北方旱區(qū)是中國最具開發(fā)潛力的農業(yè)生產基地，如何建立適應干旱變化的農業(yè)發(fā)展模式？1991年，中國農科院在山西東部的壽陽縣建立了旱作農業(yè)試驗站，開展了長期固定觀測研究。壽陽縣是我國典型溫帶干旱、半干旱區(qū)域，通過長期不間斷的定位研究，我國科研工作者獲得了真實、準確、完整的第一手旱作農業(yè)發(fā)展基礎數(shù)據，分析出干旱地區(qū)農業(yè)生產發(fā)展與生態(tài)環(huán)境變化的規(guī)律，探索了旱區(qū)農業(yè)綠色發(fā)展模式。7月3日-4日，“壽陽旱作農業(yè)試驗站建站30年總結暨旱作農業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展研討會”召開，系統(tǒng)總結了壽陽旱作農業(yè)試驗站30年來科技創(chuàng)新發(fā)展歷程和成就，探索了旱地農田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站發(fā)展定位、建設方案和運行機制，研討了“十四五”時期全國旱作農業(yè)核心科技創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略構想和重點任務。
建設國家旱作農業(yè)科技攻關的試驗區(qū)
1991年，為滿足“八五”期間國家科技攻關需求，根據國家旱地農業(yè)試驗區(qū)布局調整的要求，中國農業(yè)科學院和山西省農業(yè)科學院通過共同調研和磋商，決定在山西省壽陽縣建立旱地農業(yè)試驗區(qū)，開展北方旱地農業(yè)科技攻關研究。中國農科院副院長、壽陽站站長梅旭榮告訴記者，壽陽站的目標定位就是面向國家重大需求，開展旱地農田生態(tài)系統(tǒng)水、土、氣、生等資源要演變規(guī)律的長期定位觀測和科學研究，揭示以降水利用為核心的多要素時空匹配規(guī)律及驅動機制、旱地生物結構與生產功能及其環(huán)境響應機理，破解系統(tǒng)結構優(yōu)化與生產力提升機制和旱地生態(tài)系統(tǒng)資源承載力與生產力布局等亟待解決的科技難題，突破資源高效率的途徑與技術，構建區(qū)域旱作農業(yè)綠色高質量發(fā)展模式。
1992年3月，科研人員進駐試驗區(qū)開展工作，壽陽旱農試驗區(qū)正式建立。“九五”期間，壽陽旱農試驗區(qū)以宗艾鎮(zhèn)為單元，實施林、田、路、水綜合治理，完善科研設施，逐步建設成為試驗研究與示范樣板于一體的旱作節(jié)水農業(yè)試驗研究基地。
2007年壽陽站在景尚鄉(xiāng)擴建了新站，如今核心試驗觀測場設有氣象觀測場、波文比－能量平衡與渦度相關系統(tǒng)觀測場、土壤水分平衡觀測場、作物抗旱性鑒定池、土壤質量演替與培肥區(qū)、土壤養(yǎng)分動態(tài)觀測場、覆蓋種植觀測場和水土流失觀測場以及水肥一體化技術展示區(qū)等場地。壽陽站儀器設備齊全，聚集一批長期扎根黃土地的旱作農業(yè)科技創(chuàng)新人才，具備開展旱地農田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境要素長期定位監(jiān)測的條件，先后遴選成為農業(yè)農村部農業(yè)環(huán)境與旱作農業(yè)科學觀測實驗站、國家農業(yè)綠色發(fā)展長期固定觀測試驗站、科技部國家野外科學觀測研究站（擇優(yōu)建設）。
建站30年來，壽陽站實施了國家科技攻關、國家科技支撐計劃、國家“863”計劃、國家自然基金、國際合作和地方科技攻關等旱農科研項目（課題）120余項，成為旱作農業(yè)科技攻關的國家戰(zhàn)略力量。
積累豐富數(shù)據實現(xiàn)旱作農業(yè)關鍵技術突破
旱地農田生態(tài)系統(tǒng)水、肥、光、熱多因素如何協(xié)同提升資源利用率？春玉米、雜糧、豆類等旱地優(yōu)勢作物怎么種才能效益更高？要搞清楚這些問題，首先要掌握旱地農田的水、土、氣、生等生產要素的大量基礎數(shù)據，這就離不開長期定位科學觀測。
壽陽站建站30年來，按照規(guī)范的定位監(jiān)測和控制試驗方法，通過對農田氣象、水碳通量與能量平衡、農田蒸散量、土壤水分動態(tài)、土壤養(yǎng)分和作物生長發(fā)育等的長期定位監(jiān)測，以及不同培肥方式、耕作方式、覆蓋方式等的長期定位試驗研究，建立了系統(tǒng)完整的旱地農田生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與試驗數(shù)據庫。
大量豐富的科研數(shù)據資料和材料，為我國旱作農業(yè)發(fā)展和科研攻關提供了可靠的依據，突破了一系列旱作農業(yè)核心關鍵技術和可持續(xù)發(fā)展模式。壽陽站研究提出的“一換三改加調控”優(yōu)化栽培技術體系、晉東豫西旱地農業(yè)農牧結合產業(yè)化持續(xù)發(fā)展技術模式、旱作農牧結合綜合優(yōu)化發(fā)展模式、降水高效利用的“集、蓄、保、提”技術體系、北方旱作區(qū)抗旱適水種植模式等在適宜的類型區(qū)進行大面積應用，平均降水利用率由57%提高到68%，作物水分利用效率由0.67kg/mm?畝提高到1.35 kg/mm?畝，為我國旱作農業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的理論基礎和技術條件。“十三五”期間，隨著旱作農業(yè)科技的發(fā)展，覆蓋保墑、水肥一體化、集雨補灌、測墑節(jié)灌、耕作保墑等技術在西北、華北和東北等干旱缺水地區(qū)大面積推廣應用。
推進旱作農業(yè)核心關鍵技術聯(lián)合攻關
習近平總書記在視察山西時指出，“要堅持走有機旱作農業(yè)的路子，完善有機旱作農業(yè)技術體系，使有機旱作農業(yè)成為我國現(xiàn)代農業(yè)的重要品牌”。那么，“十四五”期間如何加強科技創(chuàng)新為旱作農業(yè)發(fā)展提供有力的支撐呢？梅旭榮表示，圍繞新時期旱農區(qū)糧食安全保障、高質量發(fā)展和生態(tài)文明建設等國家重大戰(zhàn)略需求，重點在旱作農業(yè)應用基礎研究、核心關鍵技術與產品以及典型區(qū)域技術發(fā)展模式等方面加強創(chuàng)新實現(xiàn)突破。
特別是要開展旱作農業(yè)核心關鍵技術聯(lián)合攻關，以提高旱地農田干旱應變能力和水分適應彈性為目標，以深度節(jié)水和極限節(jié)水為主攻方向，重點研究突破耕層土壤理想結構營建、綠色覆蓋抑蒸、水肥協(xié)同提質增效、種養(yǎng)結合水分養(yǎng)分循環(huán)和農田系統(tǒng)生態(tài)化重構等關鍵技術，研發(fā)抗旱節(jié)水作業(yè)機具、智慧集雨補灌裝備，創(chuàng)新新型多功能抗旱制劑、微生物菌劑、生物可降解地膜，研制適應不同應用場景土壤蓄水保水和綠色節(jié)水栽培的技術、產品規(guī)范與標準，實現(xiàn)適度規(guī)模藝機一體化。
此外，推動旱作農業(yè)發(fā)展，離不開信息和生物技術的應用。梅旭榮說，要加強物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等方法和生物技術的應用，加大生物節(jié)水品種和技術研發(fā)，開發(fā)氣候智慧型旱作農業(yè)信物融合操作系統(tǒng)和裝備，提升我國旱作農業(yè)現(xiàn)代化水平，推動旱作農業(yè)自動化、智能化、智慧化和無人化，搶占國際旱作農業(yè)科技前沿高地。
