良法良机良田，长春国家农高区打出玉米种植“组合拳”

文丨本刊记者 王怡文

大豆玉米带状复合种植

2020 年，习近平总书记在吉林省考察时指出：“我十分关心粮食生产和安全。吉林省要把保障粮食安全放在突出位置，毫不放松抓好粮食生产。”受气候等不利因素影响，2023 年我国夏粮产量14613万吨，比上年减少127.4 万吨。因此，要全方位夯实粮食安全根基，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中。吉林长春国家农业高新技术产业示范区（以下简称“长春国家农高区”）自启动申建以来，深入推进藏粮于地、藏粮于技战略，黑土地种肥水药智能管控、天空地立体监测、无人农机、循环农业……在一项项科技成果的加持下，黑土地上的粮食安全根基越夯越实。如今，长春国家农高区以玉米全产业链发展为先导，成功实现了高效集约的现代农业生产方式，打出了玉米种植的“组合拳”，为实施“新一轮千亿斤粮食产能提升行动”贡献着自己的力量。

良法：稳产增收的基础

7 月的玉米地是一望无际的绿色，玉米已经一人多高，玉米穗在太阳的照射下散发着金光。这里是位于吉林省公主岭市刘房子街道的智慧农场，占地共1000 亩，由长春国家农高区和赵春江院士团队、 中国科学院东北地理与农业生态研究所于2022 年共同合作建设。

在智慧农场的田地里，玉米与大豆两种作物在田里间隔排列，一高一低相辅相成。大豆玉米带状复合种植是在传统间作、 套种方法的基础上经过改进创新的一种一季双收种植模式。中国科学院东北地理与农业生态研究所助理研究员于锐向记者介绍：“大豆具有固氮作用，恰好符合玉米需氮多的特点，提供了玉米生长发育的养分。尽管玉米与大豆间作种植让玉米的种植数量减少，但是总产量并没有降低。并且玉米与大豆间作种植还能减少化肥施用量。”

良法不可能一蹴而就，而是科研人员围绕着稳产增收这一主题不断摸索，才最终得以实现玉米大豆双丰收。“目前，智慧农场实行四垄大豆+两垄玉米的种植方案，是我们经过了3～5 年试验得出的最佳大豆玉米间作种植模式。”于锐说。在此期间，中国科学院东北地理所团队一直在尝试能够让玉米和大豆两种作物均实现稳产多产高产的方式，从两垄到四垄再到六垄，记录数据对比分析，寻找种植的最优解。

同时，要应用好这一种植模式，还需要注意种子的选用、两种作物的播种期等核心要点。于锐表示：“我们现在种植的是公主岭主推的品种——‘富民88’（玉米）和‘吉育303’（大豆）。玉米品种要选择叶片上举型、耐密植的品种，大豆则选择耐遮阴、耐密植品种。常规种植下，玉米播种期相对靠后，大豆播种期相对靠前，没有办法统一，为实现玉米和大豆同时播种，我们团队采用了自主改造的新型米豆间作播种机，方便又快捷。”

2023 年是我国大范围、 大规模推广大豆玉米带状复合种植的第二年，种植面积已从上年的1500 万亩扩大到2000 万亩。大面积推广大豆玉米带状复合种植，既保障了大豆和油料产能提升，也确保了粮食的稳定安全供给，已成为稳粮多产增豆创收的重要途径。

良机：提质增效的保障

近年来，智慧农场依托吉林省农业科技示范园现有基础设施条件和农机装备基础，建立了完善的智慧农机与智慧生产管理、监管、服务的信息平台，实现了农业的高效生产与管理。

技术人员在手机App 上设置好播种数量、路径等数据，轻点屏幕中的“启动”按键，田地里的无人播种机便立即开始向前行进。无人播种机工作的最大数值可达到一天播种450 亩，远远高于传统农机手驾驶机械一天播种的75 亩。播种均匀整齐，形成一条直线，种子左右的距离与设定的偏差仅在3cm 之内，玉米产量增产5%以上。

不仅播种机，粮食收获时的收割机也是如此。在手机上设定一个路径，无人收割机会按照规划路线开始收割玉米，中间自动转弯、倒车，行动自如。和传统劳动力相比，无人农场的收割速度提升了3～4 倍，节省了大量的劳动力，为农场玉米无人化收获提供了有力支撑。

这里的无人农机都是中国科学院自主研发，农机装备智能化已经达到了国内领先水平。在拖拉机、耕整地机具等26 台套农机上，通过加装北斗自动导航无人驾驶系统和农机作业在线监控模块等智能改造，打造出了数台智能无人农机，使无人机械覆盖了玉米生产的各个环节，耕、种、管、收全过程均实现了无人化作业。玉米无人农场由信息感知系统、智能农机装备、管控云平台三部分组成。“管控云平台”就是智慧农场的大脑。环境监测、虫情病害监测、苗情监控、智能控制、农事监管和质量追溯等几大模块是智慧农业大数据管控中心的主要工作内容。

智能管控中心与无人农机之间密不可分。管控云平台主要包括无人农场基础地理信息管理系统、无人农机远程管控系统、智能农机精准作业管理系统和无人农机作业展示系统四部分。其中，农场基础地理信息管理系统通过农场田块尺度的厘米级数字地图测绘和处理，为无人农机精准作业提供基础地理信息支撑；无人农机远程管控系统主要面向智能农机装备的作业管控，提供农场耕种管收作业监管、工况监控、前后台交互和作业管理等服务；智慧农机精准作业管理系统及数据库主要面向智能农机装备基准作业，提供基础农作数据维护管理、变量处方管理、农机作业参数共享、农机作业质量监管等服务；无人农机作业展示系统为农场日常系统运维、运营服务和展示提供基础平台。

现在，智慧农机已成为农业生产的主力军，既提高了玉米的质量，又提高了粮食生产智能化水平。

良田：循环农业的核心

黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”。东北黑土区是世界主要的黑土带之一，是我国最大的商品粮生产基地，其粮食生产能力和农业可持续性事关国家粮食安全。然而，近些年来黑土地面临退化问题，土壤不断变薄、变瘦、变硬。2021 年，中国科学院和吉林省人民政府启动“黑土粮仓”科技会战，自此中国科学院东北地理与农业生态研究所团队的科技人员开始扎根公主岭，在这片黑土地上开展科研攻关，以黑土健康保育和粮食综合生产能力稳步提升为目标，攻克黑土地保护与利用的关键科学技术难题，巩固黑土地作为国家粮食安全“压舱石”的地位。

两年多来，“黑土粮仓” 科技会战结合长春国家农高区现代农业技术，在黑土地健康保育新型种植模式、 种养一体化地力提升绿色循环农业模式和天空地一体化检测技术模式下，完成秸秆覆盖还田保护性耕作、食用菌立体栽培等10 个功能区划分，开展以秸秆饲料化、农业废弃物资源化利用以及绿色循环农业生产为核心的技术示范。

东北黑土地每年会产生上亿吨玉米秸秆，秋收时，东北许多村、屯用秸秆打包机将地里的玉米秸秆打成圆包，并在来年春耕前陆续将秸秆包离田。秸秆打包离田过程中会带起表面上的黑土，处理不当情况下进而引起秸秆的霉变。因此，“玉米茎穗兼收秸秆黄贮”技术应运而生，利用茎穗兼收玉米收割机，对秸秆喷洒菌剂实时打包黄贮，在田间生产菌酶协同发酵黄贮秸秆饲料。这一技术的实施有效降低了秸秆的坏包率和黑土的流失，实现秸秆收集方式和利用方式变革。2023 年，该技术被吉林省农业厅列为了主推技术。

智慧农场除种植玉米外，中国科学院东北地理所团队还养殖了不少牛、羊。“玉米茎穗兼收秸秆黄贮”技术下发酵好的秸秆成为牛、羊的饲料，这些秸秆有更高的营养价值，让秸秆饲料在牛、羊中的消化利用率也进一步提升。牛、羊采食带走玉米地中2/3秸秆，留下1/3 秸秆用于覆盖还田。“全量还田会引起播种时出苗率低等问题，让牛、羊吃掉一部分能够极大减少这种问题的出现。”于锐解释道。每只出栏羊能够节约140 元饲料成本，100 只羊放牧1 个月，相当于向农田施入100kg 氮素。这就是“保护性耕作下季节性放牧饲养技术”，实现秸秆过腹还田的同时，还改善土壤肥力，降低牛羊饲养成本。

中国科学院东北地理所团队还研究了“畜禽粪污超高温发酵实时处理技术”，让养殖场内牛、羊的粪便也能成为生物有机肥。把发酵菌种通过一套超高温发酵实时处理设备(80℃发酵)，精准控制发酵温度、水分和氧气浓度，快速、实时处理牛场污染物，当天产生的粪便当天发酵处理完，形成生物有机肥。畜禽粪污超高温发酵实时处理技术有着粪污实时处理效率高、 无害化和减量化效果好的优势，让牛羊的粪便又继续还田，实现了循环农业。

为提高废弃物利用效率，考虑利用东北地区丰富的秸秆和畜禽粪便资源、 复合群体的生产生态优势，团队共同努力提出了在玉米行间种植草生食用菌，实行宽窄行米菇间作模式。“宽窄行米菇立体栽培” 就是窄行40～50cm 种植玉米，宽行80～90cm玉米生长期种植食用菌。这项技术能够改变玉米连作制度，实现立体栽培和废弃物直接还田，秸秆及菌渣原位腐解利用培肥地力、 循环增效。这样的方法下，亩产蘑菇达到500～600kg。经过2021-2022 年两年试验示范，玉米产量提高22.17%～31.14%。废弃物直接还田后，生物转化利用率达到了45%以上，经济效益提高30%，土壤有机质提高0.5%以上。

“未来，我们还将深入研究‘秸秆变肉’千万头肉牛工程等关键技术。促进农业废弃物高效循环利用、提升黑土地和粮食生产能力，并且实现农－牧生态高效可持续发展将会是我们一直的目标所在。”于锐说。

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