.2 土壤改良工程。根据八号试验地现状土耕地监测所知，施用秸秆堆沤肥面积69.29公顷，共制作秸秆堆沤肥1039m3，该肥料每亩用量1m3。

秸秆堆沤肥是有机肥料的一种，是利用当地畜禽粪便和秸秆资源堆沤或利用纯畜禽粪便堆沤的农家肥。具体操作为先把秸秆粉碎成3cm以内的碎块，按秸秆5份、畜禽粪便5份的比例充分混拌均匀（比例可根据情况适当调整），然后撒一层拌土的秸秆腐熟剂，肥堆的高度以1.5m至2m为宜，用泥土（3-4cm）或塑料布把肥堆封好；纯畜禽粪便直接堆沤即可。发酵期（15-20天）后施用于试验田。

4.3.3 灌溉与排水工程

4.3.3.1灌溉工程。八号试验地面积69.29公顷，分为三个田块，灌溉方式采用喷灌、滴灌。

其中1#田块面积18.11公顷，采用滴灌灌溉方式；2#田块面积16.74公顷，采用半固定式灌溉方式，配备喷灌机2台；3#田块面积34.44公顷，采用全移动式喷灌方式，配备喷灌机。

4.3.3.2排水工程。结合八号试验地的田间道路和试验地垄向，修建生态护坡排沟（见图1）4.98km，排沟末端修建排水井1座。

图1 生态护坡图

建成后，灌溉保证率达到50%以上，排涝标准达到10年一遇，农田防洪标准达到20年一遇，田间工程配套率达到80%以上，灌溉水利用效率和水分产出率明显提高。

4.3.4 数字农业工程

农业数字化工程建设主要包括综合控制中心、田间监测设备、现代农机装备三个部分。

4.3.4.1综合控制中心。为实时监控耕地质量，在院区内建设综合控制中心1处，控制中心与院内地下水位监测设备、田间灌溉设备设施、智能化土壤墒情监测仪、病虫害可视化监测站、无线远程自动气象监测站、物联网远程拍照式虫情测报灯等设备设施相辅相成，全面实时的掌握田间农事信息、土壤墒情、土壤肥力、地下水位动态及病虫害情况，实现智能灌溉、病虫综合治理。

4.3.4.2田间监测设备。田间监测设备主要包括智能化土壤墒情监测仪8台套、可视化监控10台套、无线远程自动气象站1台套、远程拍照式虫情测报灯1台套、智能远程拍照式孢子捕捉仪1台套、频振生物杀虫灯8台套、气象站LED显示屏1套。

4.3.4.3现代农机装备。现代农机装备主要包括卷盘式喷灌机4台、农业植保机2台、农用四轮拖拉机2台、播种施肥一体机1台、耕整一体机1台、小型手动播种机2台、农用三轮车2台。同时，安装试验区宣传牌5个。

4.3.5 农田输配电工程

为试验地内的5座水源井配电。

4.3.5.1八号试验地15kW潜水泵5台、设备总功率75kW，变压器总容量180kVA；

4.3.5.2新建JKLGYJ-10kV-70mm2型架空线路750m；新建10kV线路采用Φ190×12m钢筋混凝土水泥杆16基。T接入点1处安装跌落式断路器、避雷器及接地体；

4.3.5.3新建铝芯聚乙烯护套钢带铠YJLV22-0.6/1kV-4×35型电缆埋设线路1662m；

4.3.5.4新建双杆H型变压器台1座。变压器采S13-10/0.4-100kVA变压器1台套。