人工合成淀粉
前两天我国中国科学院天津工业生物技术研究所的科学家们在Science上发表了一项重要的研究成果,首次从二氧化碳出发合成了淀粉(以下简称人工合成淀粉或合成淀粉)。既然是首次,也就是说以前人们做不了这件事,这事在自然界是通过植物的光合作用完成的。有些网友说希望我讲讲这个话题,不过植物、太阳能、化学合成、固碳都不是我熟悉的领域,我只能站在生物学大领域的角度谈一谈,也不能保证说得对。
(一)研究的意义
这项研究的意义非常重大。我们知道地球上所有生命所需的能源归根结底都来自太阳光,但动物和真菌以及大部分的细菌都不会利用太阳光,只有植物和一些细菌(主要是蓝细菌)才能利用阳光的能量合成有机物,而我们动物只会把这些有机物氧化分解成二氧化碳和水等小分子。因此,在生态学上,植物是生产者,而我们是消费者,这是不是有点惭愧?现在如果我们也能从二氧化碳出发来合成糖类,那是不是意义很大?当然,这只是一种好玩的说法。实际上,这项研究在理论和技术上贡献都很大。比如,它并不是通过反复摸索试验最后侥幸成功的,而是先通过理论计算,找出候选途径,再去实验。虽然还是少不了摸索和试错,但计算显然起了非常大甚至是决定性的作用。其次,合成本身的技术对今后的研究也相当有价值。媒体的报道过于强调它潜在的应用价值,实际上它直接的贡献是理论和技术方面的,而应用还是比较远期的,现在还不好说。
(二)人工合成淀粉与光合作用的对比
光合作用是“光驱动的合成作用”的简称。光合作用分为光反应和暗反应。光反应这一步是通过叶绿素等色素吸收光子的能量来做两件事,一是获取高能量高活性的ATP;二是裂解水分子,放出氧气,并获得氢和电子(也就是还原力)。这一步的本质是把光能转变成了化学能,但这些化学能的存在形式是高活性,高反应性,不能长期储存,而暗反应那一步则是用这些化学能来固定二氧化碳,生成能够长期储存的化学能——糖类(葡萄糖和淀粉等)。显然,合成淀粉模拟的是暗反应这一步。
前两天看到一种说法,认为光合作用关键的是光反应,而合成淀粉的反应既没有利用太阳光的能源,也没有裂解水,也没有放出氧气,后面的固定二氧化碳以及合成淀粉还都得耗电,因此这项研究是蒙人的。这个说法看似有理,其实非常有失公允。暗反应也是光合作用中很重要的一步,怎么能当成无足轻重呢?而且涉及到光反应还有更重要的一个问题,就是我们下一节要讨论的能量转化效率的问题。
(三)光能转化的效率
既然这项技术是在模拟暗反应,那么有没有模拟光反应的技术呢?当然有了,那就是光伏发电啊。光伏发电一方面获得了电能,同时电能还可以分解水得到单质的氢和氧。你看这一步和植物的光反应是不是很像?而且,现在光伏发电的效率已经明显高于植物对阳光的利用。那么,我们用光伏发电,再用电能去驱动暗反应,生产有机物,岂不是很好?又怎么能叫蒙人呢?也就是说,人工光合作用的瓶颈其实并不在光反应,而是在暗反应。光伏发电有个短板是电能不好储存,合成淀粉恰恰能把电能变成化学能长期储存和运输。这项研究恰好在帮助人们突破这个瓶颈,这意义难道还不够大吗?
当然,所用电能也不局限于光伏发电,也可以是风电、水电、核电,总之只要成本合算就好。假如将来有了可控热核反应就更好。
(四)人工合成淀粉的应用前景
媒体报导的时候大多会着重于技术的应用,毕竟这一点容易牵动读者的神经,但是从目前看应用应该还是比较遥远的事。回想一下,大多数技术在应用之前不都是先有了汗牛充栋的论文吗?哪有开天辟地第一篇论文一出来就应用的?论文的作者在接受采访时说“从控制过程成本初步计算,只有当二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍,淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍,才能与农业种植竞争。因此,要想实现工业化生产,还需解决诸多的科技难题。”我觉得这个说法还是公允的。一方面是效率有待提高,另一方面还有其他的技术难题,比如设备的成本,就是说即使它的效率比农业高,但如果设备成本远远高于种子、化肥、农药、农机等等,那么还是不合算;另外,作物本身是0污染的(化肥农药农机有污染),那么这种合成反应除了产生淀粉还有没有其他有毒有害的副产物呢?凡此种种,都需要考虑。一项技术从诞生到应用,我们很难说从0到1更难,还是从1到10更难。但不论如何,人们已经完成了从0到1这一步。虽不应盲目乐观,但适度乐观展望一下还是可以的。
(五)合成食物
关于合成淀粉的应用,媒体讲的最多的是合成食物。然而,从应用的角度,合成食物可能会排得比较靠后。首先,食物的要求很高。农作物虽然生产效率不高,但它们是无毒无害的,农产品通常只需要碾米磨面这样的粗提就可以食用。而且,米糠、麦麸也无害,反而有益健康。可是,人工合成的淀粉就不一样了,很可能伴有有毒的副产物,这样提取的难度和成本就会很高。况且,人类也不需要吃纯淀粉。甚至,家畜家禽也不太需要吃纯淀粉。因此,合成淀粉应用的大头应该首先是作为工业原料。事实上,粮食产品很多也作为工业原料,比如说抗生素的发酵就要用掉大量的玉米淀粉、玉米油、玉米浆、豆油、豆饼等等;人们还用玉米淀粉来生产酒精作为汽车的能源等等。如果合成淀粉能够作为这些工业的原料,我们就能省下更多的耕地来种植人类食物和牲畜的饲料。另外,纤维素和淀粉的结构非常相似,都是多聚葡萄糖。如果能够合成纤维素,就可以生产纸张和布匹,也能节约森林并减少棉麻等纤维作物的种植。总之,我们不必太纠结合成淀粉的“能好怎”。
还有的媒体刻意提到中国人的主食是淀粉来彰显这项研究的意义,这个也大可不必。我国主食淀粉已然太多,应该减少,更不该添加纯淀粉。这项研究已经非常伟大的,不必找不合适的理由给它贴金。
(六)外星球移民
还有不少媒体讲到这项技术在移民外星球上的应用的,这个就属于畅想了。如果一个星球有光、二氧化碳和水,温度也合适,那就可以投放蓝细菌了。实际上,这样的星球很难找,而且我们除了月球也很难登上任何其他的星球,能不能合成淀粉有什么重要的呢?我还是那句话,地球上的南北极、青藏高原、撒哈拉沙漠都比外星球环境好,先把那些地方建成合成淀粉的基地再说外星球吧。
(七)农牧业与医学的工业化
跟工业相比,农牧业和医学这两个基于生物学的行业一直是发展非常滞后的。大趋势上,它们的未来也应该工业化,比如农牧业应该不局限于用植物来生产营养物质,而医学上用的器官和血液也应该不受限于人类供体,都应该能够工业化生产。那样,人类社会的结构会发生天翻地覆的改变。当然这个也属于远景的畅想了。
(八)固定二氧化碳
固碳这事我有点懒得讲,虽然它很热门。合成淀粉固然可以固碳,但淀粉大多不会囤着不用,一用又变成二氧化碳了。而且,目前固碳的声势很大程度是政治上的考量,常常偏离实际。这次的突破国内一片欢腾,外网好像动静不大(也许我眼拙,如果你看到很多报道请告诉我)。发在Science上的真材实料总也值得很多报道吧,假如是西方人做的研究或许会不一样。
最后想说这样两句话:
不要指望一项伟大的研究能够毕全功于一役,也不要因为一项研究不能毕全功于一役就否定它是伟大的研究,这就好比人类第一次发射火箭是一些伟大的成就,但它还远远不能把人类送上火星,后者需要无数伟大的研究串起来才行,但你总不能说发射火箭也算不了什么,反正也上不了火星。
前两天我国中国科学院天津工业生物技术研究所的科学家们在Science上发表了一项重要的研究成果,首次从二氧化碳出发合成了淀粉(以下简称人工合成淀粉或合成淀粉)。既然是首次,也就是说以前人们做不了这件事,这事在自然界是通过植物的光合作用完成的。有些网友说希望我讲讲这个话题,不过植物、太阳能、化学合成、固碳都不是我熟悉的领域,我只能站在生物学大领域的角度谈一谈,也不能保证说得对。
(一)研究的意义
这项研究的意义非常重大。我们知道地球上所有生命所需的能源归根结底都来自太阳光,但动物和真菌以及大部分的细菌都不会利用太阳光,只有植物和一些细菌(主要是蓝细菌)才能利用阳光的能量合成有机物,而我们动物只会把这些有机物氧化分解成二氧化碳和水等小分子。因此,在生态学上,植物是生产者,而我们是消费者,这是不是有点惭愧?现在如果我们也能从二氧化碳出发来合成糖类,那是不是意义很大?当然,这只是一种好玩的说法。实际上,这项研究在理论和技术上贡献都很大。比如,它并不是通过反复摸索试验最后侥幸成功的,而是先通过理论计算,找出候选途径,再去实验。虽然还是少不了摸索和试错,但计算显然起了非常大甚至是决定性的作用。其次,合成本身的技术对今后的研究也相当有价值。媒体的报道过于强调它潜在的应用价值,实际上它直接的贡献是理论和技术方面的,而应用还是比较远期的,现在还不好说。
(二)人工合成淀粉与光合作用的对比
光合作用是“光驱动的合成作用”的简称。光合作用分为光反应和暗反应。光反应这一步是通过叶绿素等色素吸收光子的能量来做两件事,一是获取高能量高活性的ATP;二是裂解水分子,放出氧气,并获得氢和电子(也就是还原力)。这一步的本质是把光能转变成了化学能,但这些化学能的存在形式是高活性,高反应性,不能长期储存,而暗反应那一步则是用这些化学能来固定二氧化碳,生成能够长期储存的化学能——糖类(葡萄糖和淀粉等)。显然,合成淀粉模拟的是暗反应这一步。
前两天看到一种说法,认为光合作用关键的是光反应,而合成淀粉的反应既没有利用太阳光的能源,也没有裂解水,也没有放出氧气,后面的固定二氧化碳以及合成淀粉还都得耗电,因此这项研究是蒙人的。这个说法看似有理,其实非常有失公允。暗反应也是光合作用中很重要的一步,怎么能当成无足轻重呢?而且涉及到光反应还有更重要的一个问题,就是我们下一节要讨论的能量转化效率的问题。
(三)光能转化的效率
既然这项技术是在模拟暗反应,那么有没有模拟光反应的技术呢?当然有了,那就是光伏发电啊。光伏发电一方面获得了电能,同时电能还可以分解水得到单质的氢和氧。你看这一步和植物的光反应是不是很像?而且,现在光伏发电的效率已经明显高于植物对阳光的利用。那么,我们用光伏发电,再用电能去驱动暗反应,生产有机物,岂不是很好?又怎么能叫蒙人呢?也就是说,人工光合作用的瓶颈其实并不在光反应,而是在暗反应。光伏发电有个短板是电能不好储存,合成淀粉恰恰能把电能变成化学能长期储存和运输。这项研究恰好在帮助人们突破这个瓶颈,这意义难道还不够大吗?
当然,所用电能也不局限于光伏发电,也可以是风电、水电、核电,总之只要成本合算就好。假如将来有了可控热核反应就更好。
(四)人工合成淀粉的应用前景
媒体报导的时候大多会着重于技术的应用,毕竟这一点容易牵动读者的神经,但是从目前看应用应该还是比较遥远的事。回想一下,大多数技术在应用之前不都是先有了汗牛充栋的论文吗?哪有开天辟地第一篇论文一出来就应用的?论文的作者在接受采访时说“从控制过程成本初步计算,只有当二氧化碳到淀粉合成的电能利用效率再提高数倍,淀粉合成的碳素转化速率再提高数十倍,才能与农业种植竞争。因此,要想实现工业化生产,还需解决诸多的科技难题。”我觉得这个说法还是公允的。一方面是效率有待提高,另一方面还有其他的技术难题,比如设备的成本,就是说即使它的效率比农业高,但如果设备成本远远高于种子、化肥、农药、农机等等,那么还是不合算;另外,作物本身是0污染的(化肥农药农机有污染),那么这种合成反应除了产生淀粉还有没有其他有毒有害的副产物呢?凡此种种,都需要考虑。一项技术从诞生到应用,我们很难说从0到1更难,还是从1到10更难。但不论如何,人们已经完成了从0到1这一步。虽不应盲目乐观,但适度乐观展望一下还是可以的。
(五)合成食物
关于合成淀粉的应用,媒体讲的最多的是合成食物。然而,从应用的角度,合成食物可能会排得比较靠后。首先,食物的要求很高。农作物虽然生产效率不高,但它们是无毒无害的,农产品通常只需要碾米磨面这样的粗提就可以食用。而且,米糠、麦麸也无害,反而有益健康。可是,人工合成的淀粉就不一样了,很可能伴有有毒的副产物,这样提取的难度和成本就会很高。况且,人类也不需要吃纯淀粉。甚至,家畜家禽也不太需要吃纯淀粉。因此,合成淀粉应用的大头应该首先是作为工业原料。事实上,粮食产品很多也作为工业原料,比如说抗生素的发酵就要用掉大量的玉米淀粉、玉米油、玉米浆、豆油、豆饼等等;人们还用玉米淀粉来生产酒精作为汽车的能源等等。如果合成淀粉能够作为这些工业的原料,我们就能省下更多的耕地来种植人类食物和牲畜的饲料。另外,纤维素和淀粉的结构非常相似,都是多聚葡萄糖。如果能够合成纤维素,就可以生产纸张和布匹,也能节约森林并减少棉麻等纤维作物的种植。总之,我们不必太纠结合成淀粉的“能好怎”。
还有的媒体刻意提到中国人的主食是淀粉来彰显这项研究的意义,这个也大可不必。我国主食淀粉已然太多,应该减少,更不该添加纯淀粉。这项研究已经非常伟大的,不必找不合适的理由给它贴金。
(六)外星球移民
还有不少媒体讲到这项技术在移民外星球上的应用的,这个就属于畅想了。如果一个星球有光、二氧化碳和水,温度也合适,那就可以投放蓝细菌了。实际上,这样的星球很难找,而且我们除了月球也很难登上任何其他的星球,能不能合成淀粉有什么重要的呢?我还是那句话,地球上的南北极、青藏高原、撒哈拉沙漠都比外星球环境好,先把那些地方建成合成淀粉的基地再说外星球吧。
(七)农牧业与医学的工业化
跟工业相比,农牧业和医学这两个基于生物学的行业一直是发展非常滞后的。大趋势上,它们的未来也应该工业化,比如农牧业应该不局限于用植物来生产营养物质,而医学上用的器官和血液也应该不受限于人类供体,都应该能够工业化生产。那样,人类社会的结构会发生天翻地覆的改变。当然这个也属于远景的畅想了。
(八)固定二氧化碳
固碳这事我有点懒得讲,虽然它很热门。合成淀粉固然可以固碳,但淀粉大多不会囤着不用,一用又变成二氧化碳了。而且,目前固碳的声势很大程度是政治上的考量,常常偏离实际。这次的突破国内一片欢腾,外网好像动静不大(也许我眼拙,如果你看到很多报道请告诉我)。发在Science上的真材实料总也值得很多报道吧,假如是西方人做的研究或许会不一样。
最后想说这样两句话:
不要指望一项伟大的研究能够毕全功于一役,也不要因为一项研究不能毕全功于一役就否定它是伟大的研究,这就好比人类第一次发射火箭是一些伟大的成就,但它还远远不能把人类送上火星,后者需要无数伟大的研究串起来才行,但你总不能说发射火箭也算不了什么,反正也上不了火星。
#春耕正当时# #秋收正当时# #寻味易食记# 【龙江打样!寒地黑土“种”出农业现代化】
眼下的龙江大地,千里沃野,绿浪滚滚。
在北大荒集团建三江分公司二道河农场,一架M-18型号农用飞机正在进行喷洒作业,为水稻防病“健身”。这架装备载药量大、雾化效果好,能使病虫害发生率控制在1%以下。高效率的航化作业,为夺取今年稳产高产打牢了基础。
从高质量备耕,到高标准春种;从精细化田间管理,到高效率秋收,连续10年获得全国产粮“状元”的黑龙江,正加快推动农业现代化步伐,让“中国饭碗”端得越来越牢。
提产能,筑牢粮食安全“压舱石”
这是黑龙江作为农业大省的非凡实力——2020年,黑龙江省粮食产量达1508亿斤,实现“十七连丰”,玉米、粳稻、大豆面积和产量均居全国第一,玉米面积和产量均占全国13%以上,水稻面积和产量均占全国12%以上,大豆面积和产量均占全国40%以上。杂粮杂豆品种全、质量好,畅销国内外市场。近年来,黑龙江深入推进“藏粮于地、藏粮于技”战略,不断提升粮食产能,让“中国饭碗”装上更多“黑龙江粮”。
“藏粮于技”,技从何来?
黑龙江省加快农业现代化脚步的背后,是精细到每一棵稻苗的严谨、执着和专注。
在海伦市长发水田科技示范园区,田成方、路成网、渠相通、旱能灌、涝能排……这是高标准农田的“标配”。
在田间地头放眼望去,满眼郁郁葱葱,水稻长势十分喜人。但仔细观察后会发现,每垄水稻的距离有宽有窄,并不相同。实际上,这看似“不整齐”的水稻,是经过了科学精细的测算栽种的。
“我们采用的是‘宽窄行’种植技术,经过测算后,稻株间设置为宽行40公分、窄行20公分,株距12公分,所以呈现了宽窄不一的效果。”海伦市长发镇长兴村种植大户赵忠说,这样的技术能让每一株水稻得到更好的通风、采光等条件,确保其具有充足进行光合作用的时间,实现高产稳产。
“藏粮于技”,把“量”做上去,更要把“质”保持好,同时还要注重特色和高效。
“为了提高水稻有机化程度,实现水稻纯绿色生产,园区在稻田里设置了养鸭展示区,利用鸭子的杂食性和不间断活动,吃掉杂草、害虫,按摩、疏松土壤,刺激水稻分蘖,产生浑水肥田效果,鸭稻双丰收。”长发镇副镇长李源表示,多年来,经过对园区基础设施建设的改造升级和经营模式的不断创新,园区已经连续10年实现高产稳产增产,真正实现了旱涝保收。
粮食稳,天下安。
近几年来,黑龙江省以土地平整、土壤改良、地力提升等为重点,大力推进高标准农田建设,巩固和提高粮食生产能力,坚决当好维护国家粮食安全“压舱石”。截至2020年,全省累计建成高标准农田面积达8112.7万亩,亩均增加粮食产能100斤。
强根基,为寒地黑土“加油”
春耕时期,绥化市北林区四平管理区保护性耕作区,满地是碎碎的秸秆,双脚踩上去像踩在地毯上。
弯腰随手抓起一把土——油黑、疏松。
绥化是黑龙江“压舱石”中最重的一块,黑土地更是绥化最宝贵的资源。为了实现黑土地有效保护和可持续利用,绥化用取材于地、秸秆还田的方式,把从黑土地上“汲取”的营养“还”回去。
“去年秋天收获玉米后,我们将全株玉米秸秆粉碎,原位均匀还田,覆盖地表越冬,防止春季风大、地表裸露造成的表层黑土流失。到春耕时,采用原垄免耕播种机器,耕地无须翻地,秸秆也不用离田,直接深翻到地下还田,增加黑土地肥力。”保护性耕作区管理人员说。
“藏粮于地”,怎么藏?
从黑龙江省农业农村厅了解到,今年,黑龙江共落实保护性耕作国家任务2310万亩,超额完成国家下达任务目标。全省耕地土壤有机质平均含量36.2克/千克,是全国的1.83倍。秸秆综合利用率达91.4%。畜禽粪污资源化利用率达80.1%。目前,全省有20个县(市、区、场)实施东北黑土地保护利用试点,有序有力推进黑土地保护工作。
为了进一步建立健全保护机制,黑龙江采取出台“决定+条例”的方式立法保护黑土地,在法治轨道上推动黑土地保护利用工作。
特别是近期以来,黑龙江在全省开展了严厉打击盗采泥炭黑土行为专项整治百日行动和违规占用耕地搞绿化行为专项整治,坚决遏制黑土盗采和耕地“非农化”,防止耕地“非粮化”。
“保护黑土地,黑龙江会牢牢守住耕地红线,实施好国家黑土地保护工程。通过扩大秸秆还田、深松整地、增施有机肥、轮作轮耕等方式,保护好黑土地这个‘耕地中的大熊猫’,持续提升耕地质量。”省农业农村厅副厅长李文德说。
兴科技,驱动农业现代化发展内核
当前正是农作物夏管的关键时期,但在北大荒集团建三江分公司1000多万亩的水稻田里,几乎看不到作业人员。在建三江鸭绿河农场找到种植户肖方时,他正在自家田里悠闲地“溜达”。
“我每天除了常规巡田外,就是和农场技术人员一同到自家的水稻病虫害监测点‘溜达’一圈。”能让肖方在繁忙的夏管时这样悠闲,要归功于他口中提到的“监测点”。
针对当前水稻病虫害频发期,建三江各农场通过安装在水稻地里的1026处病虫害监测站,就可以科学及时为水稻“会诊把脉”。农场工作人员每天早晚分别对孢子捕捉仪中的孢子、虫情测报仪中的害虫数量进行观测,掌握第一手资料,并及时发布病虫害预警信息,让种植户能够在最佳的时间节点,进行有效防治。
“有了这个病虫害自动监测装置,一旦出现问题就会预警提示,我们也省了不少事。”肖方说。
随着现代科技正与农业生产、经营管理全产业链进行深度融合,发展信息化、数字化、智能化甚至是无人化的现代农业,已成为农业转型升级的突破口。
在建三江创业农场,有一条目前国内速度最快的水稻播种生产线——播种速度能达到每小时1300盘,一次性可完成装盘、播土、浇水、播种、覆土、叠盘等作业,为每年的春耕生产提速。整个过程全部实现了机械化、智能化,大大节约了用工成本。
黑龙江是实施农机化生产较早的省份,近年来,黑龙江农业综合机械化率、科技贡献率节节攀升。2020年,黑龙江省农业综合机械化率达98%、科技贡献率达68.3%。
作为农业大省,黑龙江经过多年积累发展,在农业机械化、科技化、组织化、规模化等方面具有坚实基础,在维护国家粮食安全上具有不可替代的作用。
在刚刚结束不久的黑龙江省第十二届委员会第九次全体会议上,审议通过的《中共黑龙江省委关于深入贯彻新发展理念 加快融入新发展格局 推进农业农村现代化实现新突破的决定》为黑龙江推进农业农村现代化指明了方向——
到2025年底,建成农业强省,垦区和具备条件的市县率先基本实现农业现代化,全省农业农村现代化实现新突破;到2035年,垦区和具备条件的市县实现更高水平的农业现代化,全省基本实现农业农村现代化;到2050年,全面实现乡村产业、人才、文化、生态和组织振兴,全面实现农业强、农村美、农民富,全面实现农业农村现代化。
这是一个时间表,也是一张路线图,更是一道动员令!黑龙江将紧扣当好维护国家粮食安全“压舱石”的战略定位,走出一条具有黑龙江特色的农业农村现代化道路。
眼下的龙江大地,千里沃野,绿浪滚滚。
在北大荒集团建三江分公司二道河农场,一架M-18型号农用飞机正在进行喷洒作业,为水稻防病“健身”。这架装备载药量大、雾化效果好,能使病虫害发生率控制在1%以下。高效率的航化作业,为夺取今年稳产高产打牢了基础。
从高质量备耕,到高标准春种;从精细化田间管理,到高效率秋收,连续10年获得全国产粮“状元”的黑龙江,正加快推动农业现代化步伐,让“中国饭碗”端得越来越牢。
提产能,筑牢粮食安全“压舱石”
这是黑龙江作为农业大省的非凡实力——2020年,黑龙江省粮食产量达1508亿斤,实现“十七连丰”,玉米、粳稻、大豆面积和产量均居全国第一,玉米面积和产量均占全国13%以上,水稻面积和产量均占全国12%以上,大豆面积和产量均占全国40%以上。杂粮杂豆品种全、质量好,畅销国内外市场。近年来,黑龙江深入推进“藏粮于地、藏粮于技”战略,不断提升粮食产能,让“中国饭碗”装上更多“黑龙江粮”。
“藏粮于技”,技从何来?
黑龙江省加快农业现代化脚步的背后,是精细到每一棵稻苗的严谨、执着和专注。
在海伦市长发水田科技示范园区,田成方、路成网、渠相通、旱能灌、涝能排……这是高标准农田的“标配”。
在田间地头放眼望去,满眼郁郁葱葱,水稻长势十分喜人。但仔细观察后会发现,每垄水稻的距离有宽有窄,并不相同。实际上,这看似“不整齐”的水稻,是经过了科学精细的测算栽种的。
“我们采用的是‘宽窄行’种植技术,经过测算后,稻株间设置为宽行40公分、窄行20公分,株距12公分,所以呈现了宽窄不一的效果。”海伦市长发镇长兴村种植大户赵忠说,这样的技术能让每一株水稻得到更好的通风、采光等条件,确保其具有充足进行光合作用的时间,实现高产稳产。
“藏粮于技”,把“量”做上去,更要把“质”保持好,同时还要注重特色和高效。
“为了提高水稻有机化程度,实现水稻纯绿色生产,园区在稻田里设置了养鸭展示区,利用鸭子的杂食性和不间断活动,吃掉杂草、害虫,按摩、疏松土壤,刺激水稻分蘖,产生浑水肥田效果,鸭稻双丰收。”长发镇副镇长李源表示,多年来,经过对园区基础设施建设的改造升级和经营模式的不断创新,园区已经连续10年实现高产稳产增产,真正实现了旱涝保收。
粮食稳,天下安。
近几年来,黑龙江省以土地平整、土壤改良、地力提升等为重点,大力推进高标准农田建设,巩固和提高粮食生产能力,坚决当好维护国家粮食安全“压舱石”。截至2020年,全省累计建成高标准农田面积达8112.7万亩,亩均增加粮食产能100斤。
强根基,为寒地黑土“加油”
春耕时期,绥化市北林区四平管理区保护性耕作区,满地是碎碎的秸秆,双脚踩上去像踩在地毯上。
弯腰随手抓起一把土——油黑、疏松。
绥化是黑龙江“压舱石”中最重的一块,黑土地更是绥化最宝贵的资源。为了实现黑土地有效保护和可持续利用,绥化用取材于地、秸秆还田的方式,把从黑土地上“汲取”的营养“还”回去。
“去年秋天收获玉米后,我们将全株玉米秸秆粉碎,原位均匀还田,覆盖地表越冬,防止春季风大、地表裸露造成的表层黑土流失。到春耕时,采用原垄免耕播种机器,耕地无须翻地,秸秆也不用离田,直接深翻到地下还田,增加黑土地肥力。”保护性耕作区管理人员说。
“藏粮于地”,怎么藏?
从黑龙江省农业农村厅了解到,今年,黑龙江共落实保护性耕作国家任务2310万亩,超额完成国家下达任务目标。全省耕地土壤有机质平均含量36.2克/千克,是全国的1.83倍。秸秆综合利用率达91.4%。畜禽粪污资源化利用率达80.1%。目前,全省有20个县(市、区、场)实施东北黑土地保护利用试点,有序有力推进黑土地保护工作。
为了进一步建立健全保护机制,黑龙江采取出台“决定+条例”的方式立法保护黑土地,在法治轨道上推动黑土地保护利用工作。
特别是近期以来,黑龙江在全省开展了严厉打击盗采泥炭黑土行为专项整治百日行动和违规占用耕地搞绿化行为专项整治,坚决遏制黑土盗采和耕地“非农化”,防止耕地“非粮化”。
“保护黑土地,黑龙江会牢牢守住耕地红线,实施好国家黑土地保护工程。通过扩大秸秆还田、深松整地、增施有机肥、轮作轮耕等方式,保护好黑土地这个‘耕地中的大熊猫’,持续提升耕地质量。”省农业农村厅副厅长李文德说。
兴科技,驱动农业现代化发展内核
当前正是农作物夏管的关键时期,但在北大荒集团建三江分公司1000多万亩的水稻田里,几乎看不到作业人员。在建三江鸭绿河农场找到种植户肖方时,他正在自家田里悠闲地“溜达”。
“我每天除了常规巡田外,就是和农场技术人员一同到自家的水稻病虫害监测点‘溜达’一圈。”能让肖方在繁忙的夏管时这样悠闲,要归功于他口中提到的“监测点”。
针对当前水稻病虫害频发期,建三江各农场通过安装在水稻地里的1026处病虫害监测站,就可以科学及时为水稻“会诊把脉”。农场工作人员每天早晚分别对孢子捕捉仪中的孢子、虫情测报仪中的害虫数量进行观测,掌握第一手资料,并及时发布病虫害预警信息,让种植户能够在最佳的时间节点,进行有效防治。
“有了这个病虫害自动监测装置,一旦出现问题就会预警提示,我们也省了不少事。”肖方说。
随着现代科技正与农业生产、经营管理全产业链进行深度融合,发展信息化、数字化、智能化甚至是无人化的现代农业,已成为农业转型升级的突破口。
在建三江创业农场,有一条目前国内速度最快的水稻播种生产线——播种速度能达到每小时1300盘,一次性可完成装盘、播土、浇水、播种、覆土、叠盘等作业,为每年的春耕生产提速。整个过程全部实现了机械化、智能化,大大节约了用工成本。
黑龙江是实施农机化生产较早的省份,近年来,黑龙江农业综合机械化率、科技贡献率节节攀升。2020年,黑龙江省农业综合机械化率达98%、科技贡献率达68.3%。
作为农业大省,黑龙江经过多年积累发展,在农业机械化、科技化、组织化、规模化等方面具有坚实基础,在维护国家粮食安全上具有不可替代的作用。
在刚刚结束不久的黑龙江省第十二届委员会第九次全体会议上,审议通过的《中共黑龙江省委关于深入贯彻新发展理念 加快融入新发展格局 推进农业农村现代化实现新突破的决定》为黑龙江推进农业农村现代化指明了方向——
到2025年底,建成农业强省,垦区和具备条件的市县率先基本实现农业现代化,全省农业农村现代化实现新突破;到2035年,垦区和具备条件的市县实现更高水平的农业现代化,全省基本实现农业农村现代化;到2050年,全面实现乡村产业、人才、文化、生态和组织振兴,全面实现农业强、农村美、农民富,全面实现农业农村现代化。
这是一个时间表,也是一张路线图,更是一道动员令!黑龙江将紧扣当好维护国家粮食安全“压舱石”的战略定位,走出一条具有黑龙江特色的农业农村现代化道路。
2021年6月24日,中国农业机械化协会副会长兼秘书长王天辰一行到安陆市调研农机化发展情况。
当天上午9点,王天辰来到湖北永祥农机装备有限公司考察调研,实地参观了生产车间,了解了永祥精量播种机、侧深施肥机等现代农业智能化机械产品。
在实地参观时,湖北永祥农机装备有限公司总经理叶元文就公司的发展历史、生产销售、远景规划及面临的机遇与挑战进行了介绍。王天辰对永祥农机自主研发的精准控制、智能操作给与了高度的肯定。
精准控制是永祥农机独立自主研发的播种控制系统;智能控制系统持续精准控制步进电机的转速,从而调整种轮的转速,来实现不间断精准区中;控制系统精准度,稳定性全球领先。
在实地参观后对公司发展提出几点建议:一是建议永祥农机装备有限公司积极申报各级推广项目;二是积极参加各地的农机博览会,加大宣传力度,让更多农民群众了解永祥农机的产品,享受到产品带来的高产高量,让付出汗水更有价值。在乡村振兴的路上做出新的、更大贡献!
当天上午9点,王天辰来到湖北永祥农机装备有限公司考察调研,实地参观了生产车间,了解了永祥精量播种机、侧深施肥机等现代农业智能化机械产品。
在实地参观时,湖北永祥农机装备有限公司总经理叶元文就公司的发展历史、生产销售、远景规划及面临的机遇与挑战进行了介绍。王天辰对永祥农机自主研发的精准控制、智能操作给与了高度的肯定。
精准控制是永祥农机独立自主研发的播种控制系统;智能控制系统持续精准控制步进电机的转速,从而调整种轮的转速,来实现不间断精准区中;控制系统精准度,稳定性全球领先。
在实地参观后对公司发展提出几点建议:一是建议永祥农机装备有限公司积极申报各级推广项目;二是积极参加各地的农机博览会,加大宣传力度,让更多农民群众了解永祥农机的产品,享受到产品带来的高产高量,让付出汗水更有价值。在乡村振兴的路上做出新的、更大贡献!
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